Hộp số là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số
Hộp số là gì cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số ra sao, là một trong những câu hỏi của rất nhiều người khi tìm hiểu về động cơ của các phương tiện. Vẽ Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại hộp số khác nhau mỗi loại hộp số lại có cấu tạo nguyên lý hoạt động và ứng dụng riêng. Để bạn có thể hiểu một cách chi tiết và đầy đủ về hộp số là gì cũng như cấu tạo của chúng, bạn hãy tham khảo bài viết này nhé
Nội dung bài viết
I. Tổng quan về hộp số
Như đã chia sẻ ở trên hộp số có rất nhiều loại với nhiều cấu tạo và ứng dụng khác nhau. Tuy vậy hộp số cũng có những đặc điểm chung, vậy những đặc điểm chung của hộp số là gì.
1.1 Khái niệm về hộp số là gì
Hộp số hay hộp số động cơ, là một khái niệm chỉ bộ phận có tác dụng truyền sức mạnh từ động cơ tới hệ thống dẫn động của phương tiện. Hộp số được dùng để thay đổi tỉ số truyền động của động cơ nhằm mục đích thay đổi momen xoắn ở các bánh xe khi xe tăng tốc hay giảm tốc độ.
Hiểu một cách khác, hộp số động cơ là bộ phận đảm bảo tỷ số truyền truyền động của động cơ và cầu dẫn động, thông qua hệ thống bánh răng. Việc này giúp xe hoạt động ổn định với vòng tua máy lý tưởng tạo điều kiện cho xe di chuyển ở nhiều điều kiện hoạt động khác nhau.
1.2 Vai trò của hộp số với phương tiện.
Với các loại phương tiện nói chung và xe nâng hàng nói riêng hộp số đóng một vai trò vô cùng quan trọng và không thể thay thế. Hộp số đảm nhiệm nhiều công việc khác nhau cụ thể như sau:
- Thay đổi tỉ số truyền momen xoắn: Như đã chia sẻ ở trên vai trò chính của hộp số là thay đổi tỉ số truyền momen xoắn từ động cơ tới các bánh xe. Đồng thời chúng làm thay đổi tốc độ di chuyển của xe xe so với sức cản bên ngoài như: Độ dốc, gió, ma sát với mặt đường.
hay đổi chiều chuyển động: Ngoài việc thay đổi tốc độ và momen xoắn hộp số còn có tác dụng thay đổi chiều chuyển động của phương tiện như tiến và lùi. - Tách biệt động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực: Hộp số động cơ còn có tác dụng giúp tách biệt khối động cơ ra khỏi hệ thống truyền lực của xe một cách tùy ý. Việc này giúp bạn thao tác một cách dễ dàng mà không cần tắt mở hệ thống ly hợp của xe.
- Dẫn động lực ra ngoài hệ thống chuyển động: Hộp số còn có tác dụng dẫn động lực học ra ngoài hệ thống động cơ tác động lên các bộ phận công tác của xe chuyên dùng
II. Cấu tạo của hộp số số là gì?
Chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu về khái niệm của hộp số là gì cũng như vai trò của chúng đối với các phương tiện. Vậy hộp số có cấu tạo như thế nào, cùng tiếp tục tìm hiểu nhé.
2.1 Cấu tạo của hộp số Sàn động cơ
Hộp số sàn là một trong những loại khủng số phổ biến được sử dụng nhiều trong các loại phương tiện như ô tô, xe nâng,… Chúng có cấu tạo từ một số bộ phận cơ bản bao gồm: bánh răng, trục hộp số, bộ đồng tốc, ổ bi hộp số, vỏ hộp số và nắp hộp số. Cụ thể như sau:
Cấu tạo của hộp số sàn
STT
Bộ phận
Chức năng
1
Bánh răng của hộp số
Bánh răng của hộp số là bộ phận quan trọng nhất có nhiệm vụ thay đổi tỉ số truyền. Từ đó chúng làm thay đổi tốc độ quay giữa các chi tiết được kết nối với hệ thống động cơ.
