Danh mục

Tìm hiểu về hệ thống truyền động của xe hơi

Tag:

Tìm hiểu về hệ thống truyền động của xe hơi là một trong những việc nên làm trước khi bạn muốn mua một chiếc xe “xịn” chất lượng.

Xem thêm:

Tìm hiểu về hệ thống truyền động của xe hơi

Hiện nay có 4 cơ cấu truyền động trên xe hơi phổ biến. Cụ thể là:

  • FWD (Front-Wheel Drive): Hệ truyền động cầu trước. Trên xe có trang bị FWD thì hai bánh trước là hai bánh trực tiếp nhận được năng lượng sinh ra bởi động cơ đốt trong. Đồng thời hai bánh này làm nhiệm vụ “kéo” chiếc xe di chuyển và điều chỉnh hướng.
  • RWD (Rear-Wheel Drive): Hệ truyền động cầu sau. Hoạt động của hệ thống này tương tự như FWD nhưng tập trung chủ yếu vào hai bánh sau quay và “đẩy” hai bánh trước lăn theo.
  • AWD (All-Wheel Drive): Hệ truyền động 4 bánh toàn thời gian. Đây là hệ truyền động thuộc các dòng xe cao cấp. Với AWD, cả 4 bánh xe đều nhận được năng lượng sinh ra bởi động cơ xe. Cấu tạo của hệ thống AWD cho phép điều chỉnh lượng năng lượng nhận được trên từng bánh sao cho xe có độ cân bằng tốt trong từng trường hợp vận hành.
  • 4WD (4-Wheels Drive): Tương tự AWD, đây là hệ truyền động bốn bánh nhưng là loại bán thời gian. Đây là hệ thống chủ yếu được trang bị trên các xe gầm cao (SUV, Crossover, Off-road). Những dòng xe trang bị hệ thống truyền động này có thể “quay” được cả 4 bánh cùng lúc hoặc chỉ 2 bánh tùy vào lựa chọn của người lái thông qua một cơ cấu “gài cầu” bên trong xe.
hệ thống truyền động của xe hơi là một trong những việc nên làm trước khi bạn muốn mua một chiếc xe

Ảnh minh họa hệ thống truyền động

Mỗi hệ truyền động cầu trước, cầu sau, 4WD và AWD có ưu và nhược điểm riêng. Tùy vào mục đích vận hành và giá thành mà nhà sản xuất sẽ trang bị hệ truyền động thích hợp trên từng dòng xe.

Hệ thống truyền động của xe hơi cầu trước (FWD)

Hệ thống này phổ biến trên các dòng xe thường xuyên di chuyển trong thành phố. Vào những năm đầu thế kỷ 20, kiểu dẫn động cầu trước (FWD) thuộc loại “hàng hiếm” vì đa số các loại xe đều được trang bị hệ thống truyền động cầu sau (RWD). Tuy nhiên, những năm gần đây thì tình thế lại bị đảo ngược bởi lẽ hầu hết các xe mới đều có động cơ đặt trước thay vì đặt sau như trước kia, nới rộng không gian của khoang lái. Mặc khác, cơ cấu truyền động từ trước ra sau khá tốn kém và làm giảm hiệu suất chung của xe nên hệ truyền động cầu trước được cho là giải pháp khả thi hơn cả.

hệ thống dẫn động xe hơi cầu trước FWD

Ảnh minh họa hệ thống dẫn động cầu trước FWD

Lợi ích dễ nhận thấy của hệ truyền động cầu trước đó là cấu tạo được tối giản hóa hết mức so với các hệ truyền động khác. Vì động cơ xe thường được đặt ở phía trước khoang lái, ngay trên cầu trước của xe, nên khoảng cách truyền tải năng lượng được giảm xuống tối đa. Theo đó, số lượng chi tiết cơ khí giảm, lượng thất thoát năng lượng và khối lượng xe cũng giảm và giá thành sản xuất của chiếc xe cũng nhờ đó mà thấp hơn.

Phần lớn cơ cấu truyền động của chiếc xe tập trung bên dưới nắp capô trước nên không tốn quá nhiều không gian của xe, các hệ thống phụ trợ như hệ thống treo, hệ thống phanh, hệ thống xả thải cũng được thiết kế tập trung, gọn gàng hơn.

Bên cạnh ưu điểm thì hệ thống truyền động cầu trước cũng có một số hạn chế nhất định. Thứ nhất, do sự phân bố trọng lượng tập trung nhiều hơn vào phần đầu xe nên dòng xe này khó có thể tăng tốc nhanh và luôn thất thế so với xe dẫn động cầu sau trên các đoạn đường thẳng. Việc điều khiển một chiếc xe sử dụng hệ thống FWD thường gây cảm giác mất kiểm soát, nhất là khi xe vào cua. Trong điều kiện đường trơn trượt, xe có hệ thống dẫn động FWD cũng dễ trượt bánh, khó bám sát đường hơn những dòng xe khác.

