4 công nghệ hộp số tự động – những kẻ đã ‘giết chết’ hộp số sàn

Câu chuyện về hộp số tự động cũng giống như việc âm nhạc kỹ thuật số làm mất đi âm thanh trầm ấm và sâu lắng của nhạc đĩa than. Nói gì thì nói, những người yêu xe số sàn sẽ luôn cho rằng việc mất đi chân côn và những “vũ điệu” heel and toe (một kỹ năng sang số) là cực kỳ vô vị.

Sự thật là hầu hết người lái hiện nay đều chỉ muốn cài số D để lái xe cho nhàn hạ, và điều đó dần khiến xe số sàn trở nên khan hiếm. Cục Công nghiệp Xe hơi Liên bang Úc (Federal Chamber of Automotive Industries, FCAI) đã thống kê thị phần xe số tự động bán ra tại Úc là 70%. Con số này ở Mỹ thậm chí còn khác biệt hơn rất nhiều, khi lượng xe số sàn chỉ chiếm vỏn vẹn 4%.

Nhưng thật lòng mà nói, lý do xe số tự động dần được ưa chuộng không hoàn toàn là vì người dùng ngày càng lười biếng, mà là vì chúng ngày càng được cải tiến.

Ngày nay, cái lập luận “Bạn không thể kết nối với xe mà không thực sự động vào cần số” cũng không còn đúng nữa, khi mà Ferrari, Lamborghini, Nissan GTR hay thậm chí những dòng Porsche cao cấp cũng không còn có tùy chọn số sàn.

Vậy tại sao hộp số tự động đang trở thành một lựa chọn mặc định? Điều gì khiến nhiều người trả nhiều tiền hơn cho tùy chọn này? Hãy cùng tìm hiểu các công nghệ hộp số tự động trong bài viết dưới đây.

1. Hộp số tự động với biến mô thủy lực

Đây là loại hộp số tự động phổ biến nhất, xuất hiện trên nhiều mẫu xe từ giá rẻ đến cao cấp. Hộp số này sử dụng một biến mô (torque converter) để hệ thống truyền động luôn được kết nối, thay vì sử dụng ly hợp để ngắt chuyển động.

Hệ thống phức tạp này đẩy dung dịch thủy lực quanh một khoang kín với một chi tiết gọi là cánh bơm (impeller). Chất lỏng này chảy tuần hoàn làm quay tua bin để dẫn động ra hộp số.

Lợi thế rõ ràng của hộp số tự động với biến mô thủy lực là khả năng tạo ra momen xoắn lớn ngay ở vòng tua thấp. Điều này rất tốt cho việc tăng tốc và vượt xe. Ngày nay, xe tăng tốc cũng như chuyển số rất mượt mà – điều mà nhiều chiếc xe số tự động đầu những năm ‘80 không có được.

Còn sang số thì như thế nào? Bạn có thể đã từng nghe đến thuật ngữ “bánh răng hành tinh”. Nghe có vẻ hơi vĩ đại, nhưng về cơ bản thì nó chỉ một bộ các bánh răng được sắp xếp xung quanh nhau và vận hành giống như cách Mặt Trăng quay quanh Trái Đất. Bằng cách thay đổi cơ chế hoạt động của cụm bánh răng, hệ thống điều khiển hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền phù hợp với điều kiện vận hành.

Một vấn đề cố hữu với bộ biến mô là chúng không hiệu quả. Lý do là bởi vì chúng không có khớp nối cơ học trực tiếp giữa trục vào (input shaft) và trục ra (output shaft).

Ngày nay, các biến mô hiện đại được trang bị chức năng khóa cứng (lock-up) để các trục có thể truyền momen xoắn trực tiếp, từ đó tăng hiệu suất. Ngoài ra, một bộ lẫy chuyển số đằng sau vô lăng cũng sẽ cho phép người lái can thiệp sâu hơn vận hành của xe.

2. Hộp số tự động với ly hợp đơn

Bước tiến kỹ thuật lớn tiếp theo đối với số tự động là hệ thống ly hợp đơn (single-clutch). Về cơ bản, nó giống với một hộp số sàn nhưng xe chỉ có hai bàn đạp. Máy tính phụ trách công việc kiểm soát bộ ly hợp thay bạn, đồng thời tự điều chỉnh tốc độ động cơ để việc chuyển số được trơn tru.

