Hộp số ô tô là gì? Ưu nhược điểm của từng loại hộp số bạn cần biết

Hộp số ô tô là một phần cực kỳ quan trọng trong việc điều khiển xe. Hiểu rõ cách hoạt động, ưu điểm và kinh nghiệm bảo dưỡng hộp số ô tô sẽ giúp hệ thống này hoạt động một cách hiệu quả, mượt mà và bền bỉ hơn. Cùng Xe5s tham khảo ngay bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn về hộp số ô tô nhé!

Hộp số ô tô là gì?

Hộp số ô tô là bộ phận quan trọng giúp chuyển đổi sức mạnh từ động cơ sang hệ thống dẫn động bánh xe, điều chỉnh tỷ số truyền để phù hợp với yêu cầu vận hành. Nó cho phép xe tăng/giảm tốc độ một cách linh hoạt bằng cách thay đổi tỷ số truyền, điều này quan trọng để phù hợp với điều kiện đường địa hình và tải trọng.

Nhiệm vụ chính của hộp số ô tô bao gồm:

-Điều chỉnh tỷ số truyền: Tỉ số truyền được điều chỉnh từ động cơ đến hệ thống dẫn động bánh xe để phù hợp với tốc độ và lực cản bên ngoài.

-Đảo chiều di chuyển: Hộp số cho phép xe di chuyển tiến lên phía trước hoặc lùi về phía sau, tùy thuộc vào hướng cần.

-Ngắt kết nối động cơ: Cho phép ngắt kết nối động cơ trong thời gian mà không cần tắt máy, như trong trường hợp dừng xe tạm thời.

Hộp số giúp động cơ hoạt động ở vùng vòng tua máy tối ưu nhất, mang lại sự ổn định, êm ái và tiết kiệm nhiên liệu cho xe. Có nhiều loại hộp số phổ biến như: hộp số sàn (MT), tự động (AT), vô cấp (CVT), ly hợp kép (DCT),...

Ưu và nhược điểm của các hộp số sàn phổ biến hiện nay

Hộp số sàn MT

Hộp số sàn MT là loại hộp số có lịch sử lâu đời nhất trong các loại hộp số ô tô. Nó đã được sử dụng trên nhiều dòng xe từ phổ thông đến hạng sang. Đây là loại hộp số cơ bản nhất và thường được sử dụng trong các xe ô tô có cấu trúc đơn giản và chi phí thấp.

Cấu tạo hộp số sàn

Cấu tạo của hộp số sàn ô tô bao gồm các bộ phận như các bánh răng, 3 trục hộp số (bao gồm trục sơ cấp, trục trung gian và trục thứ cấp), bộ đồng tốc, và ổ bi.

Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn là khi động cơ chuyển động, mô men được truyền vào trục sơ cấp thông qua ly hợp. Trục sơ cấp sau đó kết nối với trục trung gian thông qua các bánh răng. Trục thứ cấp, là đầu ra của hộp số, kết nối với trục trung gian qua các cặp bánh răng. Mỗi cặp bánh răng trên trục trung gian và trục thứ cấp tương ứng với một cấp số. 

Khi người lái chuyển số, cặp bánh răng tương ứng sẽ ăn khớp và chuyển động, tạo ra tỉ số truyền phù hợp.

Ưu điểm 

-Cảm giác lái chân thật: Người lái có hoàn toàn quyền kiểm soát việc chuyển số của xe, tạo cảm giác lái tự nhiên và thú vị.

-Tiết kiệm nhiên liệu: Thường tiêu tốn ít nhiên liệu hơn so với hộp số tự động AT và hộp số vô cấp CVT.

-Bảo dưỡng đơn giản, chi phí thấp: Việc chăm sóc và bảo dưỡng đơn giản, giúp giảm chi phí bảo dưỡng và sửa chữa.

-Giá thành thấp: Xe có hộp số sàn thường có giá thành thấp hơn so với phiên bản số tự động.

Nhược điểm

-Vận hành phức tạp hơn: Yêu cầu người lái phải điều khiển chân côn và chuyển số, làm cho việc vận hành trở nên phức tạp hơn.

-Bất tiện khi di chuyển trong đô thị đông đúc: Trên các đoạn đường ngắn, đô thị đông đúc, việc phải thường xuyên chuyển số và dừng lại có thể làm cho việc lái xe trở nên không thoải mái.

