Tại sao vị trí đặt động cơ trên xe hơi lại quan trọng?

Chúng ta vẫn thường thấy nhiều chiếc xe thể thao có cách đặt động cơ rất khác so với xe hơi thông thường. Vậy tại sao các hãng xe phải làm như thế? Và vị trí đặt động cơ thì ảnh hưởng gì đến khả năng vận hành của xe?

Trong bài viết này, hãy cùng Otoman tìm hiểu về vấn đề trên. Lưu ý rằng, bài viết chỉ đề cập đến xe hơi hiệu năng cao, do đó sẽ bỏ qua xe khách (động cơ đặt dưới sàn).

1. Động cơ đặt trước

Không gian trong xe: Động cơ phía trước cho phép xe có thêm không gian bên trong, giúp hành khách ngồi thoải mái hơn so với động cơ đặt giữa và đặt sau.

Cùng với đó, khoang để hành lý được bố trí ra sau cũng tạo ra thuận lợi trong việc để hành lý, đồng thời khoang có thể tích lớn hơn so với hai cách bố trí còn lại.

Không gian động cơ: Nếu được thiết kế đúng cách, khoang động cơ của xe sẽ rất rộng và dễ dàng được bố trí.

Tất nhiên, nhiều khoang động cơ ngày nay đã khá chật chội do được trang bị nhiều công nghệ hiện đại. Tuy nhiên về cơ bản, không gian của khoang này vẫn giúp lắp đặt và bảo dưỡng động cơ vô cùng đơn giản.

Độ bám đường: Đa phần xe hơi cỡ nhỏ sử dụng hệ dẫn động cầu trước. Do đó, khi kết hợp với động cơ đặt trước, xe đạt được thêm nhiều lợi ích. Đầu tiên, động cơ giữ cho trọng lượng đè lên các bánh xe dẫn động nhiều hơn, cải thiện độ bám đường. Không những thế, công suất tiêu hao ít hơn do khoảng cách từ động cơ đến các bánh dẫn động rất ngắn.

Cuối cùng, động cơ đặt trước còn dễ sản xuất và bảo dưỡng. Nhờ đó, chi phí cấu thành nên chiếc xe giảm đi, giúp tiết kiệm chi phí cho người mua xe.

Khả năng vận hành: Nhược điểm chính của động cơ đặt trước là xe thường xảy ra hiện tượng thiếu lái (understeer). Hiện tượng này xảy ra khi bánh trước bị trượt, không còn khả năng bám đường, dẫn đến đầu xe chệch khỏi quỹ đạo vòng cua.

Nguyên nhân chính là do xe vào cua với tốc độ cao, chịu quán tính nên tiếp tục đi thẳng hoặc chuyển hướng rất ít.

Mặc dù vậy, các nhà sản xuất vẫn thiết kế hệ thống treo và chọn góc đặt bánh xe theo chiều hướng thiếu lái thay vì thừa lái (oversteer). Lý do là bởi vì thừa lái thường khiến xe quay vòng hoặc chuyển hướng quá nhanh và đột ngột, và được coi là nguy hiểm hơn nhiều.

2. Động cơ đặt giữa

Phân bổ trọng lượng: Động cơ đặt giữa là kết cấu sắp xếp trong đó động cơ được đặt trước cầu sau và sau vị trí người lái. Lợi thế lớn nhất của việc đặt động cơ ở giữa là tối ưu được hiệu suất của xe.

Trang bị động cơ ở giữa khung xe cũng cho phép các kỹ sư phân phối trọng lượng dễ dàng hơn.

Momen quán tính: Động cơ là bộ phận nặng nhất trên xe. Do đó, phần lớn khối lượng của một chiếc xe sẽ tập trung vào cầu gần động cơ. Động cơ đặt giữa sẽ giúp tối ưu hoá được điều này.

Trong một thử nghiệm trước đây, người ta từng ghi nhận Porsche Cayman sử dụng động cơ đặt giữa có momen quán tính thấp hơn đến 20% so với Porsche 911 GT3 với động cơ đặt sau.

Hiệu suất phanh: Phanh trên xe hơi sẽ đạt hiệu quả càng cao nếu chiếc xe có trọng lượng càng cân bằng.

Việc phân bổ trọng lượng đều trên hai cầu chính là lợi thế lớn nhất của xe với động cơ đặt giữa. Chiếc xe cũng sẽ có khoảng cách dừng ngắn hơn vì tất cả các lốp đều chịu một tải trọng như nhau.

Ngoài ra, hiệu quả tản nhiệt cũng được cải thiện trên cả bốn đĩa phanh, giảm hiện tượng mòn má phanh.

3. Động cơ đặt sau

Hiệu suất tăng tốc: Xe hiệu năng cao thường sử dụng hệ dẫn động cầu sau cải thiện thời gian tăng tốc.

Do đó, các nhà sản xuất xe hơi thường sẽ kết hợp với động cơ đặt sau. Khi này, xe sẽ được cung cấp nhiều lực kéo nhất khi tăng tốc. Ngoài ra, một lợi ích khác khi sử dụng động cơ đặt sau là việc độ bám đường được cải thiện.

Khi xe tăng tốc, lực kéo sẽ tập trung về cầu sau để đẩy chiếc xe đi. Do đó, chiếc xe cần độ bám đường tốt để trở nên ổn định khi tăng tốc, đồng thời tăng tốc nhanh nhưng không làm vỡ lốp.

Hiệu suất phanh: Từ góc độ hiệu suất phanh thì động cơ đặt sau thường sẽ mang lại hiệu suất tốt nhất. Lý do là bởi vì khi phanh xe sẽ dồn lực vào cầu trước, khiến xe chúi đầu về phía trước.

Như đã đề cập ở trên, chiếc xe sẽ đạt hiệu quả càng cao nếu trọng lượng càng cân bằng. Mà động cơ đặt sau sẽ giúp chiếc xe nặng hơn ở sau, do vậy thân xe sẽ ổn định hơn khi phanh. Từ đó, hiệu quả phanh được tăng lên.

Qua bài viết này, Otoman hy vọng bạn đọc có thể hiểu thêm về ưu, nhược điểm của từng cách đặt động cơ trên xe. Mẫu xe ưa thích của bạn đặt động cơ ở đâu? Hãy để lại bình luận của mình bên dưới nhé!