Hộp số tự động ô tô: Cấu tạo, phân loại và cách hoạt động
Hộp số tự động ô tô là một trong những bộ phận thiết yếu trong hệ thống truyền động của xe, giúp cải thiện sự tiện nghi và hiệu suất khi lái xe. Với khả năng tự động thay đổi tỷ số truyền số mà không cần sự can thiệp của người lái, hộp số tự động đã trở thành một lựa chọn phổ biến trong các loại xe hiện đại. Bài viết này ZAUTO sẽ cung cấp cái nhìn rõ hơn về hộp số tự động ô tô, từ cấu tạo, phân loại đến nguyên lý hoạt động của nó.
Hộp số tự động ô tô là gì?
Hộp số tự động ô tô (Automatic Transmission – AT) là một hệ thống truyền động tự động điều chỉnh tỷ số truyền số của động cơ mà không cần người lái phải thực hiện thao tác chuyển số bằng tay. Điều này không chỉ giúp giảm bớt công sức và mệt mỏi cho người lái mà còn tối ưu hóa hiệu suất động cơ, cải thiện khả năng tăng tốc và tiết kiệm nhiên liệu. Hộp số tự động tự động điều chỉnh tỷ số truyền phù hợp với tốc độ xe và điều kiện lái, mang lại trải nghiệm lái xe mượt mà và dễ dàng hơn.
Cấu tạo của hộp số tự động
Hộp số tự động bao gồm nhiều thành phần cơ bản, mỗi phần có vai trò quan trọng trong việc thực hiện chức năng của hệ thống truyền động. Các thành phần chính của hộp số tự động bao gồm:
Bộ biến mô (Torque Converter):
Bộ biến mô là phần đầu tiên của hệ thống hộp số, có nhiệm vụ chuyển đổi mô-men xoắn từ động cơ sang hộp số. Nó hoạt động giống như một côn tự động, giúp điều chỉnh mô-men xoắn và làm giảm ma sát giữa động cơ và hộp số. Bộ biến mô bao gồm ba phần chính: bơm, tuabin và vòng đệm.
Bộ truyền động (Planetary Gear Set):
Bộ truyền động là phần cơ cấu chính của hộp số tự động, giúp thay đổi tỷ số truyền số một cách linh hoạt. Nó bao gồm các bánh răng hành tinh, bánh răng mặt trời và bánh răng vòng. Bộ truyền động có thể thay đổi tỷ số truyền để đáp ứng các nhu cầu khác nhau của xe, từ tăng tốc nhanh đến giảm tốc ổn định.
Hệ thống van điều khiển (Valve Body):
Hệ thống van điều khiển là nơi điều phối việc chuyển đổi các tỷ số truyền số thông qua việc điều chỉnh áp suất dầu. Các van trong hệ thống này mở hoặc đóng để điều chỉnh lưu lượng dầu đến các cơ cấu khác của hộp số, từ đó điều khiển sự thay đổi số một cách chính xác.
Bơm dầu (Oil Pump):
Bơm dầu cung cấp áp suất dầu cần thiết cho các cơ cấu bên trong hộp số. Dầu hộp số không chỉ làm mát mà còn bôi trơn các bộ phận chuyển động, giúp giảm ma sát và mài mòn. Bơm dầu hoạt động liên tục để đảm bảo áp suất dầu luôn ổn định trong hệ thống.
Hệ thống cảm biến và điều khiển (Electronic Control Unit – ECU):
ECU là bộ não của hộp số tự động, chịu trách nhiệm điều khiển và giám sát các chức năng của hộp số. Nó nhận dữ liệu từ các cảm biến về tốc độ động cơ, tốc độ xe và các điều kiện lái xe khác, từ đó điều chỉnh việc thay đổi số để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu.
>> Xem chi tiết:
- Cách hoạt động xi lanh ô tô
- Kiểm tra bơm xăng ô tô
- Cảm biến lưu lượng khí nạp là gì?
Phân loại hộp số tự động
Hộp số tự động có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có những đặc điểm và cách hoạt động riêng. Các loại hộp số phổ biến bao gồm:
Hộp số tự động truyền thống (Conventional Automatic Transmission):
Đây là loại hộp số tự động phổ biến nhất, sử dụng bộ biến mô và bộ truyền động bánh răng hành tinh. Hộp số này có khả năng thay đổi số một cách mượt mà và dễ dàng, nhưng có thể tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn so với các loại hộp số khác. Hộp số truyền thống thường có từ 4 đến 6 cấp số.
