Cấu tạo hộp số ô tô

Là loại hộp số xe hơi phổ biến nhất hiện nay, loại hộp số tự động AT mang cho mình nhiều ưu điểm và sự đa năng mà bất kỳ một tài xế nào cũng thích thú. Vậy chúng có cấu tạo và nguyên lý của hộp số AT ra sao? Chúng có ưu – nhược điểm gì? Hãy cùng Hoàng Việt tìm hiểu ngay sau đây:

I. Hộp số tự động AT là gì?

Cấu tạo hộp số ô tô

Có tên tiếng anh là Automatic Transmission, chúng được xem là một trong số những loại hộp số có cấu tạo và nguyên lý hoạt động phức tạp nhất hiện đây. Đồng thời, đây cũng là hộp số sở hữu nhiều tính năng ưu việt nhất, giúp tài xế giảm bớt được nhiều thao tác khi vận hành xe.

Việc chuyển số sẽ tự động được thực hiện, qua đó người lái cảm thấy thoải mái và tập trung vào điều khiển xe hơn.

Hộp số tự động xuất hiện lần đầu tiên trên thị trường vào năm 1940. Cho tới ngày nay, đa số các nhà sản xuất xe ô tô đều ưu tiên sử dụng loại hộp số này, bởi những tính năng ưu việt mà nó mang lại.

II. Cấu tạo của hộp số AT

Cấu tạo hộp số ô tô

Hộp số AT được cấu tạo bởi 3 phần: bộ truyền bánh răng hành tinh, bộ 3 mảnh ly hợp và bộ phanh đai. Trong đó, bộ truyền bánh răng hành tinh đảm nhận vai trò quan trọng nhất.

Bộ truyền bánh răng hành tinh được cấu tạo bởi bộ phận chính là: bánh răng hành tinh (C), bánh răng mặt trời (S) và vành đai ngoài (R). Nếu muốn cho cơ cấu thành một khối thì chỉ cần khóa 2 trong 3 bộ phận (tủ số truyền 1:1).

Khi tốc độ đầu vào thấp hơn tốc độ đầu ra thì tỷ số truyền sẽ giảm. Ngược lại, khi tốc độ đầu vào lớn hơn tốc độ đầu ra thì tỷ số truyền tăng. Khi tỷ số giảm đi cùng với chuyển động trục sơ cấp và thứ cấp ngược nhau thì thành số lùi.

Cấu tạo hộp số ô tô

Hệ thống sử dụng bộ biến mô thủy lực với vai trò như là ly hợp để ngắt và truyền chuyển động quay từ động cơ tới hộp số. Bên trong hộp số được tạo thành bởi hệ thống các bánh răng hành tinh phức tạp kết hợp với nhau, qua đó tạo nên các cấp số.

Điều đặc biệt ở đây là toàn bộ quá trình lựa chọn tỷ số truyền thích hợp và chuyển số, đều được thực hiện một cách tự động dựa trên điều kiện di chuyển của xe.

# Các ký hiệu trên xe số tự động

Về cở bản thì hầu hết các loại hộp số tự động xe ô tô thường sử dụng các ký hiệu sau:

  • N (Neutral): Số mo.
  • P (Parking): dừng đỗ xe, đậu xe.
  • D (Drive): số tiến .
  • R (Reverse): vị trí số lùi – sử dụng để lùi xe.
  • M (Manual): Tự điều khiển số (+, -).

Bên cạnh đó, có một số xe còn có thêm các ký hiệu như:

  • S (Sport): Thể thao.
  • L (Low): Số thấp để leo dốc, tải nặng.
  • D1, D2, D3 – sử dụng khi đi tốc độ thấp, đa địa hình.
  • OD (Overdrive): Vượt tốc.

III. Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

Mỗi số sẽ có một bộ ly hợp và bộ bánh răng hành tinh tương ứng với nhau. Chẳng hạn như số 3 sẽ có ly hợp số 3 và bộ bánh răng hành tinh số 3, số 4 sẽ có ly hợp số 4 và bộ bánh răng hành tinh số 4… Các cặp ly hợp và bánh răng hành tính tương ứng được sắp xếp dài theo trục của hộp số.

Momen xoắn từ trục khuỷu của động cơ, đi qua biến mô và từ biến mô truyền tới trục vào của hộp số. Bộ điều khiển điện tử thông quá tín hiệu nhận được từ cảm biến, sẽ tiến hành đóng/mở đường dẫn dầu tới các ly hợp. Để momen xoắn có thể truyền đến trục ra hộp số, thì cần phải có 2 ly hợp đóng lại.

