Cách thức hoạt động của hộp số tự động

Hộp số tự động cho phép động cơ ô tô hoạt động trong một dải tốc độ hẹp, giống như hộp số sàn. Khi động cơ đạt mức mô-men xoắn cao hơn (mô-men xoắn là lượng công suất quay của động cơ),…

Hộp số tự động cho phép động cơ ô tô hoạt động trong một dải tốc độ hẹp, giống như hộp số tay. Khi động cơ đạt mức mô-men xoắn cao hơn (mô-men xoắn là công suất quay của động cơ), các bánh răng trong hộp số cho phép động cơ tận dụng tối đa mô-men xoắn mà nó tạo ra trong khi vẫn duy trì tốc độ thích hợp.

Hộp số quan trọng như thế nào đối với khả năng vận hành của ô tô? Không có hộp số, các phương tiện chỉ có một bánh răng, phải mất nhiều thời gian để đạt tốc độ cao hơn và động cơ nhanh chóng bị hao mòn do tốc độ RPM cao mà động cơ liên tục tạo ra.

Nguyên lý hộp số tự động

Nguyên lý hoạt động của hộp số tự động dựa trên việc sử dụng các cảm biến để xác định tỷ số truyền phù hợp, tỷ số này phụ thuộc phần lớn vào tốc độ xe mong muốn. Hộp số kết nối với động cơ trong vỏ chuông, nơi bộ biến mô chuyển đổi mô-men xoắn của động cơ thành lực truyền động và trong một số trường hợp thậm chí còn khuếch đại công suất đó. Bộ biến mô của hộp số thực hiện điều này bằng cách truyền lực đó tới trục truyền động thông qua bánh răng hành tinh và đĩa ly hợp, sau đó cho phép các bánh dẫn động của ô tô quay để đẩy nó về phía trước, với các tỷ số truyền khác nhau cần thiết cho các tốc độ khác nhau. Tùy thuộc vào thương hiệu và mẫu mã, đây là các loại xe dẫn động cầu sau, dẫn động cầu trước và dẫn động bốn bánh.

Nếu xe chỉ có một hoặc hai số, việc đạt tốc độ cao hơn sẽ là một vấn đề vì động cơ chỉ quay ở một RPM nhất định tùy thuộc vào số. Điều này có nghĩa là số vòng quay thấp hơn đối với bánh răng thấp hơn và do đó tốc độ thấp hơn. Nếu số trên cùng ở vị trí thứ hai, xe sẽ mất mãi mãi để tăng tốc xuống vòng tua máy thấp hơn, tăng dần vòng tua máy khi xe tăng tốc. Căng thẳng động cơ cũng trở thành một vấn đề khi chạy ở tốc độ vòng tua máy cao hơn trong thời gian dài hơn.

Sử dụng một số bánh răng nhất định hoạt động kết hợp với nhau, ô tô dần dần tăng tốc độ khi chuyển sang các bánh răng cao hơn. Khi ô tô sang số cao hơn, vòng tua máy giảm, điều này làm giảm tải cho động cơ. Các bánh răng khác nhau được biểu thị bằng tỷ số truyền (là tỷ số của bánh răng cả về kích thước và số răng). Các bánh răng nhỏ hơn quay nhanh hơn các bánh răng lớn hơn, và mỗi vị trí bánh răng (đầu tiên đến sáu trong một số trường hợp) sử dụng các bánh răng khác nhau có kích thước và số lượng răng khác nhau để đạt được gia tốc trơn tru.

Bộ làm mát hộp số là điều cần thiết khi vận chuyển tải nặng vì tải nặng sẽ tạo thêm áp lực cho động cơ, làm cho động cơ chạy nóng hơn và đốt cháy chất lỏng truyền động. Bộ làm mát truyền động nằm bên trong bộ tản nhiệt, nơi nó loại bỏ nhiệt từ chất lỏng truyền động. Chất lỏng di chuyển qua các ống trong bộ làm mát đến chất làm mát trong bộ tản nhiệt để quá trình truyền dẫn luôn mát và có thể chịu tải cao hơn.

Bộ chuyển đổi mô-men xoắn làm gì

Bộ biến mô sẽ nhân và truyền mô men do động cơ của xe tạo ra và truyền qua các bánh răng trong bộ truyền động đến các bánh xe ở cuối trục dẫn động. Một số bộ biến mô còn hoạt động như một cơ cấu khóa, liên kết động cơ và bộ truyền động khi chạy ở cùng tốc độ. Điều này giúp ngăn chặn sự trượt truyền dẫn đến mất hiệu quả.

