Hộp số ô tô là gì? Vai trò và tầm quan trọng của hộp số ô tô

Hộp số ô tô là gì? vài trò và tầm quan trọng của hộp số ô tô là như thế nào?. Trong bài viết dưới đây, cùng chúng tôi đi tìm hiểu về hộp số ô tô chi tiết nhất.

Hộp số ô tô là gì?

Hôp số ô tô là bộ phận nằm giư vai trò đảm bảo tỉ số truyền của động cơ và cầu dẫn động thay đổi tương ứng với từng chế độ vận hành khác nhau của xe. Hiểu một cách đơn giản, hộp số là bộ phận làm tăng/giảm tốc độ của động cơ bằng bánh răng và biến nó thành mô – men xoắn truyền động tới các bánh xe.

Hộp số phải có đủ tỉ số truyền phù hợp với tính động lực học của ô tô. Đồng thời, hộp số cần phải đảm bảo không gây tiếng ồn khi hoạt động.

Xem thêm : Dầu hộp số ô tô là gì? Giá cả và Bao giờ nên thay?

Cấu tạo của hộp số ô tô:

Hộp số ô tô thường gồm những bộ phận chính như sau:

Bánh răng: Đây là một bộ phận chính, đảm nhận công việc thay đổi tỉ số truyền.

Trục hộp số: Với hộp số dọc thường sẽ có 3 trụng gồm Sơ cấp – Trục trung cấp – Trục thứ cấp. Với hộp số ngang sẽ có 2 trục, gồm trục sơ cấp – trục thứ cấp.

Bộ đồng tốc: Bộ phận này, giúp tốc độ của các bánh răng được đồng dều khi vào số, tránh gặp tình trạng va đập giữa các bánh răng. Từ đó giúp việc chuyển số được mượt mà, trơn tru hơn.

Ô bi: Bộ phận này, giúp chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, giảm thiểu tiếng ồn khi hộp số đang hoạt động, kéo dài tuổi thọ cho hộp số.

Vỏ và nắp hộ số: Bộ phận này có vai trò bao bọc và bảo vệ các chi tiết bên trong hộp số.

Vai trò của hộp số ô tô trong quá trình vận hành:

Hộp số ô tô có vai trò cụ thể sau:

• Được dùng để thay đổi tỉ số truyền nhằm thay đổi mô men xoắn ở các bánh xe chủ động của xe, đồng thời, nó thay đổi tốc độ chạy xe phù hợp với sức cản bên ngoài.
• Thay đổi chiều chuyển động của xe (tiền 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 phải có đủ tỉ số truyền một cách hợp lý để nâng cao tính kinh tế và tính động lực học của ô tô.
• Tăng mô-men xoắn khi xe khởi động và khi leo dốc
• Hộp số có hiệu suất truyền lực cao, khi làm việc không gây ra tiếng ồn, thay đổi số nhẹ nhàng không sinh lực va đập ở các bánh răng.

Phân loại hộp số ô tô hiện nay:

Hiện nay, tại thị trường có 4 loại hộp số thông dụng trên ô tô, cụ thể đó là:

• Hộp số sàn
• Hộp số tự động
• Hộp số tự động vô cấp CVT
• Hộp số ly hợp kép

Việc lụa chọn loại hộp số tùy chọn vào nhiều yếu tố khác nhau như: Chi phí, cách sử dụng, cách bảo dưỡng, sở thích,…

Xem thêm : Cacte là gì? tìm hiểu cấu tạo Các-te động cơ trong ô tô

Ưu và nhược điểm của các loại hộp số ô tô:

Hộp số sàn/ hộp số tay:

Hộp số sàn là loại hộp số có tuổi đời khá lâu. Đặc điểm chính của hộp số san là người lái tự động chuyển số bằng Pê-đan côn và cần số trên sàn để gài các bánh răng ăn khớp với nhau, tạo nên giá trị tỷ số truyền khác nhau giữa trục sơ cấp và trục thứ cấp.

Nguyên lý hoạt động:

Sau đây là nguyên lý làm việc của hộp số sàn:

Trực sơ cấp là loại trục có bánh răng xanh lá – bánh răng dẫn động. Đây chính là trục tiếp nhận mô men truyền từ động cơ thông qua ly hợp vào hộp số.