  • Khi xe tiến về trước: ly hợp tiến và ly hợp số (số 1 hoặc 2…) tương ứng với tốc độ xe sẽ được đóng.
  • Nếu hộp số ở vị trí N trung gian: sẽ chỉ có 1 ly hợp số 2 là được đóng lại, còn ly hợp tiến không được đóng lại. Đây chính là lý do vì sao momen xoắn không thể truyền tới trục ra của hộp số.
  • Khi xe lùi về sau: ly hợp số 2 và 5 sẽ được đóng lại (đối với loại hộp số tự động có 5 số tiền và 1 số lùi).

# Số 1:

Quá trình vào số 1 được tiến hành bằng cách đóng ly hợp tiến và ly hợp số 1. Ly hợp số tiến cho phép momen xoắn truyền từ biến mô tới trục vào của hộp số. Đây được xem là đầu vào của hộp số. Ly hợp số 1 đóng, momen xoắn truyền tới bộ bánh răng hành tinh số 1 và số 2… rồi chuyển tới trục ra của hộp số.

# Số 2:

Quá trình chuyển số 2 cũng tương tự như số 1: Ly hợp tiến đóng, cho phép momen xoắn truyền từ trục biến mô vào hộp số. Ly hợp số 2 đóng, truyền động cho bộ bánh răng hành tinh số 2 và số 3, sau đó chuyển tới trục ra của hộp số.

# Số lùi:

Đối với số lùi, ly hợp số 5 đóng, cho phép momen xoắn truyền từ trục biến mô sang trục bánh răng mặt trời. Ly hợp số 2 đóng, giữ cố định vành đai ngoài của bộ bánh răng hành tinh số 2. Momen xoắn sẽ đổi chiều khi truyền từ trục bánh răng mặt trời, qua tới bộ bánh răng hành tinh số 2 và số 3, sau đó chuyển tới trục ra của hộp số.

Đối với những loại hộp số xe tự động đời mới ngày nay, chúng còn được bổ sung thêm một số chức năng khác như: kiểm soát tốc độ của động cơ và vị trí bướm ga, giám sát hoạt động hệ thống phanh ABS…

Cấu tạo hộp số ô tô

IV. Ưu điểm và nhược điểm của hộp số tự động AT

1. Ưu điểm

Nhờ vào khả năng tự động chuyển số dựa trên điều kiện di chuyển và tốc độ của xe, mà loại hộp số này mang tới cho người lái trải nghiệm thoải mái và dễ dàng điều khiển xe, rất phù hợp với những người có “tay lái yếu”.

Việc điều khiển xe được trang bị loại hộp số này trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết, bạn chỉ cần khởi động xe, thắt dây an toàn, gạt cần số sang vị trí D và đạp chân ga để di chuyển. Sau đó, bạn chỉ cần điều khiển vô lăng và đạp chân ga và chân phanh mà không cần phải chạm tới cần số nữa.

Hộp số tự động đặc biệt hữu dụng khi điều khiển xe trong thành phố đông đúc. Không giống như hộp số sàn, người lái phải thực hiện rất nhiều thao tác và tập trung cao độ để giữ cho xe không chết máy ở tốc độ thấp.

2. Nhược điểm

Do sự hao hụt công suất ở biến mô thủy lực, nên hộp số tự động thường tiêu hao nhiều nhiên liệu hơn so với hộp số sàn. Đặc biệt là chi phí bảo dưỡng, thay thế phụ tùng hoặc sửa chữa hộp số AT khá tốn kém.

Cấu tạo hộp số ô tô

V. Ứng dụng của hộp số AT bởi các hãng và dòng xe ngày nay

Những năm trở lại đây, cùng với sự phát triển của công nghệ chế tạo cũng như thuật toán điều khiển, mức độ tiêu hao nhiên liệu của hộp số AT được cải thiện đáng kể.

Giải pháp về mặt cơ khí được các hãng xe lựa chọn tăng thêm số lượng cấp số. Những loại hộp số tự động mới hiện nay có thể lên tới 9 cấp (dòng E-class, S-class của Mercedes), hay 10 cấp (Như Ford Ranger, Everest…).

VI. Những lưu ý khi sử dụng xe ô tô số tự động

Một vấn đề hết sức lưu ý khi sử dụng xe ô tô được trang bị hộp số tự động là không được dùng chân trái khi đang lái xe, bởi vì chân phải cần di chuyển linh hoạt giữa chân ga và phanh để tăng hoặc giảm tốc độ.

Vậy nên, nếu sử dụng cả hai chân khi điều khiển xe số tự động sẽ rất dễ gặp phải tình trạng đạp nhầm chân ga với chân phanh, đặc biệt là đối với những người mới tập lái xe.

> Các bạn có thể tìm hiểu thêm loại hộp số vô cấp CVT