Hệ thống dẫn động 4 bánh (4WD), hay còn gọi là 4×4, là một trong những công nghệ quan trọng nhất trong ngành ô tô, đặc biệt đối với những dòng xe cần khả năng di chuyển linh hoạt trên nhiều loại địa hình. Từ những bước chân thử nghiệm sơ khai đến các hệ thống điện tử phức tạp ngày nay, lịch sử phát triển của 4WD là một câu chuyện hấp dẫn về sự đổi mới và chinh phục giới hạn. Tại Garage Auto Speedy, chúng tôi luôn nghiên cứu và cập nhật kiến thức về các công nghệ ô tô tiên tiến này để mang đến dịch vụ tốt nhất cho khách hàng, và hôm nay, hãy cùng chúng tôi ngược dòng thời gian khám phá nguồn gốc và sự tiến hóa của 4WD.
Ý tưởng về việc dẫn động cả bốn bánh xe cùng lúc đã xuất hiện từ cuối thế kỷ 19. Mục tiêu ban đầu là tăng cường lực kéo và khả năng vượt địa hình cho các loại xe kéo (traction engines) và xe tải thô sơ. Tuy nhiên, việc chế tạo một hệ thống dẫn động 4 bánh thực sự hoạt động hiệu quả trên các phương tiện cá nhân gặp nhiều thách thức kỹ thuật, đặc biệt là vấn đề về sự khác biệt tốc độ quay giữa các bánh xe khi vào cua.
Chiếc ô tô được ghi nhận là có hệ thống dẫn động 4 bánh đầu tiên trên thế giới là Spyker 60 HP, ra mắt vào năm 1903 bởi anh em nhà Spyker ở Hà Lan. Mặc dù không thành công về mặt thương mại, chiếc xe này đã chứng minh tính khả thi của ý tưởng dẫn động cả bốn bánh. Cùng thời điểm đó, các nhà sản xuất khác, đặc biệt là trong lĩnh vực xe quân sự và xe tải, cũng bắt đầu thử nghiệm 4WD để cải thiện khả năng vận hành trên địa hình khó khăn.
Một trong những ứng dụng 4WD đáng chú ý thời kỳ đầu là chiếc Daimler-Motoren-Gesellschaft Dernburg-Wagen năm 1907, được thiết kế cho mục đích khám phá và di chuyển ở các thuộc địa châu Phi khắc nghiệt. Những nỗ lực tiên phong này đã đặt nền móng cho sự phát triển sau này của công nghệ 4WD.
Để hệ thống 4WD trở nên thực dụng và hiệu quả, nhiều phát minh kỹ thuật quan trọng đã ra đời.
Hộp số phụ (transfer case) là trái tim của hầu hết các hệ thống 4WD truyền thống. Chức năng chính của nó là phân phối mô-men xoắn từ hộp số chính đến cả trục trước và trục sau. Hộp số phụ thường cho phép người lái lựa chọn giữa chế độ 2WD (chỉ dẫn động cầu sau hoặc cầu trước), 4WD tốc độ cao (4H), và 4WD tốc độ thấp (4L) với tỷ số truyền được giảm xuống để tăng lực kéo tối đa khi đi địa hình cực khó. Sự xuất hiện của hộp số phụ đã giải quyết bài toán kết nối hai trục truyền động một cách linh hoạt.
Vi sai là bộ phận cực kỳ quan trọng trong mọi hệ thống dẫn động. Nó cho phép các bánh xe trên cùng một trục (hoặc giữa hai trục trong trường hợp vi sai trung tâm) quay ở tốc độ khác nhau khi xe vào cua. Tuy nhiên, vi sai tiêu chuẩn có một nhược điểm lớn: khi một bánh xe bị mất lực bám, toàn bộ mô-men xoắn có xu hướng truyền đến bánh xe đó, khiến xe bị sa lầy.
Để khắc phục điều này, các loại vi sai giới hạn trượt (Limited-Slip Differential – LSD) và vi sai khóa (Locking Differential) đã được phát triển. Vi sai khóa có thể khóa cứng hai bán trục lại với nhau, đảm bảo cả hai bánh xe trên cùng một trục quay cùng tốc độ, truyền lực đến bánh xe còn lại đang có độ bám. Các loại khóa vi sai cầu trước và cầu sau, cùng với vi sai trung tâm có khóa, là những công nghệ thiết yếu giúp xe 4WD vượt qua các chướng ngại vật khó khăn.
Ông Nông Văn Linh, Kỹ sư trưởng tại Garage Auto Speedy, chia sẻ: “Vi sai và hộp số phụ là hai bộ phận phức tạp nhưng lại quyết định khả năng thực sự của một chiếc xe 4WD trên địa hình. Hiểu rõ cách chúng hoạt động và bảo dưỡng đúng cách là cực kỳ quan trọng để chiếc xe của bạn luôn sẵn sàng cho mọi thử thách.”
Qua thời gian, công nghệ 4WD đã phát triển thành nhiều biến thể khác nhau để phù hợp với mục đích sử dụng đa dạng.
