Hộp số dct là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm

Hộp số DCT là gì? Một câu hỏi thường gặp khi tìm hiểu về công nghệ hộp số trên ô tô hiện đại. Bài viết sau đây sẽ giúp bạn hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các loại hộp số ly hợp kép phổ biến trên thị trường.

Hộp số DCT là gì?

Hộp số DCT hay còn gọi là hộp số ly hợp kép là loại hộp số tự động tiên tiến sử dụng hai bộ ly hợp hoạt động độc lập. Mỗi bộ ly hợp điều khiển một bộ số riêng biệt hay một bộ cho số chẵn và một bộ cho số lẻ (cùng với số lùi). Điều này cho phép việc chuyển số diễn ra nhanh chóng, mượt mà và không bị gián đoạn lực kéo như trên hộp số sàn truyền thống.

Có thể bạn quan tâm: Hộp số ZF

Cấu tạo của hộp số ly hợp kép DCT

Trong kiến thức ô tô, một hộp số DCT bao gồm các thành phần chính sau:

Bộ ly hợp kép

Đây là bộ phận đặc trưng nhất của DCT, gồm hai ly hợp làm việc độc lập, thường được bố trí đồng tâm trên cùng một cụm. Một ly hợp đảm nhiệm nhóm bánh răng số lẻ và số lùi, trong khi ly hợp còn lại phụ trách nhóm bánh răng số chẵn.

Khi xe đang chạy ở số 1, ly hợp của nhóm số lẻ đang truyền mô-men xoắn còn cấp số 2 có thể được chọn và chuẩn bị sẵn trên trục còn lại. Khi cần chuyển số, bộ điều khiển giảm lực ép của ly hợp đang hoạt động đồng thời đóng ly hợp của cấp số kế tiếp, giúp quá trình chuyển số diễn ra rất nhanh và hạn chế gián đoạn truyền lực.

Hai trục sơ cấp đồng tâm

DCT sử dụng hai trục sơ cấp, thường được thiết kế dạng trục lồng trong nhau. Mỗi trục được kết nối với một bộ ly hợp và đảm nhiệm một nhóm bánh răng riêng.

Nhờ hai trục hoạt động độc lập, một trục có thể truyền công suất từ cấp số hiện tại trong khi trục còn lại đã sẵn sàng cho cấp số tiếp theo. Đây chính là cơ sở cơ khí giúp DCT chuyển số nhanh mà không cần ngắt hoàn toàn dòng truyền lực như hộp số sàn.

Cụm bánh răng và các cấp số

Các bánh răng trong DCT đảm nhiệm việc thay đổi tỷ số truyền giữa động cơ và bánh xe. Tùy thiết kế, hộp số có thể có 6, 7 hoặc nhiều cấp số tiến, đi kèm cấp số lùi.

Các bánh răng được phân chia thành hai nhóm theo từng trục sơ cấp. Khi TCU lựa chọn một cấp số, cơ cấu gài số sẽ khóa bánh răng tương ứng vào trục để truyền mô-men xoắn. Việc bố trí nhiều cấp số giúp động cơ duy trì vùng vòng tua phù hợp, cân bằng giữa khả năng tăng tốc, mức tiêu hao nhiên liệu và tốc độ vận hành.

Bộ đồng tốc và cơ cấu gài số

Bộ đồng tốc có nhiệm vụ đồng bộ tốc độ quay giữa các chi tiết trước khi bánh răng được khóa vào trục, từ đó hạn chế hiện tượng va đập hoặc khó vào số.

Cơ cấu gài số gồm các càng gạt, ống trượt và bộ chấp hành tương ứng. Tùy loại DCT, bộ chấp hành có thể sử dụng cơ cấu điện, thủy lực hoặc kết hợp cả hai để di chuyển càng gạt và lựa chọn đúng cấp số theo lệnh của bộ điều khiển.

Bộ điều khiển điện tử (TCU – Transmission Control Unit)

TCU (Transmission Control Unit) là bộ điều khiển trung tâm của hộp số DCT. TCU tiếp nhận dữ liệu từ nhiều cảm biến như tốc độ xe, tốc độ động cơ, vị trí bàn đạp ga, vị trí cần số, tốc độ trục hộp số và tải động cơ.

