Hệ thống dẫn động bốn bánh được phát triển ở nhiều thị trường khác nhau và được sử dụng trên nhiều nền tảng phương tiện khác nhau. Tiêu chuẩn J1952 của SAE International chỉ đề xuất thuật ngữ "all-wheel drive" với các phân loại phụ bổ sung, bao gồm tất cả các hệ thống AWD, 4WD, 4x4.

Thuật ngữ dẫn động bốn bánh

4x4 là gì

"Four-by-four" hoặc "4×4" thường được dùng để chỉ loại phương tiện chung chung theo nội dung này. Cách ghi 4x4, hay 4x2 là cú pháp xác định về tổng số đầu trục và số trục được cấp năng lượng. Theo đó, 4×2 có nghĩa là phương tiện bốn bánh chỉ truyền mô-men xoắn của động cơ tới hai đầu trục: dẫn động cầu trước (FWD) hoặc dẫn động cầu sau (RWD). Tương tự, một chiếc xe 6×4 có ba trục, hai trong số đó cung cấp mô-men xoắn cho hai đầu mỗi trục. Nếu chiếc xe này là một chiếc xe tải có bánh kép phía sau trên hai trục sau, tức là có mười bánh, thì cấu hình của nó vẫn sẽ được xác định là 6x4. Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, quân đội Mỹ thường sử dụng dấu cách và chữ 'X' viết hoa - là "4 X 2" hoặc "6 X 4".

4WD là gì

Hệ dẫn động bốn bánh 4WD dùng để chỉ các phương tiện có hai trục cung cấp mô-men xoắn cho bốn đầu trục. Thuật ngữ "4WD" thường được chỉ định cho các phương tiện được trang bị hộp chuyển đổi giữa chế độ vận hành 2WD và 4WD (bằng tay hoặc tự động).

AWD là gì

Dựa trên tính lịch sử, dẫn động bốn bánh AWD đồng nghĩa "four-wheel drive" trên xe có bốn bánh, hay "six wheel drive" trên xe có dẫn động 6 bánh... cụm từ này bắt đầu được sử dụng vào năm 1920. Ngày nay, thuật ngữ này dùng để áp dụng trên các phương tiện có hệ truyền động cố định 2x2, 4x4, 6x6, hoặc 8x8, bao gồm bộ vi sai giữa bánh trước và bánh sau.

Công nghệ này thường được kết hợp với công nghệ hạn chế trượt nối khớp thủy lực, cho phép bộ vi sai quay ở các tốc độ khác nhau, nhưng vẫn đảm bảo khả năng truyền mô-men xoắn từ bánh xe có lực kéo kém sang bánh xe có lực kéo tốt hơn. Các hệ thống AWD điển hình hoạt động tốt trên mọi bề mặt, nhưng không dành cho mục đích sử dụng địa hình khó. Khi mô tả các hệ thống AWD trong các phương tiện chở khách hạng nhẹ, nó đề cập đến một hệ thống áp dụng mô-men xoắn cho cả bốn bánh (cố định hoặc tùy chọn) hoặc nhằm mục đích cải thiện lực kéo và hiệu suất trên đường (đặc biệt là trong điều kiện khắc nghiệt), chứ không phải là cho các ứng dụng off-road.

Ngày nay, một số xe điện dẫn động bốn bánh sử dụng mỗi trục một động cơ, loại bỏ vi sai cơ học giữa trục trước và trục sau. Một ví dụ điển hình là biến thể động cơ kép của Tesla Model S, điều khiển sự phân bổ mô-men xoắn giữa hai động cơ bằng điện tử.

Thiết kế dẫn động bốn bánh

Bộ Vi sai

Hai bánh xe cố định vào cùng một trục, khi xe đi quanh một khúc cua thì nó cần quay với tốc độ khác nhau. Lý do là, bánh xe nằm ở phía trong của khúc cua cần đi quãng đường ngắn hơn bánh xe đối diện trong cùng một khoảng thời gian. Tuy nhiên, nếu cả hai bánh xe được kết nối với cùng một trục truyền động thì chúng luôn phải quay cùng tốc độ so với nhau. Do đó, khi đi quanh một khúc cua, xét về mặt cơ học thì nó buộc một trong các bánh xe bị trượt, hoặc nảy bánh xe. Để ngăn chặn điều này, bộ vi sai cơ học hoặc thủy lực cho phép các bánh xe được phép quay ở các tốc độ khác nhau. Điều này cho phép trục truyền động phân phối chuyển động ra hai trục khác nhau một cách độc lập, từ đó cho phép các bánh xe chuyển động với vận tốc khác nhau. Để đơn giản hơn, hãy xem clip mô tả sau đây.

