(News.oto-hui.com) – Việc điều khiển xe sử dụng hộp số tự động khi kẹt xe đông đúc có vẻ rất dễ dàng, không vất vả với tài xế mới như sử dụng hộp số sàn phải liên tục đạp nhả côn, ga và phanh liên tục. Để khắc phục tình trạng này, hãng Bosch đã phát triển công nghệ điều khiển ly hợp điện tử E-Clutch, giúp người lái có trải nghiệm tốt hơn với xe số sàn.
Trong những chiếc xe được trang bị hộp số sàn, việc đóng ngắt ly hợp được quyết định và thực hiện bởi người lái, thông qua một hệ thống dẫn động trực tiếp từ bàn đạp ly hợp tới “Bi T” của ly hợp. Với những xe sử dụng ly hợp điện tử, việc dẫn động thực hiện đóng ngắt ly hợp đã có sự thay đổi. Người lái sẽ không phải tác động trực tiếp vào quá trình đóng ngắt ly hợp mà sẽ thông qua một bộ truyền động (điện hoặc thủy lực), được điều khiển bởi một mô-đun điều khiển điện tử.
1. Hệ thống điều khiển ly hợp điện tử E-Clutch:
a. Phân loại:
Có hai loại xe sử dụng hệ thống điều khiển ly hợp điện tử E-Clutch:
- Với hộp số sàn (MT) sử dụng bàn đạp ly hợp: Người lái sẽ chủ động đạp bàn đạp ly hợp để quyết định vào quá trình đóng ngắt ly hợp. Lúc này, hệ thống điều khiển sẽ có một cảm biến bàn đạp ly hợp nhận tín hiệu bàn đạp ly hợp và báo về Module điều khiển. Từ đó, Module điều khiển sẽ điều khiển tín hiệu để điều khiển Motor điện hoặc hệ thống thủy lực thực hiện quá trình đóng mở ly hợp.
- Với hộp số tự động (AMT) hoặc hộp số li hợp kép (DCT) và không sử dụng bàn đạp ly hợp: Việc đóng/ngắt ly hợp được quyết định bởi một Module điều khiển điện tử và sự hoạt động của ly hợp phụ thuộc vào bộ truyền động điện hoặc thủy lực.
b. Cấu tạo:
Hệ thống điều khiển ly hợp điện tử (Electric Clutch Control System – ECC hoặc Electronic Clutch Management – ECM), bao gồm: Một bộ ly hợp được điều khiển đóng/ngắt bởi bộ truyền động (thủy lực hoặc điện tử), dựa trên vị trí của bàn đạp ly hợp (nhờ cảm biến vị trí bàn đạp ly hợp) hoặc nhờ vào các tín hiệu điều khiển độc lập được gửi đến bởi Module điều khiển điện tử (Electronic Control Module – ECM).
Cấu tạo bộ ly hợp điện tử E-Clutch:
- Bàn đạp ga (Accelerator Pedal)
- Bàn đạp phanh (Brake Pedal)
- Bàn đạp ly hợp (Clutch Pedal)
- Cảm biến vị trí bàn đạp ly hợp (Clutch Position Sensor)
- Dây (điện)
- Bộ truyền động điều khiển bằng điện hoặc thủy lực với Module điều khiển ECM và Bình chứa dầu phụ (Reservoir)
- Ống (thủy lực)
- Xy lanh con nằm đồng tâm với bộ ly hợp (Concentric Slave Cylinder)
- Nắp ly hợp (Clutch Cover)
c. Làm thế nào để điều khiển ly hợp điện tử hoạt động?
Khi người lái nhấn bàn đạp ly hợp (3), cảm biến vị trí bàn đạp ly hợp (4) sẽ gửi tín hiệu điện đến mô-đun điều khiển (6). Tùy thuộc vào mức độ nhấn bàn đạp ly hợp, mô-đun điều khiển sẽ điều chỉnh áp suất bên trong xy lanh con (8) tham gia đóng ngắt/kết nối ly hợp.
