(Cấu tạo và nguyên lý của hộp số tự động) – Cấu tạo bên trong và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động như thế nào. Hãy cùng Xenang.com tìm hiểu về vấn đề thông qua bài viết này nhé!
Ngày nay, xe tự động là cái tên không quá xa lạ đối với nhiều người, đặc biệt là những người lái xe. Vậy, xe được trang bị hộp số tự động có điểm gì đặc biệt hơn xe số sàn thông thường? Xenang.com sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại hộp số này thông qua bài viết sau.
Danh mục
Hộp số tự động là gì?
Không ít người chưa hiểu rõ và đặt ra nhiều câu hỏi về hộp số tự động là gì? Hiểu một cách đơn giản, đây là loại hộp số có thể thay đổi tỉ số truyền động một cách tự động mà không cần người lái phải tác động, can thiệp vào.
Hiện nay, có rất nhiều loại hộp số tự động, có thể kể đến những loại sau:
- Hộp số sàn tự động
- Hộp số tự động vô cấp (CVT)
- Hộp số ly hợp kép (DCT)
Các ký hiệu thường gặp trên hộp số vô cấp:
- P (Parking): dừng đỗ xe, đậu xe
- R (Reverse): vị trí số lùi – sử dụng để lùi xe
- N (Neutral): Số mo
- D (Drive): số tiến
- M (Manual): Tự điều khiển số (+ -)
Cấu tạo hộp số tự động
Cấu tạo hộp số tự động bao gồm những bộ phận như visai, động cơ, truyền động cuối và hộp số. Xe số tự động sử dụng bộ ly hợp thủy lực, xe số sàn sử dụng bộ ly hợp cơ khí. Đối với xe số tự động, người lái không cần thực hiện thao tác chuyển số, xe sẽ tính toán và tự động chuyển số khi chọn chế độ D (drive).
Hộp số tự động trên xe ô tô được cấu tạo từ những bộ phận chính như sau:
- Bộ điều khiển điện tử
- Các bộ bánh răng hành tinh
- Biến mô thuỷ lực
- Các bộ ly hợp thuỷ lực
>> Xem thêm: Cấu tạo và nguyên lý truyền động thủy lực.
Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động
Thông thường mọi người sẽ không biết về nguyên lý hoạt động của hộp số tự động. Dưới đây là nguyen ly hoat dong cua hop so tu dong chi tiết phía dưới đây:
Mô men xoắn từ trục khuỷu của động cơ truyền qua biến mô, sau đó từ biến mô truyền tới trục vào của hộp số. Lúc này, thông qua tín hiệu từ cảm biến, bộ điều khiển sẽ tiến hành đóng hoặc mở đường dầu dẫn đến các ly hợp. Điều kiện để mô men xoắn có thể truyền được đến trục ra của hộp số là phải có 2 ly hợp đóng lại.
- Khi xe di chuyển về phía trước: ly hợp số (1 hoặc 2) tương ứng với tốc độ xe và ly hợp tiến sẽ được đóng lại.
- Khi xe ở số N: ly hợp tiến không được đóng, chỉ có ly hợp số 2 được đóng lại. Điều này khiến cho mô men xoắn không thể truyền tới trục ra của hộp số.
- Khi xe di chuyển lùi: ly hợp số 5 và ly hợp số 2 được đóng lại (Đối với hộp số tự động có 1 số lùi và 5 số tiến).
Ngày nay, hộp số xe tự động được bổ sung thêm 1 số tính năng như: giám sát hệ thống phanh ABS, kiểm soát vị trí bướm ga, kiểm soát tốc độ của động cơ,…
Ưu điểm của hộp số tự động
Trên thực tế, có một số bộ phận đóng vai trò rất quan trọng trong việc tiêu hao nhiên liệu của ô tô. Đây là hộp số tự động, thường bị xem là tốn xăng và giảm hiệu suất hoạt động của xe. Trong những năm gần đây, hộp số tự động 3 cấp và 4 cấp dần được thay thế bằng hộp số tự động 5 cấp và hộp số tự động 6 cấp.
