Phân loại hệ thống dẫn động cầu xe ô tô- Phần 1

Hệ thống dẫn động trên xe ô tô giúp chuyển tải động năng từ động cơ, hộp số tới từng bánh xe. Các thuật ngữ như: dẫn động cầu trước FWD, dẫn đầu cầu sau RWD, dẫn động bán thời gian 4x4/4WD, dẫn động toàn thời gian AWD,...Phần sẽ giúp ta tìm hiểu cấu tạo, phân loại và ưu nhược điểm của từng loại.

Rất nhiều người khi mua xe gần như hoàn toàn không quan tâm đến việc chiếc xe của mình dẫn động bằng cầu nào, cuối cùng chọn chiếc 1 cầu sau đó tiếc nuối vì đã không chọn xe 2 cầu. Có người sở hữu xe 4x4 bán thời gian nhưng lại không biết những chiếc xe này không nên gài cầu khi chạy đường trường. Hiểu rõ hệ thống dẫn động trên ô tô sẽ giúp ích trong việc chọn xe đúng nhu cầu, và dùng xe đúng cách. Cung đường hàng ngày bạn đi địa hình thế nào sẽ quyết định xem bên lên chọn xe dẫn động loại nào.

Để dễ mô tả chúng ta tưởng tượng chiếc Xe máy có hai bánh, tuy nhiên thông thường bánh trước lăn tự do và chỉ có bánh sau được động cơ truyền lực để kéo xe di chuyển. Bánh sau lúc này được gọi là bánh dẫn động. Ô tô có tới 4 bánh, hai bánh trước nằm trên trục trước gọi là cầu trước, còn hai bánh sau thuộc cầu sau. Tuy nhiên, khác với xe máy, ô tô có thể có loại dẫn động bằng cầu trước (FWD – Front Wheel Drive), loại dẫn động bằng cầu sau (RWD – Rear Wheel Drive), hoặc loại dẫn động bằng cả hai cầu (4WD/4x4/AWD).

 Cấu hình động cơ đặt trước nằm ngang, dẫn động cầu trước của mẫu xe Honda Civic. Hầu hết các mẫu xe dẫn động cầu trước có động cơ nằm ngang.

Tại sao ô tô có nhiều loại cấu hình dẫn động? Và loại nào là tối ưu nhất? Trả lời nhanh câu hỏi này là điều không thể, vì không có một loại cấu hình dẫn động nào chiếm ưu thế toàn diện ở mọi khía cạnh, mọi điều kiện sử dụng. Tùy vào dòng xe, các nhà sản xuất ô tô có thể lựa chọn một hoặc nhiều kiểu dẫn động khác nhau để áp dụng cho một loại xe cụ thể nhằm phù hợp với yêu cầu về tính năng và điều kiện vận hành.

1. Hệ thống dẫn động cầu trước

Hệ thống dẫn động cầu trước hay còn gọi là FWD (Front Wheel Drive) hiện nay là loại cấu hình dẫn động phổ biến nhất trên thị trường ô tô. Hệ thống này được sử dụng trên hầu hết các dòng xe đô thị, xe gia đình, trên các mẫu xe sedan cỡ nhỏ và cỡ trung, công suất động cơ vừa phải, không yêu cầu nhiều về phẩm chất thể thao, tải trọng không quá lớn… đặc biệt là trong phân khúc giá trung bình và rẻ.

 

Trên thị trường Việt Nam thì Kia Picanto, Toyota Yaris, Mazda 2, Mitsubishi Mirage, Mitsubishi Attrage, Mazda 3, Honda City, Toyota Vios, Nissan Sunny, Kia K3, Honda Civic, Toyota Corrolla, Ford Fiesta, Ford Focus và rất nhiều mẫu xe khác trong các phân khúc tương tự đều sử dụng hệ thống dẫn động cầu trước. Các dòng sedan hạng trung như Toyota Camry, Honda Accord, Hyundai Sonata, Mazda 6… cũng sử dụng cấu hình dẫn động này. Ngoài ra, nhiều mẫu crossover cỡ trung và cỡ nhỏ như Honda CRV, Mitsubishi Outlander Sport, Hyundai Tucson, Mazda CX-5 cũng có phiên bản dẫn động bằng cầu trước.

