Hộp Số Sàn Ô Tô: Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt Động

Hộp số sàn ô tô (hay còn gọi là hộp số MT) là hộp số điều khiển bằng tay (số tay). Hộp số MT có cấu tạo gồm 5 bộ phận chính: Bánh răng, trục hộp số, bộ đồng tốc, ổ bi, vỏ và nắp hộp số. Hộp số MT bao gồm nhiều cấp số.

Mỗi dòng xe có thể có số cấp khác nhau, gọi là hộp số MT 5 cấp, 6 cấp, 7 cấp, 8 cấp… và cách điều khiển khi chuyển số cũng có thể khác nhau. Vậy cụ thể cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số MT như thế nào? Hộp số MT có những ưu/ nhược điểm gì? Hãy cùng Hà Thành Garage tìm hiểu trong bài viết ngay dưới đây!

1. Hộp số sàn là gì?

Hộp số sàn (số tay hay hộp số MT) là loại hộp số lâu đời nhất so với các loại hộp số khác mà người cầm lái phải trực tiếp điều khiển cần số bằng tay. Trong đó, MT là viết tắt của từ Manual Transmission, dịch ra nghĩa là chuyển động thủ công. Hộp số MT cho phép người lái tăng/ giảm số tự động phù hợp với sức tải và tốc độ của xe.

Hộp số MT hiện nay được trang bị phổ biến trên các dòng xe ô tô có hệ thống truyền động đơn giản với độ tin cậy cao.

Cách sử dụng xe hộp số MT phức tạp hơn so với hộp số tự động (hộp số AT).

2. Hộp số sàn có cấu tạo gồm những bộ phận nào?

Hộp số MT có cấu tạo gồm 5 bộ phận chính sau đây:

2.1. Bánh răng

Bánh răng là cơ cấu chính có chức năng thay đổi tỉ số truyền. Nhận điều khiển của người điều khiển xe, các bánh răng sẽ ăn khớp với nhau để truyền lực tương ứng.

2.2. Trục hộp số

Trục hộp số của hộp số MT có cấu tạo gồm 2 chi tiết: Hộp số dọc và hộp số ngang.

Hộp số dọc gồm 3 trục: Trục sơ cấp - Trục trung cấp - Trục thứ cấp.
Hộp số ngang gồm 2 trục: Trục sơ cấp - Trục thứ cấp.

2.3. Bộ đồng tốc

Bộ đồng tốc giữ chức năng làm đồng đều tốc độ của các bánh răng khi vào số, tránh tình trạng va đập giữa các bánh răng, giúp cho việc chuyển số trở nên mượt mà, trơn tru hơn.

2.4. Ổ bi

Ổ bi có tác dụng chuyển hoá ma sát trượt thành ma sát lăn, hạn chế tiếng ồn khi hộp số hoạt động và gia tăng tuổi thọ cho hộp số.

2.5. Vỏ và nắp hộp số

Như cái tên của nó, vỏ và nắp hộp số giữ vai trò bao kín để bảo vệ các chi tiết bên trong hộp số.

3. Hộp số sàn gồm những loại nào?

Tùy theo mục đích sử dụng, số cấp và cấu tạo của hộp số mà ta chia thành các loại sau:

Dựa vào số trục chứa các cặp bánh răng truyền số, ta có 2 loại hộp số MT:

Hộp số 2 trục (hộp số FF - hộp số ngang).
Hộp số 3 trục (hộp số FR - hộp số dọc).

Dựa vào tính chất truyền mô-men, ta có 2 loại hộp số MT:

Hộp số có cấp.
Hộp số vô cấp.

Dựa theo số cấp của hộp số, ta có 2 loại hộp số:

Hộp số thường (có các cấp số <= 6).
Hộp số nhiều cấp (có các cấp số >= 8).

4. Hộp số sàn ô tô có nguyên lý hoạt động như thế nào?

4.1. Nguyên lý truyền động qua các trục

Nhìn chung, nguyên lý hoạt động của hộp số MT khá phức tạp và phức tạp hơn so với hộp số AT:

Trục sơ cấp nhận lực từ động cơ thông qua bộ ly hợp

Bên trong hộp số, động cơ truyền động đến trục sơ cấp thông qua bộ ly hợp.

