Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ

Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ

Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ

Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ

Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ
Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ
Hộp số ô tô và những điều chủ xe CẦN NẮM RÕ

Hộp số ô tô là bộ phận giúp xe di chuyển êm mượt, đúng định hướng, hộp số ô tô được xe như đầu não của ô tô. Cùng Tạp Chí Lái Xe tìm hiểu nguyên lý hoạt động cũng như cách chăm sóc bộ phận này nhé! 

 

Mỗi chiếc xe ô tô được cấu thành từ hàng ngàn chi tiết khác nhau. Trong số đó, có một vài bộ phận đóng vai trò chủ chốt. Cụ thể là hộp số ô tô - bộ phận quyết định đến cả quá trình vận hành của xe. Không có hộp số, xe hơi sẽ không thể di chuyển được.

 

Vậy bạn đã biết rõ về bộ phận này chưa? Cùng Tạp Chí Lái Xe cập nhật các kiến thức về hộp số ô tô, để bạn có thể lựa chọn sản phẩm này đúng chuẩn. 

 

 

1. Hộp số ô tô là gì?

 

Hộp số là bộ phận truyền sức mạnh từ động cơ đến hệ dẫn động. Bộ phận này giúp tăng giảm tốc độ của động cơ bằng việc thay đổi tỉ số truyền. Từ đó biến đổi mô men xoắn ở các bánh xe dẫn động. 

 

Hộp số xe ô tô
Hộp số xe ô tô 

 

>> CLICK NGAY ĐỂ BIẾT: Khi nào nên THAY và KIỂM TRA má phanh ô tô

Theo lý thuyết, động cơ đốt trong chỉ sinh công và mô men xoắn tối đa ở dải tua máy hẹp. Hộp số cho phép tỉ số truyền của động cơ và cầu dẫn động thay đổi khi xe tăng và giảm tốc độ, thay đổi số để động cơ luôn làm việc ở dưới điểm giới hạn và hoạt động gần với vòng tua lý tưởng nhất.

 

Ở chế độ lý tưởng, hộp số sẽ duy trì được tỷ số truyền để động cơ hoạt động và duy trì vòng tua máy tối ưu nhất.

 

2. Vai trò của hộp số ô tô?

 

Hộp số ô tô giữ vai trò quan trọng trong việc: 

  • Thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mô men xoắn ở các bánh xe chủ động của xe, nhờ đó giúp hiệu chỉnh tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài.
  • Thay đổi chiều chuyển động của xe (tiến và lùi).
  • Tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong khoảng thời gian tùy ý mà không cần tắt máy và mở ly hợp.
  • Dẫn động lực học ra ngoài cho các bộ phận công tác của xe chuyên dùng

 

Hộp số ô tô giúp đổi chiều chuyển động
Hộp số ô tô giúp đổi chiều chuyển động

 

>> Chi phí BẢO DƯỠNG xe ô tô bao nhiêu là đủ? Câu trả lời có ngay TẠI ĐÂY

3. Các loại hộp số thông dụng trên xe ô tô

 

Hộp số sàn/ số tay 

 

Dạng hộp số này đã có từ lâu đời. Cấu tạo hộp số đơn giản, độ chính xác cao, lại có giá thành vừa phải.

 

Hộp số sàn
Hộp số sàn

 

>> Bật mí cách chăm sóc xế cưng từ việc chọn đúng loại dầu nhớt ô tô tốt nhất ngay 

Đây là loại hộp số sử dụng ly hợp ma sát dạng đĩa để ngắt hoặc kết nối chuyển động từ động cơ xuống hộp số. Ly hợp này được điều khiển trực tiếp từ người lái thông qua bàn đạp ly hợp (chân côn).

 

Bên trong hộp số là các trục sơ cấp (đầu vào từ động cơ), trục thứ cấp (đầu ra khỏi hộp số) và trục trung gian (đối với hộp số 3 trục). Trên các trục này là các bánh răng ăn khớp cố định với nhau tạo nên các tỷ số truyền ứng với từng cấp số của xe.

 

Khi muốn chuyển số, người lái đạp bàn đạp ly hợp để ngắt kết nối từ động cơ xuống hộp số, kết hợp với thao tác trên cần số theo sơ đồ có sẵn, qua đó đưa các bánh răng gài số (thông qua các liên kết cơ khí) đến được vị trí bánh răng ứng với số truyền tương ứng.

