Hộp số ô tô là gì? Khám phá cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số ô tô

Hộp số ô tô là yếu tố quan trọng mà người mua xe cần xem xét. Hãy tìm hiểu về hộp số ô tô, các loại hộp số khác nhau, cùng cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng trong bài viết này!

Khái niệm về hộp số ô tô

Hộp số ô tô có thể được tưởng tượng như một “chiếc hộp” chứa nhiều bánh răng với kích cỡ khác nhau. Khi bạn điều khiển xe, động cơ sinh ra lực mạnh mẽ, nhưng để xe vận hành mượt mà và đạt tốc độ mong muốn, cần một bộ phận để điều chỉnh lực đó. Hộp số chính là bộ phận đảm nhận vai trò này.

Hộp số ô tô điều chỉnh tốc độ bằng nhiều bánh răng

Trên các xe ô tô hiện đại, có hai loại hộp số phổ biến: hộp số sàn và hộp số tự động. Hộp số tự động còn được chia thành nhiều loại như hộp số vô cấp CVT và hộp số ly hợp kép, mỗi loại có cấu tạo và nguyên lý hoạt động riêng biệt.

Chức năng của hộp số:

• Điều chỉnh tốc độ: Khi cần tăng tốc, hộp số sẽ chuyển sang bánh răng nhỏ hơn để gia tăng tốc độ quay của bánh xe. Ngược lại, khi cần giảm tốc hoặc leo dốc, hộp số sẽ chuyển sang bánh răng lớn hơn để nâng cao lực kéo.
• Đảm bảo bảo vệ động cơ: Hộp số bảo vệ động cơ khỏi quá tải bằng cách điều chỉnh tốc độ quay của động cơ sao cho phù hợp với điều kiện lái xe.
• Chuyển đổi chiều di chuyển: Hộp số cho phép chuyển đổi giữa các chế độ tiến và lùi.

Hộp số sàn (MT - Manual Transmission), còn gọi là số tay, là hệ thống truyền động mà người lái trực tiếp điều khiển việc thay đổi tỉ số truyền qua cần số. Để tăng tốc, giảm tốc hoặc chuyển hướng, bạn phải tự tay chọn cấp số phù hợp bằng cách điều khiển cần số.

Hộp số sàn yêu cầu người lái điều chỉnh tỉ số truyền động

• Bánh răng: Hộp số sàn chứa các bánh răng với kích thước khác nhau gắn trên các trục. Khi chuyển số, các bánh răng sẽ khớp với nhau để thay đổi tỷ số truyền động.
• Trục hộp số: Các trục trong hộp số sàn thường gồm ba loại: trục sơ cấp, trục trung cấp và trục thứ cấp. Trục sơ cấp nhận mô-men xoắn từ động cơ qua đĩa ma sát của ly hợp, trục trung cấp chứa các bánh răng chủ động để kết hợp với bánh răng dẫn động trên trục sơ cấp, và trục thứ cấp truyền mô-men xoắn đến trục dẫn động của bánh xe.
• Bộ đồng tốc: Khi chuyển số, bộ đồng tốc giúp đồng bộ tốc độ quay của các bánh răng để chúng khớp với nhau một cách mượt mà, giảm tiếng ồn trong quá trình chuyển số.
• Ổ bi: Các ổ bi giúp các trục quay mượt mà và giảm ma sát.
• Vỏ hộp số: Vỏ ngoài bảo vệ các bộ phận bên trong của hộp số khỏi bụi bẩn và hư hại.

• Các cặp bánh răng: Trong hộp số sàn, nhiều cặp bánh răng có kích thước khác nhau tương ứng với từng cấp số cụ thể.
• Trục sơ cấp và thứ cấp: Khi xe di chuyển tiến, thông qua sự khớp nối của một cặp bánh răng, mô-men xoắn từ trục sơ cấp được truyền đến trục thứ cấp, làm cho bánh xe quay theo chiều tiến.
• Thay đổi tỷ số truyền: Tùy theo cấp số chọn, các cặp bánh răng khớp sẽ khác nhau, dẫn đến tỷ số truyền thay đổi, ảnh hưởng đến lực kéo và tốc độ của xe.

