Hệ dẫn động là trái tim truyền tải sức mạnh động cơ đến bánh xe, quyết định khả năng vận hành và bám đường của chiếc xe. Trong thế giới ô tô, bên cạnh hệ dẫn động hai bánh phổ biến, hệ dẫn động 4 bánh ô tô ngày càng được ưa chuộng nhờ khả năng xử lý đa dạng các điều kiện mặt đường. Công nghệ này mang lại sự an tâm và trải nghiệm lái vượt trội, đặc biệt khi di chuyển trên những địa hình khó khăn hoặc thời tiết xấu.
Hệ dẫn động của xe ô tô được phân thành hai loại chính: dẫn động 2 bánh (truyền lực đến cầu trước FWD hoặc cầu sau RWD) và dẫn động 4 bánh. Điểm khác biệt cốt lõi của hệ dẫn động bốn bánh là khả năng truyền năng lượng từ động cơ tới cả bốn bánh xe cùng lúc, hoặc linh hoạt phân bổ lực kéo giữa cầu trước và cầu sau. Sự phân bổ lực kéo này giúp tăng cường độ bám đường, ổn định xe và nâng cao khả năng vượt chướng ngại vật so với chỉ sử dụng hai bánh dẫn động.
Trong khi xe dẫn động 2 bánh chỉ có thể sử dụng lực kéo từ một cặp bánh, thì xe trang bị hệ dẫn động 4 bánh có thể phân bổ lực kéo lên cả bốn điểm tiếp xúc với mặt đường. Điều này đặc biệt hữu ích khi một hoặc nhiều bánh xe bị mất độ bám, ví dụ như khi đi trên đường trơn trượt do mưa, tuyết, cát lún, hoặc khi leo dốc, xuống dốc. Hệ thống sẽ tự động hoặc cho phép người lái điều chỉnh để truyền nhiều lực kéo hơn đến những bánh xe còn độ bám, giúp xe thoát khỏi tình huống khó khăn.
Minh họa cách hệ dẫn động 4 bánh ô tô truyền động tới cả bốn bánh xe
Cấu tạo cơ bản của hệ dẫn động 4 bánh ô tô
Để truyền lực tới cả bốn bánh, hệ thống dẫn động 4 bánh cần có thêm các bộ phận so với hệ dẫn động 2 bánh. Thành phần chính là hộp số phụ (transfer case) và các bộ vi sai. Hộp số phụ nhận năng lượng từ hộp số chính và chia nó ra hai trục truyền động, một cho cầu trước và một cho cầu sau.
Các trục truyền động (driveshafts) sẽ đưa lực xoắn đến các bộ vi sai ở cầu trước và cầu sau. Vi sai là bộ phận cho phép các bánh xe trên cùng một trục quay với tốc độ khác nhau khi vào cua. Trong hệ dẫn động 4 bánh, còn có thể có vi sai trung tâm (center differential) nằm trong hộp số phụ hoặc sau đó, có vai trò tương tự vi sai cầu nhưng là giữa cầu trước và cầu sau, cho phép hai cầu quay ở tốc độ khác nhau. Sự có mặt hoặc vắng mặt của vi sai trung tâm là điểm khác biệt quan trọng giữa các loại dẫn động bốn bánh khác nhau.
<>Xem Thêm Bài Viết:<>- Xe Ô Tô Đi Sầm Sơn: Hướng Dẫn Toàn Diện Từ A-Z Cho Chuyến Đi Hoàn Hảo
- Thẻ chip là gì? Giải đáp công nghệ bảo mật
- Xe Ô Tô Đồ Chơi Lamborghini: Hướng Dẫn Chọn Mua Chi Tiết
- VinFast VF Wild ra mắt CES 2024
- Tem Dán Capo Xe Ô Tô: Cá Tính Và Bảo Vệ
Phân loại các hệ dẫn động 4 bánh phổ biến
Thị trường ô tô hiện nay có nhiều dạng hệ dẫn động 4 bánh, phổ biến nhất là Part-time 4WD, Permanent 4WD, Full-time 4WD và AWD. Mỗi loại có nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm riêng và phù hợp với những mục đích sử dụng khác nhau. Việc hiểu rõ sự khác biệt giữa chúng giúp người dùng chọn được chiếc xe đáp ứng tốt nhất nhu cầu di chuyển của mình trên các điều kiện địa hình đặc thù.