Mặc dù hộp số sàn đang dần bị thay thế bởi hộp số tự động, nhưng vẫn có một số người mua ưa thích loại hộp số này. Do đó, một số hãng xe vẫn cung cấp song song cả phiên bản tự động và phiên bản số sàn cho các mẫu xe của mình. Các hãng như Toyota (như Toyota Innova, Toyota Fortuner...), Mitsubishi (như Mitsubishi Attrage, Mitsubishi Xpander), Hyundai (như Hyundai i10, Hyundai Accent),...

Hộp số tự động AT

Hộp số tự động AT là loại hộp số có khả năng tự động thay đổi tỉ số truyền động mà không cần sự can thiệp của người lái.

Cấu tạo hộp số tự động

Cấu tạo của hộp số tự động bao gồm các bộ phận như các bộ bánh răng hành tinh và ly hợp thuỷ lực tương ứng, biến mô thuỷ lực, và bộ điều khiển điện tử.

Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động như sau: Mỗi cấp số được kết hợp với một bộ bánh răng hành tinh và một ly hợp. Mô men từ động cơ được truyền vào hộp số thông qua biến mô thuỷ lực. Bộ điều khiển điện tử sẽ tính toán và điều chỉnh việc đóng các ly hợp số tiến và ly hợp số phù hợp để tạo ra tỉ lệ truyền phù hợp. 

Ví dụ: khi xe chuyển đến số một, ly hợp số tiến và ly hợp số 1 sẽ được kích hoạt.

Ưu điểm 

-Lái xe đơn giản: Không cần phải quan tâm đến việc chuyển số, giúp lái xe trở nên dễ dàng hơn.

-Vận hành dễ dàng: Xe di chuyển mượt mà và dễ dàng, đặc biệt là trên các đoạn đường đông đúc hoặc kẹt xe.

Nhược điểm

-Tiêu hao nhiên liệu cao hơn: Do công suất bị hao hụt ở giai đoạn đi qua biến mô, làm cho tiêu hao nhiên liệu thường cao hơn so với hộp số sàn.

-Cấu tạo phức tạp, chi phí bảo dưỡng cao: Cần chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao hơn do cấu tạo phức tạp của hộp số tự động.

-Giá thành cao: Phiên bản số tự động thường có giá cao hơn so với phiên bản số sàn của cùng một mẫu xe.

Hộp số tự động là loại hộp số được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, được nhiều hãng xe như Mazda (như Mazda 2, Mazda 3, Mazda CX-5,...), Suzuki (như Suzuki Ertiga, Suzuki XL7...), Toyota, Hyundai,... áp dụng vào các mẫu xe của mình.

Hộp số vô cấp CVT

Hộp số tự động vô cấp CVT là một loại hộp số tự động, nhưng khác với hộp số tự động AT truyền thống, nó có tỉ số truyền biến thiên vô cấp. Điều này có nghĩa là không có các cấp số cố định như hộp số tự động thông thường.

Cấu tạo hộp số vô cấp

Cấu tạo của hộp số vô cấp CVT khác biệt so với các loại hộp số ô tô khác bởi không sử dụng các bánh răng, thay vào đó là sử dụng dây đai và hệ thống pulley. 

Cụ thể, hộp số có hai hệ pulley: một kết nối với đầu vào và một kết nối với đầu ra. Hai pulley này được kết nối với nhau qua một dây đai thép. 

Mỗi pulley có thể tăng hoặc giảm bán kính bằng cách di chuyển hai nửa lại gần nhau hoặc xa nhau. Bộ điều khiển điện tử sẽ điều chỉnh điều này. Khi một pulley tăng bán kính, pulley còn lại sẽ giảm bán kính. Điều này làm thay đổi tốc độ quay của pulley để đảm bảo dây đai luôn bám chặt. Quá trình này tạo ra sự biến đổi tỉ số truyền của hộp số. Với cấu tạo đặc biệt này, hộp số CVT không chia thành các cấp số cụ thể, mà có thể thay đổi liên tục.

Ưu điểm 

-Chuyển số mượt mà: Không có các cấp số cố định, do đó không có cảm giác giật khi chuyển số.

-Vận hành đơn giản: Không cần phải quan tâm đến việc chuyển số, làm cho việc lái xe trở nên dễ dàng.