• Bánh răng trung gian: Ngoài các bánh răng cho số tiến, hộp số sàn còn trang bị một bánh răng trung gian nhỏ.
• Đảo chiều quay: Khi chuyển cần số về số lùi, bánh răng trung gian sẽ khớp với các cặp bánh răng khác để tạo ra một tỷ số truyền ngược lại, làm cho trục thứ cấp quay theo chiều ngược lại và giúp xe lùi.
• Tăng mô-men xoắn: Tỷ số truyền ở số lùi thường lớn hơn số tiến, giúp tăng mô-men xoắn và làm cho việc lùi xe trở nên dễ dàng hơn, nhất là khi xe chở nặng hoặc leo dốc.

Hộp số tự động (AT - Automatic Transmission) là hệ thống truyền động trên ô tô cho phép tự động thay đổi tỷ số truyền mà không cần người lái can thiệp trực tiếp. Bạn không cần phải đạp ly hợp hay chuyển cần số như trên hộp số sàn, mà hệ thống sẽ tự động điều chỉnh theo tốc độ và điều kiện đường đi.

Hộp số tự động điều chỉnh tỷ số truyền động nhờ vào bộ điều khiển thông minh

• Bộ bánh răng hành tinh: Gồm bánh răng mặt trời lớn ở trung tâm, và các bánh răng hành tinh nhỏ hơn quay quanh bánh răng mặt trời như các hành tinh. Lồng hành tinh bao quanh các bánh răng hành tinh, khi lồng hành tinh cố định hoặc quay sẽ thay đổi cách các bánh răng hành tinh tương tác, từ đó điều chỉnh tỷ số truyền.
• Bộ ly hợp thủy lực: Gồm các đĩa ma sát được ngâm trong dầu. Khi bộ điều khiển điện tử gửi tín hiệu, dầu sẽ được bơm vào các đĩa ma sát, khiến chúng ép chặt hoặc tách rời nhau.
• Sự kết hợp và tách rời các đĩa ma sát này sẽ điều chỉnh các bộ phận trong hộp số, thay đổi tỷ số truyền.
• Biến mô thủy lực: Kết nối động cơ với hộp số, sử dụng dầu để truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số một cách mượt mà và liên tục, giúp tăng mô-men xoắn ở tốc độ thấp và bảo vệ hộp số khỏi những cú sốc lực đột ngột.
• Bộ điều khiển điện tử: Là “bộ não” của hộp số tự động, sử dụng cảm biến để thu thập thông tin về tốc độ xe, tải trọng, vị trí chân ga,... Dựa trên thông tin này, bộ điều khiển tính toán và quyết định chuyển số, điều chỉnh áp suất dầu trong hệ thống để các ly hợp hoạt động chính xác.

Khi bạn cần tăng tốc hoặc giảm tốc, bộ điều khiển điện tử thông minh sẽ tự động lựa chọn cấp số thích hợp (1,2,3,4,5) dựa trên các yếu tố như tốc độ xe, tải trọng và cách nhấn chân ga.

Bộ điều khiển gửi tín hiệu để kích hoạt các ly hợp thủy lực. Khi một cấp số được chọn, cặp ly hợp tương ứng sẽ được đóng lại, tạo kết nối cứng giữa các bộ phận bên trong. Đồng thời, các bánh răng hành tinh được sắp xếp lại để tạo ra tỉ số truyền phù hợp, truyền mô-men xoắn từ động cơ qua các bộ phận này đến trục ra, làm cho bánh xe quay tiến.

Khi bạn cần lùi xe, một số đĩa ly hợp sẽ được đóng lại để cố định một số bánh răng ở vị trí chính xác. Sau khi các đĩa ly hợp được khóa, các bánh răng còn lại sẽ quay theo hướng ngược lại so với khi xe đi tiến. Cuối cùng, lực từ động cơ được truyền qua các bánh răng đã được sắp xếp lại, khiến bánh xe quay ngược lại và xe lùi.

Hộp số CVT (Continuously Variable Transmission) là một loại hộp số độc đáo, hoàn toàn khác biệt so với hộp số tự động thông thường. Thay vì sử dụng các cấp số cố định, CVT vận hành bằng cách sử dụng hai pully và một dây đai để liên tục điều chỉnh tỉ số truyền.

