Hộp số là một bộ phận không thể thiếu trên xe tải, đóng vai trò trung tâm trong việc truyền và biến đổi mô-men xoắn từ động cơ đến bánh xe. Đối với xe tải, hộp số không chỉ đơn thuần là chuyển số mà còn phải đáp ứng những yêu cầu khắt khe về khả năng chịu tải, sức kéo và độ bền bỉ trong nhiều điều kiện vận hành khác nhau. Bài viết này từ chuyên gia Xe Tải Mỹ Đình sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện về Các Loại Hộp Số Xe Tải phổ biến hiện nay, đi sâu vào cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và cách phân loại chúng.
Chức Năng Quan Trọng Của Hộp Số Xe Tải
Hộp số xe tải đảm nhiệm nhiều chức năng thiết yếu, đảm bảo xe vận hành mạnh mẽ và linh hoạt:
- Truyền động và thay đổi tỷ số truyền: Chức năng chính là truyền chuyển động quay từ động cơ đến hệ thống truyền lực, đồng thời thay đổi tỷ số truyền để điều chỉnh tốc độ và mô-men xoắn phù hợp với điều kiện tải trọng và địa hình.
- Phân phối mô-men xoắn: Hộp số phân phối mô-men xoắn đến các bánh xe chủ động, giúp xe di chuyển linh hoạt trên nhiều loại địa hình khác nhau.
- Tăng mô-men xoắn khi khởi hành và leo dốc: Ở số thấp, hộp số khuếch đại mô-men xoắn, giúp xe có đủ sức mạnh để khởi hành khi chở nặng hoặc leo dốc cao.
- Đảo chiều chuyển động (số lùi): Hộp số cung cấp số lùi, cho phép xe di chuyển lùi một cách dễ dàng và an toàn.
- Ngắt truyền động tạm thời: Khi cần dừng xe mà không tắt máy, hộp số cho phép ngắt kết nối động cơ với hệ thống truyền lực (số N), giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm tải cho động cơ khi dừng chờ.
- Dẫn động các bộ phận công tác: Đối với xe chuyên dụng (xe ben, xe trộn bê tông…), hộp số còn trích công suất để dẫn động các bộ phận công tác khác.
Các chức năng chính của hộp số xe tải, bao gồm truyền động, thay đổi tỷ số truyền, phân phối mô-men xoắn, số lùi và trích công suất cho các bộ phận chuyên dụng.
Yêu Cầu Khắt Khe Đối Với Hộp Số Xe Tải
Hộp số xe tải phải đáp ứng nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt để đảm bảo hoạt động ổn định và bền bỉ trong môi trường làm việc khắc nghiệt:
- Độ bền bỉ vượt trội: Chịu được tải trọng lớn, mô-men xoắn cao và hoạt động liên tục trong thời gian dài mà không bị hỏng hóc. Vật liệu chế tạo phải có khả năng chống mài mòn, ăn mòn và chịu lực tốt.
- Hiệu suất truyền động tối ưu: Giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình truyền động, đảm bảo công suất động cơ được truyền đến bánh xe một cách hiệu quả nhất. Sang số phải nhẹ nhàng, êm ái, không gây tiếng ồn và va đập.
- Tỷ số truyền đa dạng và phù hợp: Cung cấp dải tỷ số truyền rộng, đáp ứng nhu cầu vận hành khác nhau của xe tải, từ di chuyển tốc độ cao trên đường trường đến vượt địa hình khó khăn.
- Khả năng chịu tải trọng và mô-men xoắn lớn: Hộp số phải được thiết kế để chịu được tải trọng tối đa của xe và mô-men xoắn cực đại từ động cơ, đặc biệt khi xe chở hàng nặng hoặc hoạt động ở vòng tua máy thấp.
- Hệ thống làm mát hiệu quả: Do hoạt động liên tục và sinh nhiệt lớn, hộp số cần hệ thống làm mát tốt (tự nhiên hoặc cưỡng bức) để duy trì nhiệt độ ổn định, tránh quá nhiệt gây hư hỏng.
- Dễ dàng bảo dưỡng và sửa chữa: Thiết kế hộp số cần đơn giản, dễ tiếp cận các bộ phận để thuận tiện cho việc kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ và sửa chữa khi cần thiết, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của xe.
Phân Loại Các Loại Hộp Số Xe Tải Phổ Biến
Trên thị trường hiện nay, các loại hộp số xe tải rất đa dạng, được phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau. Dưới đây là một số cách phân loại phổ biến:
1. Phân loại theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
-
Hộp số cơ khí (Manual Transmission – MT): Đây là loại hộp số truyền thống và phổ biến nhất trên xe tải. Người lái phải trực tiếp thao tác ly hợp và cần số để chuyển số. Hộp số cơ khí có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa, giá thành thấp và hiệu suất truyền động cao. Tuy nhiên, đòi hỏi người lái có kỹ năng và thao tác chính xác.
