Cỏc xe 4WD hiện nay được chia thành hai loại chớnh là 4WD thường xuyờn và 4WD giỏn đoạn. Ngoài ra cũng cú thể phõn loại thành: loại FF – động cơ ở phớa trước, dẫn động bỏnh trước và FR – động cơ ở phớa trước, dẫn động bỏnh sau. Nếu căn cứ vào phạm vi sử dụng thỡ cú thể phõn loại thành loại chạy trờn địa hỡnh phức tạp và loại chạy trờn đường bằng phẳng.
2.1.1.1. 4WD giỏn đoạn
Hỡnh 2.1 4WD giỏn đoạn loại FR
Đõy là hệ dẫn động phổ biến nhất trờn cỏc mẫu xe địa hỡnh, nú hoạt động sau khi tài xế nhấn nỳt hoặc chuyển chế độ. Khi tài xế chuyển chế độ từ 2WD sang 4WD trờn hộp số phụ, trục trước và trục sau khúa lại với nhau, dẫn đến cỏc bỏnh trước và bỏnh sau quay với cựng một tốc độ, giỳp cải thiện độ bỏm đường trong điều kiện xe đi thẳng. Trước khi cú vi sai trung tõm, hệ dẫn động này gần như khụng cú cỏch nào để cỏc bỏnh quay với vận tốc khỏc nhau tại những khỳc cua. Vỡ vậy, rất ớt khi tài xế kớch hoạt chế độ 2 cầu trừ khi xe di chuyển trờn những mặt đường trơn trượt (như trờn tuyết) hoặc sa lầy. Nếu cố gắng lỏi một chiếc xe trờn đường khụ, khi ở chế độ 4 bỏnh được kớch hoạt, tài xế sẽ cảm thấy khú khăn và bỏnh cứng lại khi chuyển hướng. Ngoài ra, điều này cú thể làm hỏng cỏc thiết bị trong bộ truyền động và khiến lốp mũn nhanh hơn. 4WD giỏn đoạn cú những điểm đỏng lưu ý cần thiết cho những ai đang sử dụng, đặc điểm đầu tiờn là ở chế độ bỡnh thường xe dẫn động thụng qua một cầu (2WD), thụng thường là cầu sau. Việc cài cầu hoặc cắt cầu hoàn toàn do tài xế. Khi chuyển sang chế độ 4WD, cụng suất từ động cơ được truyền cho cả 4 bỏnh xe. Trong điều kiện cần thiết, tài xế cú thể chọn chế độ 2 cầu số chậm để cải thiện mụ-men xoắn. 4WD giỏn đoạn khụng cú vi sai trung tõm và được khuyến cỏo là khụng sử dụng 4WD trờn mặt đường khụ hay quỏ cứng.
Ưu điểm của 4WD giỏn đoạn:
• Giỏ thành thấp và khụng quỏ phức tạp. Điều này giải thớch tại sao nú lại xuất trờn những mẫu xe rẻ tiền và ở cấp thấp.
• Ít tốn nhiờn liệu hơn so với 4WD thường xuyờn.
Nhược điểm của 4WD giỏn đoạn:
• Cú yờu cầu khắt khe là tài xế phải dừng trước khi chuyển từ chế độ 2WD sang 4WD.
• Nú khiến người lỏi phải chịu trỏch nhiệm hoàn toàn vào quyết định cài cầu của mỡnh, tựy thuộc vào địa hỡnh và thời tiết. Vỡ vậy chuyện cắt cầu cũng quan trọng khụng hề kộm.
• Khi quay vũng sẽ xuất hiện hiện tượng tuần hoàn cụng suất. • Quay vũng khụng ờm.
2.1.1.2. 4WD thường xuyờn
Hỡnh 2.2 4WD thường xuyờn loại FF
Hỡnh 2.3 4WD thường xuyờn loại FR
4WD được sử dụng tại mọi thời điểm trong tất cả cỏc điều kiện lỏi xe và điều kiện đường xỏ (từ đường bỡnh thường đến đường ghồ ghề và đường cú hệ số ma sỏt
thấp…). Đối với loại 4WD thường xuyờn, người ta bố trớ thờm một bộ vi sai trung tõm ở giữa bộ vi sai trước và bộ vi sai sau để triệt tiờu sự chờnh lệch tốc độ quay của cỏc bỏnh xe trước và sau. Cú 3 bộ vi sai khỏc nhau làm cho xe chạy được ờm do đảm bảo việc truyền cụng suất đều nhau đến cả 4 bỏnh xe, kể cả khi quay vũng. Một vi sai ở cầu xe phớa trước, một ở cầu xe phớa sau và một vi sai trung tõm. Đõy là ưu điểm chủ yếu của loại 4WD thường xuyờn, nú cú thể sử dụng trờn đường xỏ bỡnh thường, đường gồ ghề hay đường cú độ ma sỏt thấp. Tuy nhiờn, để trỏnh hiện tượng bộ vi sai trung tõm phải làm việc liờn tục thỡ cỏc lốp trước và sau phải cú đường kớnh giống nhau, kể cả cỏc bỏnh bờn trỏi và bờn phải.
Để đảm bảo tớnh điều khiển ổn định trong khi chạy ở cỏc điều kiện đường xỏ khỏc nhau, ở loại 4WD thường xuyờn người ta cũn bố trớ thờm một khớp thủy lực (Viscous Coupling) làm cho xe thớch hợp hơn ở chế độ 2WD khi khụng cú sự chờnh lệch về tốc độ quay giữa cỏc bỏnh trước và sau. Khi xe chạy vào đường gồ ghề hay đường cú tuyết, xuất hiện sự chờnh lệch tốc độ quay giữa bỏnh trước và sau, hệ thống này lập tức truyền lực dẫn động từ bỏnh trước đến cỏc bỏnh sau giỳp cho xe chuyển động ờm hơn.