Trung trung gian là trực có màu đỏ – bánh răng chủ động. Trong các loại bánh răng đỏ có 1 loại bánh răng ăn khớp với 1 bánh răng xanh lá ở trục sơ cấp. Do đó, khi trục sơ cấp quay, bánh răng xanh quay thì bánh răng đỏ này cũng quay, dẫn tới cả trục trung gian sẽ quay theo.

Trục thứ cấp là trục có các bánh răng màu xanh biển – bánh răng bị động: Mỗi bánh răng màu xanh biển sẽ ăn khớp với 1 bánh răng màu đỏ ở trụng trung gian, tạo nên các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp số. Khi bánh răng đỏ quay, bánh răng xanh nước biển sẽ quay theo, khiến trục thứ cấp quay và dẫn động ra ngoài.

Hộp số sàn có bao nhiêu cấp số thì sẽ có bấy nhiêu cặp bánh răng xanh biển và đỏ, cùng với 1 cặp bánh răng số lùi. (cặp bánh răng này sẽ có thêm bánh răng trung gian màu tím).

Ưu điểm:

• Hộp xe số sàn mang lại cảm giác chân thực, trải nghiệm lái tuyệt vời
• Mức tiêu hao nhiên liệu thấp
• Trong quá trình sử dụng ít xảy ra lỗi hư hỏng, có thời gian bảo trì lâu hơn các hộp số tự động và CVT
• Chi phí bảo dưỡng thấp
• Giá rẻ

Nhược điểm:

• Yêu cầu kỹ thuật lái cao, không thích hợp với phụ nữ hoặc những người mới học
• Đòi hỏi phải thao tác thường xuyên, liên tục sẽ gây ra điều bất lợi đối với những người già và những người bị bệnh về xương khớp.

Hộp số tự động:

Hiện nay, các mẫu xe mới đều được trạng bị hộp số tự động. Đây là loại hộp số có kết cấu khá phức tạp, gồm nhiều răng kết hợp với nhau, tạo thành cấp số cho xe.

Đây là loại hộp số ngắt và truyền chuyển động quay từ động cơ thông qua bộ biến mô thủy lực có vai trò như một bộ ly hợp. Tất cả các quy trình hoạt động của hộp số này đều được điều khiển tự động bởi máy tính, dựa theo điều kiện vận hành của xe.

Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động:

Mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ truyền qua biến mô truyền vào trục vào của hộp số. Bộ điều khiển điện tử thông qua tín hiệu từ cảm biến sẽ tiến hành cho đóng mở đường dầu dẫn tới các ly hợp. Để mô men xoắn truyền tới trục ra hộp số thì phải có 2 ly hợp đóng lại.

• Nếu xe di chuyển về phía trước: ly hợp tiến và ly hợp số (số 1 hoặc số 2…) tương ứng với tốc độ xe sẽ được đóng.
• Nếu xe ở số N trung gian: chỉ có 1 ly hợp số 2 đóng lại. Ly hợp tiến không được đóng lại. Đây chính là lý do mô men xoắn không thể truyền đến trục ra của hộp số.
• Nếu xe di chuyển lùi: ly hợp số 2 và ly hợp số 5 được đóng lại (với loại hộp số tự động có 5 số tiến và 1 số lùi).

Số 1: Quá trình vào số 1 được thực hiện bằng cách đóng ly hợp số tiền và ly hợp số 1. Ly hợp số tiến cho phép mô men xoắn truyền từ biến mô đến trục vào của hộp số. Đây được xem là “cửa ngõ” đầu vào của hộp số. Ly hợp số 1 được đóng, mô men xoắn truyền qua bộ bánh răng hành tinh số 1 và 2… rồi chuyển đến trục ra của hộp số.

Số 2: Quá trình sang số 2 cũng tương tự. Ly hợp tiến đóng cho phép mô men xoắn truyền từ trục biến mô vào hộp số. Ly hợp số 2 đóng giúp truyền động cho bộ bánh răng hành tinh số 2 và 3, rồi chuyển đến trục ra của hộp số.

Ưu điểm hộp số tự động:

• Lái xe tự động, không cần quá nhiều thao tác phức tạp phù hợp với chị em phụ nữ hoặc những người có tay lái yếu
• Thích hợp di chuyển tại những vùng đô thị đông đúc, nhiều phương tiện qua lại

Nhược điểm: 

• Vì là tự động nên tốn nhiều nhiên liệu hơn so với các hộp số truyền thống
• Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa lớn
• Tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn xe số sàn.

