Hộp số ô tô là một chi tiết kỹ thuật quan trọng trên xe ô tô mà một người lái xe cần nắm rõ. Tuy nhiên, nhiều tài xế lại chưa biết cấu tạo hộp số ô tô như thế nào, công dụng của nó ra sao và nguyên lý hoạt động có gì đặc biệt? Bài viết dưới đây Nuôi Xe sẽ giải đáp các thắc mắc về hộp số ô tô.
Hộp số ô tô là gì?
Hộp số ô tô là bộ phận quan trọng truyền sức mạnh từ động cơ đến hệ dẫn động, hộp số giúp thay đổi tỷ số truyền từ đó thay đổi mô men xoắn ở các bánh xe giúp tăng giảm tốc độ của xe phù hợp với hoàn cảnh bên ngoài
Có thể nói ví von hộp số ô tô như trái tim của xe ô tô vì đây là bộ phận truyền sức mạnh từ động cơ tới các bánh xe, giúp con chiến mã của bạn di chuyển. Cụ thể, hộp số được thiết kế để làm tăng giảm tốc độ của động cơ ô tô bằng bánh răng và biến lực ấy thành lực kéo chuyển động tới các bánh xe giúp chiếc xe vận hành ổn định.
Trên thị trường đang cung cấp 2 loại hộp số chính là: Hộp số sàn, hộp số tự động. Trong đó, hộp số tự động lại được chia ra 2 loại riêng biệt là: Hộp số tự động vô cấp CVT và loại thứ hai là Hộp số tự động ly hợp kép DCT.
Những tài xế mới cần tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại hộp số để biết được loại nào sẽ phù hợp với mình.
Hộp số ô tô là gì?
Công dụng của hộp số ô tô
Sau khi trả lời được câu hỏi "hộp số ô tô là gì?" Bạn cần biết được công dụng của nó ra sao để giúp trải nghiệm lái xe được trở nên an toàn và hiệu quả hơn.
Hộp số ô tô có vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất của chiếc xe. Hộp số ô tô chịu trách nhiệm chuyển đổi và truyền động từ động cơ đến bánh xe, giúp điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn. Dưới dây là những công dụng của hộp số ô tô:
-
Thay đổi chiều chuyển động của xe ô tô như tiến và lùi:
Hộp số ô tô có thể đảo chiều chuyển động của động cơ, cho phép xe chuyển từ chế độ tiến (di chuyển về phía trước) sang chế độ lùi (di chuyển về phía sau) và ngược lại. Điều này giúp tăng tính linh hoạt của xe khi di chuyển ở các không gian hạn chế hoặc trong các tình huống cần di chuyển tiến và lùi.
-
Thay đổi tỷ số truyền lực mô-men xoắn đến các bánh xe của ô tô:
Hộp số ô tô có nhiều bánh răng với tỷ số truyền khác nhau. Bằng cách chọn các bánh răng khác nhau, hộp số có thể điều chỉnh tỷ số truyền lực từ động cơ đến bánh xe. Khi khởi động từ đầu, tỷ số lớn hơn giúp tăng mô-men xoắn, giúp xe vượt qua trở ngại như độ dốc.
-
Tăng mô-men xoắn khi ô tô khởi động hoặc leo dốc:
Trong các tình huống như khởi động từ đầu hoặc di chuyển lên độ dốc, việc chọn các bánh răng với tỷ số truyền lớn hơn sẽ tăng mô-men xoắn đến bánh xe. Điều này cần thiết để đảm bảo xe có đủ sức mạnh để vượt qua các trở ngại và độ dốc mà không gặp khó khăn.
-
Tách biệt động cơ ra khỏi hệ truyền lực mà không cần tới việc mở ly hợp hay tắt máy:
Hộp số tự động giúp tách biệt động cơ từ hệ truyền động của xe mà không cần tắt máy hoặc mở ly hợp. Điều này làm cho việc chuyển động và dừng lại trở nên mượt mà hơn, đồng thời giảm tác động xấu đến động cơ khi dừng lại tại đèn đỏ hoặc trong tình huống giao thông tắc nghẽn.
- Dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của ô tô chuyên dùng:
Việc dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe ô tô chuyên dùng có vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo hoạt động ổn định của chiếc xe.
Một trong những cách dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác này là thông qua sự sử dụng các vật liệu nhẹ và cứng cáp trong quá trình thiết kế và sản xuất các bộ phận, từ đó giảm thiểu ma sát và mất mát năng lượng do truyền động.
