Hệ thống truyền động của xe gồm “cầu xe” và “trục truyền động”. Nói ngắn gọi như ngôn ngữ hay dùng thì xe 1 cầu là xe được truyền động đến 2 bánh (2 bánh trước hoặc 2 bánh sau), có 1 trục truyền động; xe 2 cầu: là xe được truyền động đến cả 4 bánh, có 2 trục truyền động. Trước tiên chúng ta cần phân biệt được hai khái niệm này.
Cầu xe: Là một trục kim loại dài bằng chiều rộng chiếc xe, 2 đầu trục gắn 2 cái bánh xe. Mỗi chiếc xe ô tô cần tối thiểu 2 cầu, một cầu cho 2 bánh trước và một cầu cho 2 bánh sau.
Trục truyền động (dẫn động): Là một bộ phận truyền lực từ động cơ đến các cầu và từ đó đến các bánh xe làm xe chuyển động.
Hệ thống truyền động xe 1 cầu, 2 cầu là gì?
Xe 1 cầu, hay dễ hiểu hơn là dẫn động 2 bánh thường có trên các dòng xe cá nhân thông dụng như sedan, hatchback. Hệ dẫn động cầu trước tức là chuyển động quay của động cơ được truyền xuống bánh trước. Khi đạp ga, hai bánh trước sẽ kéo xe đi, hai bánh sau chỉ có nhiệm vụ lăn theo. Ngược lại, hệ dẫn động cầu sau là sức mạnh truyền tới hai bánh sau, hai bánh trước chỉ có nhiệm vụ dẫn hướng và lăn theo.
Xe 2 cầu là lực từ động cơ được truyền xuống cả 4 bánh xe. Khi người lái đạp ga, cả 4 bánh đều nhận lực từ động cơ và quay để kéo xe đi. Đó là lý do mà kiểu dẫn động này còn được gọi theo cách dễ hiểu hơn là dẫn động bốn bánh.
Tìm hiểu các hệ thống truyền động phổ biến hiện nay
Dựa trên số lượng các bánh xe chủ động, người ta chia thành các loại hệ dẫn động phổ biến nhất hiện nay như 2WD, 4WD, AWD, FWD, RWD… Mỗi loại hệ dẫn động này đều có những ưu và nhược điểm riêng, tùy theo nhu cầu và mục đích của nhà sản xuất. Chẳng hạn như xe địa hình thường trang bị hệ dẫn động bốn bánh, xe thể thao thì thường trang bị hệ dẫn động cầu sau, xe cỡ nhỏ thì trang bị hệ dẫn động cầu trước.
2WD (Two-Wheel Drive)
Xe 4×2 hay 2WD (Two-Wheel Drive), xe có 4 bánh và 2 bánh được truyền động. Nếu xe được truyền động đến 2 bánh sau (có 1 trục truyền động) thì gọi là xe truyền động cầu sau, ngược lại (truyền động đến 2 bánh trước) thì gọi là xe truyền động cầu trước.
FWD (Front-wheel drive)
Còn gọi là hệ dẫn động cầu trước, 2 bánh trước của xe là hai bánh trực tiếp nhận được lực truyền từ động cơ. Hai bánh chủ động sẽ quay để kéo hai bánh sau lăn theo.
- Có thiết kế nhỏ gọn, không cần các-đăng.
- Ít bảo dưỡng, linh hoạt khi di chuyển với tốc độ cao.
- Có sự tác động qua lại lẫn nhau lên bánh trước giữa lực lái và lực kéo.
- Trọng lượng phân bố không đồng đều đối với xe con.
Một số loại ô tô dùng FWD: Perodua Myvi, Toyota Yaris, Nissan Almera, Proton Iriz.
RWD (Rear-Wheel Drive)
Hệ dẫn động cầu sau, cách hoạt động tương tự như hệ dẫn động cầu trước nhưng lúc này hai bánh chủ động của xe nằm ở phía sau.
- Không có sự tác động qua lại lên bánh xe trước giữa lực kéo với lực lái.
- Vượt trội về chịu tải, sức kéo.
- Khả năng bám đường kém, đặc biệt đối với các đoạn trơn trượt nếu trọng lượng lên hai bánh sau thấp.
