Hộp số ô tô là một chi tiết kỹ thuật quan trọng mà một người lái xe cần nắm vững. Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa hiểu rõ về cấu tạo và công dụng của hộp số ô tô. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hộp số ô tô và tầm quan trọng của nó.
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 để tăng giảm tốc độ của xe phù hợp với hoàn cảnh bên ngoài.
Có thể nói hộp số ô tô giống như trái tim của chiếc xe vì đây là bộ phận truyền sức mạnh từ động cơ tới các bánh xe, giúp chiếc xe di chuyển. Hộp số được thiết kế để tăng giảm tốc độ của động cơ ô tô bằng bánh răng và biến lực, từ đó chuyển động lực sang các bánh xe và giúp xe vận hành ổn định.
Công dụng của hộp số ô tô
Sau khi đã hiểu về cấu tạo của hộp số ô tô, bạn cần biết công dụng của nó để trải nghiệm lái xe một cách an toàn và hiệu quả hơn.
Hộp số ô tô có vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất của chiếc xe. Nó chịu trách nhiệm chuyển đổi và truyền động từ động cơ đến bánh xe, giúp điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn. Dưới đây 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 khả năng 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 trong 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 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.
-
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 hiệu suất cao nhất. 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.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô
Theo chuyên gia đánh giá xe, hiện nay trên thị trường Việt Nam, các loại xe ô tô chủ yếu có 2 loại trang bị hộp số chính là hộp số sàn (MT) và hộp số tự động (AT). Cùng điểm qua cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại hộp số ô tô.
Hộp số sàn
Hộp số sàn là loại hộp số truyền thống sử dụng cần gạt tay để chuyển số. Hộp số sàn có cấu trúc đơn giản gồm các bộ phận như bánh răng, trục hộp số, bộ đồng tốc, ổ bi, vỏ và nắp hộp số.
Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn là các bánh răng cố định trên các trục sẽ ma sát với nhau để tạo ra tỷ số truyền tương ứng với từng chế độ lái của xe. Khi bạn muốn chuyển số, bạn cần đạp côn để ngắt kết nối từ động cơ xuống hộp số sàn và sau đó di chuyển cần số tay để đưa các bánh răng vào vị trí số truyền.
Ưu điểm của hộp số sàn là độ bền cao, giá thành thấp, tiết kiệm nhiên liệu và thuận tiện cho việc bảo dưỡng. Tuy nhiên, việc sử dụng hộp số sàn đòi hỏi sự tập trung cao và thao tác liên tục giữa chân côn và cần số tay.
Hộp số tự động
Hộp số tự động là loại hộp số tự động chuyển số thông qua bộ điều khiển tự động. 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.
Nguyên lý hoạt động của số tiến trong hộp số tự động được thực hiện thông qua việc sử dụng bộ bánh răng hành tinh và bộ ly hợp tương ứng với từng số. 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 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, ly hợp số 2 và số 5 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 và trục ra của hộp số, từ đó giúp xe di chuyển lùi.
Ưu điểm lớn của hộp số tự động là dễ sử dụng và mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái. Bạn không cần phải nhớ các thao tác phức tạp như đặt chân côn và sang số bằng tay. Hộp số tự động đem lại lợi thế trong điều kiện lái xe ở các cung đường đông đúc và các tình huống bất ngờ.
Tuy nhiên, hộp số tự động cũng có nhược điểm như chi phí bảo dưỡng cao hơn và mức tiêu thụ nhiên liệu thường lớn hơn.
Hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp CVT là loại hộp số không có các cấp số. Thay vì sử dụng cấp số, hộp số vô cấp CVT sử dụng hai pulley có đường kính linh hoạt và kết nối thông qua một dây đai.
Nguyên lý hoạt động của số tiến trong hộp số tự động 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.
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 của hộp số tự động vô cấp CVT là khả năng tiết kiệm nhiên liệu tối ưu hơn so với hộp số tự động truyền thống. Cấu tạo đơn giản và kích thước nhỏ nhẹ mang lại cảm giác vận hành mượt mà và không cảm nhận được sự sang số của xe.
Tuy nhiên, hộp số tự động vô cấp CVT không thể tải được động cơ có công suất cao hơn do cấu tạo dây đai không phù hợp. Chi phí bảo dưỡng thường xuyên cũng có thể là điểm trừ của loại hộp số này.
Hộp số ly hợp kép DCT
Hộp số ly hợp kép (DCT - Dual-Clutch Transmission) là loại hộp số tự động sử dụng cấu trúc tương tự hộp số sàn. Tuy nhiên, thay vì sử dụng cần gạt tay, hộp số ly hợp kép tự động chuyển số thông qua bộ điều khiển.
Hộp số ly hợp kép DCT có cấu tạo gồm các bộ phận như bánh răng, trục hộp số, bộ đồng tốc, ổ bi, vỏ và nắp hộp số. Bộ điều khiển điện tử sử dụng tín hiệu cảm biến để điều khiển việc chuyển số.
Hộp số tự động ly hợp kép DCT mang lại sự tận hưởng của việc sử dụng hộp số tự động nhưng vẫn giữ được cảm giác chân thật của hộp số sàn. Việc chuyển số tự động thông qua bộ điều khiển giúp xe điều chỉnh tỷ số truyền động một cách nhanh chóng và chính xác.
Dù có nhiều ưu điểm, hộp số ly hợp kép DCT cũng có nhược điểm như chi phí cao và khả năng vận hành không mượt mà như hộp số tự động truyền thống.
Qua bài viết trên, bạn đã hiểu rõ hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại hộp số ô tô. Cùng tìm hiểu và chọn loại hộp số phù hợp với mình để trải nghiệm lái xe tốt nhất!