Dẫn động 4 bánh bán thời gian (Part-time 4WD)
Đây là loại hệ thống dẫn động bốn bánh truyền thống, thường được trang bị trên các dòng xe SUV và bán tải chuyên dụng cho off-road. Đặc điểm chính của Part-time 4WD là xe thường hoạt động ở chế độ dẫn động 2 bánh (phổ biến nhất là cầu sau) trên đường bình thường. Người lái cần tự gài cầu (thủ công bằng cần gạt hoặc nút bấm) để chuyển sang chế độ dẫn động 4 bánh khi cần thiết, chẳng hạn như khi đi vào đường xấu, lầy lội hoặc vượt địa hình.
Trong chế độ dẫn động 4 bánh của hệ Part-time, cầu trước và cầu sau thường được nối cứng với nhau, tức là chúng buộc phải quay cùng tốc độ do không có vi sai trung tâm mở. Điều này mang lại lực kéo tối đa khi di chuyển trên các bề mặt trơn trượt hoặc không có độ bám đồng đều, giúp xe dễ dàng vượt qua các chướng ngại vật. Tuy nhiên, chính sự nối cứng này lại là nhược điểm lớn khi xe di chuyển trên đường khô và cứng, đặc biệt là khi vào cua. Bánh trước và bánh sau cần quay với tốc độ khác nhau khi vào cua, và việc chúng bị khóa tốc độ sẽ gây ra hiện tượng trượt bánh, căng thẳng lên hệ truyền động và có thể làm hỏng các bộ phận. Do đó, chế độ dẫn động bốn bánh bán thời gian không được khuyến cáo sử dụng trên đường nhựa khô ráo.
Sơ đồ minh họa hệ thống dẫn động bốn bánh bán thời gian (Part-time 4WD)
Ưu điểm của hệ Part-time 4WD nằm ở cấu tạo tương đối đơn giản, thường có chi phí sản xuất và bảo dưỡng thấp hơn. Quan trọng hơn, khi gài cầu ở chế độ 4H (tốc độ cao) hoặc 4L (tốc độ chậm với tỉ số truyền mạnh hơn), nó mang lại khả năng bám đường và vượt địa hình cực tốt nhờ sự phân bổ lực kéo đồng đều giữa hai cầu. Các chế độ gài cầu phổ biến bao gồm 2H (dẫn động 2 bánh, đường bình thường), 4H (dẫn động 4 bánh tốc độ cao, đường trơn trượt), và 4L (dẫn động 4 bánh tốc độ chậm, địa hình cực khó, cần lực kéo lớn). Một số hệ thống còn có thêm tùy chọn khóa vi sai trung tâm (nếu có) để tăng cường khả năng off-road.
Các chế độ gài cầu phổ biến trên xe sử dụng hệ dẫn động 4 bánh bán thời gian
Nhược điểm chính đã đề cập là không phù hợp cho đường khô, cứng khi gài cầu. Việc chuyển đổi giữa các chế độ thường đòi hỏi người lái phải dừng xe hoặc đi chậm ở tốc độ nhất định. Hơn nữa, việc sử dụng hiệu quả hệ Part-time 4WD yêu cầu kỹ năng lái xe nhất định để biết khi nào nên gài cầu và sử dụng chế độ nào cho phù hợp với điều kiện địa hình thực tế. Một số phiên bản cao cấp của Part-time 4WD có trang bị vi sai trung tâm và khóa vi sai trung tâm, mang lại sự linh hoạt hơn với các chế độ bổ sung như 4HLc (4H có khóa trung tâm) hoặc 4LLc (4L có khóa trung tâm).
