Việc chọn xe số tự động hay số sàn luôn là điều khiến nhiều bạn băn khoăn khi mua xe. Thế nên, bạn cần phải hiểu rõ về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của từng loại hộp số mới có thể chọn được loại xe phù hợp. Hãy cùng Bridgestone tìm hiểu ngay những thông tin quan trọng này ngay trong bài viết bên dưới.
Tìm hiểu xem hộp số ô tô là gì?
Hộp số ô tô được biết đến là bộ phận có nhiệm vụ truyền sức mạnh từ động cơ của máy đến hệ dẫn động, thông qua việc thay đổi tỷ số truyền. Đồng thời, việc này còn giúp thay đổi mô men xoắn tại các bánh xe giúp xe tăng hoặc giảm tốc độ.
Hiện nay, trên thị trường có hai loại hộp số ô tô thông dụng, bao gồm hộp số tự động và hộp số sàn. Trong đó, phổ biến nhất là hộp số tự động vô cấp CVT, hộp số tự động dùng biến mô và tự động ly hợp kép DCT, mỗi loại sẽ có cấu tạo và nguyên lý làm việc khác nhau.
Vai trò của hộp số ô tô
Vì đây là một bộ phận không thể thiếu, do đó, hộp số ô tô có những vai trò chính như sau:
Động cơ tăng giảm tốc độ khi mô men xoắn, từ đó tỷ số truyền tại các bánh xe có sự thay đổi. Lúc đó, hộp số sẽ cho phép động cơ thay đổi tốc độ, giúp tăng hoặc giảm tốc độ trong quá trình lái xe.
Giúp thay đổi chiều chuyển động của xe khi tiến hoặc lùi.
Hộp số của xe nằm trong hệ thống truyền lực giúp chuyển hóa sức mạnh từ động cơ đến vị trí của hệ dẫn động.
Trong những khoảng thời gian nhất định, hộp số ô tô sẽ hỗ trợ tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực mà không cần phải mở ly hợp và tắt máy.
Để tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành, hộp số phải luôn đảm bảo tỷ số truyền đúng.
Điều kiện cần và đủ của một hộp số ô tô chất lượng là có hiệu suất truyền lực cao và không gây tiếng ồn trong khi di chuyển. Nhờ vậy mà khi thay đổi số, người lái sẽ cảm nhận rõ sự nhẹ nhàng, độ “mượt” cũng như không sinh ra lực va đập tại các bánh răng.
Chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô
Hãy cùng Bridgestone tìm hiểu chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô thông dụng hiện nay.
Hộp số sàn
Hộp số sàn (Manual Transmission - MT) hay còn được gọi là số tay, đây là loại hộp số mà người lái sử dụng cần số gạt tay khi muốn thay đổi tỷ số truyền động.
Cấu tạo
Hộp số sàn được cấu tạo từ các bộ phận như: trục, bánh răng, ổ bi, bộ đồng tốc và được bao bọc bởi nắp và vỏ.
Trục hộp số: Đối với hộp số ô tô dọc thì thường có 3 trục, gồm Trục sơ cấp, Trục trung cấp và Trục thứ cấp. Còn cấu tạo hộp số ngang thì chỉ có Trục sơ cấp và Trục thứ cấp.
Bánh răng: Đây được xem là bộ phận chính, giữ nhiệm vụ thay đổi tỷ số truyền. Từ đó, bộ phận này hỗ trợ làm thay đổi tốc độ quay giữa các chi tiết khác.
Ổ bi: Chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn khi di chuyển. Việc này vừa giúp kéo dài tuổi thọ của hộp số vừa làm giảm tiếng ồn khi hoạt động.
Bộ đồng tốc: Giảm tốc độ của các bánh răng khi vào số để tránh xảy ra tình trạng va đập giữa các bánh răng giúp cho quá trình vào số của xe sẽ êm ái hơn.
Nắp và vỏ: Dùng để chứa các bộ phận khác bên trong hộp số, có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận này không bị va đập.
Nguyên lý hoạt động của số tiến
Xuất phát từ động cơ, mô men lực sẽ di chuyển qua ly hợp và được truyền vào hộp số ô tô. Đầu vào (Trục sơ cấp) của hộp sẽ là nơi tiếp nhận mô men này. Lúc này, cấp số tiến mà người lái đã chuyển cùng với cặp bánh răng trung gian tương ứng sẽ ăn khớp với nhau để có thể tiến hành truyền động lực tới đầu ra (Trục thứ cấp).