Kết luận: Các mẫu xe con thường sử dụng hệ dẫn động cầu trước (FWD) do ít phải bảo dưỡng và linh hoạt khi di chuyển ở tốc độ cao. Trong khi đó, các xe tải, xe khách lại sử dụng hệ dẫn động cầu sau (RWD) nhờ ưu điểm vượt trội về sức tải và sức kéo.
Một số loại ô tô dùng RWD: BMW 3 Series, Mercedes Benz C Class, Infiniti Q50, Lexus IS.
4WD (4-Wheel Drive)
4WD (4-Wheel Drive): Đây là hệ dẫn động bán thời gian, người điều khiển sẽ linh hoạt sử dụng hệ dẫn động 1 cầu hay 2 cầu. Khi ở chế độ dẫn động 2 bánh, ký hiệu 2H, lúc này động cơ sẽ truyền mô-men xoắn tới 2 bánh. Trong khi ở chế độ dẫn động 4 bánh, ký hiệu 4H với cấp độ “High” và “Low” tùy thuộc vào nhà sản xuất.
4WD hay 4×4 (Four-Wheel Drive), xe có 4 bánh và cả 4 bánh được truyền động, đây là hệ dẫn động bán thời gian, người điều khiển sẽ linh hoạt sử dụng hệ dẫn động 1 cầu hay 2 cầu. Tùy chọn chi tiết cho phép gài cầu tốc độ thấp (vượt địa hình khó) và gài cầu tốc độ cao. Việc lựa chọn này có thể được điều khiển bởi một trong hai cách:
- Cơ khí: Sử dụng cần số phụ được bổ sung cạnh cần số chính.
- Điện tử: Núm xoay hình tròn hoặc nút nhấn.
Hệ dẫn động hai cầu bán thời gian 4WD thường được trang bị trên những mẫu SUV gầm cao và bán tải. Đây là những dòng xe được tạo ra để vận hành thường xuyên ở những điều kiện khắc nghiệt và hiểm trở (bùn đất, đèo dốc cao, băng tuyết,…), phù hợp với những tay lái yêu thích off-road, mong muốn chinh phục các cung đường xấu. Hoặc đơn giản hơn, những lái xe thường xuyên phải di chuyển trên các cung đường đèo dốc, địa hình mấp mô, bùn đất và sỏi đá cũng nên dành sự ưu tiên cho hệ dẫn động 4WD khi chọn mua xe.
Ưu điểm của 4WD
- Có sức tải tốt do cả 4 bánh xe vừa làm nhiệm vụ kéo và đẩy xe chuyển động.
- Nhờ khả năng gài cầu chậm nên xe dẫn động 4WD có thể leo dốc tốt và đặc biệt khả năng chạy trên đường có bùn đất/sỏi đá/gồ ghề tốt hơn nhiều lần so với xe dẫn động 2 bánh và xe dẫn động AWD.
- Người lái có thể chủ động sử dụng chế độ 4WD khi di chuyển trên đường xấu và quay về chế độ 2WD với mặt đường phẳng giúp tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu.
Nhược điểm của 4WD
- Mỗi chế độ gài cầu có đặc tính riêng, không thể sử dụng hiệu quả cho tất cả điều kiện địa hình.
- Đòi hỏi người lái phải có kiến thức nhất định để lựa chọn chế độ gài cầu phù hợp.
- Kích thước lớn, chiếm nhiều không gian dưới gầm xe, khiến trọng tâm xe bị nâng cao, khả năng cân bằng xe kém khi di chuyển hoặc vào cua ở tốc độ cao.
Một số loại ô tô dùng 4WD: Ford Ranger Stormtrak, Toyota Hilux, Isuzu D-Max, Nissan Navara, Mitsubishi Triton.
AWD (All-Wheel Drive)
Là hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian, sẽ luôn luôn vận hành ở chế độ 2 cầu và hoạt động mà không có sự can thiệp của con người và tất nhiên cũng không có các nút. Thông qua hệ thống cảm biến và ECU, mọi việc được tự động điều khiển. Lúc này, tất cả các bánh đều được truyền lực và phân bổ lực kéo một cách tự động.
