Ý – F80 là siêu xe mới của công ty Ferrari, sẽ gia nhập cùng các mẫu ô tô biểu tượng từ GTO 1984 đến LaFerrari Aperta 2016.

Loạt bài “F80: Siêu xe mới của công ty Ferrari” gồm 3 phần. Mời Quý vị xem nội dung phần 2 bên dưới.

Khí động học

Xe F80 đẩy hiệu suất khí động học lên mức cao nhất đối với một chiếc xe Ferrari đường trường, như được chứng minh bằng lực ép xuống 1.000 kg được tạo ra ở tốc độ 250 km/h. Thành tựu đáng kinh ngạc này có thể thực hiện được nhờ sự cộng tác hoàn hảo giữa tất cả các bộ phận của công ty Ferrari đang làm việc để định hình thiết kế của xe; đối với mỗi phòng ban, sự cân bằng hoàn hảo giữa lực ép xuống và tốc độ tối đa là cơ sở cho mọi lựa chọn thiết kế, tạo nên một bộ giải pháp hoàn hảo phù hợp với một siêu xe thực thụ.

Phần đầu xe F80 tạo ra lực ép xuống tổng cộng 460 kg ở tốc độ 250 km/h, được lấy ý tưởng từ khí động học được sử dụng trong xe đua công thức 1 và Giải vô địch sức bền thế giới (WEC), được ứng dụng một cách sáng tạo để trở thành nền tảng của toàn bộ thiết kế. Một mặt, tư thế lái xe đua nằm nghiêng cho phép sử dụng khung gầm có sống giữa cao, mặt khác, cách bố trí hệ thống làm mát đã giải phóng toàn bộ phần trung tâm của xe, tối đa hóa không gian có thể sử dụng cho các chức năng khác.

Phía mũi xe F80 phẳng với kích thước rộng của cánh trước. Bên trong hốc gió S-Duct là hai cánh lướt gió theo cấu hình chính để hoàn thiện cấu hình ba cánh với các đường cong và khe quạt gió lấy ý tưởng từ xe 499P. Yếu tố quan trọng đối với hiệu quả khí động học của phần đầu xe là ba cánh lướt gió hoạt động hoàn hảo với hốc gió S-Duct và sống giữa cao, giảm thiểu sự tắc nghẽn luồng không khí hướng về phía cánh và tối đa hóa hiệu suất.

Kết quả là, luồng không khí từ gầm xe đến cản xe trải qua quá trình giãn nở theo chiều dọc mạnh mẽ và được chuyển hướng bên trong ống dẫn về phía nắp ca-pô phía trước, tạo ra luồng khí thổi ngược mạnh mẽ chuyển thành vùng áp suất thấp bên dưới gầm xe. Điều này chiếm 150 trong số 460 kg lực ép xuống tối đa được tạo ra ở phía trước xe, tuy nhiên, lực này rất nhạy cảm với những thay đổi về khoảng sáng gầm xe. Do đó, sự cân bằng khí động học của xe được đảm bảo bởi hệ thống treo chủ động, hệ thống này kiểm soát hoạt động của xe theo thời gian thực và điều chỉnh khoảng cách giữa gầm xe và mặt đường để phản ứng với các điều kiện lái xe.

Thể tích được giải phóng dưới chân người lái cũng tạo ra không gian cho ba cặp tấm chắn gió. Các thiết bị này tạo ra các luồng xoáy mạnh mẽ, tập trung, đưa một phần vận tốc vào trường luồng khí theo hướng luồng gió thổi ra. Ngoài việc cải thiện lực hút của gầm xe, luồng gió thổi ra còn làm giảm sự tắc nghẽn và cải thiện hiệu suất của ba cánh trước. Các tấm chắn gió cũng giúp giảm thiểu tác động có hại của luồng gió xoáy của bánh trước bằng cách hạn chế luồng gió xoáy và giữ luồng gió xoáy tránh xa gầm xe, ngăn ngừa luồng gió xoáy hướng về phía sau xe bị ô nhiễm.

Hiệu suất khí động học của vùng sau xe, tạo ra 590 kg lực ép xuống còn lại ở tốc độ 250 km/h, là kết quả của hoạt động kết hợp của hệ thống cánh gió sau – bộ khuếch tán. Hiệu quả của hệ thống này phụ thuộc rất nhiều vào lượng lực ép xuống do gầm xe tạo ra, vì điều này có tác động rất ít đến lực cản.