- Hộp số ô tô giúp nâng cao tính kinh tế và tính động lực học của ô tô:
Tỉ số truyền phải được điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu vận hành của xe trong các điều kiện đường khác nhau. Trong điều kiện đường bằng phẳng và tốc độ cao, tỉ số truyền cao hơn sẽ giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu bằng cách giữ cho động cơ hoạt động ở mức vận hành hiệu suất cao nhất của nó. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm nhiên liệu mà còn tăng cường hiệu suất chuyển động của xe.
Tuy nhiên, trong điều kiện đường dốc hoặc tải trọng nặng, việc có các tỉ số truyền thấp hơn sẽ giúp động cơ đạt được mô-men xoắn cao hơn, từ đó cải thiện khả năng vận hành và tăng cường khả năng vượt dốc của xe.
- Hộp số cần có hiệu suất truyền lực cao, không gây tiếng ồn khi hoạt động, thay đổi số nhẹ nhàng không sinh lực va đập ở các bánh răng:
Sử dụng vật liệu chất lượng cao và công nghệ gia công tiên tiến để tạo ra các bộ phận chịu lực và truyền động với độ chính xác cao làm giảm thiểu ma sát và mất mát năng lượng. Từ đó giúp hiệu suất truyền lực cao và giảm thiểu tiếng ồn trong quá trình vận hành.
Đồng thời, quá trình lựa chọn và thiết kế các bánh răng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tiếng ồn và lực va đập.
Công dụng của hộp số ô tô
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô
Theo các chuyên gia đánh giá xe, hiện nay ở thị trường xe Việt Nam, các loại xe ô tô chủ yếu có 2 loại trang bị hộp số xe oto chính là hộp số sàn Manual Transmission với chữ viết tắt là MT (hay chính là hộp số tay) và hộp số tự động thường được viết tắt là Auto Transmission, được viết tắt là AT.
Hộp số sàn
Hộp số sàn
Đối với hộp số sàn, cục số này sử dụng bộ ly hợp ma sát nặng để ngắt kết nối được truyền từ động cơ. Thao tác này được người lái điều khiển của bộ phận gọi là chân côn. Hộp số sàn có kết cấu khá đơn giản gồm các chi tiết như:
- Bánh răng: Bánh răng làm thay đổi tỷ số truyền, giúp tốc độ quay của các chi tiết có thể tăng hay giảm một cách mượt mà
- Trục hộp số: Trục hộp số được chia làm hai loại là: Hộp số dọc và Hộp số ngang. Trong đó: Hộp số dọc có 3 trục là: Trục sơ cấp, trục trung cấp và trục thứ cấp. Hộp số ngang chỉ có 2 trục là: Trục sơ cấp và trục thứ cấp.
- Bộ đồng tốc: Khi vào số, bộ đồng tốc giúp tốc độ giữa các bánh răng được đồng đều, từ đó tránh được tình trạng va đập giữa các bánh răng với nhau
- Ổ bi: Ổ bi làm chuyển hoá ma sát trượt thành ma sát lăn, nhờ đó quá trình hoạt động sẽ được làm giảm tiếng ồn và giúp kéo dài tuổi thọ cho hộp số
- Được bao bọc bởi vỏ và nắp hộp số: Bộ phận này giúp bảo vệ các bộ phận hộp số khỏi các va đập, giúp hộp số được lâu bền hơn.
-
Nguyên lý hoạt động hộp số sàn
Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn được hiểu là các bánh răng cố định trên các trục sẽ ma sát với nhau tạo ra tỷ số truyền tương ứng với từng chế độ lái của xe. Khi bạn muốn sang số trên xe hộp số sàn, bạn cần phải đạp côn để dừng liên kết từ động cơ xe xuống hộp số sàn, đồng thời phải nhanh chóng di chuyển cần số tay để đưa các bánh răng gài số tới đúng vị trí số truyền.
Cụ thể đối với nguyên lý hoạt động số tiến: Từ động cơ, mô men lực sẽ được truyền vào hộp số qua ly hợp. Sau đó, Trục sơ cấp sẽ nhận mô men lực này và bánh răng trung gian với cấp số tiến mà người lái xe chuyển tới sẽ ăn khớp với nhau và cuối cùng là truyền động lực tới trục thứ cấp.
Nguyên lý hoạt động số lùi: Khi người lái chuyển cần số về số lùi, bánh răng nhỏ trung gian ở chế độ số lùi (idle gear) sẽ kết nối với bánh răng thứ cấp và trung gian một cách hợp lý. Qua đó, bánh răng trung gian sẽ truyền động cho bánh răng thứ cấp, song song với việc bánh răng trung gian khác đẩy bánh răng thứ cấp theo chiều ngược lại, tạo ra chuyển động lùi cho trục thứ cấp. Điều này giúp xe di chuyển ngược lại một cách chính xác theo ý muốn của tài xế.
