Giới thiệu và phân loại ưu nhược điểm của 4WD (4 bánh xe dẫn động)

4WD là gì?

4WD là chữ viết tắt của 4-Wheel Drive (4 bánh xe dẫn động) và dẫn động cả 4 bánh xe bằng hộp số phụ, v.v.
Có hai loại 4WD, 4WD thường xuyên và 4WD gián đoạn. Các xe 4WD cũng có thể phân loại thành các loại FF (Động cơ ở phía trước, bánh xe dẫn động ở phía trước) và FR (động cơ ở phía trước, bánh xe dẫn động ở phía sau). Ngoài ra, các xe 4WD còn có thể phân loại thành các loại xe để chạy trên địa hình phức tạp và các loại xe để chạy trên đường.

1. Hoạt động của bộ vi sai

Xe sử dụng bộ vi sai để triệt tiêu sự chênh lệch về tốc độ quay của các bánh xe khi quay vòng.
Với loại 4WD thường xuyên, có thêm một bộ vi sai trung tâm nữa ngoài bộ vi sai trước và bộ vi sai sau để triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ quay của các bánh xe trước và sau.

Có 3 bộ vi sai khác nhau làm cho xe chạy được êm do đảm bảo việc truyền công suất đều nhau đến cả bốn bánh xe, kể cả khi quay vòng- đây là ưu điểm chủ yếu của loại 4WD thường xuyên.
Đối với các xe 4WD gián đoạn không có bộ vi sai để triệt tiêu sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh trước và sau, khi xe quay vòng gấp theo chế độ 4WD, xảy ra hiện tượng phanh khó khăn khi quay vòng và không thể quay vòng được êm.
Vì lẽ đó, với loại 4WD gián đoạn này, cần phải chuyển giữa chế độ 2WD và 4WD để phù hợp với các điều kiện chạy xe.

2. Các lốp xe và việc lắp xích bao lốp

Tất cả bốn lốp lắp ở xe 4WD phải cùng cỡ và cùng loại.
Nếu các lốp trước và sau có đường kính khác nhau, bộ vi sai trung tâm sẽ luôn luôn phải hoạt động, kể cả khi chạy thẳng, trên đường bằng phẳng. Và nếu đường kính của các lốp bên phải và bên trái khác nhau, bộ vi sai trước hoặc sau sẽ luôn luôn phải làm việc, tuỳ theo các lốp có cỡ khác ở phía trước hoặc phíasau).

Loại 4WD liên tục có khả năng chạy rất tốt trên đường có tuyết, nhưng trong một số trường hợp, cần phải lắp xích bao lốp. Những lúc đó, cần phải cân nhắc các điểm sau.
Đối với xe 4WD kiểu FF, cần phải lắp xích vào các bánh trước.
Đối với xe 4WD kiểu FR, cần phải lắp các xích vào các bánh sau.
Nếu lắp nhầm, các xích bao lốp sẽ đập vào thân xe và gây ra hư hỏng thân xe, vì vậy luôn luôn phải thận trọng.

Phân loại 4WD

Kích chuột lên hình bóng đèn hoặc câu có gạch chân.
Có thể phân loại 4WD thành các loại sau đây theo các khác biệt về loại dẫn động và điều khiển

1. 4WD gián đoạn

Với loại 4WD này, người lái phải chuyển đổi giữa chế độ 2WD và 4WD bằng hộp số phụ theo điều kiện của đường sá.

Bình thường, xe chạy theo chế độ 2WD, còn khi đường xấu và có tuyết, v.v... thì sử dụng 4WD.
Tuy nhiên, vì hệ thống 4 WD gián đoạn có các hệ thống truyền lực phía trước và phía sau nối trực tiếp với nhau, nên xảy ra hiện tượng phanh khi quay vòng, và xe không thể quay vòng được êm.
Vì vậy, cần phải chuyển từ chế độ 4WD về 2WD khi xe chạy trên đường bình thường.

2. 4WD thường xuyên

Có thể sử dụng xe tại mọi thời điểm trong mọi điều kiện chạy xe và đường xá, từ đường xá bình thường đến đường xá gồ ghề và đường xá có hệ số ma sát thấp, đó là loại 4WD thường xuyên.
Ngoài ra, các xe 4WD thường được trang bị bộ vi sai trung tâm.

