Hộp số ô tô: Ưu nhược điểm từng loại & kinh nghiệm sử dụng cần biết

Hộp số ô tô để làm gì? Có các loại hộp số nào? Cùng xem các lý giải về cấu tạo, nguyên lý làm việc, ưu nhược điểm từng loại hộp số để biết.

Bạn đang băn khoăn nên mua xe số sàn hay số tự động? Để đưa ra quyết định sáng suốt, hãy cùng Danchoioto tìm hiểu chi tiết về hộp số ô tô - bộ phận quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến trải nghiệm lái xe của bạn.

Hộp số ô tô là gì?

Hộp số ô tô là bộ phận giúp truyền sức mạnh từ động cơ đến hệ thống dẫn động bánh xe với tỉ số truyền thay đổi phù hợp với yêu cầu vận hành. Bởi động cơ đốt trong chỉ sản sinh công suất và mô men xoắn tối đa tại dải vòng tua máy hẹp. Nên để xe có thể tăng/giảm tốc độ, cần có một bộ phận trung gian đảm nhận nhiệm vụ thay đổi tỉ số truyền đến hệ thống dẫn động bánh xe. Đây chính là lý do hộp số ra đời.

Cấu tạo chính của hộp số ô tô:

• Vỏ hộp số: Bảo vệ các chi tiết bên trong hộp số khỏi tác động của môi trường bên ngoài.
• Trục hộp số: Truyền lực từ động cơ đến các bánh răng.
• Bánh răng: Thay đổi tốc độ và mô-men xoắn của động cơ để phù hợp với tốc độ di chuyển của xe.
• Bộ đồng tốc: Giúp các bánh răng khớp êm ái khi sang số, hạn chế tiếng ồn và rung động.
• Bộ ly hợp (hộp số sàn) hoặc bộ biến mô (hộp số tự động): Ngắt hoặc kết nối động cơ với hộp số để điều khiển việc sang số.

Vai trò quan trọng của hộp số ô tô:

• Điều chỉnh tốc độ: cho phép động cơ thay đổi tốc độ quay, từ đó điều chỉnh tỷ số truyền tại các bánh xe, giúp xe tăng tốc hoặc giảm tốc hiệu quả. Nhờ vậy, xe có thể linh hoạt di chuyển trong mọi điều kiện đường xá, từ những con dốc cao đến những đoạn đường cao tốc.
• Thay đổi chiều chuyển động: giúp xe di chuyển tiến hoặc lùi. Khi người lái chuyển số, hộp số sẽ điều khiển các bánh răng để thay đổi hướng truyền lực, cho phép xe di chuyển theo ý muốn.
• Tách động cơ khỏi hệ thống truyền lực: có khả năng tách động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong những khoảng thời gian nhất định mà không cần tắt máy xe. Điều này giúp xe khởi động êm ái, giảm hao mòn động cơ và tiết kiệm nhiên liệu.
• Tối ưu hóa hiệu quả vận hành: được thiết kế để đảm bảo tỷ số truyền phù hợp, giúp động cơ hoạt động ở hiệu suất cao nhất, tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành.
• Hoạt động êm ái và bền bỉ: đảm bảo hiệu suất truyền lực cao, không gây tiếng ồn trong quá trình vận hành. Nhờ vậy, người lái sẽ cảm nhận được sự êm ái, mượt mà khi sang số và hạn chế tối đa lực va đập tại các bánh răng.

Các loại hộp số ô tô

Hộp số sàn MT

Hộp số sàn MT là loại hộp số người lái phải điều chỉnh tỉ lệ truyền thông qua việc điều khiển bàn đạp ly hợp và cần số.

Cấu tạo hộp số sàn

Cấu tạo hộp số sàn ô tô gồm có: các bộ bánh răng, 3 trục hộp số (trục sơ cấp - trục trung gian - trục thứ cấp), bộ đồng tốc, ổ bi…

Về nguyên lý làm việc hộp số sàn, trục sơ cấp có đầu vào kết nối nhận mô men từ động cơ thông qua ly hợp, đầu còn lại kết nối với trục trung gian qua bánh răng. Trục thứ cấp có đầu ra cũng đầu ra của hộp số, đầu còn lại kết nối với trục trung gian qua các cặp bánh răng. Mỗi cặp bánh răng trên trục trung gian và trục thứ cấp tương ứng với một cấp số. Khi người lái chuyển số nào thì cặp bánh răng đó sẽ ăn khớp và chuyển động tạo nên tỉ số truyền tương ứng.