Từ các tín hiệu này, TCU xác định thời điểm chuyển số, cấp số cần chọn, mức độ đóng mở của từng ly hợp và áp suất tác động lên cơ cấu chấp hành. Vì vậy, TCU không chỉ quyết định khi nào chuyển số mà còn kiểm soát cách chuyển số để hạn chế giật, trượt ly hợp và quá nhiệt.

Hệ thống thủy lực và dầu hộp số

Ở DCT ly hợp ướt, dầu hộp số không chỉ có nhiệm vụ bôi trơn mà còn tham gia làm mát các lá ma sát của ly hợp và truyền áp suất thủy lực đến các cơ cấu chấp hành. Một bơm dầu tạo áp suất cần thiết để hệ thống điều khiển thực hiện các thao tác đóng ly hợp và chuyển số.

Đối với DCT ly hợp khô, cụm ly hợp không được ngâm trong dầu như loại ly hợp ướt nên kết cấu đơn giản hơn và giảm tổn hao do khuấy dầu. Tuy nhiên, khả năng tản nhiệt của cụm ly hợp khô thường thấp hơn, vì vậy điều kiện vận hành và kiểm soát nhiệt độ có vai trò quan trọng.

Dù mang trong mình cấu trúc cơ khí phức tạp hơn hẳn so với hộp số sàn hay hộp số tự động truyền thống, hộp số ly hợp kép (DCT) lại là minh chứng cho cách công nghệ có thể “chơi đàn” khi các bộ phận bên trong hòa nhịp chuẩn xác, tạo nên khả năng chuyển số mượt mà và hiệu suất vận hành đáng nể.

Nguyên lý hoạt động của hộp số ly hợp kép dct

Hộp số ly hợp kép DCT hoạt động dựa trên nguyên lý sử dụng hai bộ ly hợp luân phiên để chuyển đổi giữa các cặp bánh răng, tạo nên sự liên tục trong quá trình truyền mô-men xoắn từ động cơ đến bánh xe.

Quá trình hoạt động diễn ra như sau:

1. Khởi động và bắt đầu di chuyển: Khi xe khởi động và người lái chuyển sang D, TCU (Transmission Control Unit – bộ điều khiển hộp số) xác định điều kiện vận hành như tốc độ xe, vị trí bàn đạp ga, vòng tua động cơ và tải động cơ. Ly hợp phụ trách số 1 từ từ đóng để truyền mô-men xoắn từ động cơ qua hộp số đến bánh xe, giúp xe khởi hành êm thay vì đóng ly hợp đột ngột.
2. Chuẩn bị cấp số kế tiếp: Khi xe đang chạy ở số 1, ly hợp thứ nhất vẫn truyền động nhưng hộp số đồng thời gài sẵn bánh răng số 2 trên nhánh truyền động của ly hợp thứ hai. Lúc này số 2 đã ở trạng thái chờ, nhưng ly hợp số 2 chưa đóng nên mô-men xoắn từ động cơ chưa truyền qua cấp số này. Đây là điểm khác biệt quan trọng của DCT so với hộp số thông thường.
3. Chuyển từ số 1 sang số 2: Khi TCU xác định đã đến thời điểm chuyển số, hệ thống điều khiển áp suất thủy lực hoặc cơ cấu chấp hành điện để mở ly hợp đang truyền số 1 đồng thời đóng ly hợp đang chờ số 2. Hai quá trình này được phối hợp với độ chính xác cao trong thời gian rất ngắn, giúp mô-men xoắn được chuyển từ nhánh số lẻ sang nhánh số chẵn mà không cần ngắt truyền động trong thời gian dài.
4. Tiếp tục chuẩn bị số 3: Ngay khi số 2 đã được truyền động thông qua ly hợp thứ hai, nhánh ly hợp thứ nhất được giải phóng khỏi số 1 và chuẩn bị sẵn cấp số 3. Vì vậy, trong khi xe vẫn đang chạy ở số 2, hộp số đã hoàn tất phần lớn công việc cần thiết cho lần chuyển số tiếp theo.
5. Luân phiên hai bộ ly hợp: Khi xe tăng tốc, quá trình này tiếp tục lặp lại theo nguyên tắc 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6…. Ly hợp thứ nhất và thứ hai luân phiên nhận nhiệm vụ truyền mô-men xoắn, đồng thời nhánh còn lại chuẩn bị cấp số tiếp theo. Khi giảm tốc, TCU cũng điều khiển quá trình tương tự theo chiều ngược lại để lựa chọn cấp số phù hợp.
6. TCU quyết định thời điểm chuyển số: Việc chuyển số không chỉ dựa vào tốc độ xe. TCU liên tục phân tích tốc độ động cơ, tốc độ đầu vào và đầu ra hộp số, độ mở bướm ga, tải động cơ, vị trí bàn đạp phanh và chế độ lái để xác định cấp số phù hợp. Nhờ đó, hộp số có thể giữ số lâu hơn khi cần tăng tốc hoặc chuyển số sớm để giảm vòng tua và tiết kiệm nhiên liệu.