-
Ưu điểm của xe hộp số sàn
Cũng chính bởi có kết cấu đơn giản hộp số sàn cũng đi kèm với nhiều ưu điểm chung thấy như: độ bền cao, giá thành thấp, tiết kiệm nhiên liệu hay thuận tiện cho việc bảo dưỡng, vân vân.
Bên cạnh những ưu điểm đó đối với các tay lái có kinh nghiệm hoặc số sàn còn được đánh giá cao nhờ có thể mang đến cảm giác lái chân thật thích thú và cần mức độ tập trung cao khi phải thao tác liên tục giữa chân côn và việc sang số bằng tay. Không lạ khi nhiều người dùng ví xe hộp số sàn như lái xe máy số!
-
Điểm cần chú ý khi đi xe Hộp số sàn
Ngược lại, cũng chính bởi cần mức độ tập trung để có thể thao tác tốt và liên tục giữa chân côn và việc sang số bằng tay hộp số sàn, khiến không ít người lái xe cảm thấy căng thẳng phức tạp ở mệt mỏi mỗi lần phải điều khiển chiếc xe của mình.
Có lẽ chính vì sự phức tạp khi thao tác, hiện nay chỉ còn một số ít các mẫu xe thể thao vẫn còn duy trì sử dụng loại trang bị hộp số sàn này.
Hộp số tự động
Hộp số tự động
Loại hộp số thứ hai là hộp số tự động - đây cũng là loại hộp số ô tô phổ biến nhất hiện nay. Hộp số tự động có tới ba loại cấu hình khác nhau bao gồm hộp số tự động thông thường hay còn gọi là hộp số tự động có cấp, hộp số tự động vô cấp hay còn gọi là CVT và hộp số tự động ly hợp kép hay còn gọi là DCT.
Cấu tạo hộp số tự động gồm 4 bộ phận chính là: Bộ bánh răng hành tinh, bộ ly hợp thuỷ lực, biến mô thuỷ lực và bộ điều khiển điện tử. Cụ thể nhiệm vụ của từng bộ phận như sau:
Bộ bánh răng hành tinh: là một phần quan trọng, bao gồm bánh răng mặt trời nằm ở trung tâm với kích thước lớn nhất và bánh răng hành tinh nằm ở xung quanh, ăn khớp và xoay quanh bánh răng mặt trời với kích thước nhỏ hơn. Lồng hành tinh, cũng được gọi là cần dẫn, là một phần liên kết với trục của bánh răng hành tinh và đồng trục với vành đai ngoài, bộ phận bao quanh bộ bánh răng hành tinh.
Bộ ly hợp thủy lực: Có đĩa ma sát ăn khớp với vành đai bao ngoài của bộ bánh răng hành tinh và di chuyển theo vành đai ngoài.
Biến mô thủy lực: Nằm giữa động cơ và hộp số, chịu trách nhiệm truyền mô men xoắn từ động cơ đến trục vào hộp số.
Bộ điều khiển điện tử: Sử dụng cảm biến để thu thập thông tin đầu vào, sau đó xử lý và cung cấp dòng điện tới các van để điều khiển việc đóng mở đường dầu đến các ly hợp.
-
Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động
Loại hộp số này sử dụng bộ biến mô thủy lực có vai trò như bộ ly hợp để ngắt và truyền chuyển động quay từ động cơ. Toàn bộ quá trình này đều được điều khiển tự động thông qua hệ thống máy tính tinh vi và phức tạp dựa trên điều kiện vận hành của xe.
Nguyên lý hoạt động của số tiến được thực hiện thông qua việc sử dụng bộ bánh răng hành tinh và bộ ly hợp tương ứng với từng số (1, 2, 3, 4, 5). Mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ được truyền tới trục vào của hộp số. Để chuyển sang số tiến, cần kích hoạt hai ly hợp, và bảng điều khiển điện tử điều khiển việc đóng mở đường dầu đến các ly hợp theo nhu cầu. Khi ly hợp tiến và ly hợp số tương ứng (1 hoặc 2...) được đóng, xe sẽ chuyển sang số tiến tương ứng.
Trong khi đó, trong nguyên lý hoạt động của số lùi, khi xe đi lùi, hai ly hợp số 2 và số 5 của hộp số được đóng lại. Khi ly hợp số 2 được đóng, vành đai ngoài của bộ bánh răng hành tinh số 2 được cố định. Khi ly hợp số 5 được đóng, mô men xoắn có thể truyền từ trục biến mô sang trục bánh răng mặt trời, qua các bộ bánh răng hành tinh liên tiếp và trục ra của hộp số, từ đó giúp xe di chuyển lùi.