Để đưa hiệu suất của bộ khuếch tán của F80 lên mức cực đại, thể tích giãn nở của bộ khuếch tán đã được tối đa hóa bằng cách nghiêng cụm hộp số động cơ 1,3° theo trục Z và bằng cách cấu hình các thành phần khung gầm sau và hệ thống treo. Điểm bắt đầu của độ cong hướng lên của bộ khuếch tán đã được đưa về phía trước, tạo ra một bộ khuếch tán có chiều dài kỷ lục 1.800 mm, tạo ra một vùng áp suất thấp khổng lồ bên dưới xe, từ đó hút một luồng không khí lớn vào khu vực bên dưới.

Hình dạng của khung gầm, với các ngưỡng cửa hẹp, cong, góp phần tạo ra hiệu ứng khí động học xung quanh gầm xe bằng cách tạo thành một ống dẫn thu luồng khí bám vào hông xe và thổi không khí vào bên trong vỏ vòm bánh xe phía sau bên dưới tay treo dưới. Sự tương tác giữa luồng khí này và thanh bên ngoài của bộ khuếch tán sẽ can thiệp vào các luồng xoáy được tạo ra trong vùng tiếp xúc giữa bánh xe và mặt đường, ngăn không cho không khí đi vào bộ khuếch tán quá xa về phía trước. Các giải pháp này hoạt động hoàn hảo đến mức lực ép xuống do riêng bộ khuếch tán tạo ra là 285 kg, hoặc hơn 50% tổng lực ép xuống trên trục sau.

Cánh chủ động là đặc điểm khí động học đặc biệt nhất của xe F80, tối ưu khí động học của xe. Hệ thống truyền động của cánh sau không chỉ điều chỉnh chiều cao mà còn kiểm soát góc tấn liên tục và động, để có lực cản và lực ép xuống có thể điều chỉnh chính xác. Trong cấu hình lực ép xuống cao (HD – high downforce), được sử dụng trong quá trình phanh, vào cua, cánh sẽ tạo thành góc 11° so với hướng luồng không khí để tạo ra hơn 180 kg lực ép xuống ở tốc độ 250 km/h.

Ở cực đối diện của phạm vi quay, cánh ở cấu hình lực cản thấp (LD – low drag), với cạnh trước hướng lên trên. Lực cản thấp hơn nhiều trong cấu hình này, không chỉ vì lực nâng giảm mà còn do hiệu ứng lực kéo tạo ra bởi vùng áp suất thấp còn lại tác động vào mặt dưới của chính cánh.

Cánh sau là chìa khóa của toàn bộ hệ thống khí động học thích ứng, cho phép xe F80 thích ứng với mọi điều kiện động lực có thể xảy ra, được các hệ thống điều khiển xe theo dõi và đánh giá theo thời gian thực. Để đáp ứng các yêu cầu của người lái về khả năng tăng tốc, tốc độ và góc lái, hệ thống sẽ xác định sự kết hợp tối ưu giữa lực ép xuống, cân bằng khí động học và lực cản, đồng thời ra lệnh cho hệ thống treo chủ động và hệ thống khí động học chủ động thực hiện theo đó. Trong trường hợp của hệ thống khí động học, điều này có nghĩa là kiểm soát góc tấn công của cánh sau và trạng thái kích hoạt của cánh đảo ngược chủ động dưới cánh ba phía trước.

Với hai cấu hình khác nhau, cánh này cũng cho phép kiểm soát lực ép xuống và lực cản ở phía trước xe: vị trí đóng tạo ra lực ép xuống tối đa, trong khi ở vị trí mở, thiết bị vuông góc với luồng không khí và tương tự như cách hệ thống DRS hoạt động trong xe đua công thức 1, giúp dừng gầm xe để giảm lực cản và cho phép xe đạt tốc độ tối đa cao hơn.

Quản lý nhiệt

Việc xác định bố cục của hệ thống làm mát đòi hỏi phải nghiên cứu sâu và phát triển tỉ mỉ để cân bằng nhu cầu nhiệt của động cơ (phải tản nhiệt hơn 200 kW trong quá trình sử dụng) và hệ thống hybrid mới với các yêu cầu khí động học. Mục đích là thiết kế một hệ thống làm mát có tác động ít nhất có thể đến toàn bộ lớp vỏ bọc, để đạt được cấu hình hợp lý về mặt chức năng và khí động học, đáp ứng hoàn hảo cả nhu cầu khí động học và nhiệt của xe F80.

