Bộ đồng tốc là gì? Tìm hiểu 5 cơ cấu đồng tốc hộp số ô tô

Trong hệ thống truyền động, việc sang số êm ái và giảm thiểu tiếng ồn luôn là yếu tố quan trọng, quyết định hiệu suất của hệ thống. Tuy nhiên, sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh răng khi chuyển số có thể dẫn đến va đập, rung lắc, gây tiếng ồn khó chịu. Đây chính là lúc bộ đồng tốc phát huy vai trò đặc biệt của mình. Vậy bộ đồng tốc hộp số là gì? Nó có cấu tạo và nguyên lý hoạt động như nào mà giúp hệ thống truyền động ăn khớp hoàn hảo? Các thắc mắc này sẽ được Auto Protech lý giải chi tiết trong bài viết sau!

Bộ đồng tốc là gì?

Bộ đồng tốc là cơ cấu cơ khí được ứng dụng phổ biến trong các hộp số sàn của ô tô, đảm nhận vai trò nâng cao hiệu suất vận hành. Nhiệm vụ chính của bộ phận này là đồng bộ hóa tốc độ quay của hai bánh răng hoặc trục trước khi chúng ăn khớp với nhau. Từ đó giúp quá trình chuyển số trong hộp số diễn ra êm ái, nhẹ nhàng. Bộ đồng tốc trong hộp số không chỉ giúp xe di chuyển mượt mà, mà còn góp phần tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Bên cạnh chức năng đồng bộ hóa tốc độ, bộ đồng tốc còn đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng và truyền động lực. Đảm bảo rằng, lực từ động cơ được truyền tới bánh xe một cách hiệu quả. Ngoài ra, nhờ khả năng giảm thiểu ma sát cùng độ hao mòn giữa các bộ phận, bộ đồng tốc vừa giúp kéo dài tuổi thọ, vừa giúp tăng cường độ ổn định cho toàn bộ hệ thống truyền động.

Cấu tạo của bộ đồng tốc hộp số

Bộ đồng tốc có cấu tạo bao gồm các bộ phận chính sau:

• Trục sơ cấp và bánh răng số: Trục sơ cấp được tích hợp các số tiến. Mỗi số sẽ khớp với một bánh răng số tiến tương ứng. Các bánh răng này sẽ khớp với một bánh răng tương ứng trên trục thứ cấp. Đặc biệt, bánh răng trên trục sơ cấp sẽ luôn quay, ngay cả khi xe đang vào ly hợp và chúng quay tự do, không cố định trên trục, chạy kiểu lồng không.
• Moay ơ đồng tốc: Moay ơ được gắn cố định với các trục thứ cấp bằng các rãnh then bên trong. Còn bên ngoài moay ơ đồng tốc sẽ có các rãnh then vòng để ống trượt đồng tốc ăn khớp và di chuyển dọc trên trục.
• Ống trượt: Bộ phận này ăn khớp với các rãnh then vòng ngoài của moay ơ đồng tốc. Ống trượt di chuyển dọc trục, bên trên có 3 rãnh dọc theo chiều trục. Đây chính là nơi chứa các khóa chuyển số.
• Khóa chuyển số: Các khóa chuyển đổi số sẽ được luồn vào các rãnh trên ống trượt. Mỗi khóa sẽ được tích hợp một lò xo đẩy hướng vào ống trượt, duy trì sự tiếp xúc, đồng thời sẵn sàng cho quá trình chuyển số. Khi cần số nằm tại vị trí trung gian, các khóa này sẽ luôn nằm gọn bên trong rãnh then của ống trượt.

Công dụng của bộ đồng tốc là gì?

