Nhiều người thường đặt câu hỏi: “Hộp số là gì và tại sao nó lại quan trọng đến vậy?” khi tìm hiểu về cấu tạo và vận hành của ô tô. Thực tế, hộp số xe ô tô là một trong những bộ phận cốt lõi quyết định khả năng tăng tốc, tiết kiệm nhiên liệu và độ bền động cơ. Mỗi loại hộp số – từ số sàn, số tự động, CVT cho đến hộp số ly hợp kép – đều có cấu tạo và cơ chế hoạt động riêng. Bài viết này Geely sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hộp số xe ô tô cũng như nguyên lý vận hành chi tiết của từng dòng hộp số phổ biến trên xe hiện nay. Hãy cùng theo dõi nhé!
1. Hộp số ô tô là gì?
Hộp số xe ô tô (Transmission) là bộ phận trung gian giữa động cơ và hệ dẫn động, công dụng của hộp số là biến đổi mô-men xoắn và tốc độ quay trước khi truyền đến bánh xe. Thông qua việc thay đổi tỷ số truyền, hộp số giúp xe tăng tốc, giảm tốc, vận hành êm ái và tiết kiệm nhiên liệu ở nhiều điều kiện khác nhau.
Khi tìm hiểu “hộp số là gì, bạn có thể hiểu theo cách đơn giản như “hộp số chính là hệ thống cho phép điều chỉnh sức mạnh của động cơ nhằm phù hợp với tốc độ cũng như tình trạng vận hành thực tế của xe”. Nếu xe không có hộp số, động cơ sẽ không thể đáp ứng đủ lực kéo khi khởi động hoặc leo dốc, và cũng không đạt hiệu quả tối ưu khi chạy tốc độ cao. Đây là lý do hộp số xe ô tô luôn đóng vai trò then chốt trong hệ truyền động.
2. Cấu tạo và cách vận hành của từng loại hộp số ô tô
Hiện nay có 4 loại hộp số chính đang được sử dụng rộng rãi trên ô tô: hộp số sàn (MT), hộp số tự động có cấp (AT), hộp số tự động vô cấp CVT và hộp số ly hợp kép (DCT). Mỗi loại hộp số có cấu tạo và cách vận hành khác nhau, mang lại trải nghiệm lái hoàn toàn khác biệt. Vì vậy, việc hiểu hộp số là gì sẽ giúp người lái chọn đúng loại hộp số phù hợp với nhu cầu vận hành và thói quen lái xe của mình. Dưới đây là chi tiết từng loại hộp số xe ô tô hiện nay.
2.1 Hộp số sàn (Manual Transmission)
Hộp số sàn (Manual Transmission – MT) là loại hộp số truyền thống, nơi người lái trực tiếp điều khiển việc sang số thông qua cần số và bàn đạp ly hợp (côn). Đây là loại hộp số lâu đời nhất và được rất nhiều tài xế yêu thích bởi cảm giác điều khiển chân thực.
Cấu tạo
Hộp số sàn được cấu tạo từ hệ thống bánh răng với nhiều cấp số khác nhau, vận hành dựa trên kết cấu cơ khí, gồm các bộ phận như:
- Trục sơ cấp (trục vào) giúp tiếp nhận mô-men từ động cơ qua ly hợp
- Trục thứ cấp (trục ra) truyền mô-men đến cardan/trục láp
- Trục trung gian (trục lay) để tạo số lùi và tăng số bánh răng
- Các cặp bánh răng ăn khớp cố định cho từng số (1, 2, 3, 4, 5, 6)
- Bộ đồng tốc (synchromesh) giúp đồng đều tốc độ các bánh răng, đảm bảo sang số mượt mà
- Ổ bi giúp làm giảm ma sát
- Vỏ và nắp hộp số giúp bảo vệ các chi tiết bên trong.
Cơ chế hoạt động của số tiến
Khi đạp côn, ly hợp ngắt động cơ khỏi hộp số → cần số đẩy chạc sang số → bộ đồng tốc làm tốc độ trục sơ cấp và thứ cấp bằng nhau → bánh răng được gài cố định → nhả côn, mô-men xoắn được truyền theo tỷ số của cặp bánh răng tương ứng. Số 1 có tỷ số truyền lớn nhất (mạnh nhất, chậm nhất), số cao nhất (5 hoặc 6) có tỷ số nhỏ nhất (nhanh nhất, yếu nhất).
Cơ chế hoạt động của số lùi
Số lùi sử dụng thêm một bánh răng trung gian (bánh răng lùi) đặt trên trục trung gian. Bánh răng này làm đảo ngược chiều quay của trục thứ cấp → bánh xe quay ngược lại dù động cơ vẫn quay cùng chiều.
2.2 Hộp số tự động truyền thống (AT)
Hộp số tự động có cấp (Automatic Transmission – AT) là loại phổ biến nhất trên xe hơi hiện đại tại Việt Nam. Hộp số này hoạt động dựa trên áp suất dầu và bộ bánh răng hành tinh. Người lái không cần đạp côn hay lựa chọn cấp số thủ công.
Cấu tạo
Hộp số tự động phức tạp hơn nhiều so với hộp số sàn. Cấu tạo gồm 4 thành phần chính như:
- Bộ biến mô thủy lực (Torque Converter) thay cho ly hợp, truyền và khuếch đại mô-men từ động cơ.