Ngoài ra còn có hộp số tự động biến thiên liên tục CVT mới và được thương mại hóa rộng rãi. Một trong những công nghệ mới nhất là hộp số bán tự động DSG của Volkswagen. Mỗi công ty có một quan điểm khác nhau về loại hộp số tự động.
Về hãng Mercedes sử dụng hộp số tự động bảy cấp trong hầu hết các sản phẩm của mình. Lexus sử dụng hộp số tự động 8 cấp cho dòng xe sang LS. General Motors và Ford Motors từng “vọc” hệ dẫn động vô cấp CVT, nhưng giờ họ đang tập trung vào hộp số tự động 6 cấp.
Tại sao hộp số tự động lại cần nhiều cấp đến vậy?
Sử dụng hộp số tự động với tốc độ cao hơn có thể mở rộng phạm vi tỷ số truyền. Khi xe ở số thấp, tỷ số tốc độ cao giúp xe sử dụng mô men xoắn của động cơ. Nhờ đó, khả năng tăng tốc sẽ tốt hơn mà không cần phải nhấn ga quá nhiều.
Vì dễ dàng tăng tốc, động cơ không cần phải làm việc nhiều, giúp cải thiện mức tiêu hao nhiên liệu. Nếu sử dụng hộp số nhiều cấp, động cơ phân khối nhỏ thậm chí có hiệu suất ngang ngửa xe phân khối lớn.
Hãng Ford tuyên bố rằng so với hộp số tự động 4 cấp hoặc tự động 5 cấp truyền thống, hộp số của hãng có thể tiết kiệm 4% đến 6%. Ngoài ra, với hộp số đa cấp, số cao có tỷ số truyền lớn hơn nên đặc biệt hữu ích khi chạy xe đường trường.
Khi có thể sử dụng hệ thống kiểm soát hành trình, hộp số đa tốc độ đặc biệt tiết kiệm nhiên liệu. Bộ chia đa cấp giúp chuyển số nhẹ nhàng và mượt mà hơn. Động cơ sẽ không đột ngột thay đổi trạng thái và quá trình chạy được tối ưu hóa.
Ngoài hộp số tự động còn có loại vô cấp CVT, hộp số vô cấp như tên gọi của nó, là một phương pháp truyền động sử dụng một ròng rọc đai (tương tự như một ròng rọc đai có hai nửa hình chóp) và một dây đai da.
Chiều rộng của ròng rọc có thể thay đổi được, giữ đai ở vị trí cao hoặc thấp và sự thay đổi này có tác dụng làm thay đổi tỷ số truyền. Loại hộp số vô cấp CVT nhìn thì có vẻ đơn giản về cấu tạo, nhưng thực tế quá trình chế tạo rất phức tạp.
Các chi tiết kim loại phải được tính toán và chế tạo chính xác, hệ thống điều khiển phải đảm bảo hộp số tương thích với hiệu suất của động cơ. Công ty ô tô Mỹ Chrysler đã sử dụng CVT trên các thương hiệu nhỏ của mình một thời gian.
Hãng xe Audi cung cấp nó như một trang bị tùy chọn. Dưới con mắt của giới chuyên môn, Nissan là hãng đi đầu trong công nghệ CVT khi lắp đặt trang bị này trên hầu hết các dòng xe hơi và SUV thể thao đa dụng.
Chương trình trên mẫu SUV vừa ra mắt Rogue tốt đến mức người lái thử khó có thể phân biệt được đâu là hộp số CVT và hộp số truyền thống. Điều đặc biệt của CVT là có thể sang số bằng tay, tuy nhiêu các hãng xe khuyên nên để chế độ tự động để tiết kiệm nhiên liệu.