Hộp số tự động vô cấp CVT:

Hộp số vô cáp CVT là một loại hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không càn phải phan theo từng cấp số. Bởi hộp số này tạo nên các tỷ số truyền bằng dây đai và 2 hệ Pulley, không phải bằng các bánh răng như các loại hộp số ô tô khác.

Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT:

Số tiến:

Hệ pulley được điều khiển bởi một bộ điều khiển thuỷ lực. Bộ điều khiển này sẽ làm 2 nửa pulley của hệ pulley chủ động hoặc hệ pulley bị động tiến lại gần hoặc tách xa nhau. Trên mỗi pulley, khi 2 nửa pulley tiến lại gần, bán kính pulley đó sẽ tăng lên, dây đai được nâng ra xa tâm. Khi 2 nửa pulley tách ra, bán kính pulley đó giảm xuống, dây đai nằm lọt giữa 2 nửa pulley và gần tâm hơn.

Khi bán kính 1 pulley tăng lên thì bán kính pulley còn lại sẽ giảm. Điều này đảm bảo dây đai luôn bám chặt kết nối liên tục với 2 pulley. Chính sự tăng giảm bán kính của pulley chủ động và pulley bị động giúp xác lập nên “tỷ số truyền” của hộp số.

Nếu pulley chủ động có bán kính nhỏ, pulley bị động có bán kính lớn thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ giảm, tạo ra được “số thấp”. Ngược lại, nếu pulley chủ động có bán kính lớn, pulley bị động có bán kính nhỏ thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ tăng lên, tạo ra được “số cao”.

Bộ điều khiển thuỷ lực làm thay đổi bán kính của 2 hệ pulley giúp tỷ số truyền có thể biến thiên liên tục. Đây chính là lý do vì sao hộp số CVT không có các cấp số cố định mà thay đổi vô cấp.

Số lùi:

Để có số lùi, người ta lắp thêm trước đầu vào của hệ truyền đai 1 bộ bánh răng hành tinh (gồm bánh răng mặt trời ở giữa, bánh răng hành tinh nhỏ xung quanh, cần dẫn, vành đai ngoài) và ly hợp giống như của hộp số tự động. Đầu ra từ động sẽ kết nối với bánh răng mặt trời. Đầu vào của pulley chủ động sẽ kết nối với cần dẫn của các bánh răng hành tinh.

Với số tiến bình thường, động cơ sẽ dẫn động bánh răng mặt trời quay, bánh răng mặt trời dẫn động bánh hành tinh quay cùng chiều. Khi bánh răng hành tinh quay thì cần dẫn sẽ quay và truyền lực vào pulley chủ động.

Với số lùi, bộ ly hợp sẽ làm cố định vành đai ngoài khiến bánh răng hành tinh quay ngược chiều lại với bánh răng mặt trời. Điều này khiến hộp số quay ngược chiều và cho ra số lùi.

Ưu điểm:

• Mức tiêu hao nhiên liệu thấp
• Chuyển cấp và vận hành mượt mà so với các hộp số
• Cấu tạo đơn giản

Nhược điểm:

• Tăng tốc yếu hơn so với các loại hộp số khác
• Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao
• Chịu tải và phản ứng kém

Hộp số ly hợp kép:

Hộp số ly hợp kép có nguyên lý hoạt động của các bánh răng giống với hộp số sàn MT. Điểm khác là cơ cấu chuyển số được thực hiện tự động giông với hộp số tự động truyền thống.

Từ các tín hiệu cảm biến, bộ điều khiển hoạt động của những bộ bánh răng thông qua ly hợp.

Ưu điểm

• Đảm bảo được lực kéo phù hợp với điều kiện hoạt động của mỗi loại xe
• Nâng cao hiệu suất công việc
• Tiết kiệm nhiên liệu tối đa
• Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng
• Trọng lượng nhẹ
• Phù hợp với các dòng xe thể thao vì thời gian sang số nhanh và chính xác

Nhược điểm

• Chi phí khá đắt so với các hộp số khác, phù hợp với những dòng xe phân khúc hạng sang
• Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa khá cao

Vài viết trên là một vài thông tin về hộp số ô tô mà Honda Mỹ Đình đưa ra. Mong rằng qua bài viết các đọc giả có thể hiểu thêm phần nào đó về hộp số của ô tô.