- Hộp số cơ khí đồng tốc (Synchromesh MT): Sử dụng bộ đồng tốc giúp quá trình chuyển số êm ái và dễ dàng hơn, giảm thiểu tiếng ồn và mài mòn bánh răng. Đây là loại hộp số cơ khí phổ biến nhất hiện nay.
- Hộp số cơ khí không đồng tốc (Non-Synchromesh MT): Loại hộp số này không có bộ đồng tốc, đòi hỏi kỹ năng “cắt côn kép” khi chuyển số. Thường được sử dụng trên các dòng xe tải đời cũ hoặc xe chuyên dụng hạng nặng.
-
Hộp số tự động (Automatic Transmission – AT): Hộp số tự động tự động chuyển số dựa trên tốc độ xe, tải trọng và vị trí chân ga. Ưu điểm của hộp số tự động là vận hành thoải mái, giảm căng thẳng cho người lái, đặc biệt trong điều kiện giao thông đô thị. Tuy nhiên, cấu tạo phức tạp hơn, giá thành cao hơn và hiệu suất truyền động có thể thấp hơn so với hộp số cơ khí.
- Hộp số tự động biến mô thủy lực (Torque Converter AT): Sử dụng biến mô thủy lực để truyền và khuếch đại mô-men xoắn. Đây là loại hộp số tự động phổ biến nhất trên xe tải hiện nay.
- Hộp số ly hợp kép (Dual Clutch Transmission – DCT): Sử dụng hai bộ ly hợp, giúp chuyển số nhanh chóng và mượt mà, kết hợp ưu điểm của hộp số cơ khí và tự động. Ít phổ biến hơn trên xe tải so với xe du lịch.
-
Hộp số tự động hóa (Automated Manual Transmission – AMT): Về bản chất là hộp số cơ khí nhưng được trang bị thêm bộ điều khiển điện tử và cơ cấu chấp hành để tự động hóa quá trình chuyển số và ly hợp. AMT kết hợp ưu điểm của hộp số cơ khí (hiệu suất cao, giá thành tương đối) và hộp số tự động (giảm thao tác cho người lái). AMT ngày càng trở nên phổ biến trên xe tải hiện đại.
2. Phân loại theo số cấp số:
- Hộp số 5 cấp, 6 cấp, 8 cấp, 9 cấp, 12 cấp, 16 cấp…: Số cấp số càng nhiều, dải tỷ số truyền càng rộng, giúp xe vận hành tối ưu hơn trong nhiều điều kiện khác nhau. Xe tải đường dài thường sử dụng hộp số nhiều cấp (12 cấp, 16 cấp…) để tối ưu hiệu suất nhiên liệu và duy trì tốc độ ổn định.
3. Phân loại theo thương hiệu và xuất xứ:
- Hộp số Fast Gear: Thương hiệu hộp số nổi tiếng của Trung Quốc, được sử dụng rộng rãi trên nhiều dòng xe tải Trung Quốc và một số dòng xe tải liên doanh.
- Hộp số ZF: Thương hiệu hộp số hàng đầu thế giới từ Đức, nổi tiếng với chất lượng và độ bền cao, được sử dụng trên nhiều dòng xe tải châu Âu, Mỹ và Nhật Bản.
- Hộp số Eaton: Thương hiệu hộp số nổi tiếng của Mỹ, cũng rất phổ biến trên xe tải Bắc Mỹ và nhiều thị trường khác.
- Hộp số Allison: Chuyên về hộp số tự động cho xe thương mại, bao gồm cả xe tải.
Việc lựa chọn loại hộp số xe tải phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại xe, mục đích sử dụng, tải trọng, địa hình vận hành và ngân sách.
Cấu Tạo Chi Tiết Của Hộp Số Xe Tải Cơ Khí
Mặc dù có nhiều loại hộp số khác nhau, hộp số cơ khí vẫn là loại phổ biến nhất trên xe tải. Dưới đây là cấu tạo cơ bản của hộp số cơ khí:
Vỏ hộp số
Vỏ hộp số là bộ phận bên ngoài, bảo vệ và nâng đỡ các chi tiết bên trong. Vỏ hộp số thường được làm bằng gang hoặc hợp kim nhôm, có độ cứng vững cao và khả năng tản nhiệt tốt. Bên trong vỏ hộp số chứa dầu bôi trơn để giảm ma sát và làm mát các bộ phận chuyển động.
