Hộp số tự động ô tô không còn là khái niệm xa lạ đối với những người đam mê xe hơi và các tài xế trong thời đại ngày nay. Với sự tiện lợi và dễ dàng trong việc điều khiển, hộp số tự động đang trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều loại xe khác nhau. Hãy cùng Wuling EV Việt Nam tìm hiểu chi tiết về công nghệ hộp số xe ô tô tự động trong bài biết này nhé.
1. Hộp số tự động là gì?
Hộp số tự động là một hệ thống truyền động trong xe ô tô, cho phép xe thay đổi tỷ số truyền tự động mà không cần sự can thiệp trực tiếp từ người lái. Điều này giúp xe hoạt động mượt mà hơn và mang lại sự tiện lợi cho người lái, đặc biệt trong các tình huống giao thông đông đúc hoặc khi phải lái xe đường dài.
Hộp số tự động là gì?
Từ hộp số thủy lực truyền thống, các nhà sản xuất đã phát triển thêm nhiều loại hộp số hiện đại, mang đến hiệu suất cao, tiết kiệm nhiên liệu và trải nghiệm lái xe thú vị hơn. Cụ thể:
- Hộp số tự động thuỷ lực (AT): Là loại hộp số xe ô tô tự động phổ biến nhất, được trang bị trên nhiều dòng xe, từ những mẫu xe gia đình như Toyota Camry, Toyota Innova đến các dòng xe cao cấp khác.
- Hộp số tự động vô cấp (CVT): Với khả năng tăng tốc êm ái và tiết kiệm nhiên liệu, loại hộp số này đang được ưa chuộng và sử dụng trên các dòng xe như Honda CR-V, Toyota Wigo,...
- Hộp số ly hợp kép (DCT): Công nghệ này sử dụng hai ly hợp hoạt động độc lập, giúp chuyển số nhanh chóng và mượt mà như hộp số sàn, đồng thời mang lại sự tiện lợi của hộp số tự động. Bạn có thể tìm thấy loại hộp số này trên các mẫu xe như Hyundai Tucson, Hyundai Kona,...
2. Cấu tạo hộp số tự động
Hệ thống truyền động của xe ô tô bao gồm các thành phần chính như động cơ, hộp số, vi sai và truyền động cuối. Hộp số tự động hoạt động dựa trên cơ chế ăn khớp của các bánh răng hành tinh, giúp thay đổi tỷ số truyền một cách linh hoạt.
Cấu tạo của hộp số xe ô tô tự động
Hộp số xe ô tô tự động được cấu tạo từ nhiều bộ phận phức tạp, trong đó bao gồm:
- Bộ bánh răng hành tinh
- Bộ ly hợp thuỷ lực
- Bộ biến mô thuỷ lực
- Bộ điều khiển điện tử
2.1. Bộ bánh răng hành tinh
Không thể thiếu trong cấu tạo của hộp số tự động, bộ truyền bánh răng hành tinh là yếu tố quan trọng đảm bảo việc chuyển đổi mô-men xoắn và tốc độ một cách linh hoạt. Bộ phận này bao gồm các thành phần chính sau:
- Bánh răng mặt trời (bánh răng định tinh): Là trung tâm của hệ thống, truyền mô-men xoắn đến các bánh răng khác.
- Bánh răng hành tinh: Quay quanh bánh răng mặt trời và ăn khớp với vành đai ngoài, giúp thay đổi tỷ số truyền.
- Vành đai ngoài: Nhận mô-men xoắn từ bánh răng hành tinh và truyền đến trục ra của hộp số.
- Lồng hành tinh: Giữ cố định các bánh răng hành tinh, truyền mô-men xoắn đến trục ra của hộp số và đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.
Bộ truyền bánh răng hành tinh
Bộ truyền bánh răng hành tinh có khả năng thay đổi tỷ số truyền một cách linh hoạt. Bằng việc thay đổi vai trò của bánh răng mặt trời, lồng hành tinh và vành đai ngoài (có thể là đầu vào, đầu ra hoặc bị giữ cố định), bạn có thể thu được nhiều tỷ số truyền khác nhau.