 

Ưu điểm

  • Tiết kiệm nhiên liệu hơn hộp số tự động hay hộp số vô cấp CVT.
  • Giá thành rẻ hơn so với các loại hộp số khác.
  • Dễ dàng bảo trì, bảo dưỡng với chi phí thấp.
  • Giúp người lái kiểm soát xe tốt hơn trong nhiều tình huống.
  • Việc phải sử dụng nhiều thao tác để điều khiển côn, số hợp lý giúp người lái tập trung hơn.
  • Mang lại cảm giác điều khiển chân thật nhất. 

 

Nhược điểm

  • Việc điều khiển và xử lý tình huống với hộp số sàn là khó hơn so với xe số tự động. Hộp số đòi hỏi người lái vừa phải tập trung quan sát đường đi, vừa phải thực hiện khá nhiều thao tác của hộp số sàn.
  • Bất tiện trong trường hợp kẹt xe, tắc đường vì người lái sẽ phải thường xuyên thực hiện các thao tác với hộp số, đặc biệt là “rà côn” để giữ cho xe không tắt máy khi đường đông.
  • Việc phải liên tục làm việc với bàn đạp ly hợp (chân côn) có thể sẽ khiến chân người lái bị đau nhức, nhất là sau một hành trình dài. Với những người lớn tuổi hoặc có vấn đề về xương khớp ở chân thì vấn đề này sẽ càng trở nên nghiêm trọng hơn.

 

Hộp số tự động

 

Ra đời từ 1940 đến nay, hộp số tự động đã khẳng định vị trí và tầm quan trọng của mình trong ngành công nghiệp ô tô. Hầu như những mẫu xe bán ra tại Việt Nam đều được trang bị hộp số tự động. Trong số 4 loại hộp số được giới thiệu trong bài viết này, đây là loại có cấu tạo và nguyên lý hoạt động phức tạp nhất.

 

Hệ thống sử dụng bộ biến mô thủy lực đóng vai trò như ly hợp để ngắt và truyền chuyển động quay từ động cơ đến hộp số. Bên trong hộp số là hệ thống các bánh răng hành tinh phức tạp kết hợp với nhau để tạo nên các cấp số cho xe.

 

Điều đặc biệt là toàn bộ quá trình lựa chọn tỷ số truyền thích hợp và sang số đều được tính toán và điều khiển tự động bởi máy tính dựa theo điều kiện vận hành của xe.

 

Ưu điểm

  • Mang đến trải nghiệm lái dễ dàng và thoải mái hơn cho người lái
  • Hữu ích khi lái xe ở đường phố đông đúc. Không như ở hộp số sàn, người lái phải cực kỳ tập trung và mệt mỏi khi điều khiển để giữ xe không tắt máy ở tốc độ thấp, với hộp số tự động, người lái hoàn toàn thoải mái và tự tin trong việc điều khiển.

 

Nhược điểm

  • Tốn nhiều nhiên liệu hơn so với hộp số sàn truyền thống do sự hao hụt công suất ở biến mô thủy lực.
  • Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế cao do cấu tạo phức tạp của hệ thống.

 

Hộp số tự động vô cấp CVT

 

Cũng mang đến khả năng điều khiển rảnh tay và thoải mái như hộp số tự động, nhưng hộp số CVT có nguyên lý hoạt động hoàn toàn khác. 

 

Hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp CVT

 

>> CÓ THỂ BẠN CẦN BIẾT: Tư vấn kinh nghiệm bọc ghế da xe ô tô TIẾT KIỆM chi phí TỐI ĐA

Hộp số CVT không hề có các cấp số. Thay vào đó, hệ thống sử dụng hai pulley có thể thay đổi đường kính, được kết nối với nhau qua một dây đai. Nhờ vào việc thay đổi đường kính pulley, hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền một cách êm dịu.

 

Việc thay đổi này được điều khiển chính xác bởi máy tính, dựa vào điều kiện vận hành thực tế của xe như tải trọng, độ dốc…

 

Ưu điểm

  • Mang đến khả năng điều khiển nhẹ nhàng, thoải mái.
  • Tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn so với hộp số tự động có cấp truyền thống.
  • Cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ và khối lượng nhẹ hơn so với hộp số tự động có cấp.
  • Vận hành mượt mà và chính xác do người lái không cảm nhận được quá trình sang số thông thường (vòng tua lên cao rồi giảm xuống) như ở các loại hộp số khác.