Hệ thống truyền động cầu sau (RWD)

Ngược lại với hệ thống truyền động cầu trước thì những nhược điểm của FWD lại là ưu điềm của RWD. Có thể thấy rõ nhất là sự cân bằng về trọng lượng của xe, với việc chuyển các kết cấu cơ khí nặng ra phía sau, trọng lượng của chiếc xe được dàn đều trên toàn bộ chiều dài xe tạo khả năng vận hành ổn định hơn, giảm thiểu các nguy cơ lắc, lật, nghiêng.

Hệ thống truyền động cầu sau (RWD)

Ảnh hệ thống dẫn động cầu sau (RWD) trên xe hơi

Ngoài việc phân bố lại tải trọng lên 2 trục thay vì 1, việc giải phóng 2 bánh trước khỏi nhiệm vụ dẫn động giúp nó tự do hơn trong nhiệm vụ dẫn hướng. Không gian cho các bánh xe nhờ đó cũng rộng hơn do đó góc “bẻ lái” rộng hơn. Cảm giác điều khiển vô-lăng trở nên êm dịu, “thật” và đầm hơn. Các chi tiết cơ khí, hệ thống phanh và hệ thống treo trên xe có tuổi thọ và độ bền cao hơn.

Thiết kế chủ động “quay” của bánh sau sẽ cung cấp lực “đẩy” thay vì lực “kéo”, vì vậy khi xe tăng tốc thì quán tính nghỉ sẽ dồn năng lượng của nó về phía sau nhiều hơn, làm tăng khả năng bám đường của các bánh dẫn động.
Chi phí sửa chữa cũng là một lợi thế khác của hệ thống truyền động RWD. Mỗi khi có lỗi xuất hiện trên hệ truyền động RWD, chúng sẽ được xử lý một cách độc lập giúp tiết kiệm nhiều hơn cho chủ xe.

Hạn chế của dòng xe RWD này là chi phí sản xuất và lắp ráp cao hơn, hệ truyền động khá phức tạp dẫn đến nặng lượng thất thoát qua những liên kết cơ khí, không gian nội thất xe bị thu hẹp, trọng lượng xe cũng sẽ tăng theo, làm gia tăng lượng nhiên liệu tiêu thụ,…

Hệ thống truyền động 4 bánh toàn thời gian (AWD) và bán thời gian (4WD)

AWD và 4WD là hai hệ truyền động làm “đau đầu” những ai đang muốn tìm hiểu về chúng. Hai hệ thống này cơ bản đều có thể truyền năng lượng đến cả 4 bánh do đó để phân biệt cần đi sâu vào cấu tạo của từng hệ thống. Nhưng ngặt nỗi, cấu tạo của chúng lại vô cùng phức tạp.

Sự khác nhau cơ bản giữa AWD và 4WD

4WD là hệ thống truyền động 4 bánh bán thời gian. Nghĩa là chiếc xe có thể được dẫn động bằng 2 bánh hoặc 4 bánh tùy vào lựa chọn của người lái thông qua một cơ cấu gài cầu (hoạt động bằng cơ hoặc bằng điện) đặt bên trong xe. Như vậy, chiếc xe không được thiết kế để di chuyển trên mọi địa hình, mọi điều kiện với cả 4 bánh được dẫn động trong khi AWD thì có.

Đa phần hệ thống 4WD khi hoạt động ở chế độ dẫn động 2 bánh (thường được ký hiệu là 2H) đều truyền mô-men xoắn tới bánh sau như RWD. Với chế độ dẫn động bằng 4 bánh thì thường được ký hiệu là 4H với các cấp độ “High” và “Low” khác nhau tùy theo từng hãng sản xuất.

AWD (All-Wheel Drive) là thuật ngữ dùng để chỉ các xe dẫn động 4 bánh trong mọi thời điểm mà không phải thực hiện các thao tác gài cầu như trên các xe 4WD. AWD là hệ thống truyền động cao cấp, được trang bị trên cho các dòng xe Sedan cao cấp như: Mercedes-Benz S-Class, BMW 7-Series,…

Nếu phân tích và tìm hiểu sâu hơn thì chúng ta có thể thấy rằng, đây là hai hệ thống độc lập nhiều hơn chúng ta nghĩ.

So sánh về cấu tạo:

Bộ vi sai (Differential): Cả 2 hệ thống đều có khả năng truyền động đến cả 4 bánh ở 2 cầu trước và sau nên chúng được trang bị ít nhất 2 bộ vị sai gắn trên mỗi cầu cho phép các bánh lại quay với vận tốc khác nhau mỗi khi vào cua nhằm đảm bảo sự ổn định của xe. Riêng với hệ thống AWD, xe còn được trang bị một bộ vi sai trung tâm nhằm phân bố năng lượng/ vận tốc quay khác nhau giữa cầu trước và cầu sau của xe. Bộ vi sai này không tồn tại trong trường hợp 4WD.

Trục truyền động (Driveshaft): Đảm nhận chức năng chuyển động quay sinh ra từ động cơ gắn ở cầu trước/ sau để chuyển tải đến cầu còn lại của xe. Thường được chia làm trục cầu trước và trục cầu sau nhằm đảm bảo 2 cầu có thể hoạt động ở trên các mặt phẳng khác nhau (trong điều kiện đường ghồ ghề).