Cách chạy xe số sàn

Cách chạy xe số sàn sẽ có phần phức tạp hơn so với các loại xe sử dụng hộp số khác. Nhưng chỉ cần nắm được nguyên tắc vận hành thì sử dụng hoàn toàn không khó. Với xe số sàn, người lái sẽ nắm toàn bộ quyền kiểm soát thao tác chuyển số. Để vào số trên xe số sàn chỉ cần thực hiện đúng trình tự: đạp côn > chuyển số > nhả côn từ từ > đạp nhẹ chân ga.

Ưu nhược điểm hộp số sàn

Ưu điểm:

• Cảm giác lái chân thật, người lái làm chủ hoàn toàn việc chuyển số xe
• Tiết kiệm nhiên liệu hơn hộp số tự động AT và hộp số vô cấp CVT
• Chăm sóc, bảo dưỡng đơn giản, chi phí thấp
• Giá thành thấp, với cùng mẫu xe, phiên bản số sàn thường thấp phiên bản số tự động

Nhược điểm:

• Vận hành phức tạp hơn, phải điều khiển chân côn và cần số
• Hơi bất tiện khi đi đường đông, đường kẹt do xe phải tăng/giảm tốc, dừng/chạy liên tục trên quãng đường ngắn

Dù hộp số sàn dần bị thay thế bởi hộp số tự động. Nhưng vẫn có một bộ phận người mua thích loại hộp số này. Do đó một số hãng xe vẫn cung cấp song song phiên bản tự động và phiên bản số sàn cho các mẫu xe của mình như: hãng Toyota (Toyota Innova, Toyota Fortuner…), hãng Mitsubishi (Mitsubishi Attrage, Mitsubishi Xpander), hãng Hyundai (Hyundai i10, Hyundai Accent)…

Hộp số tự động AT

Hộp số tự động AT là loại hộp số có thể tự động thay đổi tỉ số truyền phù hợp. Người lái không cần phải thực hiện thao tác chuyển số.

Cấu tạo hộp số tự động

Cấu tạo hộp số tự động gồm có: các bộ bánh răng hành tinh và ly hợp thuỷ lực tương ứng, biến mô thuỷ lực, bộ điều khiển điện tử.

Nguyên lý hoạt động hộp số tự động như sau: Tương ứng với mỗi cấp số là một bộ bánh răng hành linh và ly hợp đi kèm. Mô men xoắn truyền từ động cơ vào hộp số qua biến mô. Khi này, bộ điều khiển điện tử sẽ tính toán và cho đóng ly hợp số tiến và ly hợp của một cấp số phù hợp để cho ra tỉ lệ truyền cần có. Ví dụ khi xe vào số một thì ly hợp số tiến và ly hợp số 1 sẽ được đóng lại.

Cách lái xe số tự động

Lái xe số tự động đơn giản hơn xe số sàn rất nhiều. Bởi việc chuyển số đã được thực hiện hoàn toàn tự động. Người lái không cần thao tác chuyển số qua cần số và chân côn như xe số sàn.

Người lái chỉ quan tâm đến việc chọn các chế độ lái phù hợp tương ứng với các ký hiệu số tự động thường thấy như: chế độ P - đậu xe (Parking), chế độ R - lùi xe (Reverse), chế độ N - trạng thái tự do (Neutral), chế độ lái xe D - số tiến (Drive)…

Trong trường hợp người lái muốn tự chuyển số thì có thể chọn chế độ chuyển số tay. Khi này, người có thể tự chuyển số bằng cần số hay bằng lẫy chuyển số trên vô lăng.

Ưu nhược điểm hộp số tự động

Ưu điểm:

• Lái xe đơn giản, không phải quan tâm đến chuyển số
• Vận hành dễ dàng, mượt mà, nhất là ở những đường đông đúc, kẹt xe…

Nhược điểm:

• Mức tiêu hao nhiên liệu cao hơn hộp số sàn do công suất bị hao hụt ở giai đoạn đi qua biến mô
• Cấu tạo phức tạp, chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao
• Giá thành cao, với cùng mẫu xe phiên bản số tự động thường cao hơn phiên bản số sàn

Hộp số tự động là loại hộp số được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Đa phần các hãng xe đều sử dụng hộp số AT như hãng Mazda (Mazda 2, Mazda 3, Mazda CX-5…), hãng Suzuki (Suzuki Ertiga, Suzuki XL7…), hãng Toyota, hãng Hyundai…

Hộp số vô cấp CVT

Hộp số tự động vô cấp CVT là một loại hộp số tự động nhưng có tỉ số truyền biến thiên vô cấp, nghĩa là không phân theo từng cấp số như hộp số tự động AT truyền thống.

