Mục đích của hộp số

 

Dẫn động bánh răng

Mô men xoắn / tốc độ được thay đổi bởi các bánh răng dẫn động bên trong hộp số. Hãy xem xét cơ cấu đơn giản sau: Công suất đầu vào được đặt cho Z1 (15 răng), thì đầu ra sẽ ở Z2 (30 răng). Trong trường hợp cơ cấu này thì tốc độ đầu ra bằng một nữa tốc độ đầu vào, nhưng mô men xoắn lại thay đổi ngược lai: mô men xoắn ở đầu ra gầp đôi đầu vào. Mối quan hệ giữa hai bánh răng với nhau được gọi là tỉ số truyền và được xác định bằng công thức sau : I = bánh bị động / bánh chủ động, vậy trong trường hợp này là 30 / 15 = 2,0. Do sự định nghĩa này, chúng ta phải chia tốc độ động cơ bằng tỉ số truyền. Để có được công suất ra thì phải có sự tính toán bởi các tỉ số truyền của các bánh răng. Trong trường hợp hai dãy bánh răng thì tỉ số truyền được tính như sau: i= Z2 x Z3 / Z1 x Z4 trong ví dụ trên là : 30 x 28 / 15 x 14 = 840 /210 = 4. Đối với những xe du lịch (loại 4 chổ), một tỉ số truyền thì không đủ cho tất cả cho các dải tốc độ, do đó có một số bộ bánh răng có số răng khác nhau được đặt trong hộp số. Hình bên dưới hiển thị nguyên tắc cơ bản hộp số có ba tốc độ. Các bánh răng trên trục sơ cấp và trục trung gian được cố định trực tiếp trên trục, trong khi các bánh răng trên trục thứ cấp thì có thể di chuyển tương đối trên trục. Để có thể liên kết và ăn khớp chúng lại với nhau thì có từng cơ cấu cơ khí riệng biệt được mô tả như hình bên dưới (phía trên bên phải). Một bộ phận di động lồng với bánh răng được gọi là moay ơ đồng tốc mà sẽ lựa chọn các bánh răng cần thiết để ăn khớp khi thực hiện việc gài số. Để thực hiện việc gài số lùi thì có một bánh răng thứ ba sẽ ăn khớp. Do chiều quay của bánh răng này ngược lại so với trục sơ cấp nên bánh răng trung gian sẽ không ảnh hưởng tới tỉ số truyền.

Cơ cấu gài số

Hình trên mô tả cơ cấu hoạt động tương tự như trình bày ở phía trên. Lưu ý rằng một moay ơ đồng tốc có thể ăn khớp hoặc tách rời tối đa hai bánh răng số. Tùy thuộc vào vị trí của từng moay ơ mà có thể gài các số khác nhau. Để về vị trí số trung gian thì tất cả các moay ơ đều ở vị trí giữa. Khi thực hiện việc gài số thì tay chuyển số sẽ chuyển động. Sự chuyển động này sẽ được truyền tới càng gài số thông qua các rãnh gài tương ứng như mô tả ở hình trên. Sự di chuyển của tay chuyển số sang trái hay phải để chọn rãnh trên càng gài số và đẩy tay chuyển số về phía trước hoặc sau để ăn khớp bánh răng số với các bánh răng trên trục thứ cấp: quá trình vào số được thực hiện. Hình mô tả các bộ phận bên dưới thể hiện nguyên tắc hoạt động của quá trình gài số.



Để việc ăn khớp của các bánh răng khi gài số tốt hơn cần có một cơ cấu hãm đặc biệt. Hơn nữa, đễ tránh việc gài số không đúng cách của lái xe thì cũng có một cơ cấu đặc biệt gọi là khóa liên động. Cơ cấu này chỉ cho phép gài về số lùi chỉ khi tay chuyển số đang ở vị trí số trung gian mà không thể gài trực tiếp từ các vị trí số khác.


Tùy theo kiểu hộp số và vị trí của hộp số trên từng loại xe mà quá trình chuyển số được thực hiện trực tiếp bằng các thanh nối hoặc phải thông qua các dây cáp nối. Các dây cáp này được gắn cố định trên vỏ hộp số bởi các giá đỡ và nối với cơ cấu chuyển số bằng các chốt giữ và khớp nối. Để tháo các khớp nối này bạn nên nâng xe lên bằng cầu nâng để tháo dễ dàng hơn.

Vòng đồng tốc

Trên thực tế nguyên tắc hoạt động của hộp số trong quá trình ăn khớp không dễ dàng như đã trình bày ở mô tả đơn giản trên. Sự ăn khớp đòi hỏi phải có sự đồng tốc giữa moay ơ và bánh răng. Trên các xe hơi đời cũ, thường trang bị ly hợp kép, tuy nhiên nó không dễ dàng thao tác cho các lái xe thiếu kinh nghiệm. Để cải thiện việc gài số, cơ cấu đồng tốc được phát triển nhằm làm cho moay ơ và bánh răng quay cùng tốc độ khi ăn khớp mà không cần sử dụng cơ cấu ly hợp kép. Hình bên phải mô tả nguyên tắc hoạt động của sự ăn khớp răng giữa ống trượt và bánh răng số. Bánh răng số và moay ơ được gắn cùng với vòng có rãnh răng dạng nón. Trước khi các răng tiếp xúc nhau thì các răng dạng nón này sẽ ăn khớp trước. Do lực ma sát được tạo ra bởi vòng răng này sẽ làm hãm hoặc tăng tốc độ cho đến khi chúng cùng tốc độ quay với moay ơ thì lúc này quá trình ăn khớp sẽ diễn ra dễ dàng hơn. Hình trên mô tả hình dáng và cấu tạo thực tế của bộ đồng tốc. Để cho hệ thống làm việc hiệu quả hơn thì trong ăn khớp bánh răng có thể có nhiều hơn một vòng đồng tốc.


 

Đường truyền công suất

Đây là kiểu hộp số đặc trưng cho loại xe dẫn động bánh trước. Hình bên trái cho thấy hộp số đang ở vị trí số trung gian với các cặp bánh răng dẫn động cho từng vị trí số khác nhau. Tất cả các vòng đồng tốc đều ở vị trí giữa mà không bị mômen xoắn tác động vào. Hình bên phải mô tả vị trí số 1 được ăn khớp, điều này có thể nhận thấy ống trượt di chuyển về bên phải, do đó nối bánh răng dẫn động với trục thứ cấp và đường truyền công suất hiển thị như đường màu vàng.




Đây là kiểu hộp số đặc trưng cho loại xe dẫn động bánh trước. Hình bên trái cho thấy hộp số đang ở vị trí số trung gian với các cặp bánh răng dẫn động cho từng vị trí số khác nhau. Tất cả các vòng đồng tốc đều ở vị trí giữa mà không bị mômen xoắn tác động vào. Hình bên phải mô tả vị trí số 1 được ăn khớp, điều này có thể nhận thấy ống trượt di chuyển về bên phải, do đó nối bánh răng dẫn động với trục thứ cấp và đường truyền công suất hiển thị như đường màu vàng.

Lời khuyên:
Khi đi xe nếu bạn cảm thấy bất thường (ví dụ: số tự nhảy về N, vô số bị kêu, số bị hú) thì bạn nên đem đến hãng hoặc garage uy tín. Cũng nên thay nhớt hộp số định kỳ theo yêu cầu nhà sản xuất.