Hầu hết mọi người đều biết rằng ô tô có hai loại hộp số cơ bản:số tay, yêu cầu người lái chuyển số bằng cách nhấn bàn đạp ly hợp và sử dụng cần số, và số tự động, thực hiện tất cả các công việc chuyển số cho người lái xe sử dụng ly hợp, một bộ biến mô. và bộ bánh răng hành tinh. Nhưng cũng có điều gì đó ở giữa cung cấp những gì tốt nhất của cả hai thế giới - hộp số ly hợp kép , còn được gọi là hộp số bán tự động, hộp số tay "không ly hợp" và hộp số tay tự động.
Trong thế giới của những chiếc xe đua, hộp số bán tự động, chẳng hạn như hộp số sàn tuần tự (hay SMG), đã là một mặt hàng chủ lực trong nhiều năm. Nhưng trong thế giới xe sản xuất, đó là một công nghệ tương đối mới - một công nghệ đang được xác định bởi một thiết kế rất cụ thể được gọi là hộp số ly hợp kép, hoặc chuyển số trực tiếp.
Bài viết này sẽ khám phá cách thức hoạt động của hộp số ly hợp kép, cách nó so sánh với các loại hộp số khác và tại sao một số dự đoán rằng đó là hộp số của tương lai.
Hộp số ly hợp kép cung cấp chức năng của hai hộp số sàn trong một. Để hiểu điều này có nghĩa là gì, sẽ rất hữu ích khi xem lại cách hoạt động của hộp số sàn thông thường. Khi người lái xe muốn chuyển từ số này sang số khác trên một chiếc xe sang số tiêu chuẩn, trước tiên anh ta nhấn bàn đạp ly hợp. Điều này vận hành một ly hợp duy nhất, ngắt động cơ khỏi hộp số và ngắt dòng điện đến hộp số. Sau đó, người lái xe sử dụng cần chuyển số để chọn một bánh răng mới, một quá trình bao gồm việc di chuyển cổ răng từ bánh răng này sang bánh răng khác có kích thước khác. Thiết bị được gọi là bộ đồng bộ hóa khớp các bánh răng trước khi chúng ăn khớp để tránh mài. Sau khi vào số mới, người lái sẽ nhả bàn đạp ly hợp, bàn đạp này sẽ kết nối lại động cơ với hộp số và truyền lực tới các bánh xe.
Vì vậy, trong hộp số tay thông thường, không có một dòng công suất liên tục từ động cơ đến các bánh xe. Thay vào đó, chuyển giao điện thay đổi từ bật để tắt đến trên trong quá trình sang số, gây ra hiện tượng được gọi là "sốc chuyển số" hoặc "ngắt mô-men xoắn." Đối với những người lái xe không có kinh nghiệm, điều này có thể khiến hành khách bị ném tới và lùi lại khi bánh răng được thay đổi.
Ngược lại, hộp số ly hợp kép sử dụng hai ly hợp nhưng không có bàn đạp ly hợp. Các thiết bị điện tử và thủy lực tinh vi điều khiển bộ ly hợp, giống như cách chúng làm trong hộp số tự động tiêu chuẩn. Tuy nhiên, trong DCT, các ly hợp hoạt động độc lập. Một ly hợp điều khiển các bánh răng lẻ (thứ nhất, thứ ba, thứ năm và số lùi), trong khi ly hợp kia điều khiển các bánh răng chẵn (thứ hai, thứ tư và thứ sáu). Sử dụng cách sắp xếp này, các bánh răng có thể được thay đổi mà không làm gián đoạn dòng công suất từ động cơ đến hộp số. Tuần tự, nó hoạt động như thế này:
Nội dung
Một trục truyền gồm hai phần nằm ở tâm của ĐCT. Không giống như hộp số sàn thông thường, chứa tất cả các bánh răng của nó trên một trục đầu vào duy nhất, DCT tách các bánh răng lẻ và chẵn trên hai trục đầu vào. Sao có thể như thế được? Trục bên ngoài được làm rỗng, nhường chỗ cho một trục bên trong, được lồng vào bên trong. Trục rỗng bên ngoài ăn bánh răng thứ hai và thứ tư, trong khi trục bên trong ăn bánh răng thứ nhất, thứ ba và thứ năm.