Hộp số CVT sử dụng 2 pully và 1 dây đai để điều chỉnh tỉ số truyền

• Hai Pulley (Puli): Pulley chính (sơ cấp) nhận mô-men xoắn trực tiếp từ động cơ, trong khi Pulley phụ (thứ cấp) truyền mô-men xoắn tới trục ra của hộp số. Mỗi pulley bao gồm hai phần hình chóp ngược, tạo ra góc nghiêng khoảng 20 độ. Phần đáy của chóp cố định, còn phần đỉnh có thể di chuyển dọc theo trục. Đường kính của cả hai Pulley có thể điều chỉnh nhờ cơ cấu thủy lực hoặc điện.
• Dây đai truyền động: Được chế tạo từ thép hoặc cao su chịu lực cao, dây đai quấn quanh hai Pulley để truyền mô-men xoắn từ Pulley sơ cấp sang Pulley thứ cấp.
• Bộ điều khiển điện tử: Điều chỉnh đường kính của hai Pulley để thay đổi tỉ số truyền. Quyết định này dựa trên các yếu tố như tốc độ xe, tải trọng và vị trí chân ga.

Hộp số CVT hoạt động bằng cách điều chỉnh khoảng cách giữa hai Pulley. Khi hai Pulley gần nhau, dây đai căng hơn, khiến xe chạy nhanh nhưng lực kéo giảm. Ngược lại, khi hai Pulley xa nhau, dây đai lỏng hơn, giúp xe chạy chậm hơn nhưng lực kéo mạnh hơn.

Để xe có khả năng lùi, hộp số CVT được trang bị một bộ bánh răng hành tinh và ly hợp tương tự như hộp số tự động. Bộ phận này giúp đảo chiều quay của bánh răng. Khi bạn chọn chế độ lùi, bộ phận này sẽ kích hoạt để bánh răng quay ngược lại so với khi xe tiến, cho phép xe di chuyển về phía sau.

Khi xe cần di chuyển tiến, bánh răng sẽ quay theo hướng bình thường, giúp xe di chuyển về phía trước.

Hộp số ly hợp kép (DCT - Dual-Clutch Transmission) là loại hộp số tự động kết hợp ưu điểm của cả hộp số sàn và hộp số tự động truyền thống. Thiết kế của nó tương tự như hộp số sàn với hệ thống bánh răng nhưng được trang bị hai ly hợp hoạt động độc lập, mỗi ly hợp điều khiển một nhóm số riêng biệt (thường là số chẵn và số lẻ). Điều này giúp chuyển số nhanh chóng và mượt mà hơn so với các hộp số tự động truyền thống.

Hộp số ly hợp kép: Sự kết hợp hoàn hảo giữa hộp số sàn và tự động

Nguyên lý hoạt động của hộp số ly hợp kép là mỗi ly hợp gắn với một bộ bánh răng riêng biệt. Khi một ly hợp đang kết nối với động cơ, ly hợp còn lại chuẩn bị cho việc chuyển số tiếp theo bằng cách ngắt kết nối. Bộ điều khiển điện tử sẽ xác định thời điểm chuyển số và điều khiển các ly hợp hoạt động chính xác.

Kết luận: Trên đây là thông tin chi tiết về hộp số ô tô, cùng với cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại hộp số. Mong rằng bạn sẽ có thêm kiến thức về bộ phận quan trọng này. Hãy truy cập trang web của Mytour để khám phá thêm nhiều thông tin hữu ích và các chương trình ưu đãi hấp dẫn!

Khám phá các sản phẩm gia dụng chính hãng tại Siêu Thị Mytour

Tại Siêu Thị Mytour, bạn có thể dễ dàng tìm thấy những sản phẩm cần thiết cho gia đình như máy lọc nước, máy xay sinh tố, và nồi chiên không dầu cùng nhiều sản phẩm khác. Tất cả đều chính hãng 100%, với giá cực kỳ ưu đãi, chính sách giao hàng miễn phí và cam kết hoàn tiền chênh lệch nếu bạn tìm thấy giá rẻ hơn ở nơi khác. Đừng bỏ lỡ cơ hội nhận các chương trình khuyến mãi hấp dẫn tại Mytour hôm nay.