Part-time 4WD là hệ thống truyền thống, thường được trang bị trên các dòng xe off-road chuyên dụng và bán tải. Đặc điểm chính là không có vi sai trung tâm. Khi kích hoạt chế độ 4WD (4H hoặc 4L), trục trước và trục sau bị khóa cứng với nhau. Điều này giúp tăng lực kéo tối đa trên địa hình trơn trượt, lầy lội, hoặc đá gồ ghề. Tuy nhiên, hệ thống này không được phép sử dụng trên đường nhựa khô ráo vì sẽ gây bó cứng hệ thống truyền động khi vào cua (do sự khác biệt tốc độ quay giữa cầu trước và cầu sau), dẫn đến mòn lốp nhanh và hư hỏng bộ phận.
Ưu điểm: Đơn giản, bền bỉ, lực kéo mạnh mẽ trên địa hình khó.
Nhược điểm: Không dùng được trên đường khô, vận hành kém linh hoạt trên đường bình thường, thường không có vi sai trung tâm.
Full-time 4WD khắc phục nhược điểm của part-time 4WD bằng cách bổ sung vi sai trung tâm (hoặc bộ phận tương đương như bộ ly hợp nhớt/điện tử). Vi sai trung tâm cho phép cầu trước và cầu sau quay ở tốc độ khác nhau, giúp xe di chuyển an toàn và mượt mà trên cả đường nhựa khô. Hệ thống này luôn hoạt động ở chế độ 4WD. Một số hệ thống full-time 4WD cao cấp còn có khả năng khóa vi sai trung tâm khi cần thiết để tăng lực kéo trên địa hình khó.
Ưu điểm: Vận hành an toàn trên mọi bề mặt đường, linh hoạt hơn part-time 4WD.
Nhược điểm: Phức tạp hơn, có thể tốn nhiên liệu hơn 2WD, khả năng off-road thường không bằng part-time 4WD (nếu không có khóa vi sai trung tâm).
AWD là hệ thống dẫn động cả bốn bánh nhưng thường được thiết kế để hoạt động tự động và liên tục, tập trung vào việc tăng cường độ bám trên đường trơn trượt (mưa, tuyết, băng giá) và cải thiện sự ổn định khi vào cua, thay vì khả năng vượt địa hình cực khó như 4WD truyền thống. Hệ thống AWD sử dụng các bộ ly hợp điện tử hoặc vi sai phức tạp để phân phối mô-men xoắn linh hoạt giữa các bánh hoặc các trục dựa trên điều kiện vận hành. AWD thường được trang bị trên các dòng xe sedan, crossover và SUV cỡ nhỏ.
Sự khác biệt chính giữa 4WD (thường là part-time hoặc full-time truyền thống) và AWD là mục đích sử dụng và cách thức hoạt động: 4WD nhấn mạnh off-road với khả năng lựa chọn chế độ và khóa vi sai, trong khi AWD nhấn mạnh on-road traction và ổn định với hoạt động tự động. Tuy nhiên, ranh giới này ngày càng mờ nhạt với sự phát triển của các hệ thống AWD phức tạp có tích hợp tính năng hỗ trợ off-road.
Công nghệ dẫn động 4 bánh tiếp tục phát triển mạnh mẽ trong kỷ nguyên hiện đại, đặc biệt với sự tích hợp sâu rộng của hệ thống điện tử. Các hệ thống kiểm soát lực kéo (Traction Control – TC) và kiểm soát ổn định thân xe (Electronic Stability Control – ESC) ngày nay có thể làm việc cùng với hệ thống dẫn động để phân phối lực kéo đến từng bánh xe một cách chính xác, mô phỏng chức năng của vi sai giới hạn trượt hoặc thậm chí là vi sai khóa. Điều này nâng cao đáng kể khả năng vận hành và an toàn.
Sự bùng nổ của xe điện cũng mở ra kỷ nguyên mới cho dẫn động 4 bánh. Xe điện có thể dễ dàng đạt được AWD hoặc 4WD bằng cách sử dụng động cơ điện độc lập cho mỗi trục (hoặc thậm chí mỗi bánh). Điều này giúp loại bỏ các bộ phận cơ khí phức tạp như hộp số phụ và trục truyền động, đồng thời cho phép kiểm soát mô-men xoắn từng bánh xe nhanh chóng và chính xác hơn rất nhiều so với hệ thống cơ khí truyền thống.
Tại thị trường Việt Nam, xe SUV và bán tải trang bị hệ thống 4WD/AWD ngày càng phổ biến, không chỉ cho mục đích off-road mà còn để tăng cường an toàn khi di chuyển trên các cung đường trơn trượt hoặc gồ ghề. Hiểu rõ về lịch sử và nguyên lý hoạt động của các hệ thống này giúp người dùng lựa chọn và sử dụng xe hiệu quả hơn. Đội ngũ kỹ thuật viên tại Garage Auto Speedy luôn được đào tạo chuyên sâu về cả hệ thống 4WD/AWD truyền thống lẫn hiện đại để đảm bảo có thể chẩn đoán và sửa chữa mọi vấn đề liên quan.