Ưu điểm của 4WD thường xuyờn:
• Khụng bắt tài xế phải lựa chọn chế độ, như vậy họ cú thể tập trung điều khiển xe.
• Xe sẽ tự quyết định việc phõn bổ mụ-men xoắn tới cỏc trục. • Tớnh ổn định tốt trờn đường tuyết.
Do cả 4 bỏnh đều chủ động, lực kộo truyền tới mặt đường gấp đụi xe 2WD, vỡ vậy nú cú tớnh thụng qua rất cao trờn đường cú hệ số ma sỏt thấp.
• Tớnh thụng qua tuyệt vời trờn đường xúc.
Do cần cụng suất lớn hơn khi chạy trờn đường cỏt, bựn hay đường xúc, 4 bỏnh đều chủ động khi ở chế độ 4WD nờn cỏc bỏnh trước và sau sẽ giỳp đỡ lẫn nhau.Vỡ vậy tớnh năng thụng qua của nú rất cao trờn loại đường này.
• Tớnh năng leo dốc tuyệt vời.
Do lực kộo xấp xỉ gấp đụi xe 2WD nờn xe 4WD cú thể leo những dốc mà xe 2WD khụng thể leo được.
• Tớnh ổn định khi quay vũng (khụng xảy ra hiện tượng tuần hoàn cụng suất bởi vỡ cú vi sai trung tõm).
Do 4 lốp đều truyền lực được thay vỡ hai lốp, tải trọng lờn mỗi lốp giảm xuống và lực quay vũng của lốp cú thể được sử dụng hiệu quả hơn, nờn tớnh ổn định quay vũng tốt.
• Tớnh năng khởi hành và tăng tốc tốt.
Độ bỏm đường của lốp xe 4WD gần gấp đụi xe 2WD nờn ngay cả những xe cú cụng suất lớn, lốp vẫn khụng bị trượt khi xe khởi hành hay tăng tốc
• Tớnh ổn định khi chuyển động thẳng.
Trong xe 4WD, độ bỏm dư của từng lốp xe tăng lờn, cỏc thay đổi bờn ngoài sẽ khụng ảnh hưởng đến xe. Do vậy sẽ cú được tớnh ổn định chuyển động thẳng.
• Cấu tạo phức tạp.
Cần một hộp số phụ, trục cỏc đăng…để phõn phối cụng suất đến cỏc bỏnh trước và sau làm kết cấu thờm phức tạp.
• Trọng lượng tăng.
Tăng cỏc số lượng chi tiết như hộp số phụ, trục cỏc đăng…làm tăng trọng lượng xe. Cho nờn nú tiờu thụ nhiờn liệu nhiều hơn 4WD giỏn đoạn
• Giỏ thành tăng.
Cấu tạo phức tạp và số lượng chi tiết tăng làm tăng giỏ thành xe. • Tăng tiếng ồn và rung động.
Tăng số lượng cỏc chi tiết quay (hộp số phụ, trục cỏc đăng…) làm tăng nguồn phỏt ra tiếng ồn và rung động.
2.1.1.3. 4WD thường xuyờn cú khớp thủy lực (Viscous Coupling).
Hỡnh 2.4. 4WD khớp mềm chữ V
4WD thường xuyờn cú khớp thủy lực làm cho xe cú thể hoạt động thớch hợp với chế độ 2WD trong thời gian xe chạy bỡnh thường khi khụng cú sự chờnh lệch về tốc độ quay giữa cỏc bỏnh xe trước và sau. Khi cú sự chờnh lệch về tốc độ quay giữa cỏc bỏnh xe trước và sau như khi xe quay vũng hoặc chạy trờn đường tuyết, hệ thống này truyền lực dẫn động đến cỏc bỏnh sau. Nhờ vậy nú đảm bảo điều khiển tớnh ổn định trong khi chạy ở cỏc điều kiện đường xỏ và chạy xe khỏc nhau.
Hình2.5 AWD loại động cơ đặt ngang
Hình2.6 AWD loại động cơ đặt dọc
- AWD nhiều khi cũn được gọi là 4WD thường xuyờn, 4 bỏnh chủ động toàn bộ thời gian. AWD được thiết kế đỏp ứng mục tiờu vận hành an toàn trờn mọi bề mặt nhưng AWD khụng cú chế độ "Low" hay "High".
- Một xe 4WD cú một hệ thống truyền lực, hệ thống truyền lực sẽ gửi cụng suất tới tất cả cỏc bỏnh xe. Điều này cung cấp lực kộo cực đại khi lỏi xe trờn cỏc đường xấu. Nú cũng cung cấp lực kộo cực đại khi bề mặt đường bị trơn hoặc đường tuyết. Một vài xe cú hệ thống 4WD được gài một cỏch tự động.
- Trờn thực tế phần lớn AWD vận hành thường xuyờn với 2 bỏnh trước và tiến hành dẫn động xuống hai bỏnh sau khi bộ phận cảm biến phỏt hiện tỡnh trạng bỏm đường khụng tốt ở bỏnh trước. Túm lại, ở AWD, động năng sẽ được lấy bớt đi từ bỏnh bị trượt và chuyển sang bỏnh bỏm đường tốt hơn khiến cho xe vận hành ổn định hơn, an toàn hơn.