Biểu tượng 4 chế độ gài cầu khi có vi sai trung tâm trên hệ thống dẫn động bốn bánh bán thời gian
Dẫn động 4 bánh thường xuyên (Permanent 4WD)
Không giống Part-time 4WD, hệ dẫn động 4 bánh thường xuyên (Permanent 4WD) luôn truyền năng lượng tới cả bốn bánh xe trong mọi điều kiện vận hành. Đặc điểm quan trọng nhất của hệ thống này là luôn có một bộ vi sai trung tâm mở. Vi sai trung tâm cho phép cầu trước và cầu sau quay với tốc độ khác nhau, giúp xe vận hành mượt mà và an toàn trên mọi loại địa hình, bao gồm cả đường nhựa khô ráo, khi vào cua.
Việc luôn có vi sai trung tâm và luôn truyền lực tới cả bốn bánh mang lại sự ổn định và độ bám đường liên tục. Tài xế không cần phải suy nghĩ hay thao tác gài cầu, có thể tập trung hoàn toàn vào việc lái xe. Hệ thống này rất hiệu quả trong việc duy trì độ bám đường trên các bề mặt có độ ma sát thay đổi liên tục hoặc khi di chuyển ở tốc độ cao trên đường trơn trượt.
Minh họa hệ thống dẫn động bốn bánh thường xuyên (Permanent 4WD) với khả năng phân bổ lực kéo
Ưu điểm nổi bật của Permanent 4WD là sự tiện lợi, an toàn cao trên nhiều điều kiện đường sá. Khả năng phân bổ mô-men xoắn linh hoạt giữa hai cầu nhờ vi sai trung tâm giúp tối ưu hóa độ bám và sự ổn định. Tuy nhiên, nhược điểm của hệ thống này là độ phức tạp cao hơn Part-time 4WD, dẫn đến chi phí sản xuất và bảo dưỡng thường đắt đỏ hơn. Ngoài ra, việc luôn truyền lực tới bốn bánh và sự có mặt của nhiều bộ phận truyền động hơn có thể làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu so với xe chỉ chạy ở chế độ 2 bánh. Mặc dù tốt trên nhiều loại địa hình, khả năng off-road cực đoan của Permanent 4WD có thể bị hạn chế hơn Part-time 4WD ở chế độ khóa cầu, trừ khi hệ thống này được trang bị thêm khóa vi sai trung tâm.
Dẫn động 4 bánh toàn thời gian (Full-time 4WD)
Trong ngữ cảnh phân loại của bài viết gốc, “Full-time 4WD” được mô tả là hệ thống luôn truyền lực đến cả bốn bánh và có khả năng tự động phân bổ mô-men xoắn thông qua chế độ “Auto 4WD”. Điều này khá tương đồng với mô tả của Permanent 4WD hoặc AWD tùy thuộc vào cách triển khai cụ thể của nhà sản xuất. Tuy nhiên, nếu hiểu theo nghĩa mà bài gốc đưa ra, Full-time 4WD nhấn mạnh tính tự động trong việc điều chỉnh lực kéo giữa các trục để tối đa hóa độ bám, giúp tài xế không cần can thiệp.
Ưu điểm của loại hệ dẫn động 4 bánh này là sự đơn giản trong vận hành cho người lái; xe tự động điều chỉnh để đạt hiệu quả bám đường tốt nhất trong hầu hết các tình huống. Điều này đặc biệt tiện lợi khi di chuyển qua các đoạn đường có điều kiện thay đổi đột ngột. Hệ thống hoạt động liên tục, mang lại sự ổn định và an toàn trên đường trơn trượt mà không yêu cầu người lái phải tự gài cầu.
Nhược điểm có thể phát sinh khi gặp những địa hình cực kỳ khó khăn, nơi người lái muốn có toàn quyền kiểm soát việc phân bổ lực kéo (ví dụ: khóa chặt cầu trước và sau). Khả năng tự động của hệ Full-time 4WD đôi khi có thể hạn chế sự can thiệp chủ động của người lái trong các tình huống off-road phức tạp. Giống như Permanent 4WD và AWD, cấu tạo phức tạp cũng là yếu tố làm tăng chi phí và có thể ảnh hưởng đến mức tiêu thụ nhiên liệu.