2
Trục của hộp số
Với hộp số sàn trục của hộp số số thường bao gồm 3 trục chính: Trục sơ cấp, Trục trung cấp, Trục thứ cấp. Với các loại hộp số ngang hệ thống trục bao gồm hai loại : trục sơ cấp – trục thứ cấp.
3
Bộ đồng tốc của hộp số sàn
Bộ đồ đồng tốc của hộp số là bộ phận đảm nhiệm việc điều chỉnh tốc độ của các bánh răng khi vào số. Chúng giúp tránh các tình trạng va đập giữa bánh răng khi vào số số và giúp quá trình vào số trở nên êm ái và nhẹ nhàng hơn.
4
Ổ bi của hộp số sàn
Là bộ phận giúp chuyển hóa giữa ma sát trượt thành ma sát lăn, từ đó giảm tiếng ồn của hộp số trong quá trình hoạt động đồng thời kéo dài tuổi thọ của chúng.
5
Vỏ và nắp của hộp số
Là bộ phận ngoài cùng được làm từ hợp kim nhôm chứa các bộ phận bên trong vừa có nhiệm vụ gắn kết hộp số với thân xe vừa có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong của hộp số tránh khỏi các va đập
2.2 Cấu tạo của hộp số tự động.
Loại hộp số phổ biến thứ hai là hộp số tự động. Tương tự như hộp số sàn hộp số tự động được trang bị trên các dòng xe ô tô ô tô xe nâng và các loại phương tiện giao thông khác. Về mặt cấu tạo hộp số tự động có đôi chút khác biệt so với hộp số sàn cụ thể như sau:
Cấu tạo của hộp số sàn
STT
Bộ phận
Chức năng
1
Bộ phận bánh răng hành tinh của hộp số tự động
Chúng là một kết cấu bao gồm các bánh răng mặt trời nằm ở trung tâm và có kích thước lớn nhất, Xung quanh là các bánh răng hành tinh với kích thước nhỏ hơn, ăn khớp và xoay quanh hệ thống bánh răng mặt trời.
2
Lồng hành tinh của hộp số
Đây là bộ phận có nhiệm vụ liên kết giữa trục bánh răng hành tinh, đồng trục với các vành đai ngoài của hộp số.
3
Bộ ly hợp thủy lực của hộp số.
Bộ ly hợp bao gồm các đĩa ma sát có tác dụng ăn khớp với vành đai ở bên ngoài của các bánh răng hành tinh và di chuyển dọc theo vành đai ngoài của hộp số động cơ.
4
Biến mô thủy lực của hộp số
Là bộ phận nằm giữa hộp số và động cơ chúng có tác dụng truyền momen xoắn từ động cơ giới Chụp vào bên trong của hộp số.
5
Bộ phận điều khiển điện tử của hộp số
Bộ phận này sử dụng các cảm biến để nhận thông tin đầu vào từ người điều khiển. Sau đó chúng tiến hành xử lý thông tin và cung cấp dòng điện tới các van để điều chỉnh đóng mở dầu dẫn đến các ly hợp.
2.3 Cấu tạo hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp cvt là một hệ thống ít gặp hơn hộp số tự động và bán tự động. Chúng có cấu tạo tạo từ các dây đai truyền động bằng thép và hệ thống pulley.
Hệ thống pulley có cấu tạo bao gồm gồm pulley đầu vào (pulley chủ động) và pulley đầu ra (pulley bị động). Pulley được thiết kế từ 2 khối hình chóp được đặt đối đỉnh với nhau nghiêng một góc 20 độ. Một nửa của pulley được giữ cố định vào vỏ hộp số và nửa còn lại có thể trượt trên trục. Trong quá trình vận hành các Pulley sẽ di chuyển lại gần hoặc cách xa nhau tạo nên sự thay đổi về tỉ số truyền của hộp số.