Bộ biến mô có thể có một trong hai dạng. Đầu tiên, khớp nối chất lỏng, sử dụng ít nhất một ổ đĩa hai mảnh để truyền mô-men xoắn từ hộp số đến trục truyền động, nhưng không làm tăng mô-men xoắn. Ly hợp thủy lực, được sử dụng thay thế cho ly hợp cơ học, truyền mô-men xoắn động cơ đến các bánh xe thông qua trục dẫn động. Loại còn lại, bộ biến mô, sử dụng tổng cộng ít nhất ba phần tử, và đôi khi nhiều hơn, để tăng sản lượng mô-men xoắn từ hộp số. Bộ chuyển đổi sử dụng một loạt cánh gạt và một cuộn kháng hoặc cánh gạt stato để tăng mô-men xoắn, dẫn đến nhiều công suất hơn. Stato hoặc cánh gạt tĩnh có nhiệm vụ chuyển hướng chất lỏng truyền động trước khi nó đến máy bơm, cải thiện đáng kể hiệu quả của bộ chuyển đổi.

Hoạt động bên trong của bánh răng hành tinh

Biết cách các bộ phận của hộp số tự động hoạt động cùng nhau có thể thực sự đưa tất cả vào quan điểm. Nếu bạn nhìn vào bên trong hộp số tự động, ngoài các dây đai, đĩa và bơm bánh răng khác nhau, bánh răng hành tinh là thành phần chính. Bánh răng này bao gồm một bánh răng mặt trời, một bánh răng hành tinh, một bánh răng hành tinh và một bánh răng vòng. Một bánh răng hành tinh có kích thước gần bằng một quả dưa đỏ tạo ra các tỷ số truyền khác nhau cần thiết cho bộ truyền động để đạt được tốc độ cần thiết để tiến lên trong khi lái xe, cũng như tiến hành lùi.

Các loại bánh răng khác nhau hoạt động cùng nhau, hoạt động như đầu vào hoặc đầu ra cho tỷ số truyền cụ thể được yêu cầu tại bất kỳ thời điểm nào. Trong một số trường hợp, các bánh răng vô dụng theo một tỷ lệ nhất định và do đó vẫn đứng yên, với các dải bên trong hộp số giữ chúng không di chuyển cho đến khi cần sử dụng. Một loại bánh răng khác, bánh răng hành tinh tổng hợp, bao gồm hai bộ bánh răng mặt trời và bánh răng hành tinh, mặc dù chỉ có một bánh răng vành khuyên. Mục đích của loại truyền động bánh răng này là cung cấp mô-men xoắn trong không gian nhỏ hơn hoặc để tăng sức mạnh tổng thể của xe, chẳng hạn như trong xe tải hạng nặng.

Nghiên cứu về bánh răng

Trong khi động cơ đang chạy, hộp số sẽ phản ứng với bất kỳ thiết bị nào mà người lái đang ở. Trong Đỗ hoặc Trung lập, hộp số không hoạt động vì xe không yêu cầu mô-men xoắn khi xe không chuyển động. Hầu hết các loại xe đều có các bánh răng truyền động khác nhau hữu ích khi di chuyển về phía trước, từ bánh răng thứ nhất đến thứ tư.

Những chiếc xe hiệu suất có xu hướng có nhiều bánh răng hơn, lên đến sáu bánh răng, tùy thuộc vào kiểu dáng và mẫu mã. Số càng thấp, tốc độ càng thấp. Một số phương tiện, đặc biệt là xe tải hạng trung và hạng nặng, sử dụng chế độ tăng tốc để giúp duy trì tốc độ cao hơn và cũng giúp tiết kiệm nhiên liệu tốt hơn.

Cuối cùng, ô tô sử dụng số lùi để lái xe lùi. Ở số lùi, một trong các bánh răng nhỏ hơn ăn khớp với bánh răng hành tinh lớn hơn, chứ không phải ngược lại khi di chuyển về phía trước.

Cách hộp số sử dụng ly hợp và băng tần

Ngoài ra, hộp số tự động sử dụng ly hợp và dây đai để giúp nó đạt được các tỷ số truyền khác nhau cần thiết, bao gồm cả hiện tượng quá tốc. Bộ ly hợp hoạt động khi các bộ phận của bánh răng hành tinh được kết nối với nhau và các dải giúp giữ các bánh răng đứng yên để chúng không quay một cách không cần thiết. Các dải, được dẫn động bởi các pít-tông thủy lực bên trong hộp số, cố định các bộ phận của hộp số. Các xi lanh và piston thủy lực cũng kích hoạt các ly hợp, buộc chúng ăn khớp với các bánh răng cần thiết cho một tỷ số truyền và tốc độ nhất định.