Trục sơ cấp (trục vào)
Trục sơ cấp nhận truyền động từ động cơ thông qua ly hợp. Trục này thường được làm bằng thép hợp kim chịu lực cao và có rãnh then hoa để kết nối với đĩa ly hợp.
Trục sơ cấp (trục vào) của hộp số, bộ phận tiếp nhận chuyển động quay từ động cơ thông qua ly hợp và truyền vào hộp số.
Trục thứ cấp (trục ra) và các bánh răng thứ cấp
Trục thứ cấp nhận truyền động từ trục sơ cấp thông qua các cặp bánh răng. Các bánh răng thứ cấp được lắp trên trục thứ cấp và có thể di trượt để ăn khớp với các bánh răng khác, tạo ra các tỷ số truyền khác nhau.
Trục trung gian và các bánh răng trung gian
Trục trung gian (trục trung tâm) nằm song song với trục sơ cấp và trục thứ cấp. Các bánh răng trung gian được lắp cố định trên trục trung gian và luôn ăn khớp với bánh răng trên trục sơ cấp. Chúng đóng vai trò trung gian truyền lực đến trục thứ cấp.
Bộ đồng tốc (Synchromesh Unit)
Bộ đồng tốc là chi tiết quan trọng trong hộp số cơ khí đồng tốc. Nó có chức năng đồng bộ hóa tốc độ giữa các bánh răng trước khi chúng ăn khớp với nhau, giúp quá trình chuyển số êm dịu và giảm mài mòn.
Mặt đi số (bảng số)
Mặt đi số là một tấm kim loại có các rãnh và lỗ khóa, định vị các trục đi số và đảm bảo quá trình chuyển số chính xác.
Các trục đi số (càng số)
Các trục đi số (càng số) là các thanh kim loại trượt trên mặt đi số, có nhiệm vụ gài và nhả các bánh răng, thực hiện việc chuyển số.
Cần gài số
Cần gài số là bộ phận điều khiển bên ngoài, người lái tác động vào cần số để chuyển số thông qua hệ thống liên kết cơ khí đến các trục đi số bên trong hộp số.
Bộ chuyển tầng (Range/Splitter)
Bộ chuyển tầng thường được lắp ở phía sau hộp số chính, giúp nhân đôi hoặc tăng số cấp số, mở rộng dải tỷ số truyền.
Trục số lùi và bánh răng số lùi
Trục số lùi và bánh răng số lùi đảo chiều quay của trục thứ cấp, cho phép xe di chuyển lùi.
Các bánh răng số
Bánh răng là các chi tiết chính tạo nên tỷ số truyền trong hộp số. Xe tải thường sử dụng bánh răng trụ răng nghiêng để giảm tiếng ồn và tăng khả năng chịu tải. Bánh răng được làm từ thép hợp kim chất lượng cao, tôi luyện bề mặt để tăng độ cứng và chống mài mòn.
Sơ đồ cấu tạo tổng quan của một hộp số xe tải cơ khí điển hình, bao gồm vỏ hộp số, các trục, bánh răng, bộ đồng tốc và cơ cấu điều khiển.
Nguyên Lý Hoạt Động Của Hộp Số Xe Tải Cơ Khí
Nguyên lý hoạt động của hộp số xe tải cơ khí dựa trên việc thay đổi tỷ số truyền thông qua việc gài các cặp bánh răng khác nhau.
Nguyên lý hoạt động số tiến
Khi người lái đạp ly hợp và di chuyển cần số, các trục đi số sẽ di chuyển và gài các bánh răng tương ứng với cấp số mong muốn. Mô-men xoắn từ động cơ truyền qua ly hợp, trục sơ cấp, các cặp bánh răng trung gian và bánh răng số tiến đến trục thứ cấp, sau đó đến hệ thống truyền lực và bánh xe. Tùy thuộc vào cấp số, tỷ số truyền sẽ khác nhau, ảnh hưởng đến tốc độ và mô-men xoắn đầu ra.
Quy trình truyền động số tiến: Động cơ -> Ly hợp -> Trục sơ cấp -> Trục trung gian -> Trục thứ cấp -> Trục truyền động -> Bánh xe.
Nguyên lý hoạt động số lùi
Khi gài số lùi, một bánh răng trung gian (bánh răng số lùi) được thêm vào giữa bánh răng trục thứ cấp và bánh răng trục trung gian. Bánh răng số lùi này làm đảo chiều quay của trục thứ cấp, khiến xe di chuyển lùi.