Bộ tản nhiệt được bố trí tối ưu để tối đa hóa luồng khí lạnh và giảm thiểu sự can thiệp vào luồng khí nóng, để có hiệu quả trao đổi nhiệt tốt hơn. Một số giải pháp cải tiến khác cũng được áp dụng để cải thiện sự cân bằng nhiệt tổng thể của xe, chẳng hạn như lớp màng trong suốt được nhúng trong kính chắn gió, sử dụng nguồn điện từ mạch 48V để làm mờ kính chắn gió và giảm nhu cầu điện năng cho hệ thống điều hòa không khí – HVAC (Heating Ventilating and Air Conditioning). Ngoài ra, không khí được điều khiển bằng các van điện tử, điều chỉnh luồng chất làm lạnh theo nhu cầu của mạch điện HVB, cải thiện khả năng quản lý năng lượng.

Phía trước có hai bộ ngưng tụ phục vụ cho hệ thống kiểm soát không khí, ắc quy và mạch treo chủ động, cùng với ba bộ tản nhiệt cao để làm mát động cơ V6. Hai trong số này được đặt theo chiều ngang, ở vị trí ngoài, để tận dụng tối đa không gian giữa sàn xe và đèn pha, trong khi bộ thứ ba được đặt ở giữa và tận dụng luồng gió thổi lên do bộ ba cánh tạo ra để đảm bảo luồng không khí đầy đủ.

Việc thông gió của luồng khí nóng đã được tối ưu hóa để không ảnh hưởng đến khí động học phía trước và luồng khí làm mát hướng về phía sau. Lỗ thông gió chính của bộ tản nhiệt bên hông mở bên trong vỏ vòm bánh xe, một giải pháp cung cấp ít sự tắc nghẽn nhất có thể để đảm bảo độ thấm tuyệt vời cho các khối bức xạ. Một lỗ mở khác ở bên hông của cánh trước phía trước bánh xe góp phần chứa luồng khí xoáy của bánh xe đồng thời hướng luồng khí nóng ra xung quanh bên ngoài bánh xe. Bộ tản nhiệt trung tâm thông gió vào vùng giữa tấm cản và nắp ca-pô phía trước mà không ảnh hưởng đến luồng khí thoát ra khỏi hốc gió S-Duct.

Một số chức năng khác nhau được tích hợp vào hông xe F80 trong một giải pháp hình thức duy nhất được mô tả bằng thể tích trên của cửa, nơi bề mặt giảm dần để tạo hình cho một kênh được tích hợp trong chính thân xe. Hình dạng của kênh này bảo vệ luồng không khí dọc theo cánh khỏi sự nhiễm bẩn nhiệt do luồng không khí nóng từ bánh trước và dẫn luồng không khí dọc theo bề mặt cửa đến cửa hút ở mép trước của hông xe. Cửa hút gió này được phủ bằng một cánh nhỏ là hình dạng đặc biệt của cửa hút gió hàng không NACA: một giải pháp khai thác độ xoáy của không khí để thu một phần luồng không khí di chuyển trong khu vực phía trên ống dẫn. Bên trong ống dẫn, luồng không khí đi vào được chia thành hai luồng, một luồng cung cấp cho hệ thống nạp của động cơ, được hưởng lợi từ công suất bổ sung lên đến 5 mã lực do hiệu ứng ram, và luồng còn lại cung cấp cho bộ làm mát trung gian, làm mát không khí nạp và phanh sau.

Ở đây, các kỹ sư đã lựa chọn các giải pháp cải tiến để giữ cho hệ thống phanh – được phát triển xung quanh đĩa CCM-R Plus hiện đại – hoạt động trong điều kiện nhiệt độ tối ưu. Các giải pháp này bao gồm một ống dẫn phía trước sử dụng các khoang rỗng bên trong của các thanh giằng khung gầm hấp thụ va chạm phía trước để dẫn luồng khí lạnh năng lượng cao từ cản đến các đĩa, má phanh và kẹp phanh, đây là những bộ phận nhạy cảm nhất của hệ thống. Lần đầu tiên, giải pháp này, được cấp bằng sáng chế của Ferrari, biến những gì từng là một hạn chế về bao bì thành một phương tiện để tối đa hóa hiệu suất làm mát và cung cấp luồng khí làm mát tăng 20% ​​so với siêu xe LaFerrari mà không bị phạt về mặt khí động học phía trước. 

Động lực học của xe

Xe F80 được trang bị bộ giải pháp công nghệ tiên tiến nhất hiện để quản lý động lực học của xe trong mọi điều kiện trên đường trường hoặc đường đua. Hệ thống treo chủ động của Ferrari chắc chắn là một trong những sản phẩm tiêu biểu của những sản phẩm này và đã được thiết kế lại hoàn toàn so với phiên bản được sử dụng trên xe Ferrari Purosangue để phù hợp với linh hồn siêu xe của F80.