Bộ vi sai thực hiện bằng cách phân phối đều lực góc (dưới dạng mô-men xoắn), đồng thời phân phối vận tốc góc (tốc độ quay) sao cho giá trị trung bình của hai trục đầu ra bằng giá trị trung bình của bánh răng vi sai vành khuyên. 

Khi được cung cấp năng lượng, mỗi trục yêu cầu một vi sai để phân phối lực giữa bên trái và bên phải. Khi lực được phân phối cho cả bốn bánh, vi sai thứ ba còn gọi là vi sai "trung tâm" được sử dụng để phân phối lực giữa trục trước và trục sau.

Hệ thống mô tả trên xử lý cực kỳ tốt, vì nó có thể đáp ứng các lực chuyển động khác nhau và phân phối lực đồng đều và trơn tru, khiến cho việc trượt không thể xảy ra. Tuy nhiên, một khi nó trượt, việc phục hồi rất khó khăn. Ví dụ: nếu bánh trước bên trái của xe 4WD trượt trên một đoạn đường đóng băng, thì bánh bị trượt sẽ quay nhanh hơn các bánh khác do lực kéo ở bánh đó thấp hơn. Vì một bộ vi sai áp dụng mô-men xoắn bằng nhau cho mỗi nửa trục, nên công suất ở các bánh xe khác sẽ giảm đi, ngay cả khi chúng có lực kéo tốt. Vấn đề này có thể xảy ra ở cả xe một cầu (2WD) và hai cầu (4WD), bất kì khi nào bánh xe dẫn động được đặt trên bề mặt có ít lực kéo hoặc bị nâng lên khỏi mặt đất. Tuy nhiên, với xe 4WD, mô-men xoắn được chia cho bốn bánh chứ không phải hai bánh nên mỗi bánh nhận được khoảng một nửa mô-men xoắn của xe một cầu, giúp giảm khả năng trượt bánh tốt hơn.

Hạn chế trượt, khóa vi sai

Nhiều bộ vi sai không thể hạn chế công suất động cơ truyền đến các trục gắn liền với chúng. Nếu lốp mất lực kéo khi tăng tốc khi gặp tình huống lực kéo thấp (ví dụ: lái xe trên sỏi hoặc băng) hoặc công suất động cơ vượt quá lực kéo có sẵn, thì kết quả là lốp không bị trượt sẽ nhận được ít hoặc không nhận được lực từ động cơ. Ở các tình huống lực kéo rất thấp, có thể khiến xe không thể di chuyển được. Để khắc phục điều này, một số bộ vi sai có thiết kế hạn chế độ trượt (chúng được gọi là bộ vi sai "giới hạn trượt") hoặc tạm thời khóa hai trục đầu ra lại với nhau để đảm bảo rằng công suất động cơ truyền tới tất cả các bánh bị dẫn như nhau.

Bộ khóa vi sai hoạt động bằng cách tạm thời khóa các trục kết nối với bộ vi sai lại, khiến tất cả các bánh xe quay cùng tốc độ, cung cấp mô-men xoắn trong trường hợp bị trượt. Khóa thường được sử dụng cho vi sai trung tâm, giúp phân phối lực giữa trục trước và trục sau. Mặc dù hệ thống truyền lực quay tất cả các bánh xe như nhau thường sẽ gây khó khăn cho người lái và gây ra các vấn đề về xử lý, nhưng điều này không đáng lo ngại khi bánh xe bị trượt.

Có hai loại khóa vi sai trên xe hay gặp nhất: là loại sử dụng bộ ly hợp nhiều đĩa  hoặc bộ khớp nối nhớt để nối các trục, điều khiển bằng máy tính. Loại sử dụng khớp nối nhớt sử dụng thiết bị khóa thủ công, thường được sử dụng trên xe địa hình. Trong bộ ly hợp nhiều đĩa, máy tính của xe tính toán được độ trượt và khóa các trục, gây ra hiện tượng giật nhẹ khi kích hoạt, điều này có thể làm phiền người lái hoặc gây thêm mất lực kéo. Trong bộ vi sai khớp nối nhớt, ứng suất cắt của tốc độ trục chênh lệch cao làm cho chất lỏng giãn nở trong bộ vi sai trở nên rắn, liên kết hai trục. Thiết kế này sẽ xuống cấp do tuổi thọ chất lỏng và tăng trưởng cơ chế khóa. Một số thiết kế sử dụng bánh răng để tạo ra sự chênh lệch quay nhỏ giúp đẩy nhanh quá trình truyền mô-men xoắn.

Cách tiếp cận thứ ba để hạn chế trượt là bộ vi sai Torsen, nó cho phép các trục đầu ra nhận các lượng mô-men xoắn khác nhau. Thiết kế này không cung cấp lực kéo khi một bánh xe đang quay tự do (khi không có mô-men xoắn),  cung cấp khả năng xử lý tuyệt vời trong các tình huống ít khắc nghiệt hơn. Một bộ vi sai Torsen II điển hình có thể cung cấp mô-men xoắn gấp đôi cho lực kéo cao phía trước khi vượt quá lực kéo ở phía lực kéo thấp.

Đổi mới trong kỹ thuật ô tô ngày nay là kiểm soát lực kéo điện tử, thường sử dụng hệ thống phanh của xe để làm chậm bánh xe quay. Việc thay đổi giảm tốc độ mô phỏng chức năng của bộ vi sai hạn chế trượt và bằng cách sử dụng phanh mạnh hơn để đảm bảo các bánh xe được truyền động ở cùng tốc độ, đồng thời cũng có thể mô phỏng khóa vi sai. Kỹ thuật này dựa trên sự nhận biết khi bánh xe bị trượt thông qua các cảm biến, và nó chỉ kích hoạt khi bánh xe bị trượt. Do đó, thông thường không tồn tại cơ chế nào để chủ động ngăn trượt bánh xe (nghĩa là không thể khóa vi sai trước khi bánh xe trượt); thay vào đó, hệ thống được thiết kế để cho phép bánh xe trượt, rồi sau đó mới truyền mô-men xoắn tới các bánh xe với lực kéo tốt nhất.

Các chế độ hoạt động

Kiến trúc của một hệ thống AWD/4WD có thể được mô tả bằng các chế độ hoạt động của nó. Một chiếc xe có thể có khả năng vận hành nhiều chế độ tùy thuộc vào lựa chọn của người lái. 

Các chế độ lái khác nhau là:

• Chế độ dẫn động hai bánh: Với chế độ này, chỉ có một trục (thường là trục sau) được dẫn động. Ổ đĩa đến trục khác bị ngắt kết nối. Tỷ lệ phân chia mô-men xoắn vận hành là 0:100.
• Chế độ dẫn động bốn bánh: Tùy thuộc vào bản chất của việc truyền mô-men xoắn tới các trục, có thể xác định ba chế độ con như bên dưới.
• Chế độ bán thời gian: Truyền động cầu trước và cầu sau được ghép nối cứng trong hộp chuyển số. Vì đường truyền động không cho phép có bất kỳ sự khác biệt tốc độ nào giữa các trục và sẽ gây ra hiện tượng cuốn truyền động (driveline wind-up). Chế độ này chỉ được sử dụng bán thời gian trong điều kiện địa hình hoặc bề mặt gồ ghề, nơi khó có thể xảy ra hiện tượng cuốn truyền động. Mô-men xoắn tối đa có thể truyền tới một trong hai trục, tùy thuộc vào điều kiện đường sá và trọng lượng trên các trục.
• Chế độ toàn thời gian: Cả hai trục đều được dẫn động mọi lúc, nhưng bộ vi sai liên trục cho phép các trục quay với tốc độ khác nhau khi cần. Điều này cho phép chiếc xe được lái toàn thời gian ở chế độ này, bất kể mặt đường như thế nào. Với bộ vi sai bánh răng côn tiêu chuẩn, tỷ lệ phân chia mô-men xoắn là 50:50. Bộ vi sai hành tinh có thể cung cấp sự phân chia mô-men xoắn không đối xứng khi cần thiết. Một hệ thống hoạt động vĩnh viễn ở chế độ toàn thời gian, đôi khi được gọi là all-time 4WD (hai cầu toàn thời gian), hoặc AWD (dẫn động cả bốn bánh). Nếu bộ vi sai giữa các trục bị khóa, thì chế độ này sẽ trở lại chế độ bán thời gian.
• Chế độ theo yêu cầu: Ở chế độ này, xe hoạt động chủ yếu ở chế độ một cầu. Mô-men xoắn được truyền tới trục thứ cấp khi cần bằng cách điều chỉnh khớp ly hợp chuyển từ trạng thái mở sang trạng thái khớp nối cứng, đồng thời tránh bất kỳ hiện tượng cuốn truyền động nào. Việc điều chỉnh mô-men xoắn có thể đạt được nhờ các hệ thống điều khiển điện tử/thủy lực chủ động hoặc bằng các thiết bị thụ động, dựa trên độ trượt của bánh xe hoặc mô-men xoắn của bánh xe, như được mô tả trong phần về hệ thống kiểm soát lực kéo.

Ngoài các chế độ cơ bản trên, có một số khai thác kết hợp các chế độ này này với nhau. Ví dụ, hệ thống có thể có một bộ ly hợp trên vi sai trung tâm, có khả năng điều chỉnh mô-men xoắn trục trước từ chế độ toàn thời gian với tỷ lệ phân chia mô-men xoắn 30:70 của vi sai trung tâm sang tỷ lệ phân chia mô-men xoắn 0:100 của chế độ một cầu.

Lịch sử hệ dẫn động bốn bánh

Cuối thập niên 1800

Năm 1893, kỹ sư người Anh Bramah Joseph Diplock đã chế tạo và được cấp bằng sáng chế cho hệ thống truyền động bốn bánh cho động cơ kéo chạy bằng hơi nước, bao gồm hệ thống lái bốn bánh và ba bộ vi sai. Việc phát triển đồng thời kết hợp hệ thống bánh xe Pedrail (của Bramah) vào một một trong những chiếc ô tô dẫn động bốn bánh đầu tiên, thể hiện khả năng di chuyển trên mặt đường phức tạp. Ý tưởng này bắt nguồn từ việc phát triển một động cơ có thể giảm độ thiệt hại cho hệ thống giao thông công cộng.

Ferdinand Porsche đã thiết kế và chế tạo một chiếc xe điện dẫn động bốn bánh cho Hofwagenfabrik Ludwig Lohner & Co. ở Viên (Áo) năm 1899, được giới thiệu trước công chúng trong Triển lãm Thế giới năm 1900 ở Paris. Phương tiện này là một loạt ô tô hybrid sử dụng động cơ điện ở mỗi bánh, chạy bằng pin, sau đó được sạc bằng máy phát điện động cơ xăng. Nó nặng một cách vụng về và do tình trạng bất thường của nó, cái gọi là Lohner–Porsche không được coi là chiếc ô tô dẫn động bốn bánh đầu tiên.

Thập niên 1900–1920

Dutch Spyker 60 H.P là chiếc xe dẫn động bốn bánh đầu tiên trên thế giới chạy bằng động cơ đốt trong trực tiếp và chiếc đầu tiên có bố trí động cơ phía trước, nó được giới thiệu bởi hai anh em Jacobus và Hendrik-Jan Spijker ở Amsterdam trong một cuộc đua từ Paris đến Madrid năm 1903. Chiếc xe thể thao hai chỗ có hệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian và cũng là chiếc xe đầu tiên được trang bị động cơ sáu xi-lanh, cũng như phanh bốn bánh. Hiện tại, hiện vật được trưng bày trong Bảo tàng Louwman (Bảo tàng Ô tô Quốc gia trước đây) ở Hague, Hà Lan.

Thiết kế xe dẫn động bốn bánh đầu tiên xuất hiện tại Mỹ do công ty Twyford Motor Car giới thiệu 

Những chiếc xe dẫn động bốn bánh đầu tiên đi vào sản xuất hàng loạt được chế tạo bởi  American Four Wheel Drive Auto Company (FWD) của Wisconsin, được thành lập vào năm 1908. (đừng nhầm với thuật ngữ "FWD" là từ viết tắt của dẫn động cầu trước)

FWD Model B nặng 3 tấn cùng với Nash Quad 1.5 tấn và 2 tấn đã trở thành xe tải dẫn động bốn bánh tiêu chuẩn của Quân đội Hoa Kỳ trong Thế chiến I. Khoảng 16.000 xe tải FWD Model B được chế tạo cho quân đội Anh và Mỹ trong Thế chiến thứ nhất - khoảng một nửa do FWD sản xuất và phần còn lại do các nhà sản xuất được cấp phép khác. Chỉ có khoảng 20% ​​số xe tải được sản xuất là loại dẫn động 4 bánh, nhưng loại 4x4 thường được sử dụng nhiều hơn.

Tương tự, từ năm 1913 đến năm 1919, khoảng 11.500 chiếc xe tải Jeffery / Nash Quad đã được chế tạo để sử dụng. Chiếc Quad không chỉ đi kèm với hệ dẫn động bốn bánh và phanh bốn bánh mà còn có hệ thống lái bốn bánh. Quad là một trong những phương tiện dẫn động bốn bánh thành công đầu tiên từng được sản xuất và việc sản xuất nó tiếp tục trong 15 năm với tổng số 41.674 chiếc được sản xuất vào năm 1928.

Daimler-Benz cũng có lịch sử dẫn động bốn bánh. Vào năm 1907, Daimler Motoren Gesellschaft chế tạo một chiếc xe dẫn động bốn bánh có tên là Dernburg-Wagen, cũng được trang bị hệ thống lái bốn bánh, được sử dụng bởi công chức thuộc địa Đức, Bernhard Dernburg, ở Namibia; 

Mercedes và BMW, vào năm 1926, đã giới thiệu một số hệ dẫn động bốn bánh khá tinh vi, sau đó là G1, G4 và G4. Mercedes và BMW đã phát triển tiếp tục hệ thống này vào năm 1937.

Thập niên 1930

Công ty Marmon-Herrington của Mỹ được thành lập vào năm 1931 để phục vụ sự phát triển của thị trường xe dẫn động bốn bánh giá phải chăng. Marmon-Herrington chuyên chuyển đổi xe tải Ford sang dẫn động bốn bánh, họ đã khởi đầu thành công bằng việc mua các hợp đồng cho xe tải tiếp nhiên liệu máy bay quân sự và thương mại, loại khung gầm 4x4 để kéo vũ khí hạng nhẹ, tiếp đó là đơn đặt hàng từ Công ty Đường ống Iraq và kết quả là những chiếc xe tải lớn nhất thời điểm đó được chế tạo.

Những chiếc Marmon-Herrington đời đầu chứng minh sự ngoại lệ đối với quy tắc:  ô tô và xe tải 4WD chỉ phát triển cho chính phủ, ứng dụng chiến tranh.

Dodge đã phát triển chiếc xe tải quân sự K-39-X-4 nặng 1.5 tấn dẫn động bốn bánh đầu tiên của mình vào năm 1934, trong đó có 796 chiếc được chế tạo cho Quân đội Hoa Kỳ với nhiều cấu hình. Công ty Timken đã cung cấp bổ sung trục trước và hộp chuyển số, nhằm quân sự hóa một chiếc xe tải dân sự. Hộp phân phối (transfer cases) Timken là kiểu thiết kế bán thời gian đầu tiên, cho phép người lái bật hoặc tắt hệ dẫn động bốn bánh bằng cần gạt bên trong cabin. Bất chấp hạn chế ngân sách quân sự của Hoa Kỳ những năm 1930, xe tải '34 vẫn được yêu thích. Thậm chí dòng xe tải 1.5 tấn hiện đại hơn đã được phát triển và 1.700 xe tải RF-40-X-4 đã được sản xuất vào năm 1938 , và 292 chiếc TF-40-X-4 năm 1939.

Bắt đầu từ năm 1936, công ty Nhật Bản Tokyu Kurogane Kogyo đã chế tạo khoảng 4.700 chiếc xe địa hình bốn bánh, được gọi là xe trinh sát Kurogane Type 95, được Quân đội Đế quốc Nhật Bản sử dụng từ năm 1937 đến năm 1944, trong Chiến tranh Trung-Nhật lần thứ hai. Ba kiểu thân xe khác nhau đã được sản xuất – một chiếc roadster hai cửa, một chiếc bán tải hai cửa và một chiếc phaeton bốn cửa, tất cả đều được trang bị hộp chuyển số gắn bánh trước, chạy bằng động cơ 1,3 lít, hai xi-lanh, động cơ OHV V-twin làm mát không khí.

Mercedes-Benz G5 và BMW 325 4×4 đời 1937 có hệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian, hệ thống lái bốn bánh, ba khóa vi sai và hệ thống treo hoàn toàn độc lập, được sản xuất do nhu cầu của chính phủ.

Dòng G-series/Wolf hiện đại như G500 và G55 AMG vẫn có một số thuộc tính dẫn động bốn bánh, ngoại trừ hệ thống treo độc lập, vì nó ảnh hưởng đến khoảng sáng gầm xe. Unimog cũng là kết quả công nghệ 4x4 của Mercedes.

