Vì sao động cơ đặt dọc thường gặp trên xe lái hay?

Loạt sản phẩm mới mà Mazda mới bán tại Việt Nam như CX-60, CX-90, Mazda MX-5 mang tới nhiều thắc mắc cho độc giả, về việc sử dụng động cơ đặt dọc và dẫn động cầu sau, ngược hoàn toàn với các mẫu xe trước nay của hãng Nhật tại Việt Nam, với động cơ đặt ngang và dẫn động cầu trước. Vậy sự khác nhau của chúng là gì?

Cảm giác lái của một chiếc xe không chỉ phụ thuộc vào hệ thống treo hay vô-lăng, mà còn chịu ảnh hưởng từ cách bố trí các thành phần cơ khí. Trong đó, vị trí lắp đặt động cơ là yếu tố ít được số đông chú ý nhưng có tác động đáng kể đến khả năng cân bằng và phản ứng của xe khi vận hành.

Động cơ đặt ngang là lựa chọn phổ biến trên đa số ôtô con hiện nay nhờ khả năng tối ưu không gian và chi phí sản xuất. Trong khi đó, động cơ đặt dọc thường xuất hiện trên các mẫu xe sang, xe thể thao hoặc bán tải nhờ lợi thế về khả năng truyền động và phân bổ trọng lượng.

Động cơ đặt ngang

Động cơ đặt ngang (transverse engine) là kiểu bố trí mà trục khuỷu nằm vuông góc với chiều dài thân xe. Nói cách khác, nếu nhìn từ phía trước, động cơ được đặt theo phương ngang của khoang máy. Đây là cấu hình phổ biến nhất trên các mẫu xe dẫn động cầu trước (FWD) hiện nay như Toyota Vios, Honda City, Mazda CX-5 hay Hyundai Tucson.

Ưu điểm lớn nhất của kiểu bố trí này là tiết kiệm diện tích. Do động cơ và hộp số được đặt cùng ở khoang trước, không cần trục truyền động chạy dọc thân xe, nhờ đó không gian nội thất được mở rộng, đặc biệt ở hàng ghế sau và khoang hành lý. Ngoài ra, cấu hình động cơ đặt ngang cũng giúp giảm số lượng chi tiết cơ khí, đơn giản hóa quá trình sản xuất và giảm trọng lượng tổng thể của xe.

Tuy nhiên, động cơ đặt ngang cũng có những giới hạn nhất định khi áp dụng trên các mẫu xe công suất lớn. Phần lớn xe sử dụng kiểu bố trí này kết hợp với dẫn động cầu trước, nghĩa là hai bánh trước vừa đảm nhiệm việc truyền lực xuống mặt đường, vừa thực hiện nhiệm vụ đánh lái. Khi động cơ tạo ra mô-men xoắn lớn, lực kéo không đồng đều ở hai bánh trước có thể khiến vô-lăng bị kéo lệch sang một bên khi tăng tốc mạnh, hiện tượng thường được gọi là "torque steer". Vì vậy, các mẫu xe hiệu suất cao sử dụng động cơ đặt ngang thường cần những giải pháp kỹ thuật bổ sung để hạn chế hiện tượng này.

Động cơ đặt dọc

Động cơ đặt dọc (longitudinal engine) là kiểu bố trí mà trục khuỷu nằm song song với chiều dài xe. Động cơ được lắp theo hướng từ trước ra sau của xe. Hộp số thường được bố trí nối tiếp ngay phía sau động cơ, tạo thành cụm truyền động nằm dọc thân xe. Kiểu bố trí này xuất hiện phổ biến trên các mẫu xe dẫn động cầu sau hoặc dẫn động bốn bánh, thường thấy trên các mẫu xe như BMW, Mercedes, Audi, Ferrari, hay mới nhất là mẫu Mazda CX-60, CX-90 tại thị trường Việt Nam.

Do hộp số nằm phía sau động cơ và lực được truyền theo phương dọc thân xe, hệ truyền động có thể chịu mô-men xoắn lớn hơn, phù hợp với các động cơ công suất cao hoặc xe thường xuyên chở tải nặng. Một ưu điểm khác là khả năng phân bổ trọng lượng. Trên nhiều mẫu xe thể thao hoặc xe sang, động cơ được đẩy lùi về gần khoang lái nhằm tạo tỷ lệ phân bổ khối lượng giữa cầu trước và cầu sau cân bằng hơn. Điều này giúp xe ổn định khi vào cua và mang lại cảm giác lái chính xác hơn.

Đổi lại, động cơ đặt dọc thường chiếm nhiều diện tích hơn. Khoang động cơ dài hơn khiến không gian dành cho hành khách bị thu hẹp, đồng thời chi phí sản xuất và lắp ráp cũng cao hơn.

Vì sao xe cao cấp, hiệu năng cao thường dùng động cơ đặt dọc?

Cách bố trí động cơ đặt dọc tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều yếu tố liên quan đến vận hành của các dòng xe cao cấp, hướng tới cảm giác lái. Đầu tiên, cấu hình này phù hợp với hệ dẫn động cầu sau. Khi bánh sau đảm nhiệm việc truyền lực còn bánh trước chỉ tập trung đánh lái, cảm giác điều khiển thường chính xác và tự nhiên hơn. Ngoài ra, động cơ đặt dọc giúp các kỹ sư dễ dàng cân bằng trọng lượng giữa hai trục xe. Đây là yếu tố quan trọng đối với các mẫu sedan thể thao hoặc xe hiệu suất cao.

Cuối cùng, động cơ đặt dọc thuận lợi hơn khi lắp các động cơ cỡ lớn như máy 6 xi-lanh thẳng hàng (I6), V6, V8, V10, V12. Đây là lý do nhiều hãng xe sang vẫn duy trì cấu hình này trên các dòng sản phẩm chủ lực.

Trong khi đó, động cơ đặt ngang phù hợp với xe gia đình nhờ tối ưu không gian, giảm chi phí sản xuất và đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng hàng ngày. Đây là lý do phần lớn ôtô con hiện nay áp dụng cấu hình này. Với người dùng phổ thông, sự khác biệt về cảm giác vận hành giữa hai kiểu bố trí có thể không dễ nhận ra trong điều kiện sử dụng hàng ngày. Nhưng đối với các kỹ sư ôtô, hướng đặt động cơ là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đặc tính vận hành của mỗi mẫu xe.

Hồ Tân

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống