Hộp số là gì? Tìm hiểu và phân loại các hộp số ô tô

Hộp số là gì? Hộp số trên ô tô là bộ phận đóng vai trò quan trọng trong hệ thống truyền lực của ô tô. Tìm hiểu về các loại hộp số ô tô và ưu - nhược điểm của từng loại sẽ giúp cho người mua xe dễ dàng xác định được dòng sản phẩm phù hợp nhất với nhu cầu của bản thân.

Hộp số là gì? 

Để tạo nên một chiếc xe hơi có khả năng vận hành trơn tru cần có sự góp mặt của rất nhiều chi tiết khác nhau. Trong đó “trái tim” của xe là động cơ, và chi tiết quan trọng nhất của động cơ chính là hộp số.

Về cơ bản, đây là bộ phận truyền sức mạnh do động cơ cung cấp qua hệ dẫn động đến các bánh xe. Thông qua việc thay đổi các cấp số, hộp số điều chỉnh momen động cơ, cho ô tô vận hành ổn định ở các điều kiện khác nhau. Theo lý thuyết, mô men xoắn tối đa và công suất được sản sinh từ động cơ đốt trong. Nguyên lý hộp số ô tô có nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền của cầu dẫn động và động cơ. Điều này nhằm mục đích thay đổi số để giúp xe di chuyển êm ái hơn nhờ vào động cơ làm việc với vòng tua lý tưởng nhất.

Hộp số làm tăng tốc hoặc giảm tốc của động cơ ô tô

Vai trò của hộp số ô tô 

Công dụng của hộp số ô tô gồm: 

• Truyền sức mạnh từ động cơ đến hệ dẫn động nhờ vào việc hộp số nằm trong hệ thống truyền lực.

• Tỷ số truyền, mô men xoắn ở các bánh xe thay đổi nhờ vào động cơ tăng giảm tốc độ. Khi đó hộp số ô tô cho phép thay đổi tốc độ của động cơ để giúp tăng giảm tốc độ khi lái xe. 

• Làm thay đổi chuyển động khi xe tiến hoặc lùi. 

• Giúp tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực mà không cần tắt máy và mở ly hợp trong thời gian nhất định.

• Đảm bảo đủ tỷ số truyền để tiết kiệm chi phí và tính động lực học của ô tô.

• Hộp số chất lượng phải đảm bảo tiêu chuẩn: không gây tiếng ồn trong quá trình xe di chuyển, có hiệu suất truyền lực cao. Nhờ đó người lái cảm nhận rõ độ nhẹ nhàng, mượt mà và không sinh lực va đập ở các bánh răng khi thay đổi số.

Hộp số ô tô cho phép thay đổi tốc độ của động cơ 

>>> Có thể bạn quan tâm: Hộp Số Ô Tô Là Gì? Top 3 Công Dụng Của Hộp Số Ô Tô

Phân loại, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô 

Hộp số ô tô được chia 4 loại chính với vai trò và đặc điểm riêng phù hợp với nhiều đối tượng có kinh nghiệm lái xe khác nhau. 

• Hộp số tự động: Phù hợp khi lái xe trong khu vực thành thị đông đúc, có thể tự động thay đổi tỷ số truyền động.

• Hộp số sàn ô tô: Là loại hộp số có “tuổi đời” khá lâu, người lái có thể tự động chuyển số bằng pedal côn, cần số…  

• Hộp số ly hợp kép: Là loại hộp số được kết hợp của hộp số sàn và hộp số tự động. Người dùng có thể chuyển sang số tay nếu hộp số ly hợp vẫn đang hoạt động. 

• Hộp số vô cấp CVT: Loại hộp số cho phép biến thiên liên tục nhằm tạo ra hiệu quả tối đa và tăng tốc liên tục. Hộp số tự động CVT rất tốt cho việc tiết kiệm nhiên liệu. 

Chi tiết cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô cụ thể như sau:

Hộp số tự động (Automatic Transmission)

Hộp số tự động cho phép người lái xe thực hiện thao tác một cách tự động. Xe ô tô sẽ được tính toán và điều khiển tự động toàn bộ quá trình lựa chọn tỷ số truyền sao cho phù hợp với điều kiện vận hành của xe. 

Cấu tạo hộp số ô tô số tự động: 

• Bộ truyền bánh răng hành tinh: Là các bánh răng hành tinh có kích thước nhỏ hơn, ăn khớp và xoay quanh bánh răng mặt trời.

• Bộ ly hợp thủy lực: Đĩa ma sát trong bộ ly hợp thủy lực ăn khớp với vành đai bọc ngoài bộ bánh răng hành tinh và di chuyển theo vành đai ngoài.

• Biến mô thủy lực: Nằm giữa hộp số và động cơ, có vai trò tăng momen do động cơ tạo ra đồng thời hấp thụ các dao động xoắn của động cơ và hệ thống thủy lực

• Bộ điều khiển điện tử: Tiếp nhận và xử lý thông tin bằng hệ thống cảm biến, cung cấp dòng điện tới các van để đóng mở đường dầu đến các ly hợp.

Cấu tạo hộp số ô tô số tự động

   Ưu điểm: 

• Hộp số tự động mang đến trải nghiệm dễ dàng và thoải mái hơn cho người lái, đặc biệt là những “tay lái yếu”.

• Tại khu vực thành thị đông đúc, xe hộp số tự động luôn là sự lựa chọn thích hợp do người lái có thể thực hiện thao tác đơn giản sẽ giảm bớt mệt mỏi khi điều khiển xe. 

Nhược điểm: 

• Biến mô thủy lực hao công suất lớn nên chi phí nhiên liệu dành cho hộp số tự động sẽ cao

• Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa hay thay thế sẽ cao do cấu tạo phức tạp của hệ thống

Hộp số sàn/số tay (Manual Transmission) 

Hộp số sàn (hay còn gọi là số tay) là loại hộp số lâu đời nhất. Khi lái  xe số sàn, người tài xế điều khiển trực tiếp cần số để thay đổi tỉ số truyền động. Vì vậy, loại xe này đòi hỏi người dùng phải có sự tập trung và nắm rõ chính xác cách vận hành. Hiện nay có tới 90% xe số tự động được sử dụng do khách hàng còn nhiều ái ngại với những thao tác điều khiển côn và sang số liên tục của xe số sàn. 

Cấu tạo: Cấu tạo hộp số ô tô số sàn gồm 6 bộ phận chính: bánh răng, trục hộp số, bộ đồng tốc, ổ bi, được bao bọc bởi vỏ và nắp hộp số.

• Bánh răng: Bộ phận chính với chức năng thay đổi tỉ số truyền, từ đó điều chỉnh tốc độ quay giữa các chi tiết.

• Trục hộp số: Hộp số ngang có trục sơ cấp và trục thứ cấp. Hộp số 3 trục dọc sẽ có thêm 1 loại trục trung cấp. 

• Bộ đồng tốc: Bộ phận tạo sự đồng đều về tốc độ của bánh răng,  đồng thời giúp hạn chế tối đa tình trạng va đập giữa các bánh răng. Xe vào số được êm ái sẽ nhờ vào việc bộ đồng tốc hoạt động trơn tru. 

• Ổ bi: Bộ phận chuyển hóa ma sát dạng trượt thành lăn. Từ đó, hộp số giảm tiếng ồn và kéo dài sức bền

• Vỏ và nắp hộp số: Lớp vỏ ngoài có chức năng bảo vệ tất cả các bộ bên bên trong 

Cấu tạo hộp số sàn ô tô 

Ưu điểm: 

• Mức giá thấp hơn so với loại hộp số khác

• Tiết kiệm nhiên liệu cho xe 

• Chăm sóc và bảo dưỡng thuận lợi do chi phí thấp, cấu tạo đơn giản 

• Người lái chủ động kiểm soát xe trong nhiều tình huống

• Người điều khiển xe luôn tập trung 

• Mang lại trải nghiệm lái chân thật 

Nhược điểm: 

• Khó xử lý tình huống nếu gặp những “tay lái yếu” 

• Trong trường hợp kẹt xe, việc thực hiện liên tục thao tác với hộp số sẽ gây bất tiện và khó chịu cho người lái 

• Nếu sử dụng liên tục bàn đạp ly hợp (chân côn), chân người lái bị đau nhức. Những người lớn tuổi, có vấn đề xương khớp hay đi hành trình dài không nên lựa chọn xe số tay. 

>>> Xem thêm: Hộp số vô cấp là gì? Ưu điểm của hộp số vô cấp trên ô tô

Hộp số ly hợp kép (Dual Clutch Transmission)

Hộp số ly hợp kép (DCT) là loại hộp số tự động chứa hai ly hợp riêng biệt cho các bộ số lẻ và số chẵn. DCT sẽ bao gồm hai hộp số tay độc lập có bộ ly hợp tương ứng chứa cùng một vỏ và hoạt động tương đương một bộ phận của xe. 

Cấu tạo hộp số ô tô ly hợp kép: Hộp số DCT là sự kết hợp giữa hộp số sàn MT và hộp số tự động AT với các bánh răng và hai bộ phận ly hợp hoạt động tách biệt. Đối với hộp số này, ô tô không được trang bị bàn đạp ly hợp phục vụ việc lái xe chuyển số một cách cơ học. Mặt khác, ly hợp ma sát của DCT giúp các đĩa ma sát có thể tách - nối bằng cơ cấu chấp hành: thủy lực – điện tử, giúp người điều khiển phương tiện sang số kịp thời và trơn tru hơn.

Hộp số ly hợp kép là sự kết hợp giữa hộp số sàn và hộp số tự động 

Ưu điểm: 

• Cấu tạo gọn nhẹ

• Tận dụng được đáng kể ưu điểm của 2 loại hộp số sàn thông thường và hộp số tự động: tiết kiệm nhiên liệu và tối ưu được hiệu suất truyền động

• Tạo ra cảm giác lái thể thao khác biệt nhờ vào thời gian sang số nhanh và chính xác

Nhược điểm: 

• Chi phí bảo trì, sửa chữa và thay thế cao đáng kể so với các loại hộp số khác

• Có thể gặp hiện tượng giật khi di chuyển tốc độ thấp

• Chuyển số chưa có sự trơn tru, mượt mà

• Thuật toán chọn số chưa được tối ưu triệt để 

Hộp số tự động vô cấp CVT (Continuous Variable Transmission)

Hộp số tự động vô cấp CVT là dòng hộp số làm thay đổi tỷ số truyền liên tục với điểm đặc biệt không phân theo từng cấp số. Ngoài ra, hộp số này tạo nên các tỷ số truyền bằng dây đai và hệ thống pulley thứ cấp, pulley sơ cấp. Không giống hộp số truyền thống thông thường, hộp số CVT không trang bị các cặp bánh răng tạo tỷ số truyền. 

Cấu tạo: Cấu tạo hộp số vô cấp CVT có hệ thống dây đai chuyền đầy đủ 3 bộ phận chính đảm bảo động cơ hoạt động được suôn sẻ, cụ thể: 

• Đai truyền dẫn với chất liệu kim loại hay cao su

• Hệ puli có đầu vào thay đổi gắn với trục quay động cơ 

• Hệ puli đầu ra dẫn đến bánh

Ngoài ra, hộp số vô cấp CVT còn có các bộ vi xử lý và bộ phận cảm biến.  

 Hộp số vô cấp nhỏ gọn và có khả năng hoạt động nhẹ nhàng 

>>> Xem thêm: So sánh hộp số CVT và AT loại nào tốt hơn?

Ưu điểm: 

• Tối ưu việc sử dụng nhiên liệu hơn loại hộp số tự động truyền thống

• Mang ưu điểm hoạt động nhẹ nhàng của hộp số tự động 

• So với hộp số tự động, hộp số CVT cấu tạo nhỏ gọn hơn

• Là lựa chọn thích hợp với người mới điều khiển xe do cung cấp sự hỗ trợ chuyển chế độ lái chính xác và cảm giác lái ổn định 

• Trọng lượng và kích thước nhỏ

Nhược điểm: 

• Các chi phí bảo trì, thay thế, sửa chữa các bộ phận bên trong hộp số CVT còn cao

• Khi xe tăng tốc sẽ gây tiếng ồn khá lớn

• Không phù hợp với các dòng xe thể thao do dây đai trong hộp số CVT chịu lực khá kém.

Ngoài các loại hộp số ô tô kể trên, thị trường còn tồn tại các dòng xe sử dụng loại khác như AMT, DSG… Mỗi loại sẽ có nguyên lý hộp số ô tô khác nhau, phù hợp với nhu cầu và điều kiện vận hành riêng.

Với những thông tin giải đáp “hộp số là gì?” đã được phân tích phía trên, người dùng sẽ không thể tìm thấy một loại cấu tạo hộp số nào hoàn hảo nhất. Kinh nghiệm khi chọn mua xe ô tô đó là khách hàng sẽ liệt kê ra những tiêu chí riêng của mình, sau đó đối chiếu với những đặc điểm của từng thành phần cấu tạo, tính năng hay những yếu tố cá nhân hóa và đưa ra lựa chọn phù hợp nhất.

Với mục tiêu giúp người sử dụng ô tô nắm được các thông tin về chi phí vận hành của chiếc xe mơ ước, Nuoixe.vn ra mắt Công cụ tính các chi phí để sử dụng xe ô tô tại Việt Nam. Công cụ này sẽ giúp bạn nắm được số tiền phải bỏ ra để nuôi xe trong một tháng hoặc so sánh chi phí vận hành giữa các dòng xe khác nhau, từ đó đưa ra lựa chọn phù hợp nhất cho gia đình.