Hộp số ô tô: Cấu tạo, nguyên lý và phân loại 2025
Hộp số ô tô là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống truyền động của xe, đóng vai trò quyết định đến hiệu suất, khả năng tiết kiệm nhiên liệu và cảm giác lái xe. Trong bài viết này, trung tâm VCE sẽ giới thiệu tổng quan về hộp số ô tô, từ phân loại, nguyên lý hoạt động, đến cách bảo dưỡng và các lưu ý khi sử dụng. Hãy cùng theo dõi nhé.
Hộp số ô tô là gì? Vị trí, công dụng của hộp số ô tô
Hộp số ô tô là bộ phận thuộc hệ truyền động, có chức năng thay đổi mô-men xoắn và tốc độ truyền từ động cơ đến bánh xe. Hộp số ô tô thường được đặt ở vị trí giữa động cơ và trục truyền động, có thể là trục trước, trục sau hoặc cả hai tùy thuộc vào hệ dẫn động của xe. Vị trí này giúp hộp số tiếp nhận và điều chỉnh mô-men xoắn từ động cơ trước khi truyền đến bánh xe.
Công dụng của hộp số ô tô là thay đổi tỷ số truyền động giúp xe vận hành ở nhiều chế độ, tốc độ khác nhau. Với số thấp, tỉ số truyền lớn, xe có lực kéo mạnh để khởi động, leo dốc hoặc di chuyển ở tốc độ chậm. Với số cao, tỷ số truyền nhỏ, xe sẽ di chuyển với tốc độ cao trên đường trường. Hộp số ô tô cũng cho phép xe chạy lùi hoặc dừng tạm thời mà không cần tắt động cơ.
Phân loại hộp số ô tô
Hiện nay trên thị trường xuất hiện rất nhiều loại hộp số ô tô, dưới đây là các cách phân loại thường thấy:
Phân loại theo cơ cấu chuyển số
Theo cơ cấu chuẩn số, hộp số ô tô bao gồm các loại sau:
- Hộp số sàn (MT): Loại hộp số ô tô lâu đời nhất, yêu cầu người lái trực tiếp chuyển số bằng chân côn và cần số. Ưu điểm là khả năng kiểm soát xe tốt hơn, cảm giác lái chân thực và tiết kiệm nhiên liệu. Nhược điểm là đòi hỏi kỹ năng lái xe tốt và gây mệt mỏi khi lái xe trong điều kiện giao thông đông đúc.
- Hộp số tự động (AT): Hộp số tự động chuyển số dựa trên tốc độ và tải của xe, giúp người lái không cần phải suy nghĩ khi nào chuyển số. Mặt khác, mức tiêu hao nhiên liệu và chi phí bảo dưỡng cao hơn so với hộp số sàn.
- Hộp số bán tự động (Tiptronic): Loại hộp số ô tô cho phép người lái chuyển số bằng tay trên hộp số tự động, kết hợp ưu điểm tiện lợi của hộp số tự động và khả năng kiểm soát của hộp số sàn, nhưng loại này không được ứng dụng phổ biến.
Phân loại theo cấu tạo biến mô
Căn cứ theo cấu tạo biến mô, hộp số ô tô được phân loại như sau:
- Hộp số ly hợp: Loại hộp số sử dụng ly hợp (cụ thể là ly hợp ma sát) để kết nối và ngắt kết nối động cơ với hộp số. Ưu điểm là hiệu suất truyền lực cao, tiết kiệm nhiên liệu và mang đến cảm giác lái chân thực. Hộp số sử dụng ly hợp thường xuất hiện trên xe du lịch, xe thể thao, xe đua.
- Hộp số thủy lực: Hộp số sử dụng biến mô thủy lực truyền lực từ động cơ đến hộp số bằng chất lỏng thủy lực. Ưu điểm của loại hộp số này là hoạt động êm ái, giảm rung động và giúp xe khởi động, di chuyển mượt mà. Hộp số sử dụng biến mô thủy lực thường được trang bị trên xe ô tô có kích thước lớn, xe tải và xe buýt.
Phân loại theo vị trí lắp ráp
Phân loại theo vị trí lắp ráp, hộp số ô tô bao gồm:
- Hộp số ngang: Hộp số ngang được lắp đặt cùng động cơ theo hướng ngang của xe. Loại hộp số này thường ứng dụng với xe dẫn động cầu trước, giúp tiết kiệm không gian, giảm trọng lượng xe.
- Hộp số dọc: Hộp số dọc được lắp đặt cùng động cơ theo hướng dọc của xe. Loại hộp số này thường trên xe dẫn động cầu sau hoặc 4 bánh, giúp phân bổ trọng lượng đều hơn và cải thiện khả năng vận hành của xe.
Phân loại theo cấp số
Theo cách phân loại dựa trên cơ cấu chuyển số, hộp số ô tô có thể được chia thành các loại chính sau đây:
- Hộp số có cấp: Tỷ số truyền được chia thành các cấp số cụ thể, thường được thiết lập thông qua các cặp bánh răng. Các cấp số này được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất động cơ, khả năng vận hành của xe trong các điều kiện khác nhau.
