Hộp số tự động là gì? Cấu tạo, phân loại, nguyên lý chi tiết

20 Tháng 12, 2024
0 bình luận
102

Hộp số tự động (Automatic Transmission – AT) là một trong những loại hộp số được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao sự tiện nghi và an toàn khi lái xe. Cùng trung tâm VCE tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các lỗi thường gặp và cách khắc phụ trong phần dưới đây.

Nội dung bài viết

Hộp số tự động là gì? Lịch sử ra đời của hộp số tự động

Hộp số tự động (Automatic Transmission – AT) là hệ thống truyền động trên xe ô tô giúp tự động chuyển đổi các tỷ số truyền trong quá trình di chuyển mà không cần sự can thiệp của người lái. Điều này giúp việc lái xe trở nên dễ dàng hơn, đặc biệt trong các điều kiện giao thông đông đúc. So với hộp số tay (MT), hộp số tự động loại bỏ sự cần thiết phải nhấn côn và chuyển cần số bằng tay.

Hộp số tự động khởi nguồn từ hộp số hành tinh của Wilson-Pilcher năm 1900. Đến thập niên 1930, GM và REO giới thiệu hộp số bán tự động, mở đường cho sự ra đời của hộp số tự động hoàn toàn. Bước ngoặt lớn đến vào năm 1939, GM cho ra mắt hộp số Hydra-Matic, hộp số tự động đầu tiên được sản xuất hàng loạt, đánh dấu sự thay đổi căn bản trong trải nghiệm lái xe. Từ đó, hộp số tự động không ngừng được cải tiến với nhiều cấp số hơn và công nghệ điều khiển điện tử hiện đại.

Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

Dưới đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số tự động ô tô:

Cấu tạo của hộp số tự động

Một hộp số tự động thông thường gồm các bộ phận chính sau:

Bộ bánh răng hành tinh (Planetary gear sets): Đây là hệ thống bánh răng phức tạp, tạo ra tất cả các tỷ số truyền động tiến và lùi.
Hệ thống thủy lực (Hydraulic system): Sử dụng dầu hộp số chuyên dụng để điều khiển các bộ bánh răng hành tinh, thực hiện việc chuyển số.
Bộ biến mô (Torque converter): Đóng vai trò như ly hợp, cho phép xe dừng mà động cơ vẫn hoạt động, đồng thời truyền lực từ động cơ đến hộp số.
Bộ điều tốc (Governor) và bộ điều biến (Modulator): Xác định tốc độ xe và vị trí bướm ga, sau đó gửi tín hiệu để hộp số thực hiện việc chuyển số khi cần thiết.

Nguyên lý hoạt động

Khác với hộp số sàn, hộp số tự động hoạt động bằng cách thay đổi tỷ lệ truyền động khi xe di chuyển. Khi tốc độ xe tăng, bộ số sẽ tự động chuyển sang tỷ lệ truyền cao hơn, giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tăng độ mượt mà khi lái. Bộ biến mô giúp kết nối động cơ với hệ thống truyền động mà không cần sự tham gia của người lái, điều này mang lại sự tiện lợi và dễ dàng khi lái xe trong môi trường giao thông phức tạp.

Vai trò của hộp số tự động

Hộp số tự động giúp tối ưu hóa hiệu suất và mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái cho người dùng. Vai trò cụ thể của hộp số tự động như sau:

Tự động chuyển số: Hộp số tự động tự động thay đổi tỷ số truyền động trong quá trình vận hành của xe mà không cần tới sự can thiệp của người lái. Nhờ đó, bạn có thể lái xe dễ dàng, thuận tiện trong tình huống giao thông đông đúc, dừng – đi liên tục.
Tăng tính an toàn khi lái xe: Hộp số tự động giúp người lái tập trung điều khiển xe, quan sát và không phải lo chuyển số. Điều này giúp giảm thiểu khả năng xảy ra tai nạn, đặc biệt trong các tình huống cần phản ứng nhanh.
Đem lại cảm giác lái dễ chịu cho người lái mới: Với người mới bắt đầu lái xe, hộp số tự động là lựa chọn lý tưởng vì không cần phải học cách sử dụng côn hay thay đổi số.
Tự động điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn: Hộp số tự động tối ưu hóa tốc độ và mô-men xoắn của động cơ, mang lại hiệu suất lái xe tốt nhất trong mọi điều kiện vận hành.
Giảm thiểu độ mài mòn của động cơ:Tỷ số truyền động tự động điều chỉnh để đảm bảo động cơ hoạt động trong phạm vi vòng tua tối ưu. Điều này giúp tránh tình trạng động cơ phải hoạt động quá sức (vòng tua cao) hoặc quá yếu (vòng tua thấp).

