Hộp số tự động ô tô: Cấu tạo, công dụng và nguyên lý hoạt động

Nhắc đến công nghệ ô tô thì phải nói thị trường xe hơi đang càng ngày càng phát triển. Được biết, cơ chế hộp số tự động càng trở nên phổ biến hơn nhằm tiết kiệm nhiên liệu cho xe. Tuy nhiên, nó lại có cấu tạo phức tạp hơn so với hộp số sàn. Vì thế, để hiểu đúng về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cũng như các tính năng của chúng thì hôm nay Danxe.com.vn sẽ giúp các bạn có thể hiểu được các khái niệm này thông qua bài viết dưới đây.

Hộp số AT là gì?

Hộp số AT (Automatic Transmission) hay còn gọi là hộp số tự động. Như cái tên của nó, đây là loại hộp số có có thể tự động thay đổi tỷ số truyền động khi điều khiển mà không cần sự can thiệp nào từ người lái.

Công dụng của hộp số ô tô có các tính năng tối ưu, như giúp người lái giảm bớt được nhiều thao tác khi vận hành xe, có thể tập trung vào quan sát, lái xe và xử lý những tính huống khi tham gia giao thông. Hộp số tự động càng nhiều cấp càng tiết kiệm được nhiều nhiên liệu.

Một số ký hiệu và thuật ngữ có liên quan trên hệ thống hộp số tự động:

• D (Drive): Số tiến – tức là khi lái xe.
• M (Manual): Tự điều khiển số (+ -).
• N (Neutral): Số mo.
• P (Parking): Dừng xe, đậu xe.
• R (Reverse): Vị trí số lùi – dùng để lùi xe.

Cấu tạo hệ thống hộp số tự động

Cấu tạo toàn bộ hệ thống truyền động trên xe ô tô bao gồm: động cơ, hộp số, vi sai và truyền động cuối. Khác với xe ô tô số sàn sử dụng ly hợp cơ khí thì xe ô tô số tự động sẽ dùng loại ly hợp thuỷ lục. Do đó trên xe số tự động, ta có thể dễ dàng nhận ra là xe không có bàn đạp ly hợp, hay còn gọi là chân côn, vì người lái không phải thao tác chuyển số gì cả. Mọi thứ sẽ đơn giản và được vận hành tự động khi chọn chế độ D (drive) – tức là lái.

Hộp số tự động được hoạt động dựa trên việc điều chỉnh các bánh răng hành tinh ăn khớp với nhau nhằm tạo ra tỷ số truyền ở đầu vào và đầu ra. Cấu tạo hộp số tự động ô tô gồm những bộ phận chính như sau:

Bộ truyền bánh răng hành tinh

Bộ bánh răng hành tinh có vai trò quan trọng nhất của hộp số xe tự động. Cấu tạo của nó bao gồm:

• Bánh răng mặt trời (bánh răng định tinh): Là bánh răng có kích thước lớn nhất, được đặt ở vị trí trung tâm.
• Bánh răng hành tinh: Là các bánh răng có kích thước nhỏ hơn, ăn khớp và xoay quanh bánh răng định tinh.
• Vành đai ngoài: Vành đai ngoài bao quanh toàn bộ bánh răng định tinh và ăn khớp với bánh răng hành tinh. Ở hộp số tự động, mặt ngoài của vành đai được thiết kế nhiều rãnh để khớp với những đĩa ma sát của ly hợp. Điều này giúp các đĩa ma sát chuyển động cùng lúc với vành đai ngoài.
• Lồng hành tinh (cần dẫn): Trục của bánh răng hành tinh liên kết với một lồng hành tinh đồng trục, bánh răng mặt trời và vành đai ngoài.

Bất kể bộ phận nào trong 3 bộ phận (bánh răng mặt trời, lồng hành tinh và vành đai ngoài) đều có thể giữ vai trò dẫn mô men xoắn ở đầu vào (sơ cấp). Lúc đó, 1 trong 2 bộ phận còn lại sẽ giữ vai trò nhận mô men xoắn ở đầu ra (thứ cấp) và bộ phận còn lại sẽ giữ cố định. Tỷ số truyền đầu ra khác nhau do sự thay đổi của bộ phận đầu vào hoặc bộ phận cố định.