Cách Đọc Ký Hiệu Trên Tem Hộp Số Xe Tải
Tem hộp số cung cấp nhiều thông tin quan trọng về thông số kỹ thuật và đặc tính của hộp số. Ví dụ, một ký hiệu phổ biến trên hộp số xe tải HOWO là HW 19710 ACL 091011.
- HW: Ký hiệu nhà sản xuất hộp số HOWO.
- 19: Mô-men xoắn định mức của hộp số, trong trường hợp này là 1900 Nm (19 x 100).
- 7: Seri hộp số hạng nặng.
- 10: Số cấp số tiến (10 số tiến).
- Các chữ cái:
- X: Bánh răng nghiêng (giảm tiếng ồn).
- S: 3 trục (2 trục trung gian).
- T: Trợ lực/đồng tốc.
- L: Vỏ nhôm (giảm trọng lượng).
- C: Siêu tốc (hộp số nhanh).
- 091011: Số thứ tự thiết kế.
Giải thích các ký hiệu thường gặp trên tem hộp số xe tải, giúp người dùng hiểu rõ hơn về thông số và đặc tính kỹ thuật của hộp số.
Các Lỗi Thường Gặp Của Hộp Số Xe Tải và Cách Xử Lý
Trong quá trình sử dụng, hộp số xe tải có thể gặp một số lỗi phổ biến sau:
Rò rỉ dầu hộp số
Nguyên nhân: Gioăng phớt làm kín bị lão hóa, hỏng hóc, hoặc nứt vỡ vỏ hộp số.
Dấu hiệu: Vết dầu loang dưới gầm xe, mức dầu hộp số giảm nhanh.
Tác hại: Thiếu dầu bôi trơn gây mài mòn, nóng quá nhiệt và hư hỏng các chi tiết bên trong hộp số.
Khắc phục: Kiểm tra và thay thế gioăng phớt, khắc phục vết nứt vỏ hộp số, bổ sung dầu hộp số đúng chủng loại và mức quy định.
Hình ảnh minh họa tình trạng rò rỉ dầu hộp số, một trong những lỗi phổ biến cần được phát hiện và xử lý kịp thời để tránh hư hỏng nặng.
Tiếng ồn bất thường từ hộp số
Nguyên nhân: Thiếu dầu bôi trơn, dầu bôi trơn kém chất lượng, mòn bi bạc đạn, mòn bánh răng, hỏng bộ đồng tốc.
Dấu hiệu: Tiếng kêu lạ khi xe ở số N (mo), tiếng kêu rào rào, tiếng hú khi vào số hoặc khi tăng tốc/giảm tốc.
Tác hại: Gây khó chịu cho người lái, cảnh báo các hư hỏng bên trong hộp số, nếu không xử lý kịp thời có thể dẫn đến hư hỏng nặng hơn.
Khắc phục: Kiểm tra và bổ sung/thay thế dầu hộp số, kiểm tra và thay thế bi bạc đạn, bánh răng, bộ đồng tốc bị mòn hỏng.
Trượt số (nhảy số)
Nguyên nhân: Dây cáp chuyển số bị rơ hoặc điều chỉnh sai, lò xo định vị bị yếu, mòn bánh răng, mòn bộ đồng tốc, hỏng càng gạt số.
Dấu hiệu: Xe tự động nhảy về số N khi đang vận hành, cần số bị rung giật.
Tác hại: Mất kiểm soát khi lái xe, nguy hiểm khi tham gia giao thông.
Khắc phục: Điều chỉnh hoặc thay thế dây cáp chuyển số, thay thế lò xo định vị, bánh răng, bộ đồng tốc, càng gạt số bị mòn hỏng.
Khó vào số hoặc không vào được số
Nguyên nhân: Thiếu dầu hộp số, dầu hộp số quá đặc, hỏng bộ đồng tốc, hệ thống ly hợp có vấn đề.
Dấu hiệu: Khó khăn khi chuyển số, phải dùng lực mạnh mới vào được số, hoặc không thể vào được số.
Tác hại: Gây khó chịu khi lái xe, có thể gây hư hỏng các chi tiết khác trong hệ thống truyền động nếu cố gắng ép số.
Khắc phục: Kiểm tra và bổ sung/thay thế dầu hộp số, kiểm tra và sửa chữa hệ thống ly hợp, kiểm tra và thay thế bộ đồng tốc.
Côn không cắt hoặc cắt không hết
Nguyên nhân: Hệ thống ly hợp bị lỗi (dây cáp ly hợp căng quá hoặc chùng quá, xy lanh côn bị hỏng, lá côn bị mòn hoặc cong vênh).