Hộp số CVT (Continuously Variable Transmission):
Hộp số CVT không có các cấp số cố định mà thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất nhiên liệu và cung cấp một cảm giác lái mượt mà hơn. Hộp số CVT sử dụng dây đai hoặc chuỗi để truyền động, giúp giảm ma sát và tăng cường sự linh hoạt trong việc thay đổi tỷ số truyền. Hộp số CVT thường được sử dụng trên các xe hơi hiện đại và xe hybrid.
Hộp số DCT (Dual-Clutch Transmission):
Hộp số DCT sử dụng hai bộ côn riêng biệt cho các cấp số chẵn và lẻ, cho phép thay đổi số nhanh hơn và mượt mà hơn so với hộp số truyền thống. Hộp số DCT có thể thay đổi số gần như ngay lập tức, mang lại hiệu suất lái xe ấn tượng và cảm giác lái thể thao. Hộp số này thường được sử dụng trên các xe thể thao và xe cao cấp.
Hộp số tự động 7 cấp (7-Speed Automatic Transmission):
Đây là loại hộp số tự động có 7 cấp số, cung cấp khả năng thay đổi số linh hoạt và hiệu suất cao. Hộp số 7 cấp giúp cải thiện khả năng tăng tốc và tiết kiệm nhiên liệu, đồng thời mang lại trải nghiệm lái xe thoải mái. Hộp số này thường được trang bị trên các xe sang và xe thể thao.
Hộp số tự động 8 cấp (8-Speed Automatic Transmission):
Hộp số 8 cấp là sự phát triển tiếp theo của hộp số 7 cấp, cung cấp nhiều cấp số hơn để cải thiện hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu. Hộp số 8 cấp giúp động cơ hoạt động ở dải vòng tua thấp hơn khi di chuyển ở tốc độ cao, từ đó giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và tăng cường sự mượt mà trong quá trình lái xe.
>> Xem chi tiết:
- Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga
- Két nước xe ô tô
- Tình trạng xe thiếu lái
Cách hoạt động của hộp số tự động
Hộp số tự động hoạt động dựa trên sự kết hợp của các cơ chế cơ học và điện tử để thay đổi tỷ số truyền số mà không cần sự can thiệp của người lái xe. Nguyên lý hoạt động cơ bản của hộp số bao gồm các bước sau:
Khởi động và tăng tốc: Khi xe bắt đầu di chuyển, bộ biến mô chuyển đổi lực từ động cơ sang hộp số, đồng thời bộ truyền động bánh răng hành tinh bắt đầu hoạt động để cung cấp mô-men xoắn cần thiết. ECU nhận dữ liệu từ cảm biến về tốc độ xe và điều chỉnh tỷ số truyền số để cung cấp lực kéo phù hợp. Trong giai đoạn này, dầu được bơm từ bơm dầu đến các cơ cấu cần thiết để đảm bảo sự chuyển đổi mượt mà.
Chuyển số: Khi xe tăng tốc hoặc giảm tốc, ECU quyết định khi nào cần thay đổi số dựa trên tốc độ động cơ và tốc độ xe. Hệ thống van điều khiển điều chỉnh áp suất dầu để thay đổi tỷ số truyền số, giúp điều chỉnh hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu. Các cảm biến cung cấp thông tin liên tục về các điều kiện hoạt động của xe, giúp ECU thực hiện các điều chỉnh cần thiết để duy trì hiệu suất tối ưu.
Giảm tốc và dừng: Khi xe giảm tốc hoặc dừng lại, ECU tiếp tục điều chỉnh tỷ số truyền số để phù hợp với điều kiện lái xe. Bộ biến mô và bộ truyền động giúp đảm bảo quá trình giảm tốc diễn ra mượt mà và ổn định. Trong quá trình này, dầu hộp số được phân phối đến các bộ phận cần thiết để duy trì sự hoạt động chính xác của hệ thống.
>> Xem chi tiết:
Hộp số tự động ô tô là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động của xe, đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa hiệu suất động cơ và cải thiện sự tiện nghi khi lái xe. Với các loại hộp số khác nhau như hộp số truyền thống, CVT, DCT và hộp số 7 cấp, người lái xe có thể lựa chọn loại hộp số phù hợp với nhu cầu và sở thích của mình.
Open this in UX Builder to add and edit content