Dẫn động cầu trước FWD hay cầu sau RWD, cái nào tốt hơn?

Hầu hết người tiêu dùng thường không quan tâm đến hệ dẫn động (cầu xe ô tô) , họ thường chú ý đến các thông số cơ bản như loại động cơ, công suất, mô-men xoắn, trang bị tiện nghi, an toàn,.. Tuy nhiên, hệ thống dẫn động của chiếc xe đôi khi cũng khá quan trọng khi xử lý một số tình huống lái xe gặp phải như quay đầu ở chỗ đường lầy lội hoặc trên đê.

Một cách tổng quát nhất, hiện có 4 cơ cấu dẫn động gồm

• FWD (Front-Wheel Drive) là hệ thống dẫn động cầu trước, tức là 2 bánh trước sẽ trực tiếp nhận được “lực” truyền từ động cơ. Hai bánh trước sẽ chủ động quay và “kéo” 2 bánh sau lăn theo.

• RWD (Rear-Wheel Drive) là hệ dẫn động cầu sau. Hoạt động của hệ thống này tương tự như FWD nhưng lần này là 2 bánh sau quay và “đẩy” 2 bánh trước lăn theo.

• AWD (All-Wheel Drive) là hệ dẫn động 4 bánh toàn thời gian. Các bạn có thể hiểu nôm na là tất cả 4 bánh xe luôn luôn nhận được “lực” truyền từ động cơ xe và phân bổ lực kéo một cách tự động bằng thuật toán bên trong ECU. Mình sẽ phân tích chi tiết hơn về hệ thống dẫn động này bên dưới.

• 4WD (4-Wheels Drive) cũng là hệ dẫn động 4 bánh nhưng là loại bán thời gian. Các bạn có thể tưởng tượng là chiếc xe trang bị hệ thống dẫn 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.

Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và tùy vào từng loại xe mà các hãng có cách áp dụng thích hợp. Chẳng hạn xe địa hình thì thường có hệ thống dẫn động 4 bánh, xe đua, xe thể thao thì thường được trang bị hệ dẫn động cầu sau, còn hệ dẫn động cầu trước thì lại hay được áp dụng lên các loại xe cỡ nhỏ.

Trong bối cảnh một số dòng xe ô tô với hệ dẫn động cầu trước (FWD – Front-wheel Drive), một lần nữa những ý kiến xoay quanh ưu-nhược điểm với hệ thống dẫn động cầu trước và cầu sau lại dấy lên. Thực tế, người tiêu dùng có thể tìm thấy cả hai hệ dẫn động này ngay trên các dòng xe thương mại từ bình dân tới cao cấp – song song với các hệ dẫn động bốn bánh mạnh mẽ hơn. Tuy nhiên, nếu xét ở xe thương mại, rõ ràng các hệ thống dẫn động cầu trước luôn chiếm ưu thế về số lượng. Vậy, việc sử dụng hệ dẫn động cầu trước thực tế có lợi gì?

Sử dụng hệ dẫn động cầu trước có lợi gì?

Gần như tất cả các xe ngày nay đều sử dụng hệ dẫn động cầu trước. Những năm đầu thế kỷ 20, kiểu FWD thuộc loại “hiếm có khó tìm” nhưng giờ đây, nó được trang bị trên khoảng 70% số xe mới xuất xưởng. Như vậy, rõ ràng đã có một cuộc dịch chuyển ngoạn mục trong ngành Công Nghiệp ôtô khi từ hệ dẫn động cầu sau chuyển hết sang dẫn động cầu trước. 

Nguyên nhân chính nằm ở chỗ các xe hiện đại đều có động cơ đặt trước thay vì đặt sau như trước kia. Vì vậy, để loại bỏ cơ cấu truyền động từ trước ra sau vốn dĩ hơi “lằng nhằng” và hao phí nhiều năng lượng, ý tưởng truyền lực trực tiếp tới ngay bánh trước là giải pháp khả thi nhất.