-
Ưu điểm hộp số tự động
Ưu điểm lớn và cũng dễ nhận biết nhất của hộp số ô tô tự động chính là việc dễ dàng sử dụng mang tới trải nghiệm lái xe thoải mái cho người dùng.
Bạn sẽ không cần phải nhớ đến những thao tác rắc rối như đặt chân côn và sang số bằng tay mà chỉ cần cài số tiến lùi đỗ rất đơn giản. Với sự tiện lợi và dễ dàng, hộp số tự động đem đến lợi thế đáng kể trong điều kiện lái xe ở những cung đường có mật độ giao thông đông đúc, hay thậm chí các tình huống bất ngờ xảy ra.
-
Điểm cần chú ý khi đi xe hộp số tự động
Tất nhiên, xe hộp số sàn vẫn tồn tại những nhược điểm như: chi phí bảo dưỡng thường cao hơn so với xe sử dụng hộp số sàn bởi kết cấu phức tạp. Mức độ tiêu hao nhiên liệu trung bình của dòng xe này cũng thường lớn hơn
Hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp CVT
Đúng với tên gọi, cấu tạo của loại hộp số này là không hề có các cấp số. Mà đặc biệt hơn, hộp số vô cấp sử dụng hai pulley với đường kính linh hoạt và gắn kết với nhau thông qua một dây đai chính.
Việc có thể thay đổi đường kính cule một cách nhanh chóng giúp hộp số cvt có thể thay đổi tỷ số truyền nhanh chóng và mượt mà.
- Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT
Nguyên lý hoạt động của số tiến trong hộp số vô cấp CVT được thực hiện thông qua việc điều khiển pulley bằng hệ thống điều khiển thủy lực. Quá trình này giúp điều chỉnh khoảng cách giữa các pulley, dẫn đến sự thay đổi bán kính và tỷ số truyền của chúng. Khi pulley chủ động có bán kính lớn hơn, động cơ sẽ tạo ra số cao hơn, và ngược lại trong khi pulley bị động có bán kính nhỏ hơn.
Trong khi đó, nguyên lý hoạt động của số lùi trong hộp số tự động vô cấp CVT là do nhà sản xuất thêm một bộ bánh răng hành tinh và bộ ly hợp vào hệ truyền đai trước đầu vào. Bộ ly hợp cố định vành đai, khiến bánh răng hành tinh quay ngược chiều với bánh răng mặt trời, từ đó tạo ra số lùi. Trong khi đó, trong số tiến, bánh răng mặt trời quay nhờ động cơ dẫn động và kéo theo bánh răng hành tinh quay cùng chiều, truyền lực cho pulley chủ động.
-
Ưu điểm hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp CVT thường được trang bị trên các mẫu xe phổ thông với các ưu điểm như: khả năng tiết kiệm nhiên liệu tối ưu hơn so với hộp số tự động cao cấp. Hơn nữa, cấu tạo đơn giản và kích thước nhỏ nhẹ đem đến cảm giác vận hành mượt mà. Khiến bạn dường như không cảm nhận được sự sang số của xe.
-
Điểm cần chú ý khi đi xe
Điểm yếu lớn nhất của loại hộp số tự động vô cấp CVT này chính là không thể tải nổi những động cơ có công suất hơn lơn do cấu tạo dây đai không phù hợp. Chi phí bảo dưỡng thường xuyên cũng có thể khiến bạn đau đầu với con xe này.
Hộp số ly hợp kép DCT
Hộp số ly hợp kép (DCT - Dual-Clutch Transmission) có cấu trúc tương tự với hộp số sàn, sử dụng hệ thống bánh răng. Tuy nhiên, thay vì sử dụng cần gạt tay, hộp số ly hợp kép sẽ tự động chuyển số thông qua bộ điều khiển, tương tự như hộp số tự động truyền thống. Bằng cách sử dụng tín hiệu từ các cảm biến thông qua ly hợp, bộ điều khiển điều chỉnh các bánh răng, đồng thời giúp xe điều chỉnh tỷ số truyền động.
Hộp số ly hợp kép DCT
Để so sánh nhanh giữa các loại hộp số ô tô, nếu bạn thích cảm giác chân thật thì nên chọn hộp số sàn, còn thích sự tiện lợi dễ dàng khi sử dụng thì hộp số tự động là chân ái dành cho bạn. Qua chia sẻ trên, Nuôi xe hy vọng sẽ giúp các bạn chọn được loại hộp số ô tô phù hợp với bản thân mình nhé!
>>> Xem thêm:
