Vì sao động cơ ô tô hiện nay chỉ đặt ở phía trước?

Volkswagen Beetle thế hệ đầu được bố trí động cơ ở phía sau

Dễ điều khiển

Những chiếc ô tô sản xuất vào cuối thế kỷ 19 gần như mặc định có động cơ nằm phía sau và nối liền với cầu sau để dẫn động. Thiết kế này có nhược điểm là phân bổ trọng lượng không đồng đều, khiến đầu xe nhẹ và khó điều khiển.

Đến năm 1895, hãng Panhard đến từ Pháp giới thiệu chiếc ô tô đầu tiên dùng hộp số với động cơ nằm phía trước và dẫn động cầu sau mang tên Panhard et Levassor.

Mẫu xe này tạo nên bước ngoặt cho ngành công nghiệp ô tô thời bấy giờ khi có được tỉ lệ phân bổ trọng lượng hợp lý hơn, giúp gia tăng tính ổn định khi vận hành của xe. Trong giai đoạn 1908-1927 đã có khoảng 16,5 triệu ô tô với động cơ đặt trước và dẫn động cầu sau được bán ra trên toàn thế giới.

Tuy nhiên, đến những năm 1930 xu hướng ưa chuộng xe có động cơ đặt sau và dẫn động cầu sau quay trở lại. Ưu điểm của lối thiết kế này là khả năng tăng tốc ấn tượng và tiết kiệm nhiên liệu. Mẫu xe thành công nhất nhờ công thức này chính là Volkswagen Beetle.

Porsche 911 đời 1964 với đông cơ đặt ở phía sau

Động cơ đặt ở phía sau

Động cơ đặt sau được xem là cấu hình khó lái nhất trong 3 cách bố trí động cơ trên ô tô. Khi trọng lượng dồn về phía sau quá nhiều sinh ra hạn chế là xe dễ bị thừa lái (quăng đuôi - oversteer) khi vào cua ở tốc độ nhanh, đòi hỏi người lái phải có kỹ năng cao để kiểm soát chiếc xe như ý muốn.

Chỉ một vài mẫu coupe 2 cửa với chiều dài cơ sở ngắn và trọng tâm thấp có thể khắc phục được hạn chế, chẳng hạn như như Porsche 911 hay Alpine A110.

Còn đối với cấu hình động cơ đặt giữa, dù đạt tỉ lệ phân bổ trọng lượng tối ưu hơn 2 cấu hình còn lại nhưng nó mắc phải một hạn chế lớn. Đó là khi bị mất kiểm soát theo phương ngang, rất khó để người lái lấy lại cân bằng do lực ly tâm lớn.

Đến thập niên 1960, các nhà sản xuất ô tô dần quay lại với cách thiết kế động cơ đặt trước để cải thiện tính an toàn cho các dòng xe thương mại khi mà những công nghệ hỗ trợ vận hành tiên tiến chưa phát triển.

Động cơ nằm phía trước đầu xe khi vào cua sẽ dễ gặp hiện tượng thiếu lái, tuy nhiên so với thừa lái thì hiện tượng thiếu lái dễ kiểm soát và xử lý hơn ngay cả với những người lái thiếu kinh nghiệm thông qua thao tác phanh xe, giảm tốc.

Động cơ đặt ở phía trước cho không gian nội thất rộng hơn

Tiết kiệm không gian

Không chỉ ảnh hưởng đến đặc tính vận hành, cách bố trí động cơ còn liên quan đến độ rộng rãi của nội thất. Cụ thể, động cơ đặt giữa gần với trục sau khiến cho không gian cabin và khoang hành lý chật chội hơn 2 cấu hình còn lại.

Sử dụng cách bố trí này hầu hết là những dòng siêu xe hay xe thể thao 2 chỗ đi cùng một không gian nhỏ để đồ ở cốp phía trước. Một vài cái tên quen thuộc có kể đến như Audi R8, Porsche Cayman, Lamborghini Huracan…

Động cơ của Audi R8 được đặt ở phía sau xe

Đối với cấu hình động cơ đặt sau, nội thất được cải thiện đôi chút nhưng cũng không quá rộng rãi. Chẳng hạn như mẫu xe thể thao Porsche 911 có cabin dạng 2+2 với hàng ghế sau phù hợp với trẻ em.

Trái ngược với 2 kiểu bố trí giữa và sau, động cơ đặt trước lại cực kỳ thuận lợi để các kỹ sư thiết kế không gian nội thất theo ý muốn. Với động cơ nằm gọn dưới nắp capo, cabin có thể được kéo dài tối đa tùy theo chiều dài cơ sở của xe. Phần đuôi xe cũng không bị gò bó nên khoang hành lý dễ dàng được mở rộng để tăng tính tiện dụng cho người dùng.

Đa phần ô tô du lịch ngày nay đều được đặt động cơ ở phía trước

Chi phí sản xuất thấp

Động cơ nằm ở đầu xe kết hợp với hệ dẫn động cầu trước, nhà sản xuất cắt giảm được đáng kể những bộ phận truyền động phức tạp cho cầu sau. Từ đó, những mẫu xe trên thị trường có giá bán dễ chịu hơn và tiếp cận được với nhiều khách hàng hơn trước.

Đồng thời, các công nghệ hỗ trợ vận hành ngày nay cũng góp phần khắc phục được những hạn chế đặc thù của cấu hình động cơ đặt trước như tăng tốc kém, bị thiếu lái khi vào cua hay hiệu năng phanh thấp.

Hoàng Anh