Nguyên lý hoạt động của hộp số cơ khí tuần tự

Nếu bạn đã từng tìm hiểu về “Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn”, bạn sẽ hiểu về những hoạt động bên trong của một hộp số sàn điển hình, và bạn biết tại sao hộp số sàn lại sử dụng chu trình chữ "H" khi gài số.

>> Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn

Chúng ta biết rằng hộp số sàn trên xe gắn máy không giống như trên ô tô. Nhưng trên xe máy, bạn chuyển số bằng cách nhấn cần gạt lên hoặc xuống. Loại hộp số này được gọi là hộp số tuần tự hay hộp số sàn tuần tự.

Trong thực tế, hầu hết các xe đua đều sử dụng hộp số tuần tự. Hộp số tuần tự mang đến nhiều lợi thế vô cùng quan trọng và hữu ích cho một chiếc xe đua. Trong khuôn khổi bài viết này, chúng tôi sẽ trình bày về nguyên lý hoạt động của một hộp số sàn tuần tự và tại sao loại hộp số này hiện nay lại được trang bị trên nhiều dòng xe hiệu suất cao.

Cơ chế hoạt động

Bài viết “Nguyên lý hoạt động của hộp số sàn” cung cấp kiến thức cơ bản về cơ chế bên trong hộp số sàn. Hộp số sàn 5 tốc độ thường là tiêu chuẩn trên những chiếc xe ô tô ngày này. Bên trong, nó được cấu tạo như sau:

- Các gắp gài số được nằm trên ba thanh kết nối với cần chuyển số. Nhìn vào các thanh chuyển số từ phía trên, chúng giống như hình bên ở các trạng thái số 0, số lùi, số 1 và số 2.

- Chu trình chữ H cho phép bạn di chuyển cần chuyển số giữa thanh điều khiển và ba chạc cũng như di chuyển các thanh qua lại.

Một số hộp sàn tuần tự có nguyên lý hoạt động tương tự như trên hộp số sàn. Vẫn có một tập hợp các gắp chọn số để gài bộ đồng tốc vào bánh răng. Điểm khác biệt duy nhất là cơ cấu gài số được điều khiển theo một đường thẳng thay vì chu trình H.

Đối với hộp số tuần tự trang bị trên các xe đua, chuyển động của cần số hoặc là “đẩy tiến”, đẩy cần số ra xa người điều khiển, để giảm số, hoặc là “kéo lùi”, kéo gần về phía người để tăng số. Nếu bạn muốn chuyển số cao hơn, ví dụ từ số 2 lên số 3, bạn kéo về phía mình, tương tự như khi bạn muốn chuyển từ số 3 lên số 4 hay số 4 lên số 5. Để về số, bạn đẩy ngược lại với chu trình tăng số.

Trong những chiếc xe sản xuất hàng loạt ở châu Âu, cần số di chuyển về phía trước và phía sau để chuyển số cao hơn/thấp hơn tương ứng. Trên những chiếc xe đua Công thức 1 thường được trang bị hai lẫy chuyển số ngay trên tay lái. Trong đó, cần bên trái để tăng số trong khi bên phải làm nhiệm vụ ngược lại. Với một chiếc xe gắn máy, bạn thực hiện điều tương tự nhưng thay vì di chuyển trước-sau bằng tay, bạn sử dụng chân để thực hiện chuyển động lên-xuống.

Cơ cấu gài số là một trục có các rãnh ngay trên thân trục.

Bạn có thể thấy những đường rãnh cắt trên trục. Những đường rãnh này có thể thực hiện một trong hai nhiệm vụ sau:

- Nếu trục được đặt cách xa bánh răng của hộp số, các rãnh kiểm soát thanh điều khiển tiêu chuẩn.

- Nếu trục được đặt cạnh các bánh răng, những đường rãnh trực tiếp di chuyển gắp gài số và không cần thiết đến bất kỳ một thanh điều khiển nào. Đây là kĩ thuật phổ biến hơn, vì do sử dụng ít chi tiết, điều khiển đơn giản và hoạt động hiệu quả.

- Ki bạn điều khiển cần số, trục sẽ quay trục một góc (ví dụ 50 độ). Chính góc quay này khiến thanh điều khiển gài số hoặc chạc di chuyển theo các rãnh trên trục tuần tự và chuyển số.

- Do các rãnh được bố trí theo thư tự trên trục, nên việc tăng hoặc giảm số bắt buộc theo thứ tự nhất định, không được nhảy số, ví dụ từ số 1 lên số 3. Bạn phải luôn luôn đi qua số 2 để đến số 3. Về số cũng hoạt động theo cách tương tự như vậy.

Lợi thế của hộp số tuần tự

Hầu hết các mẫu xe đua số sàn đều sử dụng phương pháp tuần tự thay vì chu trình H. Có bốn lý do chính giải thích cho điều này:

1. Thời gian chuyển số tuần tự nhanh hơn. Ví dụ, để đi từ số 2 lên số 3 trên chu trình H, bạn phải đẩy cần lên, sang ngang rồi lại lên trên một lần nữa. Quá trình đó tốn thời gian. Trên một hộp số tuần tự, bạn chỉ cần đẩy cần gạt lên cho mỗi lần chuyển số.

2. Chuyển số tuần tự là nhất quán, bạn không phải suy nghĩ đang ở cấp số nào. Bạn chỉ cần đẩy cần về phía trước, đó là chuyển động tương tự cho tất cả các số phù hợp với các tốc độ cần để di chuyển khi đi trên đường thẳng hoặc vào cua.

3. Vị trí đặt tay nhất quan. Với chu trình H, vị trí của cần chuyển thay đổi, vì vậy bạn phải tính toán nơi để tay tùy thuộc vào số xe bạn đang chạy. Với một hộp số tuần tự, cần gạt luôn luôn ở một vị trí cho lần thay đổi tiếp theo.

4. Hộp số tuần tự bảo vệ động cơ và các bánh răng, cơ cấu hoạt động trong hộp số. Nếu bạn đổi số sai với chu trình H trong một cuộc đua, ví dụ chuyển xuống số 2 khi đang ở số 4, bạn có thể làm nổ tung động cơ. Điều đó không bao giờ có thể xảy ra với một hộp số tuần tự.

Một lợi thế khác là cần chuyển số tuần tự chiếm ít không gian hơn trong buồng lái của một chiếc xe đua. Bạn chỉ cần không gian để di chuyển cần lên-xuống mà không cần phải sang hai bên.

Hầu hết hộp số xe đua đều sử dụng phương pháp đổi số tuần tự. Trục được quay bằng tay bởi một cần gạt trong cabin hoặc bằng điện từ, khí nén hoặc thủy lực kích hoạt điện tử. Trong trường hợp điện tử, lái xe có một cặp cần chuyển trên vô lăng để kiểm soát cơ chế và không bao giờ phải di chuyển tay ra khỏi vô lăng.

Do những lợi thế của phương pháp tuần tự, loại hộp số này bắt đầu xuất hiện trên những chiếc xe ở thị trường cao cấp. Một hộp số sàn tuần tự không nên bị nhầm lẫn với kiểu “Tiptronic” của hộp số tự động.

Ngọc Điệp (TTTĐ/nguồn: auto.howstuffworks.com)