Ưu và nhược điểm của hộp số Sàn Tự Động

Hộp số là một hệ thống phức tạp bao gồm nhiều cặp bánh răng khớp với nhau, được sử dụng để truyền mô-men xoắn từ động cơ đến bánh xe chủ động của ô tô. Sự tồn tại của hộp số thực sự bắt nguồn từ một hạn chế trong hoạt động của động cơ đốt trong (xăng và diesel).

Dấu hiệu cho thấy hộp số ô tô gặp vấn đề

Mọi động cơ đốt trong đều có giới hạn về khả năng (redline): giới hạn đó chính là vận tốc quay lớn nhất mà trục khuỷu có thể đạt được mà vẫn đảm bảo hoạt động của hệ thống.

Một động cơ đốt trong tồn tại một dải hiệu năng giới hạn bởi vận tốc quay và mô-men xoắn. Điều này có nghĩa là trong phạm vi này, động cơ đạt hiệu suất cao nhất của nó; vượt ra khỏi dải hiệu năng này, hiệu suất của động cơ đốt trong sẽ giảm đi nhanh chóng (khác biệt so với động cơ điện, với hiệu suất cơ bản ít biến động theo vận tốc quay).

Chính vì nhược điểm này của động cơ đốt trong mà hộp số là cần thiết, giúp xe ô tô tăng giảm tốc độ trong khi vẫn cho phép động cơ đốt trong hoạt động trong dải hiệu năng cao của nó bằng cách thay đổi tỉ số truyền giữa trục khuỷu của động cơ và trục bánh xe.

Lý tưởng nhất là có một hộp số linh hoạt và thích ứng được với dải vận tốc rộng, giúp động cơ luôn hoạt động ở điểm tối ưu nhất của nó. Đó là ý tưởng căn bản của hộp số.

Bốn loại hộp số ô tô phổ biến hiện nay

Hộp số là một phần quan trọng trong hệ thống lực động của xe ô tô. Phần này giúp chuyển đổi công suất, mô-men xoắn và tốc độ quay của động cơ để phù hợp với điều kiện hoạt động của xe như tải trọng, tốc độ, … Hiện nay, có 4 loại hộp số đang được sử dụng phổ biến trên thị trường, từ loại đơn giản nhất đến loại hiện đại/phức tạp nhất.

Hộp số tự động (Truyền Động Tự Động)

Ngày nay, hầu hết các mẫu xe đang lưu thông đều sử dụng hộp số tự động. Hệ thống này sử dụng bộ biến đổi mô thủy lực phức tạp để chuyển động quay từ động cơ đến các bộ bánh răng hành tinh trong thân hộp số. Toàn bộ quá trình thiết lập tỷ số truyền đều được tính toán và điều khiển bởi máy tính một cách chính xác.

Mặc dù quá trình vận hành trên hệ thống rất phức tạp, nhưng nhiệm vụ của người lái khá đơn giản. Chúng ta chỉ cần chọn các chế độ như P-R-N-D-L trên cần số để điều khiển chiếc xe di chuyển theo ý muốn. Chính vì vậy, ưu điểm lớn nhất của hệ thống này là tính đơn giản và tiện ích trong quá trình sử dụng. Để đạt được những ưu điểm này, hộp số được thiết kế phức tạp và rất khó để sửa chữa cũng như chi phí thay thế đắt đỏ.

Hộp số tự động vô cấp (Truyền Động Liên Tục)

Hộp số CVT mang lại trải nghiệm lái tương tự như hộp số tự động có cấp nhưng hoạt động theo nguyên tắc hoàn toàn khác. Hộp số CVT không có các cấp số, thay vào đó, hệ thống sử dụng hai bu-lông có thể thay đổi đường kính, được kết nối với nhau qua một dây đai. Nhờ vào việc thay đổi đường kính bu-lông, hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền một cách mềm mại. Việc thay đổi này được điều khiển chính xác bởi máy tính, dựa vào điều kiện thực tế của xe như tải trọng, độ dốc… Nhờ vào khả năng biến thiên tỷ số truyền liên tục, mượt mà, hộp số CVT mang lại khả năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội.

Hộp số ly hợp kép DCT (Dual Clutch Transmission)

Hệ thống này tương tự như việc kết hợp hộp số tự động và hộp số cơ bản để tạo ra một thiết kế mới. Hộp số bán tự động có cách hoạt động giống như hộp số tự động thông thường, nhưng được trang bị cơ cấu thủy lực và động cơ điện để điều khiển việc chuyển số. Trong hộp số ly hợp kép, có hai bộ đĩa ly hợp ma sát khác nhau, mỗi bộ đảm nhận việc điều khiển các số chẵn và lẻ riêng biệt. Thiết kế này giúp giảm đáng kể thời gian chuyển số. Cả hai loại hộp số này có thể hoạt động hoàn toàn tự động hoặc được điều khiển bởi người lái thông qua hai lẫy chuyển số trên vô-lăng.