2. Biên độ dao động của mô-men xoắn động cơ (Với hệ thống theo dõi/kiểm soát mô-men xoắn):
- Với bộ ly hợp điện tử được dẫn động trong Hộp số sàn, khi đóng hoàn toàn, nó có thể truyền gấp hai đến ba lần mô-men xoắn động cơ với mức tối đa. Tuy nhiên, phải luôn đảm bảo rằng ly hợp không bị trượt.
- Với hầu hết các trường hợp, trong quá trình lái xe, động cơ hoạt động ở mức tải một phần, rất ít khi toàn tải, trong đó mô-men xoắn lúc ấy chỉ bằng một rất nhỏ so với phần mô-men xoắn cực đại.
Ở động cơ có trang bị hệ thống theo dõi/kiểm soát mô-men xoắn, ly hợp được đóng vừa đủ để truyền nhiều mô-men xoắn hơn so với mô-men xoắn lúc không sử dụng, nhưng đây không phải là lượng mô-men tối đa mà ly hợp có thể đạt được nếu sử dụng khi ấy.
Tính năng này chỉ có thể hoạt động với hệ thống điều khiển ly hợp điện tử và cung cấp thêm một số lợi ích nhất định về ổn định khả năng lái.
a. Lợi thế thứ nhất là Đóng/mở ly hợp nhanh hơn trong quá trình sang số:
- Khi người lái nhả bàn đạp ga, mô-men xoắn của động cơ sẽ bị giảm và hệ thống theo dõi/kiểm soát mô-men xoắn có thể tự động điều chỉnh ly hợp điện tử bằng cách mở nhẹ. Khi hệ thống nhận ra người lái muốn chuyển số, bộ ly hợp lúc này đã mở sẵn một phần, dẫn đến thời gian đóng ngắt/mở nhanh hơn bình thường. Do đó, quá trình chuyển số sẽ nhanh hơn, mômen xoắn ít bị hao hụt hơn.
- So sánh đồ thị độ mở ly hợp ở cột bên trái và cột bên phải (không/sử dụng hệ thống theo dõi/kiểm soát) cho thấy:
+ Ly hợp điện tử mở sẵn (ở đồ thị phía trên bên phải, đường màu đen dài hơn so với Tín hiệu yêu cầu chuyển số (Signal Shift Request, đường thẳng)), mômen xoắn giữa ly hợp và động cơ không có sự chênh lệch lớn như hai biểu đồ bên trái (trên và dưới).
+ Độ trễ của thời điểm chuyển số ít hơn (hai đồ thị bên dưới, ΔT Disengagement Time).
+ Đường đặc tính chuyển số (Shift Travel, màu đỏ) ổn định hơn, dứt khoát hơn (dựa vào số đỉnh của đường đặc tính sau thời điểm chuyển số (đồ thị phía trên bên trái: 3 đỉnh, bên phải: 2 đỉnh).
=> Do đó, thời gian chuyển số của cả hai đồ thị bên phải sử dụng hệ thống theo dõi/kiểm soát mômen xoắn sẽ ít hơn khiến việc đóng/mở ly hợp khi sang số nhanh hơn.
b. Lợi thế thứ hai là Cần chuyển số sang số với chất lượng tốt hơn:
- Vì mô-men xoắn ly hợp có thể được điều khiển chính xác bởi mô-đun điều khiển điện tử. Khi kết thúc quá trình chuyển số, ly hợp được để trượt trong một khoảng thời gian ngắn và được giới hạn. Quá trình này sẽ lọc bỏ ra những dao động nhỏ ảnh hưởng đến vòng tua máy, mômen xoắn, gia tốc, dẫn đến chuyển số mượt mà hơn và tăng sự thoải mái cho hành khách ngồi bên trong (giảm rung giật cục khi chuyển số, giảm ồn…).
