Phân loại hộp số ô tô. Ưu và nhược điểm từng loại

Hộp số vốn đã không còn là khái niệm xa lạ đối với hầu hết chúng ta. Hộp số là bộ phận trung gian truyền sức mạnh từ động cơ tới hệ dẫn động của phương tiện. Nhờ việc thay đổi tỉ số truyền khiến mô men xoắn tại các bánh xe thay đổi. Từ đó giúp phương tiện hoạt động tối ưu nhất.

Trên xe hơi hiện nay, hộp số được phân chia ra làm 2 nhóm: số sàn và số tự động. Trong nhóm số tự động chúng ta có những loại khác nhau như hộp số tự động truyền thống, tự động vô cấp CVT và tự động ly hợp kép DCT… Sau đây chúng ta sẽ cùng đi sâu hơn vào từng loại để nắm rõ hơn cấu tạo và ưu nhược điểm của từng loại.

1. Số sàn (MT-Manual Transmission)

Là loại hộp số ô tô mà người lái cần phải sang số thủ công bằng cần gạt kết hợp với ly hợp và rất phổ biến ở những dòng xe cũ hoặc những dòng xe cơ bắp của Mỹ ở thời điểm hiện tại. Nguyên lý hoạt động của loại hộp số này hoàn toàn dựa vào cơ chế ăn khớp giữa các cặp bánh răng.

Cấu tạo cơ bản của hộp số sàn

– Bánh răng: Có nhiệm vụ thay đổi tỉ số truyền từ trục sơ cấp (đầu vào) và trục thứ cấp (đầu ra). Từ đó thay đổi mô men xoắn tại hệ dẫn động của xe.
– Trục hộp số: Hộp số dọc thường có 3 trục gồm Trục sơ cấp – Trục trung cấp – Trục thứ cấp. Hộp số ngang có 2 trục là trục sơ cấp – trục thứ cấp.
– Bộ đồng tốc: Bộ phận này giúp tốc độ của các bánh răng được đồng đều khi vào số, tránh gặp tình trạng va đập giữa các bánh răng.
– Ổ bi: Bộ phận này giúp chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, từ đó giảm tiếng ồn trong quá trình hoạt động.
– Vỏ ngoài: Bao bọc bên ngoài các bánh răng và bộ phân. Bảo vệ các bộ phận này khỏi va đập và chống cát sỏi và bụi lọt vào trong.

Nguyên lý hoạt động

Mô hình truyền lực của hộp số sàn như sau:
Động cơ → ly hợp → trục sơ cấp → trục trung gian → trục thứ cấp → trục dẫn động.

Từ động cơ, mô men lực thông qua ly hợp được truyền vào hộp số. Trục sơ cấp (đầu vào) là nơi tiếp nhận mô men lực. Sau đó, cặp bánh răng trung gian tương ứng với cấp số mà người lái chuyển sẽ ăn khớp với nhau và truyền động lực tới trục thứ cấp (đầu ra).

Khi người lái chuyển cần số về số lùi, bánh răng nhỏ trung gian ở chế độ số lùi (idle gear) sẽ ăn khớp với bánh răng thứ cấp và trung gian. Lúc này, bánh răng trung gian sẽ dẫn động thông qua bánh răng trung gian khác làm bánh răng thứ cấp quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược. Nhờ đó phương tiện có thể di chuyển lùi.

Ưu điểm

Phương tiện sử dụng số sàn thường tiết kiệm nhiên liệu hơn so với phương tiện sử dụng số tự động.
Giá thành sản xuất và chi phí thấp. Quá trình bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng hơn.
Người lái sẽ kiểm soát xe tốt hơn. Đồng thời mang lại cảm giác lái xe thú vị hơn xe số tự động.

Nhược điểm

Vận hành cần nhiều thao tác hơn. Người mới lái sẽ khó xử lý tình huống hơn so với số tự động.
Vì phải thường xuyên thao tác giữa chuyển số kết hợp với chân ga và chân côn, điều này gây ra sự bất tiện khi giao thông ùn tắc hoặc phương tiện phải dừng đỗ liên tục.

2. Số tự động

Hộp số tự động là loại hộp số ô tô có kết cấu tương đối phức tạp. Loại hộp số này có thể tự động thay đổi tỉ số truyền thay vì thủ công như hộp số sàn. Cách dễ nhất để nhận biết xe sử dụng hộp số tự động là các ký hiệu ở cần số và không có bàn đạp côn (ly hợp).

a. Số tự động truyền thống (AT-Automatic Transmission)

Hộp số tự động truyền thống tự động thay đổi tỉ số truyền bằng cách sử dụng bánh răng hành tinh bên trong thay vì bánh răng cơ thông thường.

Cấu tạo cơ bản của hộp số tự động truyền thống

– Bộ bánh răng hành tinh: Bộ bánh răng sẽ bao gồm bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh. Bánh răng mặt trời nằm ở trung tâm và có kích thước lớn nhất. Bánh răng hành tinh có kích thước nhỏ hơn nằm ở xung quanh bánh răng mặt trời, ăn khớp và xoay quanh bánh răng mặt trời. Lồng hành tinh (cần dẫn) là bộ phận liên kết với trục của bánh răng hành tinh, đồng trục với vành đai ngoài (bộ phận bao quanh bộ bánh răng hành tinh).

– Bộ ly hợp thủy lực: Đĩa ma sát trong bộ ly hợp sẽ ăn khớp với vành đai bao 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 tác dụng truyền mô men xoắn từ động cơ đến trục sơ cấp.

– Bộ điều khiển điện tử: Sử dụng cảm biến để nhận thông tin đầu vào, sau đó xử lý thông tin, cung cấp dòng điện tới các van để đóng mở đường dầu đến các ly hợp.