Mô hình truyền lực được mô tả như sau:
Động cơ -> Ly hợp -> Đầu vào (Trục sơ cấp) của hộp số -> Trục trung gian -> Đầu ra (Trục thứ cấp) -> Trục dẫn động.
Nguyên lý hoạt động của số lùi
Khi chuyển cần số về số lùi, ở chế độ này, bánh răng nhỏ trung gian sẽ ăn khớp với bánh răng trung gian và thứ cấp. Lúc này, bánh răng trung gian có nhiệm vụ dẫn động cho bánh răng thứ cấp. Tuy nhiên, thông qua bánh răng trung gian khác làm cho bánh răng thứ cấp có thể quay ngược chiều để trục thứ cấp có thể chuyển động ngược. Nhờ vậy, xe mới di chuyển lùi đúng theo sự điều khiển của người lái.
Hộp số tự động
Hộp số tự động (Automatic Transmission - AT), đây là một loại hộp số ô tô có khả năng thay đổi tỷ số truyền động một cách tự động mà người lái không cần sử dụng cần gạt để sang số. Một trong những loại hộp số tự động phổ biến hiện nay là hộp số tự động sử dụng biến mô.
Cấu tạo
Cấu tạo hộp số ô tô tự động bao gồm các bộ phận sau:
Bộ bánh răng hành tinh: Bao gồm bánh răng mặt trời có kích thước lớn nhất, được đặt tại vị trí trung tâm cùng các bánh răng hành tinh nhỏ hơn nằm ở xung quanh, ăn khớp và xoay quanh bánh răng mặt trời. Cần dẫn (hay còn gọi là lồng hành tinh), là bộ phận liên kết với trục bánh răng hành tinh và đồng trục với vành đai ngoài (đây là bộ phận bao quanh bên ngoài của bộ bánh răng hành tinh).
Biến mô thủy lực: Nằm giữa động cơ và hộp số, bộ phận này có nhiệm vụ truyền mô men xoắn từ động cơ đến trục vào của hộp số ô tô.
Bộ ly hợp thủy lực: Đĩa ma sát có trong bộ phận này sẽ ăn khớp theo vành đai bao ngoài bộ răng hành tinh cũng như di chuyển theo vành đai ngoài.
Bộ điều khiển điện tử: Thông qua cảm biến để nhận thông tin đầu vào. Sau đó, bộ điều khiển sẽ xử lý thông tin cũng như cung cấp dòng điện tới các van nhằm đóng mở đường dầu đến vị trí của các ly hợp.
Nguyên lý hoạt động của số tiến
Tương ứng với mỗi số sẽ có một bộ ly hợp và bộ bánh răng hành tinh khác nhau (1, 2, 3, 4, 5). Xuất phát từ biến mô, mô men xoắn ở vị trí trục khuỷu của động cơ sẽ được chuyển tới trục vào của hộp số. Kế đó, muốn truyền đến trục ra thì cần phải đóng lại 2 ly hợp.
Lúc này, bảng điều khiển điện tử sẽ thực hiện nhiệm vụ đóng mở đường dầu dẫn tới vị trí của ly hợp theo yêu cầu giúp xe vào số dễ dàng. Để xe vào số tiến, các ly hợp số và ly hợp tiến (có thể là số 1 hoặc số 2…) tương ứng cũng sẽ được đóng lại.
Trong trường hợp chỉ có ly hợp số 2 đóng lại thì mô men xoắn không thể truyền đến trục ra của hộp. Việc này làm cho xe sẽ chuyển qua chế độ số N trung gian.
Nguyên lý hoạt động của số lùi
Khi xe di chuyển lùi, ly hợp số 2 và số 5 sẽ được đóng lại. Vành đai ngoài của bộ bánh răng hành tinh số 2 sẽ được giữ cố định khi ly hợp 2 đóng lại. Còn khi ly hợp số 5 đóng, mô men xoắn sẽ được phép truyền từ trục biến mô sang trục bánh răng mặt trời (đây là trường hợp có 1 số lùi và 5 số tiến). Đồng thời, mô men xoắn sẽ đổi chiều khi truyền từ trục bánh răng mặt trời sang bộ bánh răng hành tinh ở vị trí số 2 và số 3. Cuối cùng, chuyển sang trục ra của hộp để xe có thể di chuyển lùi.
Hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp (Continuously Variable Transmission - CVT), đây là loại hộp số ô tô có khả năng làm thay đổi tỷ số truyền lực mà không phải chia theo từng cấp số.