Ưu nhược điểm của hộp số DCT

Giống như bất kỳ công nghệ nào khác, hộp số DCT cũng có những ưu và nhược điểm riêng:

Ưu điểm hộp số DCT

• Chuyển số cực nhanh và mượt mà: Đây là ưu điểm nổi bật của hộp số DCT, mang lại trải nghiệm lái thể thao và phấn khích.
• Hiệu suất truyền động cao: Nhờ khả năng chuyển số nhanh chóng và giảm thiểu tổn thất năng lượng, DCT thường có hiệu suất truyền động tốt hơn so với hộp số tự động truyền thống.
• Tiết kiệm nhiên liệu: Việc chuyển số tối ưu và duy trì động cơ ở vòng tua lý tưởng giúp xe tiết kiệm nhiên liệu hơn.
• Cảm giác lái thể thao: Khả năng chuyển số nhanh nhạy mang đến cảm giác lái trực quan và đầy hứng thú, đặc biệt khi vận hành ở chế độ lái thể thao.
• Khả năng tăng tốc ấn tượng: Việc không bị gián đoạn lực kéo trong quá trình chuyển số giúp xe tăng tốc nhanh và mạnh mẽ hơn.

Nhược điểm hộp số DCT

• Chi phí sản xuất và bảo dưỡng cao hơn: Cấu tạo phức tạp của hộp số DCT dẫn đến chi phí sản xuất và bảo dưỡng thường cao hơn so với hộp số sàn hoặc hộp số tự động thông thường.
• Có thể hơi giật cục ở tốc độ thấp: Trong một số trường hợp, đặc biệt là khi di chuyển ở tốc độ rất thấp hoặc khi bắt đầu di chuyển, hộp số DCT có thể có cảm giác hơi giật cục nhẹ.
• Độ phức tạp trong sửa chữa: Việc sửa chữa hộp số DCT đòi hỏi kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao và các thiết bị chuyên dụng.

Phân biệt các loại hộp số ly hợp kép dct

Bảng so sánh chi tiết khác biệt giữa hai loại hộp số ly hợp kép: 

Hộp số DCT hay hộp số ly hợp kép là một công nghệ truyền động tiên tiến, mang đến sự kết hợp hoàn hảo giữa hiệu suất, tốc độ và sự tiện lợi. Mặc dù vẫn còn tồn tại một vài nhược điểm nhỏ, nhưng những ưu điểm vượt trội của DCT đã giúp nó trở thành một lựa chọn phổ biến trên nhiều dòng xe hiện đại. 

Nếu bạn đang quan tâm đến các mẫu phụ tùng ô tô chất lượng cao, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua Hotline/Zalo: 0979722210 hoặc tham khảo thêm tại Phụ Tùng Đức Anh. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về hộp số DCT. Để tìm hiểu thêm các kiến thức chuyên sâu về ô tô, mời bạn đọc thêm các bài viết khác của chúng tôi.