Hệ thống này có hệ thống treo hoàn toàn độc lập được điều khiển bởi bốn động cơ điện 48V, bố trí xương đòn kép, bộ giảm chấn chủ động bên trong và xương đòn trên được tạo ra bằng công nghệ in 3D và sản xuất bồi đắp, lần đầu tiên được sử dụng trên một chiếc xe Ferrari. Giải pháp này mang lại một số lợi thế, chẳng hạn như bố trí được tối ưu hóa, điều khiển bánh xe chính xác hơn, giảm khối lượng không treo, không yêu cầu thanh chống lật và chức năng hiệu chỉnh góc nghiêng chuyên dụng.

Hệ thống này đáp ứng hai yêu cầu dường như không thể dung hòa được – nhu cầu về một chuyến đi rất bằng phẳng trên đường đua, nơi các biến thể về độ cao của chuyến đi phải được giảm thiểu tối đa có thể, và nhu cầu về sự hấp thụ hiệu quả các ổ gà trên bề mặt đường trong quá trình lái xe đường trường. Điều này có nghĩa là chiếc xe có khả năng lái xe vượt trội trên đường và có thể quản lý lực ép xuống một cách tối ưu trong mọi điều kiện.

Ở tốc độ thấp, hệ thống ưu tiên cân bằng cơ học và kiểm soát trọng tâm, trong khi với tốc độ tăng dần, hệ thống kiểm soát độ cao xe hoạt động để tối ưu hóa sự cân bằng khí động học ở mỗi trạng thái vào cua khác nhau kết hợp với hệ thống khí động học chủ động. Khi phanh gấp, chẳng hạn như khi vào cua, kiểm soát độ cao xe sẽ giảm thiểu các biến thể để ngăn ngừa sự mất ổn định do trọng lượng chuyển về phía trước thường xảy ra trong trường hợp này. Khi vào cua, hệ thống góp phần tăng lực ép xuống để duy trì sự cân bằng tối ưu. Khi xe ra khỏi cua, hệ thống sẽ đối chiếu xu hướng cân bằng dịch chuyển về phía sau, duy trì điều kiện tốt nhất cho lực kéo ở cả bốn bánh xe và độ ổn định.

Một cải tiến lớn khác được giới thiệu trên xe F80 là hệ thống SSC 9.0 (Side Slip Control) mới, hiện được thừa hưởng từ chức năng FIVE (Ferrari Integrated Vehicle Estimator) tích hợp. Bộ ước tính mới dựa trên công nghệ bản sao kỹ thuật số, một mô hình toán học sử dụng các thông số thu được từ các cảm biến được lắp trên xe để mô phỏng hoạt động của xe.

Cũng như ước tính góc lệch theo thời gian thực, vốn đã có thể thực hiện được ở thế hệ trước, hệ thống mới cũng ước tính vận tốc của trọng tâm xe, tính toán từng vận tốc với độ chính xác lần lượt dưới 1° và 1 km/h. Bộ ước tính mới cải thiện hiệu suất của tất cả các hệ thống kiểm soát động trên xe, bao gồm cả kiểm soát lực kéo.

Với hệ thống quản lý chế độ năng lượng eManettino giống như ở tất cả các mẫu xe PHEV Ferrari, hệ thống truyền động hybrid của xe F80 cung cấp ba chế độ lái khác nhau: ‘Hybrid’, ‘Performance’ và ‘Qualify’. Không có chế độ eDrive, có sẵn trên SF90 Stradale và 296 GTB, vì xe F80 không thể lái ở chế độ hoàn toàn bằng điện, được coi là không phù hợp với sứ mệnh của xe.

Chế độ ‘Hybrid’ được chọn theo mặc định khi xe được bật và kích hoạt tất cả các chức năng nhằm mục đích giúp xe hoạt động hiệu quả hơn và hữu dụng hơn trong mọi điều kiện thực tế. Chế độ này ưu tiên phục hồi năng lượng và duy trì sạc pin để kéo dài khả năng của động cơ MGU-K cung cấp lực đẩy khi cần. Chế độ ‘Performance’ hướng đến việc cung cấp mức hiệu suất liên tục trong các chặng đường dài trên đường đua, tối ưu hóa luồng năng lượng về phía pin để luôn duy trì trạng thái sạc pin ở mức khoảng 70%. Chế độ hiệu suất cực đại nhất, ‘Qualify’, cho phép khách hàng giải phóng toàn bộ sức mạnh mà F80 có thể sử dụng, sử dụng định hình mô-men xoắn điện tử trong quá trình chuyển số lên tại bộ giới hạn vòng tua để sử dụng các đường cong mô-men xoắn của động cơ điện và động cơ ICE theo sự kết hợp tốt nhất có thể để đạt hiệu suất tối đa.