Phương tiện dẫn động bốn bánh đầu tiên do Nga sản xuất là GAZ-61 năm 1938, một phần dành cho mục đích dân sự. "Sử dụng cho mục đích dân sự" có thể là một cách gọi sai, vì hầu hết (nếu không muốn nói là tất cả) đều được chính phủ và quân đội Liên Xô sử dụng (làm xe chỉ huy), phiên bản GAZ-61-73 là phương tiện dẫn động bốn bánh đầu tiên có thân xe kiểu sedan. 

Các bộ phận của khung gầm đã được sử dụng trong các phương tiện quân sự sau đó như GAZ-64 (1940 ), GAZ-67 (1943), GAZ-69 (sau chiến tranh), GAZ-M-72 (xe dân sự chính thức). Đời sống dân sự của Liên Xô không cho phép các sản phẩm dân dụng như Jeep phát triển mạnh giống như ở Bắc Mỹ, nhưng cho đến những năm 1960, công nghệ xe 4x4 của Liên Xô vẫn ngang bằng với của Anh, Đức và Mỹ, thậm chí còn vượt trội hơn ở một số khía cạnh, tất nhiên dành  cho các mục đích quân sự.

Thế chiến II – bước nhảy vọt AWD

Trước khi các phương tiện "đi bất cứ đâu" được sử dụng cho quân đội trên quy mô lớn, các phương tiện dẫn động bốn bánh và bốn bánh vẫn chưa tìm được chỗ đứng của mình. Xe Jeep ban đầu được phát triển bởi American Bantam, sau đó được sản xuất hàng loạt bởi Willys và Ford, đã trở thành phương tiện dẫn động bốn bánh nổi tiếng nhất trên thế giới trong chiến tranh. Dòng xe Dodge WC của Mỹ và các biến thể Chevrolet G506 4x4 cũng được sản xuất bởi hàng trăm nghìn chiếc, cũng như xe tải Mẫu quân sự của Canada, trong đó những chiếc 4x4 cho đến nay là loại phổ biến nhất trong các cấu hình đường dẫn động khác nhau của chúng. Tổng cộng, Bắc Mỹ đã chế tạo khoảng 1.5 triệu xe 4x4 trong chiến tranh.

Điều kiện sẵn có các thành phần quan trọng, đặc biệt là hộp phân phối và khớp nối đồng tốc (constant-velocity joints) đã ảnh hưởng đến quá trình phát triển. Các loại xe dẫn động bốn bánh đều cần những thứ này, và họ sẽ sử dụng số lượng trục dẫn động gấp hai hoặc ba lần, nghĩa là cần nhiều bánh răng hơn cho tất cả bộ vi sai. Trước chiến tranh đã có một số công ty chuyên biệt sản xuất các bộ phận này, từ mùa xuân năm 1942, Ford, Dodge và Chevrolet đã tham gia chế tạo những chiếc xe dẫn động bốn bánh với số lượng lớn hơn gấp 100 lần so với năm 1939.

Mặc dù từ 1940, Nga đã có phương tiện tương tự như xe jeep của riêng họ (GAZ-64), trước một năm so với xe jeep của Mỹ, nhưng trong những năm đầu của cuộc chiến, họ lại chủ yếu dựa vào các phương tiện của đồng minh phương Tây thông qua chương trình "Cho vay - Cho thuê" (Lend-Lease). Năm 1943, họ tung ra một phiên bản phát triển hơn: GAZ-67.

Về mặt đối trọng, loại tương đương gần nhất với xe jeep của phe Trục là chiếc VW Kübelwagen, trong đó chỉ có khoảng 50.000 chiếc được chế tạo, mặc dù được trang bị trục cổng, nhưng chỉ có hệ dẫn động cầu sau.

Từ thập niên 1945 đến 1960

Willys đã giới thiệu mẫu CJ-2A vào năm 1945, chiếc xe dẫn động bốn bánh sản xuất đầy đủ đầu tiên được bán chính thức trên thị trường. Do sự thành công của xe Jeep trong Thế chiến II, chủ nghĩa thực dụng của nó đã đặt ra khuôn mẫu cho nhiều phương tiện dẫn động bốn bánh sau này. Tiếp nối đà phát triển, Dodge cũng bắt đầu sản xuất xe tải 4WD Power Wagon dân sự, cho mẫu xe năm 1946. Cả Willys và Dodge đều được phát triển trực tiếp từ những người tiền nhiệm trong Thế chiến II.