Trục sơ cấp truyền động cho trục trung gian

Trong số các bánh răng chủ động (màu đỏ) trên trục trung gian, có 1 bánh răng nối với 1 bánh răng dẫn động (màu xanh lá) trên trục sơ cấp. Khi trục sơ cấp quay, bánh răng dẫn động quay kéo theo bánh răng chủ động quay. Khi đó, cả trục trung gian được dẫn động và quay theo.

Trục trung gian truyền động cho trục thứ cấp. Trục thứ cấp truyền động tới các bánh xe

Các bánh răng trên trục thứ cấp được gọi là bánh răng bị động (màu xanh lam). Mỗi bánh răng bị động ở trục thứ cấp sẽ ăn khớp với 1 bánh răng chủ động ở trục trung gian tạo nên các cặp bánh răng tương ứng với từng cấp số. Khi bánh răng chủ động quay, bánh răng bị động sẽ quay theo, dẫn động đến trục thứ cấp. Cuối cùng, truyền lực mô-men xoắn đến các bánh xe, điều khiển các bánh xe chuyển động.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số sàn ô tô

Lưu ý: Hộp số sàn có bao nhiêu cấp số sẽ có bấy nhiêu cặp bánh răng chủ động và bị động tương ứng, cùng với 1 cặp bánh răng số lùi (cặp bánh răng số lùi màu tím và có thêm bánh răng trung gian).

4.2. Cấp số tiến

Trục thứ cấp nhận lực truyền động từ trục sơ cấp khi bánh răng chủ động và bánh răng bị động ăn khớp với nhau. Lúc này lực đẩy được truyền theo thứ tự giảm dần từ động cơ, đến ly hợp, đến trục sơ cấp của hộp số, đến trục trung gian, trục thứ cấp và đến trục dẫn động.

4.3. Cấp số lùi

Bánh răng trung gian được gắn thêm vào vị trí giữa 1 cặp bánh răng chủ động và bánh răng bị động.

Khi chuyển cần số về số lùi (Idle gear), bánh răng trung gian ăn khớp với bánh răng chủ động và bánh răng bị động. Lúc này, bánh răng chủ động dẫn động cho bánh răng trung gian. Bánh răng trung gian tiếp tục dẫn động cho bánh răng bị động quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược.

Khi đó, các bánh xe sẽ chuyển động ngược để lùi xe. Nhờ cơ cấu bánh răng có thêm bánh răng trung gian mà quá trình lùi xe trở nên êm ái và mượt mà hơn.

5. Hộp số sàn ô tô cần đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật nào?

Tất cả các cơ cấu trên ô tô sinh ra đều phải đạt những tiêu chuẩn riêng để tối đa hóa hiệu năng, giảm bớt những hư hỏng nhờ sự phối hợp nhịp nhàng giữa các bộ phận, chi tiết trê xe.

Một hộp số MT cần đáp ứng những tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật sau:

Dải tỷ số truyền phải phù hợp, phân bổ các khoảng thay đổi tỷ số truyền một cách tối ưu, phù hợp với tính năng động lực học và tính kinh tế vận tải.
Hiệu suất truyền lực cao.
Có cơ cấu định vị chống nhảy số và chống gài hai số cùng một thời điểm.
Hoạt động không tạo ra tiếng ồn, chuyển số êm ái, không phát sinh các tải trọng động khi vận hành.
Có vị trí trung để có thể ngắt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực trong thời gian dài.
Có cơ cấu báo hiệu khi vào số lùi.
Có khả năng bố trí cụm trích công suất, qua đó dẫn động các thiết bị phụ khác.
Kết cấu cần nhỏ gọn, dễ điều khiển, bảo dưỡng và sửa chữa.

6. Cách bố trí, ý nghĩa các ký hiệu và cơ cấu sang số trên hộp số sàn ô tô

6.1. Ý nghĩa các ký hiệu

Trên cơ bản, cần số sàn có các ký hiệu sau:

Số trung gian: Số O (số “mo”) (Neutral)
Các số tiến: 1, 2, 3, 4, 5,…
Số lùi: R (Reverse)

Tùy theo hãng xe mà cơ cấu sang số sẽ khác nhau và trên cần số đều có in sơ đồ cơ cấu sang số.

