Hộp số ô tô là gì? Nguyên lý hoạt động chi tiết nhất

on
Categories: Linh kiện Ôtô

Hộp số ô tô là gì? Nguyên lý hoạt động chi tiết nhấtNếu như bạn còn phân vân nên mua xe số sàn hay số tự động, hãy cùng tham khảo các thông tin chi tiết về cấu tạo hộp số & nguyên lý hoạt động của mỗi loại để lựa chọn dòng xe thích hợp với nhu cầu dùng. Cùng đọc thêm ngay bài viết Hộp số ô tô là gì? Nguyên lý hoạt động chi tiết nhất để tham khảo nhiều kinh nghiệm nhé!

Hộp số ô tô là gì?

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì

Theo các người có chuyên mônchuyên gia bảo tỉ số truyền của động cơ  cầu dẫn động thay đổi tương ứng với từng chế độ vận hành khác nhau của xe. Hay nói cách khác, hộp số là cơ quan làm tăng/giảm tốc độ của động cơ bằng bánh răng & biến nó thành mô-men xoắn truyền động đến các bánh xe. Nhờ đấy, động cơ sẽ hoạt động với vòng tua máy lý tưởng nhất, tạo điều kiện cho xe di chuyển ổn định  êm ái.

Hộp số nên có đủ tỉ số truyền phù hợp với tính động lực học của ô tô. Đồng thời, hộp số phải bảo đảm không gây tiếng ồn khi hoạt động.

Vai trò của hộp số ô tô

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì
  • Hộp số có nhiệm vụ thay đổi tỉ số truyền mô men xoắn đến các bánh xe, đồng thời thay đổi tốc độ chạy xe thích hợp với sức cản bên ngoài
  • Hộp số thay đổi chiều chuyển động của xe như tiến & lùi
  • Hộp số còn có công dụng tách biệt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực tùy ý mà không cần tắt máy  mở ly hợp
  • Tăng mô-men xoắn khi xe khởi động  khi leo dốc

Xem thêm: Vì sao nên sử dụng dịch vụ kiểm tra xe ô tô cũ?

Cấu tạo chi tiết hộp số ô tô

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì

Trên mặt thực tế, lực truyền động của hộp số dùng bánh răng không thay đổi liên tục từ số 1 đến số 6.Do đó, lực truyền động của động cơ sẽ có hiệu quả khi thu hẹp khu vực gạch chéo trong đồ thị để gần với đường cong này.

Vì như thế, các nhà chế tạo sử dụng các cặp bánh răng để thay đổi tỷ số truyền lực từ 1 đến 6. Trong số đó,số truyền 5 được dùng nhiều nhất.

Số 1: Khi xe khởi hành, nên có công suất lớn, nên cần phải dùng số truyền 1 có lực truyền động lớn nhất.

Số 2: Một khi khởi hành, người ta sử dụng số 2  số 3 để tăng vận tốc của xe. Người ta sử dụng các số truyền này vì chúng có giới hạn tốc độ cao hơn số 1 & cần không nhiều lực truyền động.

Số 3, 4, 5, 6: Khi xe chạy ở tốc độ cao, người điều khiển sử dụng các số 4, số 5  số 6 để tiếp tục tăng tốc độ của xe. Việc sử dụng các số truyền với lực truyền động nhỏ & hạ thấp tốc độ của động cơ sẽ giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.

Số lùi: Khi gài số lùi, bánh răng trung gian số lùi được nối khớp  xe sẽ chạy lùi.

Nguyên lý làm việc của hộp số sàn

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì
  • Trục sơ cấp là trục có các bánh răng xanh lá – bánh răng dẫn động. Đây chính là trục tiếp nhận mô men truyền từ động cơ thông qua ly hợp vào hộp số.
  • Trục trung gian là trục có các bánh răng đỏ – bánh răng chủ động. Trong các bánh răng đỏ có 1 bánh răng ăn khớp với 1 bánh răng xanh lá trên trục sơ cấp. Bởi vậy, khi trục sơ cấp quay, bánh răng xanh quay thì bánh răng đỏ này cũng quay dẫn đến cả trục trung gian sẽ quay theo.
  • Trục thứ cấp là trục có các bánh răng xanh biển – bánh răng thụ động. Mỗi bánh răng xanh biển sẽ ăn khớp với 1 bánh răng đỏ ở trục trung gian tạo nên các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp số. Khi bánh răng đỏ quay, bánh răng xanh sẽ quay theo, khiến trục thứ cấp quay  dẫn động ra ngoài.