Sơ đồ dưới đây cho thấy sự sắp xếp này cho một DCT năm tốc độ điển hình. Lưu ý rằng một ly hợp điều khiển bánh răng thứ hai và thứ tư, trong khi ly hợp khác, độc lập điều khiển bánh răng thứ nhất, thứ ba và thứ năm. Đó là mẹo cho phép thay đổi thiết bị nhanh như chớp và giữ cho việc phân phối điện liên tục. Hộp số tay tiêu chuẩn không thể làm được điều này vì nó phải sử dụng một ly hợp cho tất cả các bánh răng lẻ và chẵn.
Bởi vì hộp số ly hợp kép tương tự như hộp số tự động, bạn có thể nghĩ rằng nó yêu cầu một bộ biến mô, đó là cách hộp số tự động truyền mô-men xoắn từ động cơ sang hộp số. DCT, tuy nhiên, không yêu cầu bộ chuyển đổi mô-men xoắn. Thay vào đó, các DCT hiện nay trên thị trường sử dụng ly hợp nhiều đĩa ướt. Ly hợp "ướt" là ly hợp ngâm các bộ phận ly hợp trong dung dịch bôi trơn để giảm ma sát và hạn chế sinh nhiệt. Một số nhà sản xuất đang phát triển DCT sử dụng ly hợp khô, giống như loại thường được kết hợp với hộp số tay, nhưng tất cả các xe sản xuất được trang bị DCT ngày nay đều sử dụng phiên bản ướt. Nhiều xe máy có ly hợp nhiều đĩa đơn.
Giống như bộ biến mô, ly hợp nhiều đĩa ướt sử dụng áp suất thủy lực để truyền động các bánh răng. Chất lỏng hoạt động bên trong piston ly hợp, được thấy trong sơ đồ trên. Khi ly hợp được kích hoạt, áp suất thủy lực bên trong pít-tông tác động lên một bộ phận lò xo cuộn, đẩy một loạt các đĩa ly hợp và đĩa ma sát xếp chồng lên nhau chống lại một đĩa áp suất cố định. Các đĩa ma sát có các răng bên trong có kích thước và hình dạng ăn khớp với các rãnh trên trống ly hợp. Đến lượt mình, trống được kết nối với bộ bánh răng sẽ nhận lực truyền. Hộp số ly hợp kép của Audi có cả lò xo cuộn nhỏ và lò xo màng lớn trong bộ ly hợp nhiều đĩa ướt.
Để ngắt ly hợp, áp suất chất lỏng bên trong piston được giảm xuống. Điều này cho phép các lò xo pít-tông giãn ra, giúp giảm áp lực lên bộ ly hợp và đĩa áp suất.
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét những ưu và nhược điểm của hộp số ly hợp kép.
Hy vọng rằng nó trở nên rõ ràng tại sao DCT được phân loại là hộp số tay tự động. Về nguyên tắc, DCT hoạt động giống như hộp số tay tiêu chuẩn:Nó có đầu vào và trục phụ cho các bánh răng, bộ đồng bộ và ly hợp. Những gì nó không có là một bàn đạp ly hợp, bởi vì máy tính, solenoid và thủy lực thực hiện chuyển số. Ngay cả khi không có bàn đạp ly hợp, người lái xe vẫn có thể "báo" cho máy tính biết khi nào cần thực hiện hành động thông qua mái chèo, nút bấm hoặc sang số.
Vì vậy, kinh nghiệm của người lái xe chỉ là một trong nhiều lợi thế của DCT. Với việc tăng tốc chỉ mất 8 mili giây, nhiều người cảm thấy rằng DCT cung cấp khả năng tăng tốc linh hoạt nhất so với bất kỳ chiếc xe nào trên thị trường. Nó chắc chắn cung cấp khả năng tăng tốc mượt mà bằng cách loại bỏ cú sốc chuyển số đi kèm với việc sang số trong hộp số sàn và thậm chí một số hộp số tự động. Hơn hết, nó mang lại cho người lái sự thoải mái trong việc lựa chọn xem họ thích điều khiển việc chuyển số hay để máy tính thực hiện tất cả công việc.
Có lẽ ưu điểm hấp dẫn nhất của DCT là khả năng tiết kiệm nhiên liệu được cải thiện. Bởi vì dòng điện từ động cơ đến hộp số không bị gián đoạn, hiệu suất nhiên liệu tăng lên đáng kể. Một số chuyên gia nói rằng động cơ DCT sáu cấp có thể tăng hiệu suất nhiên liệu tương đối lên tới 10% khi so sánh với hộp số tự động năm cấp thông thường.