Ý nghĩa các ký hiệu của hộp số sàn ô tô

6.2. Cách bố trí các ký hiệu

Về cách bố trí sang số của hộp số MT:

Hàng trên: số lẻ (1, 3, 5…)
Hàng dưới: số chẵn (2, 4, 6…)
Mặc định cần số luôn nằm chính giữa: Số O
Số lùi R (Reverse): Có thể nằm trên, nằm dưới, hoặc nằm cùng trên hàng của số O.

6.3. Cơ cấu sang số

Cơ cấu sang số của một số dòng xe thông thường

Số 1: Lắc cần qua hết bên trái → đẩy lên
Số 2: Lắc cần qua hết bên trái → đẩy xuống
Số 3: Lắc cần về chính giữa → đẩy lên
Số 4: Lắc cần về chính giữa → đẩy xuống
Số 5: Lắc cần qua hết bên phải → đẩy lên
Số lùi: Lắc cần qua hết bên phải → đẩy xuống
Số O: Cho cần về chính giữa (hoặc lắc qua phải hay qua trái).

Cần số cho các dòng xe mới hơn

Số 1: Lắc cần qua hết bên trái → đẩy lên
Số 2: Lắc cần qua hết bên trái → đẩy xuống
Số 3: Lắc cần qua gần hết bên trái → đẩy lên
Số 4: Lắc cần qua gần hết bên trái → đẩy xuống
Số 5: Lắc cần qua gần hết bên phải → đẩy lên
Số 6: Lắc cần qua gần hết bên phải → đẩy xuống
Số lùi: Lắc cần qua hết bên phải → đẩy xuống (tùy theo dòng xe mà để về số lùi, quý khách sẽ cần kéo thêm một vòng tròn ở thân cần số lên trên hoặc bóp lẫy).
Số O: Cho cần về chính giữa (hoặc lắc qua phải hay qua trái).

Cần số cho các dòng xe cao cấp

Cần số hộp số sàn cho các dòng xe cao cấp hơi phức tạp vì có tới 7 cấp số, dễ lẫn lộn khi lắc cần số:

Số lùi nằm ở trên bên góc bên trái
Có thêm cấp số 7 nằm bên trên góc phải

Lưu ý: Mỗi dòng xe khác nhau, sẽ có thể có cơ cấu sang số khác nhau, nên quý khách cần tìm hiểu kỹ cách bố trí, ý nghĩa các ký hiệu trên cần sang số và cách sang số ở xe của mình trong sách hướng dẫn sử dụng xe.

7. Hộp số sàn ô tô sử dụng như thế nào?

Các bước điều khiển xe hộp số MT:

Bước 1: Đạp chắc chân côn

Bước 2: Vào số theo sơ đồ các ký hiệu trên cần số

Bước 3: Từ từ nhả chân côn và đạp nhẹ chân ga

Bước 4: Khi xe dần lăn bánh, nhả hết chân côn và kiểm soát tốc độ xe bằng chân ga

Bước 5: Khi cần sang số, tiếp tục thực hiện lại từ bước đầu (đạp hết chân côn, sang số, từ từ nhả chân côn và đạp chân ga).

Lưu ý: Vận tốc của xe sẽ tương ứng với mỗi cấp số. Quý khách nên chọn cấp số phù hợp với tình huống vận hành để đảm bảo độ bền các chi tiết máy, đặc biệt là hộp số. Bên cạnh đó, trước khi cho xe chạy hoặc sau khi dừng đỗ xe, phải kéo thắng tay lại.

Cách lái xe sử dụng hộp số sàn ô tô

>>> Tham khảo thêm: Hộp số CVT là gì? So sánh hộp số CVT và AT

8. Hộp số sàn ô tô có những ưu, nhược điểm gì?

8.1. Ưu điểm

Tiết kiệm nhiên liệu.
Giá thành thường rẻ hơn so với xe sử dụng hộp số tự động (hộp số AT).
Chí phí bảo trì, bảo dưỡng ít tốn kém. Công tác bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng.
Kiểm soát xe tốt hơn trong nhiều tình huống.
Cảm giác lái xe, chuyển số “thật” hơn.

8.2. Nhược điểm

Điều khiển và xử lý tình huống phức tạp, cần mức độ tập trung và tiến hành thao thác nhiều hơn, độ chính xác cao hơn.
Lái xe trong một thời gian sẽ có thể cảm thấy mỏi.