III. Các cấp số và cách tính tỉ số truyền của hộp số.
Để bạn có thể hiểu rõ hơn về hộp số chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về nguyên lý hoạt động và cách tính tỉ số truyền của hộp số.
3.1 Các cấp số của hộp số.
Tùy theo các loại phương tiện khác nhau mà hộp số được trang bị các cấp số riêng biệt. Thông thường hộp số sẽ có từ 1 tới 6 số. Mỗi một cấp số khác nhau của hộp số sẽ đảm nhiệm từng nhiệm vụ riêng phù hợp với môi trường làm việc và di chuyển của phương tiện.
- Cấp số 1 của hộp số: Là cấp số giúp xe có tốc độ di chuyển chậm nhất, nhưng lực kéo, đẩy là lớn nhất. Cấp số 1 thường được sử dụng khi bắt đầu khởi động xe hoặc leo dốc. Trong một số trường hợp khi xe xuống dốc người ta cũng cày số 1 để hỗ trợ phanh trong quá trình giảm tốc độ của xe.
- Cấp số 2, 3 của hộp số: Là các cấp số có hệ thống truyền lực vừa phải, Chúng được sử dụng trong các trường hợp áp leo dốc nhỏ, trở theo hàng hóa nặng và tăng tốc độ độ xe một cách từ từ. Ốc số 2 và 3 lần lượt có giới hạn tốc độ cao hơn cấp số 1, sức kéo và đẩy nhỏ hơn.
- Cấp số 4,5, 6: Với các loại phương tiện hai bánh như xe máy, xe gắn máy, thì hộp số chỉ có 4 cấp. Và số 4 là số cho tốc độ lớn nhất. Với các dòng xe oto, moto phân khối lớn có thể được trang bị hộp số 6 cấp. Ở các số này động cơ sẽ tiêu tốn ít nhiên liệu hơn cho tốc độ hoạt động cao hơn, giúp xe duy trì tốc độ cao, ổn định.
Tham khảo thêm các dòng xe nâng dầu mà chúng tôi cung cấp khi bạn có nhu cầu nhé
3.2 Nguyên lý làm việc của bánh răng hộp số là gì
Chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu về các cấp số của hộp số, vậy nguyên lý làm việc của hộp số là gì? Trong thực tế một cơ cấu truyền lực của hộp số bao gồm hai bánh răng một bánh răng làm việc chủ động và một bánh răng làm việc bị động. Với các hộp số sàn người ta thường sử dụng hai loại bánh răng bao gồm bánh răng trụ thẳng và bánh răng trụ nghiên. Tốc độ quay của trục chuyển động phụ thuộc vào số bánh răng hai đường kính của mỗi bánh răng đó bên trong hộp số.
Bên trong hộp số các bánh răng trụ răng thẳng, có đường sinh song song với đường tâm của trục bánh răng. Loại hộp số sử dụng bánh răng, trụ răng thẳng này thường có tiếng ồn nên ít được sử dụng cho các loại bánh răng chủ động chính, chủ yếu chúng được sử dụng cho các loại bánh răng trượt của hộp số.
Bánh răng trụ răng nghiêng bên trong hộp số có đường sinh được thiết kế như một góc so với đường tâm của trục bánh răng. Loại bánh răng này khắc phục nhược điểm của ủa bánh răng trụ răng thẳng, chúng hoạt động ổn định và yên tĩnh hơn. Đa số các loại hộp số hiện đại thường sử dụng bánh răng – răng nghiêng làm bánh răng chủ động chính bên trong hộp số.