- Hộp số vô cấp (CVT): Loại hộp số ô tô có tỷ số truyền thay đổi liên tục, không có cấp số cố định. Hộp số vô cấp giúp xe vận hành êm ái, tăng tốc mượt mà và tiết kiệm nhiên liệu.
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách sử dụng hộp số ô tô
Dưới đây là cấu tạo, nguyên lý hoạt động của một số loại hộp số phổ biến.
Hộp số sàn (MT)
Cấu tạo của hộp số sàn gồm:
- Bánh răng: Thay đổi tỷ số truyền, từ đó điều chỉnh tốc độ quay giữa các bộ phận.
- Trục hộp số: Trong hộp số dọc, thường có ba trục: trục sơ cấp, trục trung cấp và trục thứ cấp. Hộp số ngang thường có hai trục: trục sơ cấp và trục thứ cấp.
- Bộ đồng tốc: Đồng bộ tốc độ của các bánh răng khi chuyển số, giảm thiểu va đập và mài mòn.
- Ổ bi: Chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, giảm tiếng ồn và tăng tuổi thọ cho hộp số.
- Vỏ và nắp hộp số: Bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi va đập và tác động từ môi trường bên ngoài.
Nguyên lý vận hành của hộp số sàn:
- Số tiến: Mô-men xoắn từ động cơ được truyền qua ly hợp đến trục sơ cấp của hộp số. Khi người lái chọn số, cặp bánh răng tương ứng sẽ ăn khớp, truyền động lực từ trục sơ cấp qua trục trung gian đến trục thứ cấp, cuối cùng đến trục dẫn động bánh xe.
- Số lùi: Khi chọn số lùi, một bánh răng trung gian sẽ thay đổi hướng quay của trục thứ cấp, khiến bánh xe quay ngược, cho phép xe di chuyển lùi.
Hộp số tự động (AT)
Thành phần cấu tạo của hộp số tự động bao gồm:
- Bộ bánh răng hành tinh: Gồm bánh răng mặt trời ở trung tâm, các bánh răng hành tinh xung quanh và vành đai ngoài. Cấu trúc này cho phép thay đổi tỷ số truyền một cách linh hoạt.
- Bộ ly hợp thủy lực: Sử dụng đĩa ma sát để kết nối và ngắt kết nối giữa các bánh răng, điều khiển bởi áp suất dầu.
- Biến mô thủy lực: Nằm giữa động cơ và hộp số, chuyển đổi và truyền mô-men xoắn từ động cơ đến hộp số.
- Bộ điều khiển điện tử: Sử dụng cảm biến để thu thập thông tin và điều khiển hoạt động của các van và ly hợp, đảm bảo việc chuyển số mượt mà và hiệu quả.
Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động:
- Số tiến: Mô-men xoắn từ động cơ được truyền qua biến mô thủy lực đến trục vào của hộp số. Bộ điều khiển điện tử xác định thời điểm và cấp số phù hợp, điều chỉnh áp suất dầu để kích hoạt các ly hợp và thay đổi tỷ số truyền thông qua bộ bánh răng hành tinh.
- Số lùi: Khi chọn số lùi, bộ điều khiển kích hoạt các ly hợp và bánh răng trong bộ bánh răng hành tinh theo cấu hình đặc biệt, đảo ngược hướng quay của trục ra, giúp xe di chuyển lùi.
Hộp số vô cấp (CVT)
Cấu tạo của hộp số vô cấp gồm:
- Dây đai truyền động bằng thép: Kết nối giữa hai pulley, truyền mô-men xoắn từ động cơ đến bánh xe.
- Hệ pulley: Gồm pulley đầu vào (chủ động) và pulley đầu ra (bị động). Mỗi pulley được cấu tạo từ hai nửa hình nón đối diện, có thể di chuyển để thay đổi đường kính hiệu dụng, từ đó thay đổi tỷ số truyền.
Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp:
- Số tiến: Bộ điều khiển điều chỉnh khoảng cách giữa hai nửa của mỗi pulley, thay đổi đường kính hiệu dụng mà dây đai tiếp xúc. Khi đường kính pulley đầu vào tăng và pulley đầu ra giảm, tỷ số truyền tăng, giúp xe tăng tốc. Ngược lại, khi đường kính pulley đầu vào giảm và pulley đầu ra tăng, tỷ số truyền giảm, phù hợp cho tốc độ cao.
- Số lùi: Để tạo số lùi, một số hộp số CVT sử dụng thêm bộ bánh răng hành tinh và ly hợp, tương tự như trong hộp số tự động, để đảo ngược hướng quay của trục ra.
Hộp số ly hợp kép (DCT)
Hộp số ly hợp kép kết hợp các đặc điểm của hộp số sàn và hộp số tự động, bao gồm:
- Hai bộ ly hợp: Một ly hợp điều khiển các số lẻ (1, 3, 5, v.v.), ly hợp còn lại điều khiển các số chẵn (2, 4, 6, v.v.).
- Hệ thống bánh răng: Tương tự như hộp số sàn, nhưng được điều khiển tự động.