 

Nhược điểm

  • Tiếng ồn khi tăng tốc cũng như khi chạy ở tua máy cao là một trong những nhược điểm cố hữu của CVT, dù hộp số có trang bị chế độ giả lập cấp số hay không.
  • Dây đai trong hộp số CVT cũng không thể chịu được những động cơ có công suất và moment xoắn cao, do đó hoàn toàn không phù hợp đối với những dòng xe thể thao.
  • Chi phí bảo dưỡng, thay thế, sửa chữa các bộ phận bên trong hộp số CVT còn khá cao.

 

Hộp số ly hợp kép

 

Hộp số ly hợp kép sở hữu hai bộ ly hợp riêng biệt. Bộ đôi ly hợp này thuộc loại ly hợp ma sát ướt. Các đĩa ma sát được ngâm trong dầu và sự tách, nối của chúng được điều khiển bằng cơ cấu chấp hành: thuỷ lực-điện từ. 

 

Hai ly hợp của hộp số hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau. Một ly hợp điều khiển các bánh răng cấp số lẻ (1, 3, 5 và bánh răng gài số lùi). Ly hợp còn lại có nhiệm vụ điều khiển các bánh răng gài số chẵn (2, 4 và số lùi). 

 

Với kết cấu như vậy, quá trình lên số (1 - 2 - 3…) hoặc xuống số (5 – 4 - 3) xảy ra rất nhanh và không bị mất mát công suất. Việc sang số có thể được điều khiển bằng tay thông qua lấy chuyển số sau vô lăng hoặc cần số, hoặc được điều khiển hoàn toàn tự động dựa theo điều kiện vận hành của xe.

 

Ưu điểm

  • Đảm bảo được lực kéo phù hợp với điều kiện hoạt động của xe. 
  • Tối ưu được hiệu suất truyền động và tính kinh tế nhiên liệu của ô tô.
  • Thời gian sang số nhanh và chính xác, tạo cảm giác lái phấn khích và thể thao hơn.
  • hộp số ly hợp kép DCT có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ.

 

Nhược điểm

  • Giá thành của hộp số DCT khá cao, chỉ phù hợp với những dòng xe hạng sang, xe thể thao hay siêu xe.
  • Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế đắt hơn so với các loại hộp số khác.

 

Một số hãng xe như Ford hay Volkswagen đã cố gắng trang bị hộp số ly hợp kép trên những dòng xe phổ thông và dễ tiếp cận hơn. Tuy nhiên, việc chuyển số không mượt mà, thuật toán chọn số chưa tối ưu hay hiện tượng giật ở tốc độ thấp là các khuyết điểm thường gặp ở loại hộp số này. 

 

4. Những điều PHẢI BIẾT về hộp số sàn xe ô tô

 

4.1 Hộp số sàn có vai trò như thế nào trong hệ thống truyền lực?

 

Theo lý thuyết động cơ đốt trong thì động cơ chỉ sinh công và mô men xoắn tối đa ở dải tua máy hẹp. Hộp số cho phép tỉ số truyền của động cơ và cầu dẫn động thay đổi khi xe tăng và giảm tốc độ. Thay đổi số để động cơ luôn làm việc ở dưới điểm tới hạn và hoạt động gần với vòng tua lý tưởng nhất. Điều đó lý giải sự cần thiết khi chuyển số.

 

Hệ thống truyền lực
Hệ thống truyền lực 

 

Trên thực tế, lực truyền động của hộp số sử dụng bánh răng không thay đổi liên tục từ số 1 đến số 6. Do đó, lực truyền động của động cơ sẽ có hiệu quả khi thu hẹp khu vực gạch chéo trong đồ thị để gần với đường cong này.

 

Vì vậy, các nhà chế tạo sử dụng các cặp bánh răng để thay đổi tỷ số truyền lực từ 1 đến 6. Trong đó, số truyền 5 được sử dụng nhiều nhất.

 

Số 1: Số này sử dụng khi xe khởi hành nên cần phải sử dụng công suất lớn, do vậy cũng phải dùng số truyền 1 với lực truyền động lớn nhất.

 

Số 2, 3: Số này sử dụng sau khi xe khởi hành và người lái dùng số 2 hay số 3 để giúp tăng tốc độ cho xe. Sở dĩ sử dụng các số truyền 2 và 3 vì chúng cho giới hạn tốc độ ở mức cao hơn số 1 cũng như không cần đến nhiều lực truyền động.

 

Số 4, 5, 6: Các loại số này được sử dụng khi xe chạy với tốc độ cao, người lái dùng chúng để tiếp tục đẩy nhanh tốc độ của xe. Tuy nhiên, việc thường xuyên sử dụng các số truyền cùng lực truyền động nhỏ đi kèm hạ thấp tốc độ sẽ khiến cho xe giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.