- So sánh sáu đồ thị vòng tua máy, mômen xoắn, gia tốc ở cột bên trái (a) và cột bên phải (b), (không/sử dụng hệ thống theo dõi/kiểm soát) cho thấy:
+ Đồ thị Vòng tua máy: Khi sử dụng hệ thống này cùng ly hợp điện tử, đồ thị b sẽ đạt được số vòng tua máy lên cao hơn trong cùng khoảng thời gian và độ đạt vòng tua theo yêu cầu luôn ngắn hơn, ổn định (ít đường lên xuống).
+ Đồ thị Mômen xoắn: Hai đường đặc tính Mômen xoắn của ly hợp điện tử và động cơ ít xa nhau hơn, cho thấy độ chênh lệch khi sử dụng hệ thống sẽ đạt hiệu quả momen xoắn tốt hơn không sử dụng.
+ Đồ thị Gia tốc: Thời gian chuyển số ở đồ thị b ngắn hơn, nhanh hơn, ít tồn tại các dao động nhỏ như bên biểu đồ a.
3. Lợi ích tiêu thụ nhiên liệu:
Một chiếc xe sử dụng hộp số sàn khi trang bị hệ thống điều khiển ly hợp điện tử E-Clutch có thể được thừa hưởng một số chức năng có ích để giảm tiêu thụ nhiên liệu. Nhất là chức năng dừng xe chuyển động (Stop in motion), thường thấy ở các xe điện Hybrid.
- Trong quá trình di chuyển, khi người lái nhả bàn đạp ga, động cơ sẽ ngắt kết nối với bộ truyền động và tắt máy hoặc giữ ở chế độ không tải.
- Chiếc xe sẽ di chuyển được nhờ quán tính, do đó mức tiêu thụ nhiên liệu sẽ giảm bớt đi phần nào.
- Lưu ý: Chức năng này chỉ có thể có trên một chiếc xe sử dụng hộp số sàn nếu nó được trang bị hệ thống điều khiển ly hợp điện tử.
Theo Schaeffler, với xe sử dụng động cơ xăng 1.2 lít, các thử nghiệm được thực hiện bằng chu trình đo mức tiêu thụ WLTP và các báo cáo thực tế của khách hàng, đã ghi nhận mức giảm tiêu thụ nhiên liệu từ 2% (động cơ không hoạt động) xuống còn 6% (tắt động cơ) khi sử dụng hệ thống điều khiển ly hợp điện tử E-Clutch. Ngoài ra, có thể đạt được mức tiết kiệm lên tới 8% nếu trong điều kiện lái xe trong đô thị
4. Ưu điểm của hệ thống điều khiển ly hợp điện tử E-Clutch:
Với việc sử dụng đầy đủ các chức năng của bộ ly hợp điện tử trong hệ thống điều khiển và hệ thống truyền động, tổng thể sẽ mang lại một số lợi thế nhất định như sau:
- Cải thiện khả năng lái nhờ vào quá trình chuyển số và vận hành ly hợp nhanh hơn và mượt mà hơn.
- Tự động khởi động lại động cơ trong trường hợp dừng không mong muốn (bảo vệ chống tắt máy).
- Vận hành ly hợp dễ dàng hơn, đặc biệt là với xe có mô-men xoắn động cơ cao.
- Cải thiện an toàn thụ động (bảo vệ va chạm) do không có nhiều các thành phần cơ khí.
- Có thể lên lịch lập lịch thời gian bảo dưỡng ly hợp, do hệ thống theo dõi/kiểm soát ly hợp điện tử có thể thu thập dữ liệu của các hệ số liên quan.
- Cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
- Cải thiện sự thoải mái của hành khách do ít rung động hơn, do giảm lực được truyền từ hệ thống truyền lực, dẫn động tác động vào cabin (không có các liên kết cơ khí giữa ly hợp và bàn đạp ly hợp).
Bài viết liên quan:
- Phân tích ưu nhược điểm, nguyên nhân hư hỏng, cách sửa chữa của các loại ly hợp ô tô
- Tìm hiểu về độ ly hợp hiệu suất cao cho ô tô
- Hướng dẫn thay thế bộ ly hợp trên ô tô