Hộp số sàn có bao nhiêu cấp số thì sẽ có bấy nhiêu cặp bánh răng xanh biển & đỏ, cùng với 1 cặp bánh răng số lùi (cặp bánh răng này có thêm bánh răng trung gian màu tím). VD hộp số sàn 5 cấp sẽ có 6 cặp bánh răng gồm 5 cặp bánh răng số tiến & 1 cặp bánh răng số lùi. Hộp số sàn 4 cấp sẽ có 5 cấp bánh răng gồm 4 cặp bánh răng số tiến & 1 cặp bánh răng số lùi.

Nguyên lý hoạt động của số tiến

Từ động cơ, mô men lực thông qua ly hợp sẽ được truyền vào hộp số. Trục sơ cấp (đầu vào) của hộp số là nơi tiếp nhận mô men này. Sau đấy, cặp bánh răng trung gian tương ứng với cấp số tiến mà người lái chuyển sẽ ăn khớp với nhau & truyền động lực tới trục thứ cấp (đầu ra).
Mô hình truyền lực như sau:
Động cơ >> ly hợp >> trục sơ cấp của hộp số >> trục trung gian >> trục thứ cấp >> trục dẫn động.

Nguyên lý hoạt động của số lùi

Khi người lái chuyển cần số về số lùi, bánh răng nhỏ trung gian ở chế độ số lùi (idle gear) sẽ ăn khớp với bánh răng thứ cấp  trung gian. Lúc này, bánh răng trung gian sẽ dẫn động cho bánh răng thứ cấp, mặc dù vậy thông qua bánh răng trung gian khác làm bánh răng thứ cấp quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược. Nhờ đấy xe có thể di chuyển lùi đúng như điều khiển của tài xế.

Xem thêm: Các kỹ năng lái xe an toàn mà bạn nên biết

Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì

Mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ truyền qua biến mô truyền vào trục vào của hộp số. Bộ điều khiển điện tử thông qua tín hiệu từ cảm biến sẽ tiến hành cho đóng mở đường dầu dẫn tới các ly hợp. Để mô men xoắn truyền tới trục ra hộp số thì cần có 2 ly hợp đóng lại.

  • Nếu xe di chuyển về phía trước: ly hợp tiến  ly hợp số (số 1 hoặc số 2…) tương ứng với tốc độ xe sẽ được đóng.
  • Nếu xe ở số N trung gian: chỉ có 1 ly hợp số 2 đóng lại. Ly hợp tiến không được đóng lại. Đây là lý do mô men xoắn không thể truyền đến trục ra của hộp số.
  • Nếu xe di chuyển lùi: ly hợp số 2 & ly hợp số 5 được đóng lại (với loại hộp số tự động có 5 số tiến  1 số lùi).

Số 1: Quá trình vào số 1 được thực hiện bằng cách đóng ly hợp số tiền  ly hợp số 1. Ly hợp số tiến cho phép mô men xoắn truyền từ biến mô đến trục vào của hộp số. Đây được xem là “cửa ngõ” đầu vào của hộp số. Ly hợp số 1 được đóng, mô men xoắn truyền qua bộ bánh răng hành tinh số 1  2… rồi chuyển đến trục ra của hộp số.

Số 2: Quy trình sang số 2 cũng tương tự. Ly hợp tiến đóng cho phép mô men xoắn truyền từ trục biến mô vào hộp số. Ly hợp số 2 đóng giúp truyền động cho bộ bánh răng hành tinh số 2 & 3, rồi chuyển đến trục ra của hộp số.