Bộ ly hợp thuỷ lực

Bộ ly hợp thuỷ lực có cấu tạo gồm: Các đĩa ma sát, các tấm thép ma sát, lò xo và pittong. Đĩa ma sát và các tấm thép ma sát được thiết kế chồng lên nhau. Trong đó, đĩa ma sát ăn khớp với vành đai ngoài của bộ bánh răng hành tinh thông qua các rãnh. 

Khi vành đai ngoài chuyển động thì các đĩa ma sát của ly hợp cũng đồng thời chuyển động. Lúc đó, lò xo có nhiệm vụ tách các tấm ma sát ra khi không có áp suất dầu hoặc áp suất bị giảm. Ngược lại, khi áp suất dầu tăng, lò xo dịch chuyển qua phải, các tấm ma sát sẽ ép lại vào nhau. Khi này, vành đai của bộ bánh răng hành tinh trên hộp số tự động sẽ bị giữ lại.

Bộ biến mô thuỷ lực

Bộ biến mô thuỷ lực là loại khớp được nối bằng chất lỏng, có vai trò truyền mô men xoắn từ động cơ đến trục vào hộp số. Biến mô thuỷ lực có vị trí ở giữa động cơ và hộp số. Cấu tạo của biến mô thuỷ lực gồm: Bộ bánh bơm (kết nối với động cơ), stator (định hướng môi chất) và tuabin (kết nối với hộp số).

Nguyên lý hoạt động của biến mô thủy lực có thể hình dung như việc đặt 2 chiếc quạt máy đối diện nhau. Một quạt có vai trò như bộ bánh bơm, quạt còn lại thì có nhiệm vụ như tuabin. Không khí sẽ chuyển từ quạt 1 đập vào quạt 2 làm cho cánh quạt 2 quay và chuyển trả lại cho quạt 1.

Ngoài vai trò chính trên, biến mô còn có nhiệm vụ dẫn động để bơm dầu vào hộp số ô tô. Khi bánh bơm quay thì tuabin cũng quay theo, nhằm giúp hút dầu thuỷ lực để chuyển vào hệ thống thuỷ lực bên trong hộp số.

Bộ điều khiển điện tử

Có thể bạn chưa biết, xe ô tô có thể chuyển số tự động chủ yếu nhờ vào bộ điều khiển điện tử. Bộ điều khiển này có nhiệm vụ tiếp nhận thông tin đầu vào từ những cảm biến, rồi xử lý thông tin và cung cấp dòng điện chạy đến các van để đóng mở đường dầu vào các ly hợp.

Tuy nhiên, ngoài việc nhắm rõ hộp số AT là gì thì anh em cũng không nên bỏ qua một số nhấn mạnh về ưu – nhược điểm của chúng.

>> Xem thêm:

• Hướng dẫn cách dán decal xe máy đẹp, chất lượng
• Dán film ppf ô tô nên dán ở những vị trí nào?

Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động

Nguyên lý của hộp số tự động được hoạt động như sau: 

• Mô men xoắn (từ trục khuỷu của động cơ) truyền qua biến mô rồi từ biến mô truyền đến trục vào của hộp số. Bộ điều khiển điện tử thông qua tín hiệu cảm biến sẽ tiến hành cho đóng – mở đường dầu dẫn đến ly hợp. Phải có 2 ly hợp đóng lại thì mô men xoắn mới truyền đến trục ra của hộp số.
• Nếu xe di chuyển về phía trước: ly hợp tiến và ly hợp số (1 hoặc 2,…) tương ứng với tốc độ xe sẽ được đóng lại.
• Nếu xe ở số N: Chỉ có ly hợp số 2 đóng lại. Đây cũng chính là lý do mô men xoắn không thể truyền đến trục ra của hộp số.
• Nếu xe di chuyển lùi: Ly hợp số 2 và số 5 được đóng lại (với hộp số có 5 số tiến và 1 số lùi).