Dẫn động 4 bánh toàn thời gian không có nghĩa là 4 bánh được nhận cùng một lượng mô-men xoắn như nhau. Ví dụ, khi chạy trên đường nhựa phẳng, điều kiện thời tiết khô ráo, tỷ lệ mô-men truyền tới cầu trước – cầu sau là 80 – 20. Ngược lại thì khi đường trơn trượt (hay nói chung là những tình huống cần đưa nhiều lực hơn tới bánh sau), xe sẽ phân phối lại theo tỷ lệ khác (ví dụ cầu trước 60 – cầu sau 40). Tất cả những việc này đều do xe tính toán và tự động thực hiện, tài xế không cần can thiệp. Do vậy, thiết kế bảng táp-lô, khu điều khiển trung tâm của phiên bản AWD tương tự như trên những xe một cầu 2WD, chỉ khác nhau ở cấu tạo bên trong hệ dẫn động. Tài xế lái xe hai cầu dạng AWD cũng giống như lái xe một cầu, không cần làm gì thêm.
AWD thường được trang bị trên những xe sử dụng khung gầm liền khối (unibody), chú trọng hiệu năng vận hành hơn là khả năng vượt địa hình đơn thuần. Do đó, những xe trang bị AWD hướng đến một tập khách hàng rộng hơn. Những khách hàng này sẵn sàng chi tiền để nâng cấp lên phiên bản AWD của một dòng xe để tận hưởng trọn vẹn hơn khả năng vận hành và độ an toàn của mẫu xe đó. Đồng thời, những đánh đổi về khả năng vượt địa hình quá hiểm trở cũng được đa số khách hàng chấp nhận do không phải ai cũng vận hành xe ở những điều kiện như vậy, ít nhất là không quá thường xuyên.
Ưu điểm của AWD
- Thân thiện với đại đa số khách hàng: hệ thống máy tính tự động phân phối lực kéo vì thế người lái không cần phải can thiệp.
- Luôn phân bổ lực kéo đến 4 bánh xe theo tỉ lệ phù hợp, nhờ đó tăng khả năng bám đường khi vào cua, khi tăng tốc, đồng thời tối ưu lực kéo khi đi đường trường, đường xấu.
- Tăng độ ổn định khi đi trên những đoạn đường lầy lội, trơn trượt.
- Khả năng vận hành và cảm giác lái của xe cũng được nâng cao hơn.
- Hệ thống có khối lượng và kích thước tương đối nhỏ gọn. Do đó, ngoài những mẫu SUV/crossover gầm cao, những mẫu xe sedan hay xe thể thao đều dễ dàng tích hợp hệ thống này.
Nhược điểm của AWD
- Vì sử dụng nhiều hệ thống điện tử, và cấy tạo phức tạp, hệ thống này tương đối đắt đỏ và thường chỉ được trang bị trên những dòng xe cao cấp có tầm giá trên 1 tỷ đồng.
- Hệ thống này tập trung vào việc khắc phục nhược điểm của hệ thống dẫn động 4 bánh bán thời gian khi đi trên đường trường, và vì thế mất đi tính năng gài cầu chậm khiến khả năng vượt địa hình vẫn xem là một hạn chế lớn với hệ thống dẫn động AWD.
- Hệ thống AWD không có cơ chế gài cầu chậm như 4WD nên khả năng vượt các địa hình hiểm trở và khắc nghiệt không bằng so với 4WD.
Một số loại ô tô dùng AWD: Subaru XV, Mazda CX5, Kia Sportage, Honda CR-V.
Cách nhận biết được xe thuộc loại nào cầu nào?
Nhìn các decal dán trên xe (thường là ở đuôi xe) có các ký hiệu 4×4, 4×2 hoặc 4WD, 2WD.
Nhìn xuống gầm xe thấy trục nào có trục láp thì đó là cầu chủ động, nếu không có thì là cầu không chủ động. “Trục láp” là bộ phận để truyền chuyển động từ hộp số đến các bánh xe. Các xe dòng sedan ngày nay thường chỉ dẫn động một cầu và thường là cầu trước.