- Bộ điều khiển điện tử: Quản lý việc kích hoạt các ly hợp và chuyển số dựa trên thông tin từ cảm biến.
Nguyên lý hoạt động của hộp số ly hợp kép:
- Số tiến: Khi xe khởi động, ly hợp điều khiển số 1 được kích hoạt. Khi tốc độ tăng, bộ điều khiển chuẩn bị sẵn ly hợp cho số 2. Khi đến thời điểm chuyển số, ly hợp số 1 ngắt và ly hợp số 2 kích hoạt gần như đồng thời, giúp chuyển số nhanh chóng và mượt mà. Quá trình này tiếp tục cho các số tiếp theo.
- Số lùi: Khi cần số chuyển về vị trí số lùi, bộ điều khiển kích hoạt ly hợp phù hợp và thay đổi sự phối hợp giữa các bánh răng, giúp trục ra quay ngược chiều, từ đó xe có thể di chuyển lùi.
Một số vấn đề thường gặp trên hộp số ô tô và cách khắc phục
Bạn theo dõi bảng tổng hợp chi tiết một số vấn đề thường gặp ở hộp số ô tô gồm dấu hiệu nhận biết, nguyên nhân và cách khắc phục cụ thể:
| Sự cố | Dấu hiệu | Nguyên nhân | Khắc phục |
| Hộp số bị rò rỉ dầu | – Xuất hiện vũng dầu nhỏ dưới gầm xe, đặc biệt ở khu vực hộp số – Dầu hộp số hao hụt nhanh bất thường | – Phớt dầu bị hỏng – Gioăng bị rách – Ốc hộp số vặn không chặt | – Kiểm tra vị trí rò rỉ – Thay thế phớt dầu, gioăng – Siết chặt các ốc hộp số |
| Hộp số bị kêu | – Xuất hiện tiếng kêu lạ khi chuyển số, khi tăng tốc hoặc giảm tốc – Tiếng kêu có thể thay đổi theo tốc độ | – Bánh răng bị mòn – Bạc đạn bị hỏng – Bộ đồng tốc bị mòn – Thiếu dầu bôi trơn | – Kiểm tra và thay thế các bộ phận bị mòn – Bổ sung hoặc thay dầu hộp số |
| Hộp số bị trượt số | – Tốc độ động cơ tăng nhưng xe không tăng tốc tương ứng – Cảm giác như xe bị tuột số | – Mòn đĩa ma sát, đĩa ép ly hợp – Lỗi bộ điều khiển hộp số (hộp số tự động) | – Thay thế đĩa ma sát, đĩa ép ly hợp – Kiểm tra và sửa chữa bộ điều khiển hộp số |
| Hộp số khó vào số | – Cần số cứng, khó chuyển số hoặc không vào số được – Khi vào số có tiếng “cạch” mạnh. | – Dây cáp chuyển số bị đứt hoặc kẹt – Bộ đồng tốc bị hỏng -Dầu hộp số bị ô nhiễm hoặc cạn | – Kiểm tra và thay thế dây cáp chuyển số – Sửa chữa hoặc thay mới bộ đồng tốc – Thay dầu hộp số định kỳ |
| Hộp số bị nóng | – Hộp số nóng bất thường, có thể kèm theo mùi khét – Hiệu suất hộp số giảm | – Thiếu dầu bôi trơn – Dầu bị ô nhiễm, đóng cặn – Có vật lạ lọt vào hộp số | – Kiểm tra mức dầu, thay dầu hộp số – Vệ sinh hộp số, loại bỏ vật lạ |
| Hộp số bị rung giật | – Xe rung giật khi chuyển số hoặc khi tăng tốc – Động cơ hoạt động không ổn định. | – Đĩa ma sát bị mòn – Bạc đạn bị hỏng – Chân máy hộp số bị hỏng. | – Thay thế đĩa ma sát, bạc đạn – Kiểm tra và thay chân máy hộp số |
| Các dấu hiệu khác | – Đèn cảnh báo hộp số trên bảng điều khiển bật sáng – Xe chết máy khi chuyển số – Xuất hiện âm thanh bất thường từ hộp số | – Lỗi cảm biến hộp số – Hư hỏng bộ điều khiển hộp số – Có vấn đề trong hệ thống truyền động | – Kiểm tra mã lỗi bằng máy chẩn đoán – Kiểm tra hệ thống điều khiển của hộp số – Sửa chữa hoặc thay thế những linh kiện cần thiết |
Kiểm tra hộp số bạn cần thực hiện tháo hộp số ô tô thì mới có thể tiến hành kiểm tra, sửa chữa chuyên sâu được. Thao tác này đòi hỏi kỹ năng, kinh nghiệm thực chiến và nên được thực hiện bởi những kỹ thuật viên có tay nghề.
Hy vọng bài viết này cung cấp cho bạn những kiến thức tổng quan về hộp số ô tô. Để hiểu sâu hơn về từng loại hộp số cụ thể, bạn có thể tìm đọc thêm tài liệu chuyên ngành, tham khảo ý kiến từ chuyên gia hoặc liên hệ ngay với trung tâm đào tạo nghề sửa chữa ô tô VCE nếu cần nhé.