Vuông vắn không kém chiếc Jeep và cũng được trang bị động cơ 4 bánh thẳng hàng, Land Rover xuất hiện tại Triển lãm ô tô Amsterdam năm 1948. Đây là sản phẩm dự phòng cho công ty ô tô Rover khi đang đối mặt với khó khăn, mặc dù thường xuyên thiếu đầu tư, nhưng nó đã thành công hơn nhiều so với những chiếc xe của họ. Lấy cảm hứng từ chiếc Willys MB dùng để chạy địa hình tại trang trại của kỹ sư trưởng Maurice Wilks, Land Rover đã phát triển chiếc Range Rover 4WD sang trọng tinh tế hơn nhưng vẫn có khả năng địa hình.

Năm 1950, Willys sở hữu bản quyền tên "Jeep", không còn ai được sử dụng cái tên đó nữa. Người kế nhiệm của nó, Kaiser Jeep (hợp nhất giữa Kaiser Motors và Willys-Overland), đã giới thiệu một mẫu wagon 4WD mang tính cách mạng có tên là Wagoneer vào năm 1963. Nó không chỉ đổi mới về mặt kỹ thuật, với hệ thống treo trước độc lập và hộp số tự động đầu tiên kết hợp với 4WD, mà nó còn được trang bị và hoàn thiện như một chiếc ô tô chở khách thông thường. Trên thực tế, nó là tổ tiên của SUV hiện đại. Chiếc Super Wagoneer chạy bằng động cơ AMC hoặc Buick V8 sang trọng được sản xuất từ ​​​​năm 1966 đến năm 1969 đã nâng tầm tiêu chuẩn lên cao hơn một bậc.

Từ năm 1966 đến năm 1971, 318 chiếc Jensen FF được chế tạo bởi Jesen, họ đã áp dụng hệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian Formula Ferguson (FF) vào chiếc xe này, đánh dấu lần đầu tiên hệ dẫn động 4 bánh được sử dụng trong một chiếc xe thể thao GT. Trong khi hầu hết các hệ thống 4WD chia đều mô-men xoắn, Jensen chia mô-men xoắn khoảng 40% phía trước, 60% phía sau bằng cách chuyển số phía trước và phía sau ở các tỷ lệ khác nhau.

Từ thập niên 1970 đến 1990

American Motors Corporation (AMC) đã mua lại Bộ phận Jeep của Kaiser vào năm 1970 và nhanh chóng nâng cấp và mở rộng toàn bộ dòng xe địa hình 4WD. Với khả năng đi đường được bổ sung, Grand Wagoneer cỡ lớn hàng đầu tiếp tục cạnh tranh với những chiếc xe sang trọng truyền thống. Một phần được chế tạo bằng tay, nó tương đối không thay đổi trong suốt quá trình sản xuất cho đến năm 1991, ngay cả sau khi Chrysler mua lại AMC.

Năm 1972, Subaru ra mắt chiếc station wagon Leone, nhỏ gọn, rẻ tiền với hệ thống dẫn động bốn bánh bán thời gian hạng nhẹ, không thể hoạt động trên mặt đường khô ráo. Đến tháng 9, AMC đã giới thiệu hệ dẫn động bốn bánh toàn thời gian Quadra Trac cho mẫu xe Jeep Cherokee và Wagoneer năm 1973. Theo đó, người lái không phải chọn thủ công chuyển chế độ giữa một cầu và hai cầu, công nghệ này đã thống trị tất cả các sản phẩm khác trong cuộc thi đua FIA. Gene Henderson và Ken Pogue đã giành chức vô địch FIA Press-on-Regardless Rally với chiếc xe Jeep được trang bị Quadra Trac vào năm 1972.

Năm 1980, American Motors đã giới thiệu Eagle cách tân. Đây là những chiếc xe hệ dẫn động bốn bánh động cơ phía trước hoàn chỉnh được sản xuất hàng loạt đầu tiên của Mỹ. AMC Eagle được cung cấp dưới dạng sedan, coupe và station wagon với các mẫu chở khách dẫn động bốn bánh tự động toàn thời gian. Eagle kết hợp công nghệ Jeep cùng nền tảng ô tô chở khách mà AMC hiện có, mở ra một loại sản phẩm hoàn toàn mới gọi là "thể thao đa dụng" hay crossover SUV. 