- Bộ bánh răng hành tinh (Planetary Gear Set) gồm bánh răng mặt trời, bánh răng hành tinh, vành răng và khung dẫn – quyết định tỷ số truyền.
- Bộ ly hợp và phanh dải (Band Brake) điều khiển đóng – mở các bánh răng
- Bộ điều khiển thủy lực và điện tử (TCM) giúp tính toán thời điểm chuyển số tối ưu.
Cơ chế hoạt động của số tiến
Bộ biến mô sử dụng dầu thủy lực để truyền mô-men từ động cơ đến hộp số mà không cần cắt ly hợp hoàn toàn. Khi xe chạy, ECU dựa trên tốc độ xe, vị trí chân ga, tải trọng… điều khiển các van dầu ép các băng đai/phanh (band/clutch) trong bộ bánh răng hành tinh → khóa hoặc thả các thành phần khác nhau của bộ hành tinh → tạo ra các tỷ số truyền tương ứng với số 1, 2, 3… cho đến overdrive.
Cơ chế hoạt động của số lùi
Tương tự như số tiến, số lùi hình thành bằng cách đảo hướng quay của bánh răng mặt trời trong bộ hành tinh. Khi phanh dải hoặc ly hợp khóa một bánh răng nhất định:
- Tỷ số truyền thay đổi theo hướng ngược lại.
- Cần dẫn quay đảo chiều → xe lùi.
2.3 Hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission) đang ngày càng phổ biến nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu và vận hành mượt mà, phù hợp với xe đô thị. Tỷ số truyền thay đổi liên tục thay vì theo cấp số cố định như hộp số sàn hoặc AT.
Cấu tạo
Hộp số CVT (Continuously Variable Transmission) hoạt động dựa trên dây đai – puli biến thiên, không sử dụng nhiều cấp số cố định. Cấu tạo gồm hai bộ phận đặc trưng như:
- Hai puli chủ động và bị động
- Dây đai kim loại hoặc dây đai thép giúp truyền lực giữa hai puli
Khi khoảng cách giữa hai mặt puli thay đổi, bán kính truyền lực thay đổi → tỷ số truyền thay đổi một cách vô cấp, mượt mà.
Cơ chế hoạt động của số tiến
Khi xe khởi động, puly chủ động có đường kính nhỏ, puly bị động có đường kính lớn → tỷ số truyền lớn (tương đương số 1). Khi tăng tốc, hệ thống thủy lực dịch chuyển các má puly làm puly chủ động to dần, puly bị động nhỏ dần → tỷ số truyền giảm liên tục (tương đương chuyển từ số 1 lên số cao nhất mà không có hiện tượng giật). Động cơ luôn hoạt động ở vòng tua tối ưu nhất → tiết kiệm nhiên liệu và tăng tốc mượt.
Cơ chế hoạt động của số lùi
CVT không thể tự đảo chiều dây đai nên nhà sản xuất lắp thêm Bộ bánh răng hành tinh đảo chiều trước hệ truyền động dây đai. Khi vào số R, bộ điều khiển khóa một số bánh răng tạo ra sự đảo chiều giúp xe lùi. Khi đó, Puli và dây đai vẫn hoạt động như bình thường, chỉ đổi hướng truyền lực.
2.4 Hộp số ly hợp kép
Hộp số ly hợp kép (Dual Clutch Transmission – DCT) là công nghệ cao cấp nhất hiện nay, thường thấy trên các dòng xe hiệu suất cao (Volkswagen DSG, Porsche PDK, Ford Powershift…). Loại hộp số này được phát triển dựa trên nền tảng cấu trúc cơ khí của hộp số sàn, với các cụm bánh răng bố trí tương tự. Tuy nhiên, thay vì người lái phải thao tác cần số thủ công, hệ thống DCT thực hiện việc sang số hoàn toàn tự động thông qua bộ điều khiển điện tử.
Ưu điểm nổi bật của hộp số ly hợp kép:
- Tăng tốc nhanh nhạy, gần như không mất lực khi chuyển số.
- Truyền động chính xác, độ trễ thấp.
- Hiệu suất cao hơn AT và CVT.
Qua bài viết trên, bạn đã hiểu rõ hộp số là gì, hệ thống này hoạt động ra sao và sự khác biệt giữa các loại hộp số phổ biến trên ô tô hiện nay. Dù là hộp số xe ô tô số sàn, tự động, CVT hay ly hợp kép, mỗi loại đều có cấu tạo riêng nhằm tối ưu hóa khả năng truyền lực, giúp xe vận hành mạnh mẽ, mượt mà và hiệu quả hơn. Việc nắm rõ công dụng của hộp số và nguyên lý vận hành sẽ giúp bạn lựa chọn được dòng xe phù hợp cũng như chăm sóc xe đúng cách. Nếu bạn đang tìm một chiếc xe vận hành mượt mà, hộp số bền bỉ hoặc cần tư vấn sâu hơn về các loại hộp số phù hợp từng nhu cầu hãy liên hệ thông qua hotline để được tư vấn những chiếc xe phù hợp với mức giá ưu đãi.