Cấu tạo
Cấu tạo hộp số ô tô CVT gồm hệ pulley và dây đai truyền động bằng thép. Trong đó, hệ pulley bao gồm pulley đầu vào có nhiệm vụ nhận mô men do động cơ truyền đến và pulley đầu ra kết nối với đầu ra của hộp số. Mỗi pulley đều được thiết kế từ 2 khối hình chóp đối đỉnh với nhau để tạo thành góc nghiêng 20 độ. Trong đó, một nửa sẽ được giữ cố định để nửa còn lại có thể trượt trên trục. Khi hoạt động, bộ phận này có thể di chuyển gần hoặc cách xa nhau tạo nên sự thay đổi của tỷ số truyền.
Nguyên lý hoạt động của số tiến
Bộ điều khiển thủy lực dùng để điều khiển pulley giúp cho hệ pulley có thể tiến gần lại hoặc di chuyển cách xa ra nhờ vào sự thay đổi bán kính pulley làm cho tỷ số truyền bị thay đổi. Trong trường hợp cách xa, bán kính pulley tăng lên khiến dây đai truyền động được nâng ra xa tâm. Còn ngược lại, khi bán kính pulley giảm đi, dây đai sẽ di chuyển gần tâm hơn. Do đó, muốn động cơ tạo được số cao, pulley đầu vào cần có bán kính lớn, pulley đầu ra phải có bán kính nhỏ và ngược lại.
Nguyên lý hoạt động của số lùi
Đối với có số lùi, nhà sản xuất lắp thêm bộ ly hợp và bộ bánh răng hành tinh tương tự như hộp số tự động vào trước đầu vào của hệ truyền đai. Khi đó, bộ ly hợp sẽ giúp cố định vành đai khiến cho bánh răng hành tinh quay ngược chiều lại với bánh răng mặt trời. Nhờ vậy mà hộp số ô tô sẽ bị quay ngược chiều và cho ra số lùi theo ý muốn của người lái.
Hộp số ly hợp kép
Hộp số ly hợp kép (Dual-Clutch Transmission - DCT) là loại hộp có cấu tạo giống hộp số sàn với hệ thống bánh răng. Tuy nhiên, thay vì sử dụng cần gạt tay, DCT sẽ chuyển số tự động với bộ điều khiển tương tự hộp số tự động truyền thống. Đồng thời, thông qua ly hợp, bộ điều khiển sẽ sử dụng tín hiệu cảm biến để chi phối các bánh răng nhằm giúp thay đổi tỷ số truyền động của xe.
Cấu tạo
Cấu tạo của hộp số ly hợp kép chính là sự kết hợp giữa hộp số tự động AT và hộp số sàn MT với hai bộ phận ly hợp và các bánh răng hoạt động độc lập. Mặc dù loại này không có cấu trúc bàn đạp ly hợp để hỗ trợ xe chuyển số cơ học. Tuy nhiên, ly hợp ma sát của DCT có thể giúp các đĩa ma sát tách và kết nối nhờ cơ cấu điều khiển thủy lực - điện tử. Việc này nhằm mang lại khả năng chuyển số mượt mà và nhanh chóng hơn.
Nguyên lý hoạt động của số tiến
Đối với số tiến, loại hộp số này sử dụng hai bộ ly hợp độc lập để chuyển đổi số liên tục mà không cần dừng động cơ. Đồng thời, khi đó, hộp số sẽ sử dụng bộ ly hợp số 1 để kết nối động cơ với bộ truyền động và bộ ly hợp số 2 sẽ được mở ra. Nhờ vậy, bạn sẽ được phép chuyển số mượt mà và nhanh chóng hơn so với các loại tự động truyền thống khác.
Nguyên lý hoạt động của số lùi
Khi bạn muốn chuyển sang số lùi, hệ thống điều khiển sẽ tác động lực lên cặp ly hợp thứ nhất để ngắt kết nối với động cơ. Đồng thời, lực từ hệ thống điều khiển cũng được truyền đến cặp ly hợp thứ hai để kết nối với hệ dẫn động ngược. Khi cặp ly hợp thứ hai được kết nối, công tắc số lùi sẽ được kích hoạt và hộp số sẽ chuyển sang số lùi.
Việc hiểu rõ những thông tin liên quan đến cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại hộp số sẽ giúp bạn dễ dàng hơn trong việc chọn mua xe phù hợp với mình. Thế nên, Bridgestone hy vọng bài viết này sẽ thật hữu ích dành cho bạn.