3.3 Cách tính tỉ số truyền của hộp số
Tỷ số truyền của hộp số là tỉ số giữa số răng của bánh răng bị động, so với số răng của bánh răng chủ động. Một cách hiểu khác các tỉ số truyền của hộp số là số vòng quay của trục chủ động so với số vòng quay của trục bị động. Theo đó công thức tính tỉ số truyền của hộp số được xác định như sau:
- Tỷ số truyền = số răng của bánh răng bị động (nằm trên trục thứ cấp) / số răng của bánh răng chủ động (nằm trên trục trung gian).
- Ngoài ra ta còn có công thức: Momen thứ cấp = Momen sơ cấp x tỷ số truyền. Số vòng quay của đầu sơ cấp = số vòng quay của đầu thứ cấp x tỷ số truyền.
Như vậy chúng ta có thể thấy, khi tỉ số truyền của hộp số càng lớn thì momen quay được tạo ra càng tăng, đồng thời số vòng quay đầu ra càng giảm. Ở chiều ngược lại, khi tỉ số truyền của hộp số càng bé, thì momen quay được tạo ra càng giảm, số vòng quay tăng. Khi phương tiện chạy ở tốc độ cao, người ta sẽ cài hộp số ở cấp số lớn. Lúc này tỉ số truyền của hộp số giảm xuống, từ đó làm cho tốc độ của phương tiện tăng lên.
IV. Các loại hộp số phổ biến hiện nay.
Hiện nay trên các phương tiện, để có thể điều chỉnh tốc độ và lực kéo của động cơ người ta sẽ trang bị các loại hộp số khác nhau. Mỗi loại hộp số sẽ có ưu nhược điểm riêng, và thích hợp cho từng loại phương tiện riêng biệt. Chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các loại hộp số tiêu biểu hiện nay nhé.
4.1 Hộp số sàn hay hộp số tay.
Hộp số sàn là loại hộp số có cấu tạo đơn giản, chúng được ưa thích bởi giá thành thấp và độ bền cao. Loại hộp số này sử dụng cơ cấu ly hợp ma sát dạng đĩa để tắt hoặc kết nối lực truyền động cơ. Khi muốn thực hiện quá trình sang số số người điều khiển thực hiện đạp chân côn để ngắt kết nối từ động cơ xuống hộp số, sau đó thực hiện các thao tác điều chỉnh cần số vào vị trí mà họ mong muốn.
Hộp số sàn có cấu tạo bao gồm trục sơ cấp và trục thứ cấp, ngoài ra còn có trục trung gian hỗ trợ. Bên trong hộp số các bánh răng được thiết kế cố định trên trục sẽ quay, ăn khớp với nhau và tạo ra tỉ số truyền tương ứng.
Ưu điểm của hộp số sàn là gì?
Như đã chia sẻ ở trên, hộp số sàn có ưu điểm là độ bền cao, chi phí rẻ, và tiết kiệm nguyên liệu. Nhờ những đặc điểm ưu việt trên mà hộp số sàn giúp người sử dụng hạn chế, tiết kiệm được chi phí bảo trì, bảo dưỡng sau này.
Về cảm giác lái, khi sử dụng hộp số sàn, người điều khiển phương tiện sẽ có cảm giác lái thú vị hơn, chân thật hơn. Để quá trình điều khiển được hiệu quả, tài xế cũng cần tập trung cao độ hơn, phối hợp linh hoạt giữa tay số và chân côn.
Nhược điểm của hộp số sàn.
So với hộp số tự động, hộp số sàn điều khiển tương đối khó khăn với những người mới học. Tại những cung đường thường xuyên xảy ra ùn tắc, việc liên tục phải điều chỉnh số, và côn sẽ khiến các bác tài có cảm giác mệt mỏi. Với những người mới học, việc sử dụng hộp số sàn cũng là một thách thức không hề nhỏ.