Hộp số ly hợp kép

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì

Hộp số ly hợp kép có nguyên lý hoạt động của các bánh răng giống với hộp số sàn MT. Điểm khác là cơ cấu chuyển số được thực hiện tự động giông với hộp số tự động truyền thống.

Từ các tín hiệu cảm biến, bộ điều khiển hoạt động của những bộ bánh răng thông qua ly hợp.

Ưu điểm:

  • Đảm bảo được lực kéo phù hợp với điều kiện hoạt động của mỗi loại xe
  • Nâng cao hiệu năng công việc
  • Tiết kiệm nhiên liệu tối đa
  • Cấu tạo đơn giảndễ dàng để sử dụng
  • Trọng lượng nhẹ
  • Thích hợp với các dòng xe thể thao vì thời gian sang số nhanh & chính xác

Nhược điểm:

  • Khoản chi khá đắt so sánh với các hộp số khác, phù hợp với những dòng xe phân khúc hạng sang
  • Số tiền bỏ ra bảo dưỡng, sửa chữa khá cao

Hộp số tự động vô cấp CVT

Hộp số ô tô là gì
Hộp số ô tô là gì

Hộp số tự động vô cấp (CVT – Continuously Variable Transmission) là loại hộp số không cần chia theo từng cấp số để thay đổi tỷ số truyền lực.

Cấu tạo hộp số tự động vô cấp CVT

Cấu tạo hộp số tự động vô cấp CVT gồm 2 phần: dây đai truyền động bằng thép  hệ pulley.

Hệ pulley bao gồm pulley đầu vào (pulley chủ động) nhận mô men do động cơ truyền đến & pulley đầu ra (pulley bị động) có tác dụng kết nối với đầu ra của hộp số. Mỗi pulley được thiết kế từ 2 khối hình chóp đối đỉnh với nhau  tạo một góc nghiêng 20 độ. 50% pulley được giữ cố định  nửa còn lại có thể trượt trên trục, khi vận hành chúng có thể di chuyển cách xa nhau hoặc tiến lại gần nhau, tạo nên sự thay đổi của tỷ số truyền.

Nguyên lý hoạt động của số tiến

Bộ điều khiển thủy lực điều khiển pulley giúp hệ pulley di chuyển cách xa hoặc tiến lại gần, từ sự thay đổi bán kính pulley dẫn tới thay đổi tỷ số truyền. Khi cách xa, bán kính pulley tăng lên, dây đai truyền động sẽ được nâng ra xa tâm. Ngược lại, khi bán kính pulley giảm, dây đai sẽ gần tâm hơn. Muốn động cơ tạo số cao, pulley chủ động nên có bán kính lớn, pulley thụ động có bán kính nhỏ & trái lại.

Nguyên lý hoạt động của số lùi

Để có số lùi, nhà quản lý phân phối sẽ lắp thêm trước đầu vào của hệ truyền đai 1 bộ bánh răng hành tinh & bộ ly hợp kiểu như của hộp số tự động. Bộ ly hợp có nhiệm vụ cố định vành đai, từ đấy khiến bánh răng hành tinh quay ngược chiều lại với bánh răng mặt trời. Nhờ vào điều đó, hộp số quay ngược chiều  cho ra số lùi.

Còn với số tiến bình thường, bánh răng mặt trời quay nhờ động cơ dẫn động  kéo theo bánh răng hành tinh quay cùng chiều với nhau, khiến cần dẫn quay  truyền lực cho pulley chủ động.

Xem thêm: Động cơ Boxer là gì? Nguyên lý hoạt động ra sao?

Qua bài viết trên, mình đã chia sẻ tới các bạn Hộp số ô tô là gì? Nguyên lý hoạt động chi tiết nhất.Hy vọng bài viết sẽ mang tới các bạn nhiều thông tin hữu ích. Cảm ơn các bạn đã theo dõi bài viết!

Vũ Thơm – Tổng hợp & chỉnh sửa

Tham khảo nguồn: (oto.com.vn, danhgiaxe.com,…)