3. 4WD thường xuyên có khớp mềm V

Hệ thống 4WD thường xuyên có khớp mềm V làm cho xe có thể hoạt động thích hợp với chế độ 2WD trong thời gian chạy bình thường khi hầu như không có sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh xe trước và sau.

Khi có sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh xe trước và sau như khi xe quay vòng hoặc chạy trên đường có tuyết, hệ thống này truyền lực dẫn động đến các bánh sau.
Nhờ vậy, nó đảm bảo tính điều khiển ổn định trong khi chạy ở các điều kiện đường xá và chạy xe khác nhau.

Ưu điểm của xe 4WD

Một chiếc xe phải có khả năng chạy được trên nhiều loại đường xá, không chỉ là các đường có tuyết, mà còn là các đường có đặc tính bề mặt thay đổi do điều kiện thời tiết.
Cách tốt nhất để chạy trên các đường gồ ghề là xe có cả bốn bánh xe đều được truyền lực. Về mặt này, các xe 4WD có một số ưu điểm vượt trội hơn các xe 2WD loại FF, FR hoặc MR (Động cơ đặt ở giữa xe, bánh sau dẫn động).

1. Tính ổn định khi quay vòng
Vì cả bốn bánh xe đều truyền lực như nhau, thay vì chỉ có hai bánh truyền lực, tải trọng trên mỗi lốp sẽ giảm đi, có thể sử dụng lực quay vòng của các lốp có hiệu quả, tạo ra sự quay vòng rất ổn định.
2. Tính ổn định khi chạy trên đường thẳng
Với xe 4WD, vì lực bám dư của mỗi lốp xe tăng lên, các thay đổi bên ngoài không ảnh hưởng đến xe. Nhờ vậy đạt được tính ổn định khi chạy trên đường thẳng.
3. Tính năng khởi hành và tăng tốc
Độ bám của lốp các xe 4WD gần gấp đôi độ bám của các xe 2WD, nên thậm chí khi xe được trang bị động cơ công suất cao, các lốp cũng không quay trượt khi khởi hành hoặc tăng tốc. Điều này làm tăng tính năng khởi hành và tăng tốc của xe.
4. Tính năng leo dốc
Vì có lực bám gần gấp hai lần lực bám của xe 2WD, xe 4WD có thể leo các dốc mà xe 2WD không thể leo được.
5. Chạy trên các đường gồ ghề/và có tuyết
ở Xe 4WD, vì cả 4 bánh xe đều truyền lực, nên lực truyền vào đường có thể gấp đôi lực truyền vào đường của xe 2WD trên đường có tuyết, và tính năng chạy thông trên các đường có hệ số ma sát (μ)  thấp rất tốt.
Khi chạy trên các đường cát, bùn hoặc cực kỳ gồ ghề cần có công suất lớn hơn. Vì cả 4 bánh xe của xe 4WD đều truyền lực, các bánh xe trước và sau sẽ hỗ trợ lẫn nhau, nên có thể đạt được tính năng chạy thông cao.

Nhược điểm của xe 4WD

1. Hiện tượng phanh góc hẹp
Khi nối trực tiếp trục các đăng giữa cầu trước và cầu sau, không thể triệt tiêu được sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước và bán trục sau.
Điều này làm cho hệ thống truyền lực phải chịu lực quámức. Trên các đường có hệ số ma sát thấp, nếu có lốp xe nào bị trượt, có thể triệt tiêu được sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bán trục trước vàsau, nhưng trên đường có hệ số ma sát (μ) cao, chẳng hạn như đường lát đá khô, thì sự trượt khó xảyra, tạo ra điều kiện rất giống như việc phanh xe.
Điều này được gọi là “hiện tượng phanh góchẹp”.
2. Trọng lượng tăng lên
Do số bộ phận tăng lên, nên trọng lượng (của xe) tăng lên.
3. Giá thành tăng
Do cấu tạo của xe phức tạp hơn và số bộ phận tăng lên dẫn đến giá thành của xe tăng lên.
4. Cấu tạo phức tạp
Cần phải có một hộp số phụ, trục các đăng, bộ vi sai v.v... để phân phối công suất đến các bánh trước và sau, làm cho cấu tạo phúc tạp.
5. Các nguồn rung động và tiếng ồn tăng lên
Việc tăng các bộ phận quay (hộp số phụ, trục các đăng v.v...) làm tăng số nguồn phát sinh rung động và tiếng ồn.