Các loại hộp số tự động phổ biến

Dưới đây là tổng hợp những loại hộp số tự động được sử dụng phổ biến trên ô tô hiện nay.

Hộp số tự động cơ khí (Conventional AT)

Hộp số tự động cơ khí là loại hộp số tự động truyền thống nhất với các bánh răng và bộ chuyển động cơ khí. Hệ thống này sử dụng một bộ biến mô để truyền động từ động cơ tới hệ thống truyền động. Mặc dù hiệu suất không bằng các loại hộp số hiện đại như CVT hoặc DCT, nhưng loại hộp số này vẫn phổ biến nhờ sự bền bỉ và khả năng đáp ứng tốt trong nhiều điều kiện lái xe.

Ưu điểm:

Chi phí bảo dưỡng thấp hơn so với các hệ thống hộp số khác.
Cảm giác lái mượt mà.

Nhược điểm:

Tốc độ chuyển số chậm hơn so với DCT.
Tiêu thụ nhiên liệu cao hơn khi so với CVT.

Hộp số vô cấp (CVT – Continuously Variable Transmission)

CVT là loại hộp số không có các tỷ số truyền cố định mà thay đổi liên tục để phù hợp với tốc độ xe và yêu cầu của động cơ. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và mang lại sự mượt mà hơn khi lái xe.

Ưu điểm:

Tiết kiệm nhiên liệu cho nhiều mẫu xe.
Cảm giác lái mượt mà, không có sự gián đoạn khi chuyển số.

Nhược điểm:

Cảm giác lái có thể không mạnh mẽ, không phù hợp với người yêu thích trải nghiệm lái thể thao.
Đôi khi có tiếng ồn khi động cơ tăng tốc.

Ưu và nhược điểm của hộp số tự động

Dưới đây là bảng tóm tắt ưu điểm và nhược điểm của hộp số tự động (Automatic Transmission – AT):

Ưu Điểm	Nhược Điểm
Tiện lợi và dễ lái: Người lái không phải thao tác với côn và cần số, giảm bớt căng thẳng khi lái xe trong điều kiện giao thông đông đúc.	Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao: Hộp số tự động phức tạp hơn so với hộp số tay, khiến chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao hơn, đặc biệt đối với các loại hộp số CVT hoặc DCT.
An toàn hơn: Việc không cần chuyển số bằng tay giúp người lái tập trung vào việc điều khiển và quan sát tình huống giao thông, từ đó giảm thiểu nguy cơ tai nạn.	Cảm giác lái không mạnh mẽ: Một số tài xế thích cảm giác chuyển số mạnh mẽ của hộp số tay có thể không thích hợp với hộp số tự động, vì không có sự chuyển số rõ ràng.
Tiết kiệm nhiên liệu (tuỳ loại xe): Hộp số CVT và DCT có thể tối ưu hóa việc sử dụng nhiên liệu, giúp tiết kiệm chi phí vận hành xe trong một số điều kiện.	Cảm giác giật khi lái (đặc biệt với DCT): Hộp số ly hợp kép có thể gây ra hiện tượng giật khi chuyển số ở tốc độ thấp hoặc khi tăng tốc đột ngột.
Tiện lợi trong các tình huống giao thông phức tạp: Khi di chuyển trong đô thị hoặc trong các tình huống giao thông chậm, hộp số tự động giúp giảm mệt mỏi cho người lái.	Tiếng ồn và cảm giác mất đi tính thể thao (đặc biệt với CVT): Hộp số CVT có thể gây ra tiếng ồn khó chịu khi động cơ tăng tốc, và thiếu cảm giác chuyển số mạnh mẽ cho những người thích trải nghiệm thể thao.
Dễ dàng cho người mới lái: Hộp số tự động là lựa chọn lý tưởng cho những người chưa có kinh nghiệm lái xe hoặc những người mới học lái xe.	Sự phức tạp của công nghệ: Các loại hộp số tự động hiện đại như CVT hoặc DCT sử dụng công nghệ phức tạp, làm cho việc sửa chữa và bảo trì đắt đỏ hơn và khó khăn hơn đối với người sử dụng.
Lợi ích trong việc lái xe lâu dài: Hộp số tự động giúp giảm mệt mỏi trong những chuyến đi dài, đặc biệt là khi phải lái xe ở tốc độ thấp hoặc trong tình huống dừng	Tốc độ chuyển số chậm (đối với hộp số tự động cơ khí): Các hộp số tự động cơ khí có thể không chuyển số nhanh chóng như DCT, gây cảm giác trễ khi tăng tốc.