 

Số lùi: Khi vào số lùi xe số sàn thì bánh răng ở trung gian của số lùi được nối khớp và giúp xe chạy lùi.

 

4.2 Nguyên lý khi làm việc của bánh răng hộp số sàn

 

Trong cấu tạo hộp số sàn ô tô thì bánh răng có nhiệm vụ rất quan trọng.

 

Cơ cấu truyền lực thường có hai loại bánh răng đó là bánh răng chủ động và bánh răng bị động.

 

Tốc độ quay sẽ phụ thuộc vào số răng hoặc đường kính của mỗi bánh răng đó.

 

Hộp số sàn thông thường sử dụng bánh răng trụ răng thẳng và trụ răng nghiêng.

 

Bánh răng trụ răng thẳng có đường sinh song song với đường tâm của trục bánh răng. Chúng thường gây tiếng ồn và tuổi thọ không cao nên ít được sử dụng cho các bánh răng chủ động chính mà chỉ được sử dụng cho các bánh răng trượt.

 

Bánh răng trụ răng nghiêng có đường sinh nghiêng một góc so với đường tâm trục bánh răng. Những hộp số hiện đại thường sử dụng loại bánh răng răng này cho các bánh răng chủ động chính.

 

4.3 Hộp số sàn xe ô tô hoạt động như thế nào?

 

Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn 2 cấp

 

Hộp số sàn 2 cấp
Hộp số sàn 2 cấp 

 

Trục sơ cấp có các bánh răng màu xanh (hay còn gọi là bánh răng dẫn động) được liên kết cứng với nhau và tiếp nhận từ động cơ công suất cùng mô men nhờ li hợp.

 

Trục trung gian có các bánh răng màu đỏ (hay còn gọi là bánh răng chủ động) cũng có sự liên kết cứng với nhau tạo nên một khối quay cùng tốc độ. Bởi có sự ăn khớp của cặp bánh răng này cho nên khi trục màu xanh quay thì trục đỏ cũng quay theo. Cho nên, trục trung gian được nhận công suất cùng mô men xoắn trực tiếp bởi động cơ khi có ly hợp đóng.

 

Bên cạnh đó, trục màu vàng có sự kết nối trực tiếp cùng các bánh dẫn động nhờ bộ vi sai. Các bánh răng bị động quay được trên trục màu vàng là nhờ ổ bi. Do vậy nên khi động cơ đã tắt mà xe ô tô vẫn chạy thì trục màu vàng có thể sẽ vẫn quay ở bên trong các bánh răng bị động, tuy nhiên các bánh răng cùng trục trung gian lại hoàn toàn đứng yên.

 

Bánh răng có màu tím có thể sẽ ăn khớp với một trong các bánh răng có màu xanh để giúp truyền lực cho bánh răng màu vàng do các bánh răng này có sự liên kết cứng (theo dạng then hoa) cùng với trục màu vàng và có thể quay cùng với nó.

 

Nhưng bánh răng cũng có thể trượt dọc về phía bên trái hay phía bên phải của trục màu vàng nhằm liên kết với bánh răng có màu xanh. Loại bánh răng này đã được gia công răng để cho sự ăn khớp với các bánh răng có màu xanh.

 

Trục mang màu xanh hoạt động theo nguyên lý truyền động tới bánh răng có màu xanh ở bên phải thông qua một trục trung gian có màu đỏ. Và khi đó, bánh răng này lại sẽ truyền chuyển động tới trục dẫn động có màu vàng nhờ thông qua bánh răng có màu tím.

 

Nhưng đồng thời bánh răng có màu xanh còn lại vẫn phải đang quay, nhưng lúc này chỉ quay trơn ở trên trục có màu vàng nhờ một ổ bi nên không bị gây ảnh hưởng cho trục dẫn động.

 

Khi xe đang giữ ở số 0 thì hai bánh răng có màu xanh đều được quay tự do ở trên trục màu vàng với các tỉ số truyền không giống nhau do có sự quyết định của trục trung gian. Khi sang số nếu chuyển số sai, xe sẽ phát ra âm thanh chói tai bởi do sự không ăn khớp của các răng nằm trong bánh răng mang màu tím và bánh răng mang màu xanh.