Trong đó:

• Số 1: Vào số 1 được thực hiện bằng cách đóng ly hợp số tiến và ly hợp số 1 (số tiến cho phép mô men xoắn truyền từ biến mô đến trục vào của hộp số). Đây được xem là cửa vào của hộp số. Khi ly hợp số 1 được đóng, mô men xoắn truyền qua bộ bánh răng hành tinh (số 1 và 2), rồi đi đến trục ra của hộp số.
• Số 2: Khi sang số 2 cũng tương tự. Ly hợp tiến đóng lại cho phép mô men xoắn truyền từ trục mô vào hộp số. Ly hợp số 2 đóng lại giúp truyền động cho bộ bánh răng hành tinh (số 2 và 3), rồi đi đến trục ra của hộp số.
• Số lùi: Với số lùi, ly hợp số 5 đóng lại cho phép mô men xoắn truyền từ trục biến mô sang trục bánh răng mặt trời (định tinh). Ly hợp số 2 đóng và giữ cố định vành đai ngoài của bộ bánh răng hành tinh số 2. Mô men xoắn sẽ đổi chiều khi truyền từ trục bánh răng định tinh qua bộ bánh răng hành tinh số 2 và 3 sau đó chuyển đến trục ra của hộp số.

Ưu điểm của hộp số tự động

Một số ưu điểm nổi bật của hộp số tự động mà chúng ta có thể dễ dàng thấy được như:

• Đây là loại hộp số dễ dàng sử dụng, tiện nghi và rất phù hợp với phái đẹp và không cần nhiều thao tác. Đặc biệt, chúng thích hợp khi di chuyển tại các tuyến đường trong thành phố như đường đông, hẹp, khung giờ cao điểm,…
• Hạn chế và loại bỏ được tình trạng thường xuyên chết máy, có thể chạy được ở nhiều đoạn đường khác nhau.
• Khi tăng tốc không bị giật, rung mạnh, có thể khởi động máy dù là đang trên dốc cao.
• Loại xe sử dụng hộp số AT thường không bị mất giá nhiều so với các xe sử dụng hộp số khác.
• Ngày càng trở nên phổ biến và được ưa chuộng trên thị trường ô tô hiện nay.

Nhược điểm của hộp số tự động

Bên cạnh những ưu điểm vượt trội thì hộp số tự động cũng có những nhược điểm đáng kể như sau:

• Dòng xe sử dụng số tự động thường có mức giá khá cao.
• Hộp số AT phải được sửa chữa, bảo dưỡng và kiểm tra thường xuyên vì nó nhanh bị hao mòn. Do không có độ bền cao nên khả năng sẽ tốn nhiều chi phí.
• Độ an toàn của hộp số không cao. Có khá nhiều vụ tai nạn xảy ra với nguyên nhân là người điều khiển xe thiếu bình tĩnh nên đạp nhầm chân ga hoặc đạp ga quá mạnh. Không chỉ gây nguy hiểm cho người lái, người ngồi trong xe mà còn ảnh hưởng đến những người tham gia giao thông khác.

Cách chăm sóc hộp số tự động tránh bị hư hỏng

Để thiết bị hộp số xe ô tô có thời hạn sử dụng lâu hơn và tránh được các vấn đề hư hỏng, các bạn có thể tham khảo một số phương pháp như sau:

• Thường xuyên kiểm tra dầu hộp số. Việc kiểm tra định kỳ bộ phận này cũng dễ dàng như kiểm tra dầu động cơ. Thông thường dầu hộp số có màu đỏ tươi, vì thế nếu nó bất thường thì có khả năng là dầu đang bị rò rỉ. Nghiêm trọng hơn, khi nó có màu sẫm hoặc bốc mùi hôi thì nên mang xe ra tiệm ngay. 
• Thay dầu hộp số mỗi 50.000 km.
• Sử dụng dầu hộp số có nguồn gốc tổng hợp.
• Không chuyển số khi xe chưa dừng hẳn (cần có thao tác chuyển số dứt khoát). Đặc biệt, không bao giờ gạt cần về R (số lùi) hay P (Parking) khi xe vẫn chưa dừng hoàn toàn.
• Khởi động cho xe nóng lên trước khi lái.

Lời kết

Tuy hộp số tự động có 2 mặt tích cực và tiêu cực như con dao 2 lưỡi, nhưng không thể phủ nhận rằng ngày càng có nhiều khách hàng có hứng thú và ưa chuộng loại hình này trên thị trường ô tô. Bởi tính tiện nghi và dễ sử dụng của nó, quả thực là một điểm mạnh đáng giá. Nếu các bạn có nhu cầu, hãy trải nghiệm thử xem sự phối hợp của hệ thống này trên xế yêu ra sao nhé!