Bảng trên giúp bạn dễ dàng so sánh những ưu điểm và nhược điểm của hộp số tự động để có cái nhìn tổng quan hơn về loại hộp số này.

Thắc mắc liên quan đến hộp số tự động

1- Sự khác biệt giữa hộp số tự động và hộp số sàn là gì?

Cả hai loại hộp số tự động và hộp số sàn đều sử dụng bánh răng để tối ưu hóa mô-men xoắn, giúp xe tăng tốc và duy trì tốc độ mà không làm hại động cơ. Điểm khác biệt then chốt nằm ở cách thức chuyển số. Xe số sàn sử dụng các bánh răng riêng biệt, người lái phải tự điều khiển cần số và ly hợp để chọn số phù hợp. Ngược lại, xe số tự động sử dụng bộ bánh răng duy nhất, hệ thống tự động sẽ điều chỉnh để tạo ra các tỷ số truyền cần thiết, giải phóng người lái khỏi việc sang số thủ công.

2- Làm thế nào để sử dụng hộp số tự động?

Sử dụng hộp số tự động khá đơn giản, nhưng bạn cần nắm rõ các ký hiệu và chức năng để đảm bảo an toàn và hiệu quả:

P (Parking): Số đỗ xe, sử dụng khi dừng xe hẳn.
R (Reverse): Số lùi, sử dụng khi muốn lùi xe.
N (Neutral): Số mo, sử dụng khi xe dừng tạm thời hoặc kéo xe.
D (Drive): Số tiến, sử dụng khi xe di chuyển bình thường.
Các số khác (D1, D2, D3…): Sử dụng trong các trường hợp đặc biệt như leo dốc, đổ đèo.

Cách sử dụng:

Đạp phanh và khởi động xe.
Giữ phanh và chuyển cần số đến vị trí mong muốn (D, R, N…).
Nhả phanh từ từ và đạp ga để xe di chuyển.
Khi dừng xe, đạp phanh và chuyển cần số về P.

Lưu ý:

Luôn đạp phanh khi chuyển số.
Chỉ sử dụng chân phải để điều khiển phanh và ga.
Không chuyển số khi xe đang di chuyển.
Đọc kỹ hướng dẫn sử dụng xe để biết thêm chi tiết.

Làm sao để điều khiển xe có hộp số tự động?

3- Dấu hiệu cảnh báo hộp số tự động cần bảo dưỡng, sửa chữa là gì?

Nếu chủ xe nhận biết sớm các dấu hiệu cảnh báo và bảo dưỡng, sửa chữa kịp thời, hộp số tự động sẽ tránh được những hư hỏng nghiêm trọng. Dưới đây là một số dấu hiệu thường gặp:

Rò rỉ dầu hộp số: Vết rò rỉ hoặc vết bẩn xuất hiện dưới xe, đặc biệt là dầu hộp số bị rò rỉ.
Tiếng ồn hoặc rung động lạ: Tiếng ồn lạ hoặc rung động bất thường trong quá trình chuyển số cũng là những dấu hiệu cảnh báo.
Khó khăn khi chuyển số: Hiện tượng như giật, trễ, hoặc khó khăn khi chuyển số.
Đèn báo lỗi trên bảng điều khiển: Đèn báo lỗi liên quan đến hộp số sáng lên trên bảng điều khiển

Ngoài ra, bạn cần chú ý thay dầu hộp số định kỳ, mốc thay cụ thể ở trong sách hướng dẫn sử dụng (thường sau khoảng 40.000 km). Nếu không chắc chắn về cách thực hiện, bạn hãy mang xe đến trung tâm dịch vụ chuyên nghiệp để được kiểm tra, bảo dưỡng.

Hiểu biết về hộp số tự động cùng kỹ năng sửa chữa ô tô chuyên nghiệp sẽ giúp bạn tự tin hơn khi chăm sóc, bảo vệ “xế yêu” của mình. Hãy truy cập trang web hoặc fanpage VCE để khám phá khóa học đào tạo nghề sửa chữa ô tô chất lượng cao, giúp bạn trở thành chuyên gia trong lĩnh vực này.