Các loại hộp số tự động trên thị trường
Hiện nay, hop so tu dong xe oto được phân thành những loại cơ bản như: Hộp số sàn tự động, hộp số tự động vô cấp và hộp số ly hợp kép. Sau đây là một số thông tin chi tiết về những loại hộp số này:
Hộp số sàn tự động (AT)
Hộp số thủy lực là loại hộp số sàn nhưng hoạt động điện tử. Hộp số AT còn được gọi bằng một số tên gọi như hộp số rô bốt, hộp số không chân côn hay Tiptronic, SMG, ASG…Điểm đặc biệt của loại hộp số sàn này là không có cần sang số lên xuống hay bàn đạp ly hợp như những xe số sàn thông thường.
Cấu tạo bên trong y hệt hộp số sàn thông thường nhưng bên ngoài lại tương tự như xe số tự động. Tài xế không quyết định được khi nào sang số mà xe sẽ tự động tính toán và lựa chọn thời điểm thích hợp để sang số.
Khi xe đạt đủ tốc độ và vòng tua máy, máy tính sẽ điều khiển tự động ngắt ly hợp, sang số và kết nối ly hợp trở lại. Do có cấu tạo như 1 hộp số sàn nên loại này không có số P(đỗ). Ở loại hộp số này, M là chế độ sang số bằng tay, A là chế độ sang số tự động. Loại hộp số này mang lại lợi ích là hoạt động tương tự hộp số tự động nhưng chi phí rẻ hơn nhiều.
Hộp số tự động vô cấp (CVT)
Hộp số tự động vô cấp (CVT) là hộp số tự động nhưng không có số cụ thể 1-2-3-4-5-6… như trên những loại hộp số tự động sử dụng bánh răng thông thường. Hộp số tự động thông thường thay đổi tỷ số truyền bằng cách sử dụng các bánh răng khớp vào nhau, hộp số CVT sử dụng các puli và dây đai như ròng rọc để thay đổi tỷ số truyền.
Hộp số CVT hoạt động mượt mà, không bị hẫng, trễ vì không phải sang số. Tuy nhiên, loại hộp số này có nhược điểm là khả năng tăng tốc không tốt vì không tạo ra những tỷ số truyền cực đoan. Bởi vậy, hộp số CVT chỉ được sử dụng cho những dòng xe phổ thông.
Hộp số ly hợp kép (DCT)
Loại hộp số này tương tự hộp số sàn tự động nhưng có tới 2 bộ ly hợp. Nhờ cấu tạo có tới 2 ly hợp giúp hộp số này có thể sang số mượt mà, khi vận hành không gặp tình trạng gián đoạn, trễ như hộp số chỉ có 1 ly hợp mỗi khi ngắt kết nối ly hợp.
Loại hộp số này được cấu tạo như sau: Trục rỗng gắn liền với ly hợp xám nằm bên ngoài và điều khiển dãy bánh răng sang số 2, 4 và 6. Trục xanh được gắn với ly hợp xanh nằm bên trong để điều khiển dãy bánh răng sang số 1, 3 và 5. Tuy nhiên, tất cả đều có chung 1 đầu ra.
Tóm lại, đây là loại hộp số có khả năng sang số nhanh, vận hành mượt mà và khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Hộp số tự động ly hợp kép thường được những hãng xe bình dân áp dụng với mục đích giảm thiểu lượng nhiên liệu tiêu thụ. Đối với những hãng xe thể thao, loại hộp số này được áp dụng để tối ưu hóa thời gian tăng tốc.
>> Xem thêm: Nếu bạn đang có nhu cầu sửa xe nâng hàng giá rẻ tại tphcm thì hãy liên hệ với công ty Asa chúng tôi, bảo đảm nhanh gọn và chất lượng.
Sự khác biệt hộp số tự động và hộp số sàn ô tô.
Hộp số tự động và hộp số sàn có cấu tạo, nguyên lý hoạt động hoàn toàn khác nhau. Chúng ta có thể thấy rõ sự khác biệt chủ yếu giữa 2 loại hộp số này ở chỗ hộp số sàn có 3 bàn đạp côn, chân phanh và ga còn hộp số tự động chỉ có bàn đạp ga và chân phanh.
Ngoài ra, hộp số sàn cần phải thao tác bằng tay, tạo nên giá trị tỷ số truyền khác nhau giữa trục sơ cấp (nối liền với động cơ) và trục thứ cấp (nối liền với trục truyền ra các cầu chủ động) bằng cách điều khiển hệ thống ly hợp (côn) dẫn tới thay đổi việc gài các bánh răng.
Trong khi đó, hộp số tự động thông qua hệ thống bánh răng hành tinh được hệ thống cơ khí tự động (điện tử) điều khiển để tạo ra tỷ số truyền khác nhau.
Không những vậy, xe được trang bị hộp số sàn luôn có giá thành rẻ hơn nhiều so với xe được trang bị hộp số tự động. Bên cạnh đó, chi phí để bảo trì, bảo dưỡng hay sửa chữa hộp số sàn cũng rẻ hơn so với hộp số tự động. Khả năng tiết kiệm nhiên liệu khi di chuyển trong nội thành của những xe được trang bị hộp số sàn tốt hơn nhiều so với xe số sàn.
Tương lai của hộp số tự động sau này
Nhiều chuyên gia tin rằng hộp số tay điều khiển bằng máy tính sẽ thống trị ngành công nghiệp ô tô. Công nghệ này đang được Volkswagen thương mại hóa với tên gọi DSG. Hộp số này có 2 ly hợp nên còn được gọi là ly hợp kép.
Khi giảm ga, máy tính sẽ gài bộ ly hợp đầu tiên và xe sẽ di chuyển. Khi chuyển sang số thứ hai, ly hợp thứ nhất được ngắt và ly hợp thứ hai được hoạt động. Chuyển sang bánh răng thứ ba, máy tính lại nhả ly hợp bánh răng thứ hai, lắp ly hợp bánh răng thứ nhất và chuyển từ bánh răng thứ nhất sang bánh răng thứ ba, và ly hợp bánh răng thứ hai chịu trách nhiệm chuyển sang bánh răng thứ tư.
Ở chế độ ly hợp kép (bán tự động) ly hợp đơn có nhiệm vụ chuyển số thành các bánh răng lẻ (1, 3 và 5). Ly hợp còn lại chịu trách nhiệm chuyển số đều (2, 4 và 6). Ưu điểm của phương pháp này là động cơ luôn được kết nối với hộp số và sẽ không bị ngắt khi người lái nhấn ly hợp như hộp số sàn thông thường.
Hộp số ly hợp kép ngày càng trở nên phổ biến. Porsche sử dụng nó để đua. Audi và Volkswagen đang giải quyết việc Ford đang sử dụng công nghệ này. Nhà sản xuất ô tô Mỹ giới thiệu hộp số Powershift được cho là tiết được khoảng 10% so với kiểu thông thường.
Nhưng hiện tại trong thời gian gần đây thì xe điện là một bước tiến lớn trong thị trường xe ô tô hiện nay. Việc người ta sử dụng nguồn nhiên liệu sạch và bền sẽ giúp nhiều cho không khí và môi trường, nên việc sử dụng xe điện sẽ trở nên thông dụng trong thời gian tới.
Lời kết về hộp số tự động
Hộp số tự động có nhiều ưu điểm vượt trội và là phiên bản nâng cấp hoàn hảo so với hộp số sàn. Chính vì vậy, ngày càng nhiều hãng xe trang bị loại hộp số này cho các dòng xe của họ. Bên cạnh đó, ngày càng nhiều khách hàng lựa chọn xe số tự động thay vì những dòng xe số sàn.
Qua bài viết trên, Xenang.com đã chia sẻ đến bạn những thông tin về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như phân loại hộp số tự động. Nếu bạn cần giải đáp những thắc mắc về hộp số này, hãy liên lạc với chúng tôi để được hỗ trợ và tư vấn một cách nhanh chóng và chi tiết nhất.