Hệ dẫn động tất cả các bánh (AWD – All Wheel Drive)
Hệ dẫn động tất cả các bánh (AWD) là một dạng của hệ dẫn động 4 bánh, đặc trưng bởi việc luôn truyền năng lượng đến tất cả các bánh xe một cách liên tục, hoặc tự động kích hoạt cầu còn lại khi phát hiện sự trượt bánh. Hệ thống AWD thường được điều khiển điện tử và tập trung vào việc tối ưu hóa độ bám đường cũng như sự ổn định khi di chuyển trên đường nhựa, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết xấu như mưa, tuyết.
Hình ảnh minh họa xe SUV trang bị hệ thống dẫn động tất cả các bánh (AWD)
AWD nổi bật với khả năng phân bổ mô-men xoắn linh hoạt và thông minh giữa các bánh xe, thậm chí giữa từng bánh thông qua các hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử (traction control) và đôi khi là phân bổ lực kéo (torque vectoring). Hệ thống máy tính (ECU) sẽ phân tích dữ liệu từ các cảm biến (tốc độ bánh xe, góc lái, gia tốc…) để quyết định lượng lực kéo phù hợp nhất cần truyền đến từng bánh, tối đa hóa độ bám và cải thiện khả năng vào cua.
Ưu điểm chính của AWD là mang lại sự ổn định và an toàn vượt trội khi lái xe hàng ngày trên đường có ma sát thấp. Việc phân bổ lực kéo tự động giúp người lái dễ dàng điều khiển hơn, không đòi hỏi kỹ năng gài cầu như Part-time 4WD. Hệ thống này thường nhỏ gọn hơn các hệ 4WD truyền thống, cho phép thiết kế gầm xe thấp hơn, phù hợp với các dòng sedan, crossover và SUV đô thị. Mức tiêu hao nhiên liệu của một số hệ AWD hiện đại cũng được tối ưu khá tốt.
Một mẫu xe sử dụng hệ thống dẫn động tất cả các bánh (AWD)
Nhược điểm của AWD là thường không được thiết kế cho mục đích off-road hạng nặng. Hầu hết các hệ thống AWD không có hộp số phụ với dải số chậm (low range), vốn cần thiết cho việc vượt qua các chướng ngại vật lớn hoặc địa hình cực kỳ khó khăn. Tính năng tự động hóa cao, trong khi tiện lợi cho lái xe thông thường, lại hạn chế khả năng kiểm soát chủ động của người lái trong các tình huống off-road chuyên nghiệp. Chi phí sản xuất và sửa chữa hệ thống AWD cũng thường cao hơn do tính phức tạp và tích hợp nhiều công nghệ điện tử.
Lựa chọn hệ dẫn động 4 bánh phù hợp
Việc lựa chọn giữa các loại hệ dẫn động 4 bánh ô tô phụ thuộc rất nhiều vào nhu cầu sử dụng chính của bạn. Nếu bạn thường xuyên di chuyển trên đường nhựa và chỉ thỉnh thoảng cần thêm độ bám trên đường trơn trượt hoặc các con đường đất đá nhẹ, hệ AWD sẽ là lựa chọn lý tưởng nhờ sự tiện lợi, an toàn và khả năng vận hành mượt mà trên đường.
Đối với những người đam mê off-road chuyên nghiệp, thường xuyên phải vượt qua các địa hình hiểm trở, lầy lội, dốc cao, hệ Part-time 4WD (đặc biệt là loại có hộp số phụ và khóa vi sai trung tâm) sẽ mang lại khả năng vượt địa hình mạnh mẽ nhất nhờ khả năng khóa cứng cầu. Tuy nhiên, loại này yêu cầu người lái phải có kỹ năng và kinh nghiệm để sử dụng đúng chế độ.