Khi áp dụng kiểu dẫn động cầu trước đồng nghĩa với việc các nhà sản xuất có thể giảm bớt các chi tiết cấu thành, giúp hạ thấp chi phí sản xuất, khối lượng xe cũng giảm đi khiến cho chiếc xe uống ít xăng hơn. Do thiết kế của kiểu dẫn động cầu trước này không cần phải có trục truyền động và cầu trục sau nên toàn bộ cơ cấu truyền động và hệ thống vi sai có thể được bố trí trong cùng một khối gọn gàng và đơn giản. Cấu trúc này giúp nhà sản xuất dễ bố trí các hệ thống phụ trợ như hệ thống treo, hệ thống phanh, đường dẫn nhiên liệu, hệ thống xả thải, 

Ưu điểm quan trọng nữa của hệ dẫn động FWD là do động cơ đặt phía trên trục trước nên trọng lượng của nó được truyền thẳng xuống bánh dẫn động khiến độ bám đường tăng lên, giúp xe hoạt động tốt ở các mặt đường trơn trượt.

Một lợi thế khác của hệ thống dẫn động cầu trước chính là không gian nội thất có thể thiết kế rộng rãi hơn. Vì không cần phải có những hốc lớn trên khung xe để bố trí các kết cấu cơ khí truyền động nên nhà sản xuất có thể dễ dàng bố trí các trang bị tiện nghi cho nộ thất. Ví dụ như nội thất bên trong mẫu sedan cỡ nhỏ hiện thời, chúng ta có thể thấy hàng ghế ngồi phía sau khá thoải mái nhờ sàn xe bằng phẳng và không hề có chỗ gồ ghề. Thêm vào đó, một chiếc xe FWD chắc chắn sẽ không có vi sai cầu sau nên thể tích khoang hành lý sẽ được tăng lên đáng kể.

Chúng ta có thể thấy rằng những loại xe thường được trang bị hệ thống dẫn động cầu trước là các loại sedan cỡ nhỏ, cỡ trung, các loại xe mini, xe điện… thậm chí là cả những chiếc sedan cỡ lớn, Crossover và SUV. Do yêu cầu tiết kiệm nhiên và giảm giá thành sản xuất nên hầu hết các phân khúc xe ngày nay đều có phiên bản dẫn động cầu trước để đáp ứng nhu cầu của mọi đối tượng khách hàng.

Tuy nhiên, ngoài những ưu điểm kể trên, hệ dẫn động cầu trước có một số nhược điểm liên quan tới tính năng vận hành của xe. 

• Do sự phân bố trọng lượng tập trung nhiều hơn vào phần đầu xe, một chiếc xe trang bị hệ dẫn động cầu trước khó có thể tăng tốc nhanh và luôn thất thế so với xe dẫn động cầu sau trên các đoạn đường thẳng. 

• Do trọng lượng dồn về phía trước nhiều hơn khiến phần đuôi trở nên nhẹ hẳn nên việc điều khiển một chiếc xe sử dụng hệ thống FWD rất dễ bị hiện tượng “understeer” hay còn gọi là “mất lái” khi vào cua, nghĩa là bánh trước sẽ dễ bị trượt và không còn ma sát với mặt đường, nhất là trong điều kiện mặt đường trơn trượt.

• Cho dù hệ thống FWD tỏ ra hết sức “thực dụng” nhưng thiết kế của chúng lại mâu thuẫn với tính “thực tế” của một chiếc xe ô tô, một chiếc xe hơi dẫn động cầu trước, trục bánh trước luôn có cấu tạo khá phức tạp và phải đảm trách tất cả các nhiệm vụ định hướng, phanh, chịu tải, tăng tốc,.. của một chiếc ô tô có 4 bánh nhưng lại dồn tất cả các việc đó lên mỗi hai bánh trước.