Hộp số bán tự động và ly hợp kép cho phép chuyển số nhanh chóng nhất, với tốc độ chuyển số nhanh hơn nhiều so với hộp số cơ bản. Hiện nay, những loại hộp số này thường chỉ xuất hiện trên các mẫu xe thể thao hạng sang hoặc hiệu năng cao vì chi phí sản xuất và sửa chữa của chúng rất cao do thiết kế phức tạp.

Hộp số sàn (Manual Transmission)

Hộp số sàn, hay còn gọi là số tay, là loại hộp số đơn giản và có tuổi thọ cao vẫn được sử dụng trong các hệ thống đơn giản, yêu cầu độ tin cậy cao. Đặc điểm chính của hộp số tay là người lái phải tự chuyển số bằng cách sử dụng pê-đan côn (ly hợp) và cần số trên sàn xe.

Thành phần chính của hộp số tay bao gồm một trục bánh răng trung gian, hoạt động bằng cách kết nối với trục xoay của động cơ. Một trục bánh răng chốt nối trực tiếp với trục dẫn động thông qua một vi-sai đến các bánh xe. Tương ứng với các bánh răng trên trục trung gian là các bánh răng trên trục chốt để tạo ra các tỷ số truyền khác nhau. Nhông cài gắn với cần số có nhiệm vụ kết nối các bánh răng trên trục chốt với trục dẫn động đến các bánh xe.

Nhông cài có thể trượt qua trái hoặc phải dọc theo trục chốt để gài vào các bánh răng khác nhau. Các răng trên nhông, còn được gọi là răng chó, khớp với các lỗ trên mặt bên của bánh răng trên trục chốt để khóa chúng lại.

Hộp số tay trên các xe hiện đại vẫn sử dụng bộ đồng tốc để loại bỏ cần số kép. Bộ đồng tốc nhằm đảm bảo rằng nhông cài và bánh răng đều có cùng tốc độ trước khi kết hợp với nhau. Khi xe chạy chậm (số 1), tỷ số bánh răng cao giúp giảm tốc độ quay của bánh răng truyền mô-men xoắn xuống trục bánh xe chủ động. Khi chạy nhanh (số 5, 6, 7), tỷ số bánh răng thấp - các bánh răng có đường kính gần như nhau - giúp đồng bộ vận tốc của bánh xe với vận tốc quay của động cơ.

Ưu điểm của hộp số Manual Transmission

Việc sử dụng hộp số sàn mang lại nhiều ưu điểm cho người lái, bao gồm:

• Giá thành thấp hơn so với hộp số tự động hoặc CVT. Hộp số tay có cấu trúc đơn giản, ít cần sửa chữa, và việc sửa chữa (nếu có) cũng ít tốn kém hơn;
• Không cần thay dầu định kỳ, giúp tiết kiệm chi phí trong quá trình sử dụng;
• Thích hợp cho người lái yêu thích tốc độ, vì hộp số sàn giúp họ cảm nhận được 'độ cứng' thực sự của lái, kỹ năng lái, và khả năng kiểm soát xe;
• Tiết kiệm nhiên liệu hơn do người lái tự điều khiển các thao tác chuyển số thay vì tự động;
• Với xe sử dụng hộp số sàn, nếu người lái không đạp côn thì xe sẽ tự động tắt máy, ngăn việc đạp nhầm chân ga và chân phanh trên xe dùng hộp số tự động, gây mất kiểm soát hay còn gọi là tình trạng “xe điên”;
• Đòi hỏi người lái tập trung cao độ hơn, tăng khả năng làm chủ và kiểm soát tốc độ tốt hơn.

Nhược điểm của hộp số Manual Transmission

Ngoài các ưu điểm, hộp số sàn cũng có những hạn chế mà người mua xe cần xem xét trước khi quyết định chọn xe sử dụng hộp số sàn:

• Người lái mới sử dụng xe có hộp số sàn có khả năng điều khiển và xử lý tình huống khó khăn hơn so với xe có hộp số tự động do phải thực hiện nhiều thao tác phức tạp;
• Khó khăn khi di chuyển trong các khu vực đông dân cư, giao thông tắc nghẽn;
• Việc thực hiện và điều chỉnh thủ công các thao tác chuyển số trong thời gian dài không tốt cho sức khỏe, đặc biệt là các khớp chân. Chính vì vậy, theo các chuyên gia lái xe có kinh nghiệm, việc sử dụng xe có hộp số sàn cũng không phải là lựa chọn tốt nhất cho tài xế trung niên.

Hiện nay, hộp số sàn vẫn được sử dụng rộng rãi trên nhiều mẫu xe, tuy nhiên, vì người lái phải tự thao tác sang số nên các phiên bản này thường có giá rẻ hơn so với xe tự động.

Do đó, hộp số sàn vẫn là lựa chọn phổ biến trên ô tô, phù hợp với những người muốn trải nghiệm cảm giác lái chủ động nhưng với chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, việc lái xe số sàn đòi hỏi kỹ năng lái cao hơn để thực hiện các thao tác sang số phức tạp trong quá trình lái xe.