Nhiều nhà sản xuất xe hơi quan tâm đến công nghệ DCT. Tuy nhiên, một số nhà sản xuất ô tô đang cảnh giác với các chi phí bổ sung liên quan đến việc sửa đổi dây chuyền sản xuất để phù hợp với loại hộp số mới. Điều này ban đầu có thể làm tăng chi phí của những chiếc xe được trang bị DCT, điều này có thể không khuyến khích những người tiêu dùng có ý thức về chi phí.
Ngoài ra, các nhà sản xuất đã đầu tư rất nhiều vào các công nghệ truyền dẫn thay thế. Một trong những điểm đáng chú ý nhất là hộp số biến thiên liên tục, hay còn gọi là CVT. Hộp số vô cấp CVT là loại hộp số tự động sử dụng hệ thống ròng rọc chuyển động và dây đai hoặc dây xích để điều chỉnh vô hạn tỷ số truyền trên một phạm vi rộng. Hộp số vô cấp CVT cũng giúp giảm sốc khi chuyển số và tăng hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu đáng kể. Nhưng CVT không thể đáp ứng nhu cầu mô-men xoắn cao của những chiếc xe hiệu suất.
DCT không có những vấn đề như vậy và lý tưởng cho các phương tiện hiệu suất cao. Ở châu Âu, nơi mà hộp số tay được ưa chuộng vì hiệu suất và hiệu suất nhiên liệu của chúng, một số dự đoán rằng DCT sẽ chiếm 25% thị trường. Chỉ một phần trăm ô tô sản xuất ở Tây Âu sẽ được trang bị hộp số vô cấp CVT vào năm 2012.
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét lịch sử của DCT và xem tương lai sẽ ra sao.
Người phát minh ra hộp số ly hợp kép là người đi tiên phong trong lĩnh vực kỹ thuật ô tô. Adolphe Kégresse nổi tiếng với việc phát triển đường bán tải, một loại phương tiện được trang bị các rãnh cao su vô tận cho phép nó lái xe địa hình trên nhiều dạng địa hình khác nhau. Năm 1939, Kégresse hình thành ý tưởng cho hộp số ly hợp kép, mà ông hy vọng sẽ sử dụng trên chiếc xe Citroën "Traction" huyền thoại. Thật không may, hoàn cảnh kinh doanh bất lợi đã ngăn cản sự phát triển hơn nữa.
Cả Audi và Porsche đều chọn khái niệm ly hợp kép, mặc dù việc sử dụng nó ban đầu chỉ giới hạn cho xe đua. Các xe đua 956 và 962C bao gồm Porsche Dual Klutch , hoặc PDK. Năm 1986, một chiếc Porsche 962 đã giành chiến thắng trong cuộc đua Vô địch Nguyên mẫu Thể thao Thế giới Monza 1000 km - chiến thắng đầu tiên dành cho một chiếc xe được trang bị hộp số chuyển số bán tự động PDK. Audi cũng đã làm nên lịch sử vào năm 1985 khi một chiếc xe đua Sport quattro S1 được trang bị hộp số ly hợp kép đã giành chiến thắng trong cuộc đua leo đồi Pikes Peak, một cuộc đua lên đỉnh núi cao 4.300 mét.
Tuy nhiên, việc thương mại hóa hộp số ly hợp kép đã không còn khả thi cho đến gần đây. Volkswagen là công ty tiên phong trong lĩnh vực hộp số ly hợp kép, cấp phép sử dụng công nghệ DualTronic của BorgWarner. Ô tô châu Âu được trang bị DCT bao gồm Volkswagen Beetle, Golf, Touran và Jetta cũng như Audi TT và A3; Skoda Octavia; và Ghế Altea, Toledo và Leon.
Ford là nhà sản xuất lớn thứ hai cam kết sản xuất hộp số ly hợp kép, được sản xuất bởi Ford Châu Âu và nhà sản xuất hộp số liên doanh 50/50, GETRAG-Ford. Nó đã trình diễn Hệ thống Powershift, hộp số ly hợp kép sáu cấp, tại Triển lãm Ô tô Quốc tế Frankfurt 2005. Tuy nhiên, các xe sản xuất sử dụng Powershift thế hệ đầu tiên còn khoảng hai năm nữa.
Để biết thêm thông tin về hộp số ly hợp kép và các chủ đề liên quan, hãy xem các liên kết bên dưới.
Xuất bản lần đầu:Ngày 6 tháng 4 năm 2006
Truyền:Chúng hoạt động như thế nào? [Đồ họa thông tin]
Cách hoạt động của hộp số tự động
Hộp số CVT hoạt động như thế nào?
Bánh răng hành tinh là gì và nó hoạt động như thế nào?