Cấu tạo hộp số vô cấp

Hộp số vô cấp CVT có cấu tạo khác với các loại hộp số oto khác khi không sử dụng các bánh răng mà dùng dây đai và hệ thống pulley. Cụ thể hộp số có hai hệ pulley, một kết nối với đầu vào hộp số, một kết nối với đầu ra hộp số. Cặp pulley này kết nối với nhau qua dây đai thép. Mỗi pulley có thể tăng giảm bán kính bằng cách trượt hai nửa lại gần hay tách xa nhau. Bộ điều khiển điện tử sẽ điều khiển điều này.

Khi một pulley tăng bán kính thì pulley còn lại sẽ giảm bán kính. Theo đó tốc độ pulley sẽ thay đổi để đảm bảo dây đai bám chặt kết nối hai bên. Chính điều này tạo ra sự thay đổi tỉ lệ truyền của hộp số. Do cấu tạo đặc biệt này nên hộp số CVT không phân cấp, có thể biến thiên liên tục.

Cách sử dụng hộp số vô cấp CVT tương tự như hộp số tự động truyền thống. Quá trình chuyển số được thực hiện hoàn toàn tự động.

Ưu nhược điểm hộp số vô cấp

Ưu điểm:

• Chuyển số mượt mà, không bị giật do không phân cấp
• Vận hành đơn giản
• Tiết kiệm nhiên liệu
• Giá thành thấp, kích thước nhỏ gọn

Nhược điểm:

• Khó có được cảm giác chuyển số thể thao
• Phải thay dây đai định kỳ
• Tiếng ồn lớn
• Khôngchịu được mô men xoắn cao do truyền lực bằng dây đai nên sức chịu bị giới hạn
• Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao
• Giá dầu hộp số vô cấp CVT khá cao

Hiện nay có nhiều hãng xe phổ thông phát triển và ứng dụng hộp số vô cấp CVT như: hãng Honda (Honda City, Honda HR-V, Honda CR-V…), hãng Toyota (Toyota Wigo, Toyota Vios, Toyota Corolll Cross), hãng Mitsubishi (Mitsubishi Outlander)…

Hộp số ly hợp kép DCT

Hộp số ly hợp kép DCT là loại hộp số kết hợp giữa hộp số sàn và hộp số tự động. Hộp số ly hợp kép có cấu tạo tương tự như số sàn, tương ứng mỗi cấp số là một cặp bánh răng. Nhưng các bánh răng này được điều khiển tự động bởi hai ly hợp giống hộp số tự động.

Cấu tạo hộp số ly hợp kép

Hộp số ly hợp kép gồm có các bộ bánh răng và hai ly hợp thuỷ lực. Một ly hợp điều khiển các bánh răng cấp số lẻ như 1, 3, 5… Một ly hợp điều khiển các bánh răng cấp số chẵn như 2, 4, 6… Ví dụ nếu một ly hợp điều khiển bánh răng số 1 để cho xe vào số 1, thì đồng thời ly hợp còn lại chuẩn bị sẵn sàng để xe vào số 2 ngay sau đó.

Hộp số DCT có 2 loại: hộp số DCT khô và hộp số DCT ướt. Hộp số DCT ướt khác hộp số DCT khô khi có thêm dầu tản nhiệt, làm mát.

Ưu nhược điểm hộp số ly hợp kép

Ưu điểm:

• Chuyển số nhanh nhờ có hai ly hợp hoạt động độc lập
• Tiết kiệm nhiên liệu hơn hộp số tự động AT truyền thống
• Vận hành đơn giản giống hộp số tự động AT truyền thống

Nhược điểm:

• Hộp số DCT khô dễ bị lỗi quá nhiệt, bị nóng hộp số
• Giá thành hộp số DCT ướt cao
• Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao

Hiện có nhiều hãng xe sang phát triển và ứng hộp số ly hợp kép DCT như: hãng BMW (Steptronic), hãng Audi (hộp số S-Tronic), hãng Mercedes (hộp số 7G-DCT)… Bên cạnh đó, nhiều hãng xe phổ thông cũng dùng loại hộp số này như: hãng Ford, hãng Kia, hãng Hyundai…

Hộp số sàn tự động AMT

Hộp số sàn tự động AMT (Automatic Manual Transmission) là hộp số cấu tạo bánh răng như hộp số sàn truyền thống. Tuy nhiên, việc chuyển số trên hộp số AMT được xử lý tự động và bàn đạp ly hợp được thay thế bằng hệ thống chuyển đổi mô men xoắn.