 

Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn 5 cấp

 

Hộp số sàn 5 cấp là loại hộp số được sử dụng khá phổ biến hiện nay cho các loại xe đời mới. Sau đây là sơ đồ thể hiện hoạt động của nó:

 

Khi người lái di chuyển vị trí của cần số sang trái hay sang phải thì đồng nghĩa với việc điều khiển bánh răng có màu tím đi vào các vị trí khác nhau. Hoặc khi người lái đẩy vị trí cần số về phía trước hay phía sau thì cũng sẽ khiến cho bánh răng đi vào khớp của một trong các loại bánh răng khác.

 

Hộp số sàn 5 cấp
Hộp số sàn 5 cấp 

 

Bánh răng mang màu xanh có chức năng số lùi chịu sự điều khiển của một bánh răng trung gian (hay còn gọi là Idle gear). Khi có sự ăn khớp của bánh răng trung gian và bánh răng có màu xanh, thì một trong các bánh răng có màu xanh sẽ quay ngược chiều lại với các bánh răng cũng màu xanh còn lại, nên sẽ khiến cho trục sơ cấp cũng có sự quay ngược lại, do đó khiến xe ô tô lùi được. 

 

Điều cần ghi nhớ là người lái không thể sang số lùi trong khi xe vẫn đang di chuyển về phía trước. Nếu làm như vậy, bạn sẽ nghe thấy âm thanh chói tai do có sự không ăn khớp trong các bánh răng phát ra.

 

4.4 Bộ đồng tốc

 

Để hạn chế tình trạng phát ra âm thanh khi bánh răng có màu tím được ăn khớp với bánh răng có màu xanh, các nhà sản xuất xe hơi đã sử dụng bộ đồng tốc.

 

Bộ đồng tốc này sẽ cho phép sinh ra ma sát bởi có sự tiếp xúc của bánh răng có màu tím và các bánh răng trước khi có sự ăn khớp, và để bánh răng có màu tím và bánh răng có màu xanh cho cùng tốc độ trước khi có sự vào khớp của các răng.

 

Bộ đồng tốc
Bộ đồng tốc

 

Ngày nay, các nhà sản xuất ô tô đều trang bị bộ đồng tốc cho hộp số sàn nhưng về cấu tạo chi tiết có thể sẽ khác biệt. Đó là lý do khi cùng sử dụng loại hộp số sàn nhưng mỗi xe lại cho độ êm và mượt lại khác nhau. Sự khác biệt này đến từ chất lượng của bộ đồng tốc.

 

Hộp số ô tô là bộ phận cực kì quan trọng, quyết định chất lượng lái xe, di chuyển của chuyến đi. Với những kiến thức cơ bản trên, Tạp Chí Lái Xe mong rằng đã giúp bạn hiểu rõ từng kết cấu, đặc điểm của hộp số ô tô. Từ đó có thêm thước đo đánh giá, lựa chọn chiếc xe có khả năng điều khiển lái ưng ý. 

 

Ngoài ra, mời bạn cập nhật các thông tin chăm sóc và bảo dưỡng cho xế yêu ngay.

 

>>> NGUỒN: TỔNG HỢP (TẠP CHÍ LÁI XE) 

Các bài viết khác

Với 800 triệu nên mua xe gì BỀN mà ĐẸP vào năm 2020

Bạn đang có nhu cầu mua xe phục vụ cho công việc, đi lại hằng ngày cá nhân hay cho cả gia đình mỗi cuối tuần, nhưng vẫn đắn đo có 800 triệu nên mua xe gì? Đây là câu hỏi đặt ra của nhiều người,...

Xem thêm

Trong tay 400 triệu mua xe ô tô gì là HỢP LÝ nhất?

400 triệu mua xe ô tô gì tốt nhất? Chắc hẳn đây là câu hỏi mà không ít người quan tâm khi đang có nhu cầu mua xe, bởi mong muốn có một chiếc xe giá cả hợp lý, chất lượng tốt.

Xem thêm

300 triệu mua xe ô tô gì để TỐT, BỀN và CHẤT LƯỢNG?

300 triệu nên mua xe ô tô gì? Nhiều người thường nghĩ với số tiền này chỉ đủ để mua một chiếc xe ô tô cũ mà thôi. Tuy nhiên với mức giá này có thể giúp bạn có nhiều lựa chọn xe mới hấp dẫn...

Xem thêm

Mua xe ô tô trả góp NÊN hay KHÔNG?

Nhu cầu cuộc sống ngày càng nâng cao, vì thế chúng ta cần một chiếc xe ô tô để tiện di chuyển và phục vụ cuộc sống hằng ngày. Nhưng do kinh tế chưa cho phép tậu ngay chiếc xe về ngay trong tay, đó là...

Xem thêm