Khi tỷ số truyền nhỏ hơn 1, bạn được tỷ số truyền giảm. Ngược lại, khi tỷ số truyền lớn hơn 1, bạn được tỷ số truyền tăng. Để thực hiện chế độ lùi, bạn chỉ cần đảo ngược chiều quay của một trong các bánh răng.
2.2. Bộ ly hợp thuỷ lực
Bộ ly hợp thủy lực hoạt động dựa trên sự kết hợp của các bộ phận sau:
- Các đĩa ma sát: Tạo ra ma sát để kết nối hoặc ngắt kết nối trục đầu vào và trục đầu ra.
- Các tấm thép ma sát: Giúp phân tán nhiệt và đảm bảo độ bền của ly hợp.
- Lò xo: Tạo áp lực để ép các đĩa ma sát vào nhau, đảm bảo sự kết nối chặt chẽ.
- Piston: Điều khiển áp suất dầu thủy lực, từ đó điều khiển quá trình đóng mở ly hợp.
Bộ ly hợp thủy
Bộ ly hợp thủy lực hoạt động dựa trên nguyên tắc ma sát. Các đĩa ma sát và tấm thép ma sát được xếp chồng lên nhau, tạo thành một khối liên kết. Khi vành đai ngoài của bộ bánh răng hành tinh quay, các đĩa ma sát sẽ bị kéo theo do lực ma sát.
Lò xo đóng vai trò như một bộ phận điều khiển, giúp kết nối và ngắt kết nối các đĩa ma sát. Khi áp suất dầu tăng lên, lò xo bị nén lại, ép chặt các đĩa ma sát vào nhau, khiến cả hai bám chặt vào vành đai ngoài, từ đó truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số.
2.3. Bộ biến mô thuỷ lực
Biến mô thủy lực đóng vai trò trung gian quan trọng trong hệ truyền động của ô tô, truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số.
Cấu tạo của biến mô thủy lực gồm:
- Bộ bánh bơm kết nối với động cơ: Được kết nối trực tiếp với trục động cơ, tạo ra năng lượng quay và bơm dầu thủy lực.
- Stator định hướng môi chất: Định hướng dòng chảy của dầu thủy lực, giúp tăng hiệu suất truyền mô-men xoắn.
- Tuabin kết nối với hộp số: Nhận năng lượng từ dòng dầu thủy lực và truyền vào trục vào của hộp số.
Bộ biến mô thủy lực
Biến mô thủy lực hoạt động dựa trên nguyên lý tương tác giữa các dòng chất lỏng. Khi bộ bánh bơm quay, biến mô thủy lực tạo ra một dòng dầu có áp lực cao. Dòng dầu này được hướng đến tuabin và va đập vào các cánh của tuabin.
Lực tác động của dòng dầu lên tuabin khiến tuabin quay theo, tiếp theo lại tác động trở lại lên dòng dầu, tạo thành một vòng tuần hoàn liên tục. Nhờ đó, mô-men xoắn được truyền từ động cơ đến hộp số một cách êm ái.
2.4. Bộ điều khiển điện tử
Hệ thống hộp số tự động hoạt động dựa trên sự phối hợp nhịp nhàng của nhiều bộ phận. Bộ điều khiển điện tử đóng vai trò trung tâm, thu thập thông tin từ các cảm biến và đưa ra lệnh điều khiển. Sau đó, bộ phận này sẽ điều khiển các van để thay đổi lượng dầu truyền đến các ly hợp, giúp xe chuyển số một cách êm ái và phù hợp với điều kiện vận hành.
Bộ điều khiển điện tử
3. Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động trên ô tô
Khi lái xe, mỗi khi bạn nhấn ga hoặc đạp phanh, cảm biến tốc độ sẽ ngay lập tức gửi thông tin về tốc độ của xe đến CPU. Nhận được tín hiệu này, CPU sẽ tính toán và đưa ra quyết định về số phù hợp. Sau đó, cảm biến tốc độ sẽ điều khiển các van thủy lực để kết nối các đĩa ma sát trong hộp số. Các đĩa ma sát này sẽ kết nối các trục bánh răng khác nhau, tạo ra tỷ số truyền phù hợp, giúp xe tăng tốc, giảm tốc hoặc giữ tốc độ ổn định.
Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động trên ô tô
4. Ưu và nhược điểm của hộp số tự động so với hộp số sàn
So với hộp số sàn truyền thống, hộp số tự động mang đến nhiều lợi ích vượt trội cho người lái, đặc biệt là:
- Tiện nghi và thoải mái: Nhờ khả năng chuyển số mượt mà, êm ái, hộp số xe ô tô tự động mang đến trải nghiệm lái xe vô cùng thoải mái, giảm thiểu sự mệt mỏi cho người lái, đặc biệt trong những chuyến đi dài.
- Hiệu suất và tiết kiệm: Với khả năng tự động điều chỉnh tỷ số truyền, hộp số tự động luôn đảm bảo động cơ hoạt động ở vòng tua máy tối ưu. Từ đó giảm tiêu hao nhiên liệu và tăng tuổi thọ cho động cơ.
- An toàn và tiện lợi:Hộp số xe ô tô tự động giúp người lái tập trung tối đa vào việc quan sát đường xá và xử lý các tình huống bất ngờ. Từ đó tăng cường độ an toàn cho bản thân và những người xung quanh.
- Linh hoạt và hiện đại: Với những công nghệ hiện đại, hộp số xe ô tô tự động ngày càng thông minh và linh hoạt hơn, có thể tự động điều chỉnh để phù hợp với từng điều kiện đường xá và phong cách lái xe của bạn.
- Phù hợp với người lái mới: Với hộp số tự động, người mới lái không còn phải loay hoay với việc phối hợp chân ga, chân côn và cần số. Họ chỉ cần tập trung vào việc quan sát đường xá, từ đó nhanh chóng làm quen với việc điều khiển xe.
Ưu nhược điểm của hộp số tự động so với hộp số sàn
Mặc dù mang lại nhiều tiện lợi cho người lái, nhưng hộp số xe ô tô tự động cũng đi kèm với một số nhược điểm nhất định so với hộp số sàn .
- Chi phí cao: Chi phí sở hữu xe số tự động cao hơn không chỉ ở khâu mua xe mà còn ở các chi phí phát sinh như bảo dưỡng, sửa chữa, do cấu tạo phức tạp và đòi hỏi kỹ thuật cao.
- Tiêu thụ nhiên liệu cao hơn: Hiệu quả tiêu thụ nhiên liệu của hộp số tự động phụ thuộc nhiều vào công nghệ và đời xe. Dù đã có nhiều cải tiến, các dòng xe cũ thường trang bị hộp số tự động có hiệu suất tiêu thụ nhiên liệu kém hơn so với xe số sàn.
- Mất đi sự kết nối với xe: Việc không còn trực tiếp điều khiển quá trình chuyển số khiến người lái mất đi cảm giác chủ động và thú vị khi lái xe, giảm đi sự tương tác giữa người lái và chiếc xe.
- Phản ứng tình huống:Hộp số tự động đôi khi phản ứng chậm hơn so với hộp số thủ công, đặc biệt khi cần tăng tốc đột ngột. Điều này có thể khiến xe mất đà và làm giảm sự hứng thú khi lái xe.
- Độ phức tạp và dễ hỏng: Cấu tạo phức tạp khiến hộp số xe ô tô tự động dễ hư hỏng hơn và việc sửa chữa đòi hỏi kỹ thuật cao, thường tốn kém hơn so với hộp số thủ công.
Qua bài viết này, Wuling EV Việt Nam hy vọng rằng bạn đã nắm được những kiến thức cần thiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của hộp số tự động. Với những ưu điểm vượt trội và sự phát triển không ngừng của công nghệ, thị trường hộp số xe ô tô tự động chắc chắn sẽ còn mở rộng trong nhiều năm tới.