Các hệ Permanent 4WD hoặc Full-time 4WD mang lại sự cân bằng giữa khả năng vận hành trên đường bình thường và khả năng đối phó với địa hình khó. Chúng phù hợp với những người cần một chiếc xe đa dụng, có thể di chuyển tốt trong mọi điều kiện thời tiết và thỉnh thoảng tham gia vào các chuyến đi khám phá địa hình nhẹ nhàng hơn off-road chuyên nghiệp. Việc đánh giá kỹ ưu nhược điểm của từng loại sẽ giúp bạn đưa ra quyết định phù hợp với phong cách sống và nhu cầu di chuyển hàng ngày của mình.
Câu hỏi thường gặp về hệ dẫn động 4 bánh ô tô
Hệ dẫn động 4 bánh ô tô có tốn xăng hơn 2 bánh không?
Thông thường, xe trang bị hệ dẫn động 4 bánh có xu hướng tiêu thụ nhiên liệu cao hơn xe dẫn động 2 bánh tương đương. Điều này là do có thêm các bộ phận truyền động (hộp số phụ, trục các đăng, vi sai thứ ba) làm tăng trọng lượng và ma sát trong hệ thống. Tuy nhiên, mức chênh lệch còn tùy thuộc vào loại dẫn động bốn bánh (Part-time, Permanent, AWD) và công nghệ cụ thể của nhà sản xuất.
Khi nào nên sử dụng chế độ dẫn động bốn bánh (đối với Part-time 4WD)?
Chế độ dẫn động bốn bánh bán thời gian nên được sử dụng khi xe di chuyển trên các bề mặt có độ bám thấp như đường đất, cát, sỏi, bùn lầy, tuyết hoặc khi cần vượt qua địa hình khó. Cần tránh sử dụng chế độ này trên đường nhựa khô và cứng, đặc biệt khi vào cua, để không gây hư hại cho hệ truyền động.
Sự khác biệt chính giữa 4WD và AWD là gì?
Mặc dù cả hai đều là dạng hệ dẫn động bốn bánh, sự khác biệt chính thường nằm ở mục đích thiết kế và cách hoạt động. Hệ thống 4WD (thường là Part-time 4WD) thường được thiết kế cho khả năng off-road mạnh mẽ hơn, có khả năng khóa cầu và dải số chậm. AWD (All Wheel Drive) thường được thiết kế để cải thiện độ bám và ổn định trên đường nhựa trong mọi điều kiện thời tiết, thường hoạt động tự động và không có dải số chậm chuyên dụng cho off-road nặng.
Xe dẫn động bốn bánh có cần bảo dưỡng đặc biệt không?
Có, xe trang bị hệ dẫn động 4 bánh cần được bảo dưỡng định kỳ các bộ phận riêng của hệ thống này ngoài các hạng mục thông thường. Điều này bao gồm việc kiểm tra và thay dầu cho hộp số phụ (transfer case) và các bộ vi sai (trước, sau và trung tâm nếu có) theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
Vi sai trung tâm (Center differential) có vai trò gì trong hệ dẫn động 4 bánh?
Vi sai trung tâm là một bộ phận quan trọng trong các hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian (Permanent 4WD, Full-time 4WD, AWD). Chức năng của nó là cho phép cầu trước và cầu sau quay với tốc độ khác nhau. Điều này là cần thiết khi vào cua hoặc di chuyển trên các bề mặt có độ bám khác nhau, giúp tránh hiện tượng bó cứng hệ truyền động và đảm bảo xe vận hành mượt mà, an toàn trên đường bình thường.
Tóm lại, hệ dẫn động 4 bánh ô tô mang lại lợi thế đáng kể về độ bám đường và khả năng vượt địa hình so với hệ dẫn động 2 bánh. Việc hiểu rõ các loại hình như Part-time 4WD, Permanent 4WD, Full-time 4WD và AWD sẽ giúp bạn lựa chọn chiếc xe phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình. Để tìm hiểu thêm về công nghệ xe máy, hãy truy cập website Brixton Việt Nam.