Hệ thống dẫn động cầu trước phổ biến là do hầu hết ô tô có động cơ và hộp số đặt trước, việc dẫn động bằng cầu trước sẽ giúp cho cấu tạo của xe đơn giản hơn, không cần trục truyền động và các linh kiện khác để dẫn động ra cầu sau, nên chi phí sản xuất thấp và không chiếm không gian bố trí trục truyền động bên dưới gầm, nên không ảnh hưởng đến không gian nội thất và thiết kế của sàn xe, thay vào đó, tất cả được bố trí thành cụm phía trước, gần động cơ. Đặc biệt, do động cơ và hộp số đặt trước, phân bố trọng lượng nghiêng về phía trước nhiều hơn, vì vậy việc dùng cầu trước làm cầu dẫn động sẽ giúp bánh dẫn động bám đường tốt hơn trong phần lớn thời gian vận hành.

 Nguyên cụm khối động cơ đặt ngang, hộp số, ly hợp, trục truyền động được bố trí phía trước của dòng xe Honda Civic (phiên bản hộp số CVT).

Nhiều ưu điểm như vậy tại sao các nhà sản xuất ô tô không áp dụng hệ thống dẫn động cầu trước cho mọi chiếc xe? Như đã nói, không một loại cấu hình dẫn động nào chiếm ưu thế toàn diện ở mọi khía cạnh. Hệ thống dẫn động cầu trước tận dụng tốt khối lượng động cơ để tăng độ bám đường cho bánh dẫn động phía trước, nhưng cũng làm nặng đầu xe, khiến xe dễ bị hiện tượng “quăng đầu” ra ngoài đường cong khi vào cua với tốc độ cao (thiếu lái). Bên cạnh đó, trong trường hợp cần tăng tốc nhanh, trọng lượng dồn ra phía sau sẽ dễ khiến bánh trước mất độ bám và không tận dụng được trọng lượng bám trên bánh sau. Ngoài ra, động cơ đặt ngang, ly hợp, hộp số, trục truyền động đều bố trí ở phía trước khiến không gian khoang động cơ và gầm trước của xe trở nên chật chội, không thể trang bị các loại động cơ dung tích lớn. Đó là lý do mà người ta vẫn phải đưa ra các phương án dẫn động khác.

2. Hệ thống dẫn động cầu sau

Phần lớn các nhược điểm của hệ thống dẫn động cầu trước (FWD) đều được giải quyết bằng phương án dẫn động cầu sau (RWD). Trong phương thức dẫn động này, người ta có thể chọn phương án động cơ đặt sau, dẫn động cầu sau (áp dụng nhiều cho xe thể thao và siêu xe). Tuy nhiên, xét tới tính phổ biến, chúng tôi chỉ nói đến hình thức bố trí động cơ đặt trước, dẫn động cầu sau.

 

Hệ thống dẫn động cầu sau trên dòng xe 6 Series của BMW.

Động cơ trên những chiếc xe sử dụng cấu hình dẫn động này thường được bố trí theo chiều dọc, tiếp đến ly hợp và hộp số được đặt ngay phía sau động cơ, điều này giúp khoang động cơ có không gian đủ rộng để sử dụng các loại động cơ dung tích lớn, kiểu V8, V10…

Hệ thống dạng này đòi hỏi các hãng ô tô phải sản xuất thêm các trục truyền động để dẫn ra phía sau. Các trục truyền này sẽ chiếm một khoảng không gian bên dưới sàn xe, khiến khoang nội thất trong xe sẽ có một dầm chạy dọc ở chính giữa. Bù lại, phân bố trọng lượng xe trên hai cầu sẽ đều hơn, giúp xe có tính năng điều khiển và vận hành tốt, ổn định hơn.