• Ngoài ra, lốp xe thì luôn có tuổi thọ giới hạn, các lực ma sát sinh ra do dẫn động, định hướng, giảm tốc và chịu tải đều dồn lên các bánh trước khiến chúng hao mòn nhanh, kéo theo sự suy giảm hiệu suất hoạt động và tính an toàn. Trong khi đó, các lốp phía sau lại chịu tải trọng nhẹ hơn, chúng hầu như chỉ làm mỗi nhiệm vụ “nâng đỡ” và lăn theo chiếc xe.

Tuy nhiên, những nhược điểm trên đã dần được khắc phục, cho dù có thể là chưa triệt để, nhằm đáp ứng hai nhu cầu rất lớn của người tiêu dùng cũng như là của nhà sản xuất – đó cũng chính là hai ưu điểm lớn nhất của hệ thống dẫn động cầu trước FWD: tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu chi phí sản xuất.

Ưu nhược điểm của hệ dẫn động cầu sau RWD

Những nhược điểm của hệ dẫn động cầu trước FWD lại chính là ưu điểm của hệ thống dẫn động cầu sau RWD. 

• Các kết cấu cơ khí truyền động được chuyển từ phía trước ra đằng sau, chiếc xe sẽ có được sự cân bằng trọng lượng tốt hơn, dẫn đến khả năng vận hành ổn định hơn. 

• Ngoài cái “lợi” về phân bố đều trọng lượng trên các trục, việc giải phóng các bánh trước khỏi hệ truyền động giúp nó tự do hơn trong nhiệm vụ dẫn hướng và chắc chắn nó sẽ có góc bẻ lái rộng hơn. Cảm giác điều khiển vô-lăng của bạn cũng sẽ êm dịu, thật tay và đầm hơn. 

• Cấu trúc trục trước trên những chiếc xe RWD đơn giản hơn cũng sẽ giúp các chi tiết cơ khí, hệ thống phanh và hệ thống treo trên xe có tuổi thọ và độ bền cao hơn.

• Một ưu điểm khác của xe cầu sau là sự cân bằng, lực đẩy nằm ở bánh sau khiến bánh trước xử lý khúc cua hay rẽ hướng chính xác và nhẹ nhàng. Ở hầu hết xe hơi, phần nặng nhất là động cơ và hộp số nằm ở phía đầu xe, nên xe dẫn động cầu sau sẽ truyền tải trọng lượng và động năng đồng đều hơn từ sau ra trước, đẩy giới hạn vào cua và khả năng tăng tốc lên mức cao hơn so với xe cầu trước. Cũng vì lý do này mà các loại xe thể thao, xe sang hoặc xe đua hầu hết đều là dẫn động cầu sau.

• Chi phí sửa chữa cũng là một lợi thế khác của hệ thống dẫn động RWD. Mỗi khi có lỗi xuất hiện trên hệ truyền động RWD, chúng sẽ được xử lý một cách độc lập. Nhưng đối với các loại xe FWD thì ngược lại, bạn có thể sẽ phải sửa chữa thêm một chùm các chi tiết liên quan.

>> Xem thêm ưu nhược điểm của hệ dẫn động cầu trước FWD

Giả sử bạn đang di chuyển với tốc độ cao và vô tình vấp phải ổ gà hoặc vật cản, thì điều chắc chắn là bánh trước của bạn sẽ ít hư hỏng hơn. Trong khi đó, với xe dẫn động cầu trước, bánh trước trở nên “nhạy cảm” hơn so với dẫn động cầu sau (ví dụ, chỉ cần va đập vào lề đường, hoặc đơn giản là mố đường cao, thì tỷ lệ hư hỏng những chi tiết đắt tiền bên trong sẽ cao hơn). Đây là lý do vì sao những chiếc crossover/SUV 7 chỗ, các dòng MPV, minivan, pickup, vốn có tải trọng lớn, khối lượng lớn vẫn sử dụng (RWD).