4.2. Hộp số tự động là gì
Hộp số tự động hay Automatic Transmission là loại hộp số được trang bị nhiều trên các dòng oto. Loại hộp số này có cấu tạo phức tạp. Chúng bao gồm hệ thống nhiều bánh răng kết hợp với nhau, tạo thành cấp số cho xe. Khi cần sang số, hộp số tự động sẽ thực hiện ngắt/truyền chuyển động từ động cơ sang các bánh, thông qua bộ biến mô thủy lực. Bộ biến mô thủy lực này có vai trò tương tự như bộ ly hợp của xe.
Thay vì các thao tác nhả côn, kéo số, toàn bộ quá trình hoạt động của hộp số được điều khiển thông qua hệ thống máy tính, dựa trên các điều kiện vận hành thực tế của xe.
Ưu điểm của hộp số tự động là gì?
Hộp số tự động được trang bị trên xe giúp giải tỏa áp lực lái cho các bác tày. Chúng mang đến cho người điều khiển trải nghiệm thoải mái, điều khiển thuật tiện đặc biệt với những người tập lái.
Nhược điểm của hộp số tự động.
Hộp số tự động trên các phương tiện có nhược điểm là tiêu hao nhiều nguyên liệu của phương tiện. Khi xảy ra các sự cố liên quan đến hộp số, chi phí bảo trì, bảo dưỡng hộp số tự động cũng tốn kém hơn rất nhiều so với hộp số sàn.
4.3. Hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số vô cấp có viết tắt là CVT – (Continuous Variable Transmission). Đây là loại hộp số đặc biệt, chúng được thiết kế với mục đích mang đến trải nghiệm lái thuận tiện. Hộp số tự động vô cấp có nguyên lý hoạt động rất khác biệt so với hai loại hộp số vừa kể trên
Hộp số vô cấp, đúng như cái tên của nó, chúng không được trang bị các cấp số. Thay vào đó hộp số vô cấp sử dụng 2 pulley. 2 Pulley này có thể thực hiện có thể thay đổi đường kính, quá trình này được được kết nối với nhau qua một dây đai kết nối.
Ưu điểm của hộp số vô cấp
Hộp số vô cấp có cơ cấu hoạt động đặc biệt, mang đến cảm giác lái nhẹ nhàng, êm ái hơn. Chúng có cấp tạo nhỏ gọn hơn hộp số tự động. Đồng thời hộp số CVT cũng tiêu tốn ít nhiên liệu hơn các loại hộp số khác.
Khi bạn điều khiển một phương tiện sử dụng hộp số vô cấp bạn sẽ có trải nghiệm lái thực sự khác biệt. Phương tiện của bạn vận hành êm ái và mượt mà hơn rất nhiều.
Nhược điểm của hộp số vô cấp là gì?
Mặc dù có nhiều ưu điểm vượt trội, thế nhưng hộp số vô cấp cũng được cho là khá ồn khi thực hiện tăng tốc. Chi phí bảo trì, bảo dưỡng khi loại hộp số này gặp sự cố cũng khá tốn kém. Loại hộp số này cũng không phù hợp với các dòng xe nâng hàng, xe đầu kéo, tàu thuyền,…
4.4. Hộp số ly hợp kép
Hộp số ly hợp kép hay Dual Clutch Transmission là hộp số có cấp tạo từ hay bộ ly hợp ma sát ướt tách biệt nhau. Một trong hai bộ ly hợp thực hiện điều khiển các bánh răng với cấp số lẻ và bánh răng gài số lùi. Bộ ly hợp còn lại của hộp số thức hiện điều khiển các bánh răng gài số chẵn, chúng cũng có chức năng gài số lùi.
Ưu điểm của hộp số ly hợp kép
Hộp số ly hợp kép mang tới trải nghiệm lái tuyệt vời. Chúng giúp người lái sang số một cách nhanh chóng, nhẹ nhàng, và chính xác. Loại hộp số này cũng được cho là hoạt động tiết kiệm nhiên liệu. Trong khi đó nhược điểm lớn nhất của hộp số ly hợp kép là giá thành, và chi phí bảo trì, báo dưỡng, cũng như thay thế không hề rẻ.