Các đĩa ly hợp nằm bên trong trống ly hợp trong hộp số và xen kẽ với các đĩa thép ở giữa. Đĩa ly hợp ở dạng đĩa cắn vào các tấm thép do sử dụng một lớp phủ đặc biệt. Thay vì làm hỏng các đĩa, các đĩa dần dần nén chúng lại, từ từ tác dụng lực sau đó được truyền tới các bánh dẫn động của xe.

Đĩa ly hợp và tấm thép là khu vực phổ biến xảy ra hiện tượng trượt. Cuối cùng, sự trượt này khiến các mảnh kim loại lọt vào phần còn lại của đường truyền và cuối cùng khiến đường truyền bị hỏng. Thợ máy sẽ kiểm tra hộp số nếu xe gặp vấn đề về trượt hộp số.

Bơm thủy lực, van và bộ điều chỉnh

Nhưng sức mạnh "thực sự" trong hộp số tự động đến từ đâu? Sức mạnh thực sự nằm ở hệ thống thủy lực được tích hợp trong vỏ hộp số, bao gồm máy bơm, các van khác nhau và bộ điều chỉnh. Máy bơm hút chất lỏng truyền động từ một bể chứa nằm ở dưới cùng của hộp số và đưa nó đến hệ thống thủy lực để kích hoạt các ly hợp và dây đai có trong đó. Ngoài ra, bánh răng bên trong của bơm được nối với vỏ ngoài của bộ biến mô. Điều này cho phép nó quay cùng tốc độ với động cơ của ô tô. Bánh răng bên ngoài của máy bơm quay theo bánh răng bên trong, cho phép máy bơm hút chất lỏng từ bể chứa ở một bên và đưa vào hệ thống thủy lực ở phía bên kia.

Bộ điều khiển điều chỉnh hộp số bằng cách cho nó biết tốc độ của xe. Bộ điều chỉnh, có chứa một van nạp lò xo, mở càng nhiều xe càng di chuyển nhanh hơn. Điều này cho phép hệ thống truyền động thủy lực truyền nhiều chất lỏng hơn ở tốc độ cao hơn. Hộp số tự động sử dụng một trong hai loại thiết bị, van tay hoặc bộ điều biến chân không, để xác định mức độ hoạt động của động cơ, tăng áp suất khi cần thiết và tắt một số bánh răng nhất định tùy thuộc vào tỷ lệ đang được sử dụng.

Với việc bảo dưỡng hộp số đúng cách, chủ xe có thể mong đợi nó kéo dài tuổi thọ của xe. Một hệ thống rất mạnh mẽ, hộp số tự động sử dụng nhiều bộ phận khác nhau, bao gồm bộ biến mô, bánh răng hành tinh và trống ly hợp, để cung cấp năng lượng cho các bánh xe truyền động của xe, giữ cho nó ở tốc độ mong muốn.

Nếu bạn gặp vấn đề với hộp số tự động, hãy nhờ thợ máy giúp duy trì mức chất lỏng, kiểm tra hư hỏng và sửa chữa hoặc thay thế nếu cần.

Các sự cố thường gặp và các triệu chứng của sự cố truyền tự động

Một số sự cố phổ biến hơn liên quan đến đường truyền bị lỗi bao gồm:

• Thiếu phản ứng hoặc do dự khi chuyển số. Điều này thường chỉ ra sự trượt bên trong hộp số.
• Hộp số tạo ra nhiều tiếng động lạ, tiếng lách cách và tiếng vo ve. Yêu cầu thợ cơ khí kiểm tra xe của bạn khi nó phát ra những tiếng ồn này để xác định vấn đề là gì.
• Rò rỉ chất lỏng cho thấy vấn đề nghiêm trọng hơn và thợ cơ khí nên khắc phục sự cố càng sớm càng tốt. Dầu hộp số không bị cháy như dầu động cơ. Nhờ thợ máy kiểm tra mức chất lỏng thường xuyên có thể giúp giải quyết vấn đề tiềm ẩn trước khi nó xảy ra.
• Mùi khét, đặc biệt là từ khu vực truyền dịch, có thể cho thấy mức chất lỏng rất thấp. Chất lỏng truyền động bảo vệ bánh răng và các bộ phận truyền động khỏi quá nhiệt.
• Đèn Check Engine cũng có thể cho biết hộp số tự động có vấn đề. Yêu cầu thợ máy chạy chẩn đoán để tìm ra vấn đề chính xác.