Để chiếc xe 4WD/AWD của bạn luôn hoạt động tốt và bền bỉ, việc bảo dưỡng định kỳ và sử dụng đúng cách là cực kỳ quan trọng.
Ông Bùi Hiếu, Chuyên gia tư vấn xe tại Garage Auto Speedy, nhận định: “Việc sử dụng xe 4WD/AWD không chỉ là bật/tắt các chế độ. Hiểu rõ xe mình có loại hệ thống nào, nguyên lý hoạt động ra sao sẽ giúp người lái tận dụng tối đa khả năng của xe và tránh được những lỗi vận hành cơ bản có thể gây hư hỏng đắt tiền. Nếu có bất kỳ băn khoăn nào về hệ thống dẫn động trên xe, hãy đến Garage Auto Speedy để được tư vấn và kiểm tra.”
Hệ thống 4WD và AWD khác nhau như thế nào?
Khác biệt chính là mục đích và cách hoạt động. 4WD (thường part-time) nhấn mạnh khả năng off-road với chế độ lựa chọn và khóa vi sai, không dùng trên đường khô. AWD tập trung vào tăng độ bám và ổn định trên đường trơn trượt, hoạt động tự động và liên tục, phù hợp cho đường nhựa.
Khi nào nên sử dụng chế độ 4H và 4L trên xe part-time 4WD?
Chế độ 4H (tốc độ cao) dùng khi đi trên địa hình trơn trượt nhẹ, cát, sỏi, hoặc đường đất không quá dốc, ở tốc độ trung bình. Chế độ 4L (tốc độ thấp) dùng khi cần lực kéo tối đa để vượt chướng ngại vật khó, lên/xuống dốc cao, đi qua bùn lầy sâu, ở tốc độ rất chậm.
Xe 4WD có tốn xăng hơn xe 2WD không?
Thông thường, xe 4WD/AWD sẽ tốn nhiên liệu hơn xe 2WD cùng loại do trọng lượng nặng hơn và có thêm các bộ phận chuyển động gây hao hụt năng lượng. Mức độ tốn hơn tùy thuộc vào loại hệ thống và điều kiện vận hành.
Có thể chuyển chế độ 4WD khi xe đang chạy không?
Đối với nhiều hệ thống part-time 4WD hiện đại cho phép chuyển từ 2H sang 4H khi đang di chuyển ở tốc độ dưới một ngưỡng nhất định (ví dụ: dưới 80 km/h). Tuy nhiên, việc chuyển sang 4L luôn cần xe dừng hẳn và đôi khi cần gạt cần số về N. Luôn tham khảo sách hướng dẫn sử dụng xe của bạn để biết chính xác.
Tại sao cần bảo dưỡng riêng hệ thống 4WD?
Hộp số phụ, vi sai và các bộ phận liên quan có dầu bôi trơn riêng và chịu tải trọng lớn khi hoạt động trên địa hình khó. Bảo dưỡng định kỳ giúp đảm bảo các bộ phận này không bị khô dầu, mòn sớm hoặc hư hỏng do chịu tải, kéo dài tuổi thọ của hệ thống và toàn bộ chiếc xe.
Lịch sử phát triển của 4WD là minh chứng cho sự sáng tạo không ngừng của con người trong việc chế tạo những cỗ máy có khả năng chinh phục mọi loại địa hình. Từ những ý tưởng sơ khai đến các hệ thống điện tử tinh vi ngày nay, 4WD đã trở thành một phần không thể thiếu trên nhiều dòng xe, mang lại sự an toàn, ổn định và khả năng vận hành vượt trội.
Với kinh nghiệm dày dặn và đội ngũ chuyên gia am hiểu sâu sắc về mọi khía cạnh của ngành ô tô, bao gồm cả các hệ thống dẫn động phức tạp như 4WD và AWD, Garage Auto Speedy tự hào là địa chỉ đáng tin cậy để quý khách hàng tìm hiểu thông tin, bảo dưỡng và sửa chữa xe của mình. Nếu bạn đang sở hữu một chiếc xe 4WD/AWD hoặc có bất kỳ câu hỏi nào về hệ thống này, đừng ngần ngại liên hệ với Garage Auto Speedy qua hotline 0877.726.969 hoặc truy cập website https://autospeedy.vn/ để nhận được sự tư vấn và hỗ trợ tận tình nhất. Hãy để Garage Auto Speedy đồng hành cùng bạn trên mọi nẻo đường!
Hệ thống Kiểm soát Hành trình Thích ứng (ACC - Adaptive Cruise Control) là một…
Hệ thống dẫn động bốn bánh toàn thời gian 4Matic là niềm tự hào của…
Hệ dẫn động bốn bánh (AWD) đã trở thành một tính năng ngày càng phổ…
Kiểm soát hành trình thích ứng (ACC - Adaptive Cruise Control) là một trong những…
Ngày nay, khi chọn mua một chiếc ô tô, ngoài kiểu dáng hay động cơ,…
Xe có hệ dẫn động 4 bánh (4WD) hay còn gọi là dẫn động toàn…