Tuy nhiên, đó chỉ là theo sách vở. Bởi vì trên thực tế, dạng hộp số sàn tự động (automated manual) này tương đối mất thời gian khi nhả ly hợp, đổi cấp số và cài lại ly hợp. Điều này cũng khiến xe bị giật nảy, gây khó chịu.

Về sau, công nghệ hộp số sàn tuần tự (Sequetial Manual Gearbox, SMG) của BMW trở thành một cải tiến đột phá trong lĩnh vực này. Tuy nhiên, trong khi những người yêu công nghệ tỏ ra thích thú, phần lớn người dùng lại “phát điên” vì sự kém cỏi của nó. Hiện nay, một số dòng xe vẫn còn nhiều gặp khó khăn với hệ thống ly hợp đơn, ví dụ như hộp số Dualogic của Fiat.

3. Hộp số tự động với ly hợp kép

Hai ly hợp thì nghe có vẻ tốt hơn là một, và thực sự đúng là như vậy. Loại hộp số tiên tiến này được Volkswagen sử dụng phổ biến với tên gọi riêng của mình là Hộp số Chuyển Trực tiếp (Direct Shift Gearbox, DSG) với 2 bộ bánh răng tách biệt đi cùng 2 ly hợp.

Trong hộp số này, các cấp số lẻ được xếp lên một trục, trong khi các cấp số chẵn được xếp lên một trục khác. Điều này có nghĩa là khi bạn đang chạy số 3 thì số 4 đã được gài sẵn, và đến khi chuyển số, hộp số sẽ chỉ cần nhả một ly hợp và kết nối cái còn lại. Sự chuyển đổi này diễn ra một cách liền mạch gần như tuyệt đối. Trên thực tế, hộp số ly hợp kép chỉ mất có vài mili-giây để chuyển số mà thôi.

Hệ thống của Volkswagen nhanh 1, thì hộp số của Nissan GTR, McLaren và Ferrari còn chuyển số nhanh gấp 10. Với các loại hộp số hiệu suất này, động năng gần như không hề hao hụt tại mỗi bước số. Rõ ràng, dù có yêu số sàn đến đâu, chúng ta không thể phủ nhận việc hộp số ly hợp kép nhanh và dễ điều khiển hơn nhiều.

4. Hộp số tự động biến thiên vô cấp

Dù nghe có vẻ giống như một giải pháp chuyển số tự động tối ưu, trên thực tế, hộp số tự động biến thiên vô cấp (Continuous Variable Transmision, CVT) có thể khiến một số người lái cảm thấy khó chịu. Hộp số này hoạt động đúng như tên gọi của nó – biến thiên tỷ số truyền nhanh chóng (thay vì lên xuống các cấp số cố định).

Hãy hình dung một trụ nón được gắn trên một trục, song song với một trục thứ hai. Sau đó, quấn một dây đai cao su xung quanh trục có trụ nón. Nếu di chuyển dây cao su lên xuống trụ nón, bạn sẽ thay đổi tốc độ quay của trục còn lại (tương ứng với mỗi vòng quay của trụ nón). Nói một cách khác, bằng cách di chuyển dây đai lên xuống, bạn thay đổi tỷ số truyền. Vì tỷ số truyền này có thể được thay đổi mà không cần di chuyển bất kỳ bánh răng nào, CVT có thể giữ cho động cơ quay ở hiệu suất cao nhất (không làm thất thoát công suất).

Tuy nhiên, nhược điểm của cơ chế hoạt động này là việc CVT phát ra âm thanh ù ù liên tục. Trong khi đó, khi chuyển số trên xe số tự động có cấp số truyền thống, chúng ta chỉ nghe thấy tiếng động cơ tăng và giảm vòng tua. Điều này mang lại cảm giác dễ chịu hơn nhiều.

5. Kết luận

Trên đây là 4 công nghệ phổ biến nhất của hộp số tự động. Nếu dựa trên những ưu điểm mà chúng mang lại, chúng ta sẽ không quá bất ngờ khi hộp số sàn đang dần bị làm “lu mờ” đi.

Bạn đánh giá cao hộp số tự động nào nhất? Hãy để lại bình luận của mình bên dưới nhé.