Các dòng xe điển hình trong số đó là Toyota Innova hay các phiên bản 1 cầu của dòng SUV cỡ trung như Mitsubishi Pajero, Toyota Fortuner, Ford Everest hay với bán tải Mitsubishi Triton, Toyota Hilux và Ford Ranger (nếu phiên bản 1 cầu) cũng là các mẫu xe kích thước lớn trọng lượng lớn và hầu hết dồn về bánh sau nhưng vẫn sử dụng hệ dẫn động cầu sau.

Ngoài ra, các dòng xe sedan thể thao, sedan hạng sang của Đức như Mercedes-Benz C-Class, E-Class, BMW 3 Series, 5 Series, 6 Series… nếu là phiên bản dẫn động 1 cầu, thì hầu hết đều được sử dụng hệ dẫn động cầu sau.

Thế nhưng, dẫn động cầu sau cũng không phải là thần thánh, những hạn chế của hệ thống RWD cũng rất dễ nhận thấy 

• Khi tăng tốc, đặc biệt lúc đạp thốc ga ở những xe có công suất lớn hoặc mô-men xoắn cao ở vòng tua thấp, hai bánh sau sẽ có hiện tượng trượt hoặc thân xe xoay ngang. Nên ở những xe hiệu năng cao, hệ thống chống trượt bắt buộc phải được trang bị.

• Trong những địa hình trơn trượt, lầy lội hoặc đường tuyết, hai bánh sau sẽ bị mất lợi thế về lực kéo, do phải chịu thêm một khối lượng lớn từ khoang hành khách.

• Một phần dung tích khoang nội thất bị mất đi, do phải chừa khoảng trống cho trục dẫn động. Một số mẫu xe có động cơ đặt sau không gặp tình trạng này như Porsche 911 hay Volkswagen Beetle.

• Trọng lượng của xe lớn hơn so với dẫn động cầu trước. Khối lượng tăng thêm đến từ trục dẫn động, từ những chi tiết gia cố thân xe do phải chừa không gian cho trục dẫn động. Trục sau hay bán trục sau cũng thường dài hơn so với trục trước vì thế nếu so sánh một mẫu xe cùng chủng loại và cùng kích thước thì xe dẫn động cầu sau luôn nặng hơn so với xe dẫn động cầu trước.

• Cũng chính vì nhiều chi tiết cấu thành hơn, do đó chi phí dành cho một mẫu xe dẫn động cầu sau luôn cao hơn, và ảnh hưởng rất nhiều tới giá bán của một chiếc xe dẫn động cầu sau.

• Công suất bị hao hụt nhiều hơn so với dẫn động cầu trước do phải dẫn qua trục dẫn động. Tuy nhiên, điều này không ảnh hưởng với cấu hình động cơ đặt giữa hay phía sau xe.

Tuy nhiên, xét về hiệu quả chung thì hầu hết những nhược điểm của thiết kế dẫn động cầu sau đang được khắc phục hiệu quả. Các hệ thống treo độc lập đang được ứng dụng cho phép nhà sản xuất đặt trục dẫn động và hộp vi sai sát vào phần thân xe hơn, không chiếm nhiều chỗ trong cabin như trước đây. Các hệ thống kiểm soát hành trình và điều khiển ổn định cho phép xe RWD đạt được khả năng hoạt động tốt trên các mặt được trơn trượt.

Việc chế tạo những loại lốp xe thích hợp và sử dụng vật liệu trọng lượng nhẹ cũng là những cải tiến hiệu quả. Thậm chí, cho dù phải chấp nhận tất cả những nhược điểm nêu trên đi nữa thì nhiều người vẫn cảm thấy thích thú hơn khi điều khiển một chiếc xe truyền động cầu sau, đặc biệt khi vào những khúc cua tay áo. Đó chính cũng chính là lý do cho sự quay lại của những chiếc xe dẫn động cầu sau trong thời gian sắp tới.