Hộp số sàn (MT) ô tô: Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động & Cách sử dụng

Hộp số sàn là loại hộp số được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô nhờ vào tính năng vượt trội cùng khả năng tiết kiệm chi phí hơn so với các loại hộp số khác. Hiện nay, hộp số sàn được trang bị phổ biến trên các dòng xe ô tô có hệ thống truyền động đơn giản với độ tin cậy cao. Cùng Honda Ô tô Mỹ Đình tìm hiểu chi tiết về loại hộp số này nhé!

Hộp số sàn là gì?

Hộp số sàn (MT – Manual Transmission) là hộp số tay, hộp số tiêu chuẩn. Đây là một hệ thống truyền động xe cơ giới được người lái thực hiện thủ công việc thay đổi tỷ số truyền động thông qua cần số.

Hộp số sàn là loại hộp số lâu đời nhất so với các loại hộp số khác, bộ phận này gồm có các trục sơ cấp, trục thứ cấp và trục trung gian (với hộp số 3 trục). Các trục này đều chứa các bánh răng khớp với nhau đồng thời tạo ra tỷ số truyền tương ứng với mỗi cấp số của xe.

Lịch sử của hộp số sàn

Hộp số tay là có lịch sử ra đời và phát triển lâu nhất so với các hộp số khác. Từ năm 1890, loại hộp số tay sơ khai đã được bắt đầu sử dụng ở một số dòng xe ô tô. Năm 1891 được coi là một bước tiến đáng kể khi hộp tay ba cấp được trang bị và sử dụng trong ô tô.

Năm 1904, hộp số sàn sang số trượt của Panhard-Levassor đã được hiện thực hóa bởi hầu hết các nhà sản xuất ôtô. Dù tồn tại dưới dạng này hay dạng khác thì chúng vẫn còn được sử dụng cho đến thời gian gần đây. Hiển nhiên, đã có những cải tiến, thay đổi quan trọng nhất là hệ thống đồng bộ hóa cho phép quá trình ăn khớp giữa các bánh răng diễn ra một cách trôi chảy, không phát sinh va đập. Hộp số trang bị bộ đồng tốc được Cadillac sử dụng lần đầu tiên vào năm 1928. Sau khi được Porsche phát triển, phát minh này đã trở nên phổ biến cho đến tận ngày nay.

Khoảng thời gian kể từ khi hộp số sàn xuất hiện cho đến thời điểm phát minh ra bộ đồng tốc, có một sự cố gắng khác cũng nhằm đơn giản quá trình sang số. Đó chính là hộp số có cấu tạo từ bộ truyền bánh răng hành tinh, xuất hiện lần đầu tiên trên mẫu Ford Model T 1908.

Bộ truyền bánh răng hành tinh bao gồm một bánh răng trung tâm hay còn được gọi là bánh răng mặt trời, một số bánh răng hành tinh ăn khớp xung quanh. Ngày nay, bộ truyền hành tinh được sử dụng trên hộp số tự động nhiều hơn trên số sàn.

Cấu tạo của hộp số sàn ô tô

Hộp số sàn trên xe ô tô bao gồm những bộ phận chính như sau:

• Vỏ và nắp hộp số: Có nhiệm vụ bao kín và bảo vệ các chi tiết bên trong hộp số. Ngoài ra, vỏ hộp còn là vị trí để lắp các vòng bi đỡ trục hộp số, treo hộp số vào khung số và đựng dầu bôi trơn. Trên vỏ hộp thường có các nút xả, kiểm tra mức dầu. Nắp hộp số còn là nơi để lắp đặt cơ cấu chuyển số.
• Ổ bi: Đây sẽ là bộ phận giúp hạn chế tiếng ồn được tạo ra trong quá trình xe hoạt động. Ngoài ra, bộ phận này cũng có tác dụng chuyển hóa ma sát trượt thành ma sát lăn, giúp hộp số hoạt động bền bỉ hơn.
• Bánh răng: Đảm nhận vai trò thay đổi tỷ số truyền. Thông qua nhu cầu và mong muốn của người lái, các bánh răng sẽ ăn khớp với nhau và truyền lực với tỷ số phù hợp.
• Trục hộp số: Được cấu tạo bởi 2 thành phần là hộp số ngang và hộp số dọc. Trong đó, hộp số ngang 2 trục gồm trục sơ cấp và thứ cấp. Hộp số dọc 3 trục gồm trục sơ cấp, trung cấp và thứ cấp.
• Bộ đồng tốc: Đảm bảo tốc độ của các bánh răng khớp đồng đều khi xe vào số, từ đó hạn chế tình trạng va đập giữa các bánh răng. Nhờ vậy, quá trình vào số sẽ trở nên mượt mà, ổn định và ít tiếng động hơn.

Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn ô tô

Trong quá trình sử dụng xe số sàn, người dùng nên hiểu rõ nguyên lý hoạt động của loại hộp số này.