V Hộp số trên xe nâng hàng.
Xe nâng hàng là dòng xe chuyên dụng, chúng vừa có chức năng di chuyển vừa có khả năng nâng hạ hàng hoá. Trọng tải nâng hàng, và tự trọng của xe nâng có thể lên tới hàng chục tấn. Ngoài việc cần khối động cơ mạnh mẽ, xe nâng cũng cần được trang bị các loại hộp số phù hợp. Có như vậy việc di chuyển và nâng hạ hàng hoá, di chuyển tiến, lùi, leo dốc mới trở nên thuận tiện và dễ dàng.
5.1 Xe nâng hàng thường sử dụng hộp số nào
Hiện nay đa số các loại xe nâng hàng đều được trang bị 2 loại hộp số chính là hộp số sàn, và hộp số tự động. Mỗi loại hộp số khác nhau lại mang trong mình những ưu nhược điểm riêng. Thông thường các dòng xe nâng 3 tấn trở xuống khách hàng hay lựa chọn loại hộp số tự động. Trong khi đó các dòng xe nâng tải trọng lớn rất ít, hoặc hầu như không có khách hàng nào lựa chọn loại hộp số này.
Nguyên nhân được giải thích là do các dòng xe tải trọng thấp cần sự di chuyển linh hoạt, chuyển hướng thường xuyên, cùng với tải trọng thấp, nên khách hàng thường thích hộp số tự động để việc điều khiển trở nên dễ dàng hơn. Trong khi đó các dòng xe nâng tải trọng lớn cần có lực kéo tốt hơn, môi trường làm việc cũng phức tạp hơn, việc sử dụng hộp số sàn sẽ giúp người điều khiển dễ dàng kiểm soát hoạt động của xe.
Đối với các dòng xe nâng điện thì cách thức truyền tải năng lượng của động cơ tới các bánh xe hoàn toàn khác so với xe nâng dầu. Khi hoạt động động cơ điện tạo ra công suất, momen xoắn nhất quán. Người điều khiển dễ dàng điều chỉnh tốc độ thông qua việc tăng công suất động cơ mà không cần hộp số hay tỉ số truyền động.
5.1 Xe nâng Hangcha – Thiên Sơn.
Xe nâng Hangcha là thương hiệu xe nâng hàng số 1 Trung quốc, với gần 70 năm phát triển. Tập toàn Hangcha chuyên nghiên cứu và phát triển động cơ và các loại xe nâng hạ, lọt top 5 thương hiệu toàn cầu. Xe nâng Hangcha với lợi thế về nguồn nguyên liệu, công nghệ phụ trợ, chính sách quốc gia và nguồn lao động giá rẻ. Vì vậy xe nâng Hangcha luôn có ưu thế cạnh tranh vượt trội so với các thương hiệu khác.
Tại Việt Nam thương hiệu xe nâng Hangcha được đại diện phân phối bởi công ty CP xe nâng Thiên Sơn. Chỉ sau 3 năm đi vào hoạt động, công ty CP xe nâng Thiên Sơn đã vươn lên vị trí thứ 2 về số đầu xe bán ra năm 2021, với hơn 1000 đầu xe bán ra. Với đội ngũ nhân sự hùng hậu, và hệ thống chi nhánh, kho bãi phủ sóng toàn quốc. Công ty Thiên Sơn đặt mục tiêu vươn lên vị trí top 1 Việt Nam trong năm nay.
Có được những thành tích ấn tượng như vậy là nhờ sản phẩm chất lượng cao, chính sách bản hàng, bảo hành, bảo dưỡng tốt. Cùng với thái độ phục vụ tận tình, chuyên nghiệp. Khi bạn, và doanh nghiệp có nhu cầu mua xe nâng vui lòng liên hệ hotline: 0869285225 để được tư vấn tốt nhất
