Nắm được cấu tạo và nguyên lý làm việc của hộp số sàn sẽ giúp việc sử dụng và lái xe ô tô số sàn trở nên đơn giản hơn.
Hộp số sàn là loại hộp số lâu đời nhất cũng có cấu tạo đơn giản nhất. Tuy những năm gần đây, các dòng xe ô tô hộp số tự động như xe tự động AT, xe hộp số vô cấp CVT, xe hộp số ly hợp kép DCT… ngày càng được ưa chuộng hơn, nhưng xe số sàn vẫn có được lượng người dùng nhất định.
Hộp số sàn là gì?
Hộp số sàn (còn gọi là số tay, tiếng Anh là Manual Transmission – viết tắt MT) là loại hộp số mà người lái trực tiếp điều khiển việc thay đổi tỉ số truyền động thông qua cần số.
Dù hiện nay xe ô tô số tự động đang “lấn át” xe số sàn nhưng vẫn có một bộ phận người dùng thích xe số sàn. Lý do chủ yếu vì xe số sàn có giá rẻ hơn, di chuyển tiết kiệm xăng hơn… Đặc biệt ở xe số sàn, người ta có được cảm giác lái chân thật hơn, bởi có thể hoàn toàn kiểm soát việc chuyển số. Đây là nguyên nhân tại sao hiện vẫn còn nhiều nhà sản xuất ô tô cung cấp song song các phiên bản số sàn và phiên bản số tự động trên cùng một mẫu xe.
Cấu tạo hộp số sàn
Cấu tạo hộp số sàn ô tô thường bao gồm các bộ phận chính sau:
- Các bánh răng: Đây là bộ phận chính đảm nhận việc thay đổi tỉ số truyền.
- Trục hộp số: Với hộp số dọc sẽ có 3 trục gồm trục sơ cấp – trục trung cấp – trục thứ cấp. Với hộp số ngang sẽ có 2 trục gồm trục sơ cấp – trục thứ cấp.
- Bộ đồng tốc: Bộ phận này giúp tốc độ của các bánh răng được đồng đều khi vào số, tránh tình trạng va đập giữa các bánh răng. Từ đó giúp việc chuyển số trở nên mượt mà, trơn tru hơn.
- Ổ bi: Bộ phận này giúp chuyển hoá ma sát trượt thành ma sát lăn, giảm thiểu tiếng ồn khi hộp số hoạt động, kéo dài tuổi thọ hộp số.
- Vỏ và nắp hộp số: Bộ phận này có vai trò bao bọc và bảo vệ các chi tiết bên trong hộp số.
Nguyên lý làm việc của hộp số sàn
Sau đây là nguyên lý làm việc của hộp số sàn:
- Trục sơ cấp là trục có các bánh răng xanh lá – bánh răng dẫn động. Đây là trục tiếp nhận mô men truyền từ động cơ thông qua ly hợp vào hộp số.
- Trục trung gian là trục có các bánh răng đỏ – bánh răng chủ động. Trong các bánh răng đỏ có 1 bánh răng ăn khớp với 1 bánh răng xanh lá trên trục sơ cấp. Do đó, khi trục sơ cấp quay, bánh răng xanh quay thì bánh răng đỏ này cũng quay dẫn đến cả trục trung gian sẽ quay theo.
- Trục thứ cấp là trục có các bánh răng xanh biển – bánh răng bị động. Mỗi bánh răng xanh biển sẽ ăn khớp với 1 bánh răng đỏ ở trục trung gian tạo nên các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp số. Khi bánh răng đỏ quay, bánh răng xanh sẽ quay theo, khiến trục thứ cấp quay và dẫn động ra ngoài.
Hộp số sàn có bao nhiêu cấp số thì sẽ có bấy nhiêu cặp bánh răng xanh biển và đỏ, cùng với 1 cặp bánh răng số lùi (cặp bánh răng này có thêm bánh răng trung gian màu tím). Ví dụ hộp số sàn 5 cấp sẽ có 6 cặp bánh răng gồm 5 cặp bánh răng số tiến và 1 cặp bánh răng số lùi. Hộp số sàn 4 cấp sẽ có 5 cấp bánh răng gồm 4 cặp bánh răng số tiến và 1 cặp bánh răng số lùi.
Nguyên lý hoạt động của số tiến
Trục sơ cấp xanh lá (đầu vào) sẽ truyền động đến trục thứ cấp vàng (đầu ra) thông qua sự ăn khớp của một trong các cặp bánh răng đỏ và xanh biển. Cụ thể khi người lái chuyển đến số nào thì cặp bánh răng xanh biển và đỏ thuộc cấp số tương ứng sẽ ăn khớp với nhau.
Lúc này lực đẩy được truyền từ động cơ > ly hợp > trục sơ cấp của hộp số > trục trung gian > trục thứ cấp > trục dẫn động.
Nguyên lý hoạt động của số lùi
Trong các cặp bánh răng xanh biển và đỏ có 1 cặp bánh răng thêm 1 bánh răng nhỏ trung gian (có thể trên hình là bánh răng màu tím). Đây là cặp bánh răng ở chế độ số lùi (Idle gear).
Khi người lái chuyển cần số về số lùi, bánh răng trung gian màu tím này sẽ ăn khớp với bánh răng xanh biển và đỏ. Lúc này, bánh răng đỏ sẽ dẫn động cho bánh răng xanh biển, nhưng thông qua bánh răng trung gian màu tím làm bánh răng xanh biển quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược. Nhờ đó xe có thể di chuyển lùi.
Cách sử dụng xe số sàn
Tuy có thể phức tạp hơn cách lái xe số tự động nhưng nhìn chung cách chạy xe số sàn cũng khá dễ. Người lái chỉ cần nắm rõ được nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp – cách sử dụng chân côn xe ô tô và nguyên lý hoạt động của hộp số sàn.
Ứng với mỗi cấp số, tỉ lệ truyền lực dẫn động từ động cơ sẽ khác nhau. Tuỳ theo từng tình huống vận hành mà người lái có thể chọn cấp số phù hợp. Ký hiệu xe số sàn có phần khác so với ký hiệu số tự động, nhưng nhìn chung đều có các chế độ lái đều tương tự nhau.
Vũ Phạm