Dựa vào hình ảnh trên, quy trình hoạt động của hộp số sàn có thể được hiểu như sau:

• Trục sơ cấp là trục có các bánh răng màu xanh lá, gọi là bánh răng dẫn động. Phía bên trong hộp số, trục sơ cấp sẽ tiếp nhận lực mô-men xoắn truyền từ động cơ thông qua bộ ly hợp.
• Trục trung gian là trục có các bánh răng chủ động – là các bánh răng có màu đỏ. Trong số các bánh răng chủ động có 1 bánh răng nối với 1 bánh răng xanh lá trên trục sơ cấp. Sự ăn khớp của 2 bánh răng này thể hiện ở việc 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 bị động – bánh răng màu xanh lam. Mỗi bánh răng bị động ở trục này 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, khiến trục thứ cấp quay và truyền lực mô-men xoắn đến các bánh xe.

Tùy trường hợp hộp số sàn có bao nhiêu cấp số sẽ có bấy nhiêu cặp bánh răng chủ động và bị động, cùng với 1 cặp bánh răng số lùi (cặp bánh răng số lùi này có thêm bánh răng trung gian – màu tím).

Nguyên lý hoạt động cấp số tiến

Khi hộp số sàn thực hiện chế độ tiến, thông qua sự ăn khớp của một trong các cặp bánh răng xanh biển và đỏ, đầu vào (trục sơ cấp xanh lá) sẽ truyền động đến đầu ra (trục thứ cấp vàng). Như vậy, khi người lái chuyển số nào, cặp bánh răng xanh biển và đỏ tương ứng sẽ ăn khớp với nhau. Ở quá trình này, lực đẩy sẽ được truyền lần lượt từ động cơ → ly hợp → trục sơ cấp → trục trung gian → trục thứ cấp → trục dẫn động. Nhờ đó xe di chuyển tiến lên. 

Nguyên lý hoạt động cấp số lùi

Hộp số xe ô tô sử dụng 1 bánh răng nhỏ trung gian (trên hình là bánh răng màu tím) để tạo nên số lùi (Idle gear). Bánh răng này được gắn thêm vào giữa 1 cặp bánh răng chủ động (màu đỏ) và bị động (màu xanh lam).

Cụ thể, khi chuyển cần số về số lùi, bánh răng trung gian màu tím này sẽ ăn khớp với bánh răng chủ động và bị động (màu đỏ và xanh lam). Lúc này, bánh răng chủ động (màu đỏ) sẽ dẫn động cho bánh răng bị động (màu xanh lam), nhưng thông qua bánh răng trung gian (màu tím) làm bánh răng bị động (màu xanh lam) quay ngược chiều khiến trục thứ cấp chuyển động ngược. Nhờ nguyên lý làm việc này, xe có thể di chuyển lùi một cách dễ dàng và trơn tru hơn.

Các loại hộp số sàn

Căn cứ vào mục đích sử dụng, số cấp và cấp tạo của hộp số mà có các cách phân loại hộp số sàn như sau:

Dựa vào số trục chứa các cặp bánh răng truyền số:

• 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:

• Hộp số có cấp
• Hộp số vô cấp

Dựa theo số cấp của hộp số:

• Hộp số thường (có các cấp số nhỏ hơn hoặc bằng 6)
• Hộp số nhiều cấp (có các cấp số lớn hơn hoặc bằng 8)

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 trên xe. Một hộp số sàn cần đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật như 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.

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

Ý nghĩa của các ký hiệu trên cần số sàn

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.

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.

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)

Cơ cấu sang số của các dòng xe hiện đại

• 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)

Cơ cấu sang số của các dòng xe sang

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.

Cách sử dụng xe ô tô số sàn an toàn

Người dùng cần nắm rõ cách sử dụng chân côn cùng nguyên lý hoạt động của bộ ly hợp hộp số sàn để có thể điều khiển xe một cách dễ dàng và nhẹ nhàng nhất. Quy trình điều khiển xe hộp số sàn như sau:

• Bước 1: Đạp chắc chân côn.
• Bước 2: Vào số theo sơ đồ các ký hiệu ghi trên cần số.
• Bước 3: Từ từ nhả chân côn và đạp nhẹ chân ga.
• Bước 4: Khi xe dần lăn bánh thì 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 (tỷ lệ truyền lực dẫn động từ động cơ sẽ khác nhau) sẽ tương ứng với mỗi cấp số. Tùy theo từng tình huống vận hành mà người lái có thể chọn cấp số phù hợp nhằm đảm bảo độ bền các chi tiết máy, đặc biệt là hộp số. 

So sánh hộp số sàn và hộp số tự động

Một số điểm khác biệt giữa hộp số sàn và hộp số tự động như sau:

• Đại lý Honda Mỹ Đình: https://hondaotomydinh.vn/
• Fanpage: Honda Ôtô Hà Nội – Mỹ Đình
• Youtube: Honda Ôtô Hà Nội – Mỹ Đình
• Hotline: 037 583 7979

Hoàng Ngân

Với 2 năm kinh nghiệm làm việc trong lĩnh vực ô tô, tôi tự tin mang đến cho khách hàng những thông tin chính xác và đầy đủ, là nguồn tham khảo đáng tin cậy giúp khách hàng dễ dàng tìm kiếm các thông tin hữu ích.