Các chế độ eManettino ‘Performance’ và ‘Qualify’ cung cấp cho khách hàng quyền truy cập vào một chức năng hoàn toàn mới đánh dấu lần đầu tiên không chỉ đối với công ty Ferrari mà còn đối với toàn bộ ngành công nghiệp ô tô: Boost Optimization, một công nghệ ghi lại đường đua mà xe đang chạy và cung cấp thêm lực tăng cường ở các đoạn đường đua cần lực nhiều nhất. Sau khi chọn chức năng này, trước tiên người lái sẽ lái xe quanh đường đua trong một vòng thử nghiệm, trong đó hệ thống sẽ xác định các khúc cua và đoạn thẳng của đường đua, thu thập dữ liệu cần thiết để tối ưu hóa việc cung cấp năng lượng. Sau khi hoàn thành vòng đua này, xe đã sẵn sàng cung cấp thêm lực cần thiết một cách tự động mà không cần người lái thực hiện thêm bất kỳ hành động nào. Cách thức triển khai Boost Optimization phụ thuộc vào việc nó được sử dụng ở chế độ ‘Performance’ – chế độ duy trì hiệu suất liên tục trong thời gian dài nhất có thể – hay chế độ ‘Qualify’, chế độ tối đa hóa các vùng tăng cường, ngay cả khi phải giảm mức sạc pin điện áp cao.

Hệ thống phanh của xe F80 giới thiệu một cải tiến quan trọng khác: công nghệ CCM-R Plus, được phát triển với sự hợp tác của công ty Brembo. Việc áp dụng các vật liệu và công nghệ có nguồn gốc trực tiếp từ kinh nghiệm của công ty Ferrari trong lĩnh vực đua xe đã tạo nên một sản phẩm có hiệu suất vượt trội hơn hẳn so với bất kỳ hệ thống gốm carbon nào khác trên đường.

Công nghệ CCM-R Plus sử dụng sợi carbon dài hơn để cải thiện đáng kể độ bền cơ học (+100%) và độ dẫn nhiệt (+300%) so với giải pháp ở thế hệ trước. Các bề mặt phanh được phủ một lớp silicon carbide (SiC), mang lại khả năng chống mài mòn đáng kinh ngạc đồng thời giảm thời gian lắp đặt. Các đĩa phanh này hoạt động kết hợp với má phanh cùng một hợp chất mới đặc biệt đảm bảo hệ số ma sát cực kỳ ổn định ngay cả khi sử dụng cực độ trong thời gian dài. Diện tích trao đổi nhiệt lớn hơn của hai hàng kênh thông gió của đĩa phanh và hình dạng của chúng, bắt nguồn từ các ứng dụng xe đua F1 và được tối ưu hóa bằng các phương pháp tính toán động lực học chất lỏng (CFD – computational fluid dynamic) tiên tiến, đảm bảo khả năng làm mát vượt trội.

Hai lựa chọn lốp xe, với các dòng Pilot Sport Cup2 và Pilot Sport Cup2R, đều có kích thước 285/30 R20 và 345/30 R21 (trước/ sau), do công ty Ferrari đã hợp tác với công ty Michelin để phát triển dành cho xe F80. Lốp xe Pilot Sport Cup2 có vỏ và gai lốp được thiết kế riêng để mang lại trải nghiệm lái xe tuyệt vời và tối đa hóa khả năng sử dụng của xe, trong khi lốp Pilot Sport Cup2R sử dụng các hợp chất có nguồn gốc từ các ứng dụng mô tô thể thao để xe đạt mức hiệu suất chưa từng có trên đường đua đối với một chiếc xe Ferrari về cả độ bám đường tối đa và độ ổn định theo thời gian.

Và để tối đa hóa khả năng sử dụng hàng ngày, ngay cả khi không lái đến giới hạn, xe F80 được trang bị tiêu chuẩn với tất cả các chức năng hỗ trợ người lái ADAS: Kiểm soát hành trình thích ứng với chức năng Stop&Go; Phanh khẩn cấp tự động; Cảnh báo chệch làn đường; Hỗ trợ giữ làn đường; Đèn pha tự động; Nhận dạng biển báo giao thông; Và cảnh báo buồn ngủ và mất tập trung của người lái.

Mời Quý vị xem tiếp “F80: Siêu xe mới của công ty Ferrari (Phần 3)”

Để xem các tin bài khác về “Ô tô”, hãy nhấn vào đây.

Chữ ký BBT 

Nguồn: Automotive World