-Tiết kiệm nhiên liệu: Do có khả năng điều chỉnh tỉ số truyền một cách linh hoạt, giúp tiết kiệm nhiên liệu.

-Giá thành thấp, kích thước nhỏ gọn: Thường có giá thành thấp hơn so với các loại hộp số khác, và cũng nhẹ và nhỏ gọn hơn.

Nhược điểm

-Khó có cảm giác chuyển số thể thao: Không có cảm giác thể thao như các hộp số khác do không có các cấp số cố định.

-Phải thay dây đai định kỳ: Đôi khi cần thay dây đai định kỳ để đảm bảo hiệu suất của hộp số.

-Tiếng ồn lớn: Có thể phát ra tiếng ồn lớn hơn so với các loại hộp số khác.

-Giới hạn mô men xoắn: Không chịu được mô men xoắn cao do sức chịu bị giới hạn của dây đai.

-Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao: Do cấu tạo phức tạp, nên có thể gây ra chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao hơn.

-Giá dầu hộp số cao: Giá dầu hộp số vô cấp CVT thường khá cao.

Hiện nay, nhiều hãng xe phổ thông đã phát triển và sử dụng hộp số vô cấp CVT, như Honda (như Honda City, Honda HR-V, Honda CR-V,...), Toyota (như Toyota Wigo, Toyota Vios, Toyota Corolla Cross), Mitsubishi (như Mitsubishi Outlander),...

Hộp số ly hợp kép DCT

Hộp số ly hợp kép DCT là sự kết hợp giữa hộp số sàn và hộp số tự động. Cấu tạo của hộp số ly hợp kép tương tự như hộp số sàn, với mỗi cấp số tương ứng với một cặp bánh răng. Tuy nhiên, điểm khác biệt là các bánh răng này được điều khiển tự động bởi hai ly hợp giống như hộp số tự động.

Cấu tạo hộp số ly hợp kép

Hộp số ly hợp kép bao gồm các bộ bánh răng và hai ly hợp thuỷ lực. Một ly hợp điều khiển các bánh răng ở các số lẻ như 1, 3, 5,... trong khi ly hợp còn lại điều khiển các bánh răng ở các số chẵn như 2, 4, 6,... 

Ví dụ: khi một ly hợp điều khiển bánh răng số 1 để xe vào số 1, thì ly hợp còn lại sẽ sẵn sàng để xe vào số 2 ngay sau đó.

Hộp số DCT có hai loại: hộp số DCT khô và hộp số DCT ướt. Hộp số DCT ướt khác biệt với hộp số DCT khô bởi sự thêm vào dầu tản nhiệt để làm mát, giúp tăng hiệu suất và độ bền của hộp số.

Ưu điểm 

-Chuyển số nhanh: Do có hai ly hợp hoạt động độc lập, giúp việc chuyển số trở nên nhanh chóng và mượt mà.

-Tiết kiệm nhiên liệu: Hiệu suất tiết kiệm nhiên liệu hơn so với hộp số tự động AT truyền thống.

-Vận hành đơn giản: Tương tự như hộp số tự động AT truyền thống, việc vận hành trở nên đơn giản và thuận tiện.

Nhược điểm

-Dễ bị lỗi quá nhiệt (đối với hộp số DCT khô): Có nguy cơ hộp số bị nóng khi hoạt động quá tải, dẫn đến các vấn đề và lỗi hỏng.

-Giá thành cao (đối với hộp số DCT ướt): Hộp số DCT ướt thường có giá thành cao hơn so với các loại hộp số khác.

-Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao: Do cấu tạo phức tạp, nên có thể gây ra chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao hơn.

Hiện nay, nhiều hãng xe sang như BMW (với Steptronic), Audi (với hộp số S-Tronic), Mercedes (với hộp số 7G-DCT) đã phát triển và sử dụng hộp số ly hợp kép DCT. Bên cạnh đó, nhiều hãng xe phổ thông như Ford, Kia, Hyundai cũng áp dụng loại hộp số này vào các mẫu xe của mình.

Với sự phát triển của công nghệ, các loại hộp số đều có những ưu và nhược điểm riêng, người lái cần xem xét và lựa chọn loại hộp số phù hợp với nhu cầu và điều kiện sử dụng của mình.