Phân loại và phương thức hoạt động của hộp số xe ô tô

Một chiếc ô tô là tổng thể gồm hàng ngàn chi tiết kết hợp với nhau. Tuy nhiên, một vài bộ phận trong cả ngàn chi tiết đó điều khiển hoạt động của xe, vì vậy chúng đóng một vai trò quan trọng hơn phần còn lại. Hộp số là một trong những bộ phận cực kỳ quan trọng của xe hơi. Thiếu nó, chiếc xe hơi của bạn không thể di chuyển được.

Ngày nay, hầu hết các hãng xe trang bị cho các dòng xe 2 loại hộp số chính: tự động và số tay. Thực tế, vẫn còn một số loại hộp số mới được phát triển trong vài năm gần đây. Nhưng bài viết này chúng ta chỉ đi sâu vào tìm hiểu 4 loại dưới đây.

1. Hộp số tay

Đặc điểm chính của hộp số tay hay còn gọi là số sàn là người lái phải tự chuyển số bằng pê-đan côn và cần số trên sàn xe. Thành phần chính của hộp số tay gồm một trục bánh răng trung gian, hoạt động nhờ kết nối với trục xoay của động cơ. Ưu điểm của hộp số tay là giá thành, bảo dưỡng đơn giản hơn, ít tốn kém hơn.

Cấu tạo bên trong của hộp số tay

Hộp số tay nếu được sử dụng thích hợp có thể hoạt động hàng trăm nghìn Km mà không trục trặc. Việc thay dầu định kỳ cũng không thường xuyên như hộp số tự động. Trên đường trường, số tay tiết kiệm từ 5-15% nhiên liệu so với số tự động. Quan trọng hơn, số tay tạo cảm giác chế ngự trực tiếp sức mạnh của động cơ ô tô và người điều khiển có thể cảm nhận được sức mạnh tối đa của động cơ. Tuy nhiên, sử dụng số tay có thể là một trải nghiệm “kinh khủng” khi bị kẹt xe trong thành phố.

2. Hộp số tự động

Hộp số tự động có kết cấu phức tạp hơn nhiều so với số sàn, do đó cần phải hiểu đúng về các tính năng cũng như cách sử dụng đúng, tránh được các hư hỏng và giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng. Số tự động là loại hộp số có thể tự động thay đổi tỷ số truyền động bằng cách sử dụng áp suất dầu tác động tới từng ly hợp hay đai bên trong. Vì thế, khác biệt dễ thấy nhất là xe lắp số tự động không có chân côn.

Cấu tạo trong của hộp số tự động

Ưu điểm chính của số tự động là giải phóng cho người lái khỏi chân côn cũng như cần số, giúp người sử dụng cảm thấy thoải mái khi xe hoạt động trong đô thị thường xuyên xảy ra kẹt xe, tắc đường. Nghiên cứu cho thấy xe sử dụng số tự động hoạt động trong thành phố có mức tiêu thụ nhiên liệu tương đương xe lắp số tay, và trong nhiều trường hợp còn thấp hơn. Tuy nhiên, cũng có người cho rằng số tự động đem lại cảm giác nhàm chán, không thú vị. Một ưu điểm khác của số tự động là giá trị bán lại của xe đã qua sử dụng lắp số tự động cao hơn. Tuy nhiên, số tự động cũng chóng mòn và hỏng hơn nên cần được bảo hành nhiều hơn, tốn kém hơn.

3. Hộp số ly hợp kép

Hộp số ly hợp kép hoạt động trên nguyên tắc truyền động tương tự như hộp số tay. Nhưng bộ đôi ly hợp ở đây thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa là các đĩa ma sát được ngâm trong dầu và sự tách, nối của nó được điều khiển bằng cơ cấu chấp hành: thuỷ lực-điện từ. Hai ly hợp này hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau, một điều khiển các bánh răng cấp số lẻ (1, 3, 5 và bánh răng gài số lùi), trong khi ly hợp còn lại có nhiệm vụ điều khiển bánh răng gài số chẵn (2, 4 và số lùi).

Hộp số ly hợp képCấu trúc của hộp số ly hợp kép

Với kết cấu như vậy, khi quá trình tăng số (1 - 2 - 3…) hoặc giảm số (5 - 4) diễn ra sẽ không bị mất mát công suất. Đồng thời, việc gài các số truyền thực hiện một cách tự động tuỳ thuộc vào chế độ hoạt động của động cơ và sức cản của mặt đường (nếu người lái chọn chế độ tự động hoàn toàn). Vì vậy nó luôn đảm bảo được lực kéo phù hợp với sức cản chuyển động, bảo đảm được chất lượng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của ô tô.

4. Hộp số vô cấp

Hơn 500 trước đây, Leonardo da Vinci là người đặt ý tưởng cho hộp số vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission - hay hộp số có tỷ số truyền biến thiên vô cấp). 

Hộp số vô cấp hoạt động dựa trên hệ thống puli truyền động

Không giống như hộp số truyền thống, hộp số vô cấp không có các cặp bánh răng tạo tỷ số truyền. CVT thường hoạt động trên một hệ thống puli (ròng rọc) và dây đai truyền cho phép thay đổi vô cấp và liên tục, không tách biệt riêng rẽ các số.

Ưu điểm của CVT là giảm những cú sốc khi chuyển số qua đó có thể tăng đáng kể khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, dây đai của nó cũng có thể bị trượt và kéo giãn, làm giảm hiệu suất hoạt động. Điểm yếu lớn nhất của CVT là không chịu được mô-men xoắn cao, do đó không ứng dụng được với xe thể thao. Song sự đơn giản của CVT đã biến chúng trở thành lý tưởng cho xe máy. Xe hybrid lắp CVT cũng đang phổ biến và hộp số này đang được sử dụng cho chiếc Toyota Prius danh tiếng.