Dấu hiệu: Đạp hết côn nhưng vẫn khó vào số, có tiếng kêu khi vào số, xe bị ì khi tăng tốc.
Tác hại: Gây khó khăn khi chuyển số, mài mòn bánh răng hộp số, giảm tuổi thọ ly hợp.
Khắc phục: Kiểm tra và điều chỉnh hệ thống ly hợp, thay thế lá côn, xy lanh côn hoặc các bộ phận liên quan nếu cần thiết.
Mùi khét từ hộp số
Nguyên nhân: Thiếu dầu hộp số nghiêm trọng, dầu hộp số bị quá nhiệt, cháy dầu.
Dấu hiệu: Ngửi thấy mùi khét từ gầm xe, có thể kèm theo khói.
Tác hại: Hư hỏng nặng hộp số, thậm chí cháy hộp số.
Khắc phục: Dừng xe ngay lập tức, kiểm tra và bổ sung dầu hộp số, kiểm tra hệ thống làm mát hộp số (nếu có), đưa xe đến gara để kiểm tra và sửa chữa.
Tổng hợp các lỗi thường gặp ở hộp số xe tải, từ rò rỉ dầu, tiếng ồn, trượt số đến khó vào số và mùi khét, giúp người lái nhận biết sớm các vấn đề.
Quy Trình Tháo Lắp và Sửa Chữa Hộp Số Xe Tải Cơ Khí
Việc sửa chữa hộp số đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn và trang thiết bị phù hợp. Dưới đây là quy trình tháo lắp và sửa chữa hộp số cơ khí cơ bản:
Bước 1: Kiểm tra và chẩn đoán
Kiểm tra tổng quan hộp số bằng mắt thường, khởi động xe và thử số để xác định lỗi và nguyên nhân hư hỏng.
Bước 2: Hạ hộp số
Xả dầu hộp số, tháo các đăng, dây cáp, dây điện, ống khí, tổng côn, và các chi tiết liên quan. Cẩu hoặc hạ hộp số xuống khỏi xe.
Các bước chuẩn bị và thao tác hạ hộp số xe tải khỏi khung xe, công đoạn quan trọng trước khi tiến hành tháo rời và sửa chữa.
Bước 3: Rã hộp số
Tháo rời các bộ phận bên ngoài (mặt đi số, bộ chuyển tầng…), sau đó tách vỏ hộp số và tháo lần lượt các trục, bánh răng, bộ đồng tốc và các chi tiết bên trong. Ghi nhớ thứ tự và vị trí các chi tiết để lắp ráp lại chính xác.
Các bước tháo rời hộp số thành các bộ phận chi tiết, cần thực hiện cẩn thận và ghi nhớ vị trí các chi tiết để đảm bảo quá trình lắp ráp lại chính xác.
Bước 4: Vệ sinh và kiểm tra chi tiết
Vệ sinh sạch sẽ tất cả các chi tiết bằng dầu diesel hoặc dung dịch chuyên dụng. Kiểm tra kỹ lưỡng các chi tiết (bánh răng, bi, bạc đạn, bộ đồng tốc, càng gạt số…) để phát hiện các hư hỏng, mài mòn hoặc nứt vỡ.
Bước 5: Thay thế phụ tùng và lắp ráp
Thay thế các chi tiết bị hư hỏng bằng phụ tùng chính hãng hoặc tương đương. Bôi trơn các chi tiết bằng dầu hộp số trước khi lắp ráp. Lắp ráp hộp số theo thứ tự ngược lại với quá trình tháo rời.
Các bước lắp ráp lại hộp số sau khi đã vệ sinh và thay thế các chi tiết hư hỏng, đòi hỏi sự tỉ mỉ và chính xác để đảm bảo hộp số hoạt động trơn tru.
Bước 6: Kiểm tra sau sửa chữa
Lắp hộp số lên xe, đổ dầu hộp số đúng mức, kiểm tra rò rỉ dầu. Khởi động xe và chạy thử để kiểm tra hoạt động của hộp số, đảm bảo chuyển số êm ái, không có tiếng ồn lạ và không bị trượt số.
Kết Luận
Bài viết trên đã cung cấp một cái nhìn tổng quan và chi tiết về các loại hộp số xe tải, từ chức năng, cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến phân loại, lỗi thường gặp và quy trình sửa chữa. Hiểu rõ về hộp số giúp người sử dụng xe tải vận hành, bảo dưỡng xe tốt hơn, giảm thiểu rủi ro hư hỏng và đảm bảo an toàn trên mọi hành trình. Hy vọng những thông tin này sẽ hữu ích cho bạn đọc.