Hộp số này còn có tên là hộp số Tiptronic được nhiều hãng xe sang sử dụng như: hãng Audi, hãng BMW (Steptronic), hãng Volkswagen…

Hộp số ly hợp kép DSG

Hộp số ly hợp kép DSG (Direct Shift Gearbox) có cấu tạo tương tự hộp số ly hợp kép DCT. Tuy nhiên, với hộp số ly hợp kép DSG, khi một ly hợp làm việc, ly hợp còn lại sẽ được ngắt thay vì cho trục quay như trên hộp số DCT. Hộp số này được hãng xe Volkswagen phát triển và ứng dụng từ năm 2003.

Đặc điểm chung của hộp số sàn và hộp số tự động

Tiêu chí Hộp số sàn Hộp số tự động Hoạt động Người lái tự điều khiển việc sang số bằng cần số và côn Xe tự động sang số dựa trên tốc độ và tải trọng Ưu điểm Tiết kiệm nhiên liệu, giá rẻ, dễ sửa chữa, cảm giác lái thể thao, dễ kiểm soát xe trong tình huống khó khăn Dễ sử dụng, tiện lợi, lái xe êm ái, an toàn hơn khi di chuyển trên đường cao tốc Nhược điểm Khó sử dụng, mỏi chân tay khi lái xe trong điều kiện giao thông đông đúc, ít tiện lợi Tốn nhiên liệu hơn, giá thành cao hơn, cấu tạo phức tạp, ít cảm giác lái thể thao, khó kiểm soát xe trong tình huống khó khăn Nhu cầu sử dụng Những ai thích cảm giác lái xe thể thao, muốn tiết kiệm chi phí, thường xuyên di chuyển đường trường Những ai đề cao sự tiện lợi, thoải mái, thường xuyên di chuyển trong thành phố hoặc hay tắc đường Giá thành Rẻ hơn Đắc hơn Độ khó sử dụng Khó hơn Dễ hơn Hiệu quả nhiên liệu Tốt hơn Kém hơn Cảm giác lái xe Thể thao, chủ động Êm ái, thoải mái Khả năng kiểm soát Tốt hơn trong tình huống khó khăn Kém hơn trong tình huống khó khăn

Bảo dưỡng hộp số ô tô

Thay dầu hộp số ô tô

Dầu đóng vai trò rất quan trọng trong sự vận hành của hộp số. Bởi khi hoạt động các chi tiết trong hộp số phải chịu ma sát rất lớn nên cần có dầu để bôi trơn và làm mát. Bên cạnh đó, với một số loại hộp số ô tô, dầu nhớt còn tham gia cả vào quá trình vận hành hệ thống ly hợp thuỷ lực.

Do đó, thay dầu hộp số ô tô được xem là bước bảo dưỡng cần phải có. Mỗi loại hộp số có lịch thay dầu định kỳ khác nhau và loại dầu riêng phù hợp. Chủ xe có thể xem lịch thay dầu và loại dầu hộp số của xe trong sổ hướng dẫn sử dụng xe hay nhờ thợ kỹ thuật của hãng tư vấn trực tiếp.

Lỗi hộp số ô tô

Cũng như các bộ phận khác, do quá trình làm việc khắc nghiệt, chịu áp lực lớn nên nếu không được kiểm tra, bảo dưỡng đúng cách, hộp số cũng sẽ khó tránh khỏi các vấn đề, trục trặc, thậm chí hư hỏng.

Các lỗi hộp số ô tô thường gặp như: dầu hộp số rò rỉ, hộp số ô tô giảm độ nhạy, xe bị rung, trượt số, khó vào số, vào số bị kêu, hộp số có mùi lạ, hộp số có mùi lạ…

Ngoài trừ yếu tố lỗi kỹ thuật thì đa phần các lỗi hộp số ô tô thường do chậm thay dầu hộp số khiến hộp số bị thiếu dầu. Cũng có trường hợp vì dùng dầu có phẩm cấp không phù hợp, kém chất lượng… Ngoài ra lỗi còn có thể bởi các chi tiết hộp số bị mòn, cần thay mới. Do đó để tránh hộp số ô tô bị lỗi nên kiểm trả, bảo dưỡng và đặc biệt là thay dầu định kỳ đúng hạn.

Vũ Trần