Bộ vi sai trung tâm của Eagle dày nhớt, cung cấp khả năng truyền lực êm ái và mượt mà tỷ lệ thuận với trục có lực kéo lớn nhất. Đây là một hệ thống toàn thời gian hoạt động ở hệ dẫn động bốn bánh mà không có sự hao mòn quá mức đối với các bộ phận của hệ thống treo hoặc hệ thống truyền động. Không có chế độ cầu chậm là tiền thân của các thiết kế tiếp theo từ các nhà sản xuất khác. Báo chí ô tô vào thời điểm đó đã thử nghiệm khả năng bám đường của Eagles và mô tả nó vượt trội hơn nhiều so với Subaru và nó có thể đánh bại nhiều loại xe được gọi là địa hình. Tạp chí Four Wheeler kết luận rằng AMC Eagle là "Sự khởi đầu của một thế hệ ô tô mới."

Những chiếc Eagles được quảng bá là chiếc xe sang trọng, thể thao, có khả năng kéo nhiều cấp độ, đặc biệt là điều kiện đường có băng tuyết. Hai mô hình bổ sung đã được thêm vào năm 1981, subcompact SX/4 và Kammback. Hộp số tay và tính năng ngắt kết nối trục trước cũng được cung cấp để tiết kiệm nhiên liệu hơn. Trong suốt năm 1981 và 1982, phiên bản mui trần độc đáo đã được thêm vào. Thiết kế thân liền khối của Eagle đã được gia cố để chuyển đổi, có một thanh targa bằng thép với phần mui bằng sợi thủy tinh có thể tháo rời. Khi Chrysler mua lại AMC vào năm 1987, bản station wagon Eagle vẫn được sản xuất suốt một năm sau đó. Tổng sản lượng AMC Eagle là gần 200.000 xe.

Audi cũng đã giới thiệu mẫu dẫn động bốn bánh toàn thời gian Audi Quattro vào năm 1980. Kỹ sư khung gầm của Audi, Jörg Bensinger, đã nhận thấy trong các cuộc thử nghiệm mùa đông ở Phần Lan rằng chiếc Volkswagen Iltis được Quân đội Tây Đức sử dụng, có thể đánh bại bất kỳ chiếc Audi hiệu suất cao nào. Ông đề xuất phát triển một chiếc xe dẫn động bốn bánh cũng sẽ được sử dụng để tập hợp nhằm cải thiện hình ảnh bảo thủ của Audi.

Năm 1987, Toyota cũng phát triển một chiếc xe được chế tạo để cạnh tranh trong các chiến dịch tập hợp. Một số lượng hạn chế Xe đặc biệt FIA Homologation Celica GT-Four (Bắc Mỹ gọi là Toyota Celica All-Trac Turbo) đã được sản xuất. Hệ thống All-Trac sau đó đã có sẵn trên các mẫu Toyota Camry, Toyota Corolla và Toyota Previa được sản xuất hàng loạt.

Một số xe dẫn động bốn bánh động cơ đặt giữa sớm nhất là những chiếc xe đua hợp pháp trên đường được sản xuất để tương đồng với Nhóm B, chẳng hạn như Ford RS200 được sản xuất từ ​​​​năm 1984 đến 1986. Năm 1989, nhà sản xuất Panther Westwinds đã tạo ra một động cơ đặt giữa dẫn động bốn bánh có tê gọi là Panther Solo 2.

Từ những năm 2000 cho đến nay

Năm 2008, Nissan giới thiệu GT-R có hộp số gắn phía sau. Hệ thống AWD yêu cầu hai trục truyền động, một trục chính từ động cơ đến hộp số và bộ vi sai và trục truyền động thứ hai từ hộp số đến bánh trước

Tính đến cuối năm 2013, xe AWD chiếm 32% doanh số bán xe hạng nhẹ mới tại Mỹ, tăng 5% kể từ năm 2008. Điều này phần lớn là do sự phổ biến của dòng crossover. Hầu hết các xe crossover đều cung cấp công nghệ phổ biến, mặc dù nó làm tăng giá xe và mức tiêu thụ nhiên liệu. Các nhà sản xuất ô tô đã khiến người tiêu dùng choáng ngợp với việc tiếp thị rằng AWD là một tính năng an toàn, mặc dù lợi thế của AWD so với FWD là ở khả năng tăng tốc chứ không phải phanh hoặc đánh lái. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng mặc dù AWD giúp cải thiện khả năng tăng tốc trong điều kiện mùa đông, nhưng nó không giúp ích gì cho việc phanh.