Hệ thống dẫn động cầu sau của mẫu xe thể thao Toyota 86/Subaru BRZ.

Tuy nhiên, điểm mạnh quan trọng nhất của hệ thống dẫn động cầu sau là khả năng tận dụng triệt để trọng lượng bám của xe khi tăng tốc nhanh, bởi trong trường hợp này thì quán tính sẽ khiến trọng lượng của xe dồn nhiều ra phía sau. Chính vì ưu điểm này nên hầu hết các mẫu xe thể thao đòi hỏi khả năng tăng tốc nhanh và yêu cầu cao về tính năng vận hành, đều có cấu hình dẫn động cầu sau. BMW Z4, Mercedes-Benz SLK/SLC, Toyota 86/Subaru BRZ, Hyundai Genesis, Nissan 370Z, Ford Mustang…. đều là những mẫu xe chủ yếu sử dụng hệ thống dẫn động cầu sau.

 Mercedes-Benz SLK nay là SLC cũng là một dòng xe dẫn động cầu sau.

Các dòng xe sedan thể thao tính năng cao, sedan hạng sang của Đức như Mercedes-Benz C-Class, E-Class, BMW 3 Series, 5 Series, 6 Series… có thể có phiên bản dẫn động một cầu và dẫn động 4 bánh AWD. Tuy nhiên, nếu là phiên bản dẫn động 1 cầu, thì cầu dẫn động của các dòng xe này hầu hết là cầu sau. Tất cả các mẫu Mercedes-Benz E200, E300 AMG, C200, C250, C300 đang bán tại Việt Nam đều là những chiếc dẫn động cầu sau.

 

 Ford Mustang với động cơ đặt trước, dẫn động cầu sau.

Bên cạnh tính năng thể thao, hệ thống dẫn động cầu sau còn có độ bền và độ tin cậy cao hơn, dễ bảo dưỡng, sửa chữa, nên ngoài xe thể thao và xe sang, hệ thống dẫn động này còn được sử dụng nhiều trên những chiếc crossover/SUV 7 chỗ, các dòng MPV, minivan, pickup, vốn có tải trọng lớn, khối lượng lớn và phân bố nhiều về phía sau, bất chấp động cơ đặt trước. Toyota Innova tại Việt Nam là một ví dụ, mẫu xe này hoàn toàn không có yêu cầu nhiều về tính năng thể thao, không đòi hỏi phải tăng tốc nhanh, dung tích chỉ 2.0L và công suất không lớn, tuy nhiên đây là một chiếc xe dẫn động cầu sau.

 Toyota 86.

Mitsubishi Pajero Sport, Toyota Fortuner, Ford Everest có cả phiên bản 1 cầu và 2 cầu, nhưng ở phiên bản 1 cầu thì cả ba mẫu xe này đều dẫn động bằng cầu sau. Tương tự như vậy đối với Mitsubishi Triton, Toyota Hilux và Ford Ranger, phiên bản 1 cầu của ba dòng bán tải này cũng đều là những chiếc dẫn động cầu sau.

So với hệ thống dẫn động cầu trước, nhược điểm của hệ thống dẫn động cầu sau là chi phí cao, khối lượng lớn, gây tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn, chiếm không gian khoang hành khách… Đặc biệt, tương tự như hệ thống dẫn động cầu trước, hệ thống này cũng không thể tận dụng toàn bộ khối lượng xe để biến thành trọng lượng bám. Trong trường hợp cầu chủ động phía sau mất độ bám với mặt đường, xe có thể mất lái hoặc khó thoát khỏi một tình huống sa lầy. Đây là lý do chính khiến các nhà sản xuất ô tô phải có thêm phương án dẫn động bằng cả bốn bánh.

Còn nữa...

Phân loại hệ thống dẫn động cầu xe ô tô- Phần 2

Nguồn: Sưu tầm và www.xedoisong.vn