Bộ đồng tốc có công dụng chính là đảm bảo quá trình chuyển số diễn ra êm ái, nhẹ nhàng và hiệu quả. Cụ thể, bộ đồng tốc sẽ thực hiện các nhiệm vụ quan trọng sau đây:

1. Giúp chuyển đổi số nhẹ nhàng, êm ái

Công dụng đầu tiên và quan trọng nhất của bộ đồng tốc chính là giúp cho quá trình chuyển số diễn ra nhẹ nhàng và suôn sẻ. Ngay khi lái xe thực hiện thao tác sang số, bộ đồng tốc sẽ ngay lập tức hoạt động giúp cân bằng tốc độ quay của các bánh răng. Nhờ vậy mà quá trình chuyển số diễn ra mượt mà, êm ái, ngăn ngừa hiện tượng “trèo răng” và giảm thiểu tiếng ồn, va đập khó chịu.

Công dụng tuyệt vời này của bộ đồng tốc vừa giúp mang lại trải nghiệm lái thoải mái hơn. Vừa giúp bảo vệ các chi tiết bên trong hộp số ô tô khỏi bị mài mòn, hư hỏng da và đập. Bên cạnh đó còn giúp người lái không cần phải đạp côn hai lần (kỹ thuật đạp côn kép), thao tác nhanh chóng và tiết kiệm công sức cho người lái.

2. Tăng tuổi thọ của bánh răng

Thế mạnh tiếp theo của bộ đồng tốc phải kể đến là khả năng ngăn chặn hiện tượng “trèo răng” khi các bánh răng vào khớp trong quá trình chuyển số. Ưu điểm tuyệt vời này giúp các bánh răng được bảo vệ tối đa khỏi sự mài mòn, đảm bảo độ bền cùng hiệu suất cao cho hệ thống truyền động.

Không dừng lại ở đó, bộ đồng tốc còn giữ vai trò quan trọng trong việc giúp các khóa bánh răng ăn khớp với trục một cách mượt mà. Từ đó giảm thiểu đáng kể áp lực và ma sát. Đồng thời còn góp phần đơn giản hóa quy trình lắp đặt và bảo trì hệ thống truyền động.

3. Tăng hiệu suất

Tuy không trực tiếp giúp tăng công suất đầu ra của động cơ nhưng bộ đồng tốc giúp tối ưu hóa quá trình truyền công suất từ động cơ tới bánh xe. Cụ thể:

• Tối ưu hóa hiệu suất truyền động: Bộ đồng tốc giúp cho quá trình chuyển đổi số diễn ra nhanh chóng, hiệu quả, đảm bảo xe có thể vận hành êm ái và mượt mà trong mọi điều kiện. Từ đó giúp tối ưu hóa khả năng truyền công suất từ động cơ tới bánh xe, đặc biệt quan trọng, giúp ô tô đạt được hiệu suất vận hành tốt nhất.
• Gia tăng độ bền, nâng cao tuổi thọ của hộp số: Bằng cách đồng bộ hóa tốc độ của các bánh răng trước khi chúng ăn khớp với nhau, bộ đồng tốc sẽ giúp giảm thiểu đáng kể hiện tượng mài mòn và va đập giữa các chi tiết. Từ đó góp phần gia tăng độ bền, kéo dài tuổi thọ của các bộ phận trong hộp số, giảm thiểu chi phí bảo trì, sửa chữa.
• Giảm tiếng ồn và rung lắc: Nhờ bộ đồng tốc, quá trình chuyển số sẽ không còn bị giật cục hay gây ra tiếng động lớn. Điều này sẽ tạo ra trải nghiệm lái xe thoải mái và êm ái hơn.

Phân loại bộ đồng tốc phổ biến hiện nay

Hiện nay trên thị trường có nhiều cơ cấu bộ đồng tốc khác nhau và thường được phân loại chủ yếu dựa trên cấu tạo và hiệu quả đồng bộ hóa. Trong đó có 5 loại đồng tốc phổ biến nhất hiện nay, bao gồm:

1. Cơ cấu đồng tốc loại có khóa

Là thiết bị quan trọng của hệ thống truyền động, cơ cấu đồng tốc loại có khóa đảm bảo quá trình chuyển số diễn ra liên tục và mượt mà. Từ đó giúp duy trì hiệu quả truyền tải lực từ động cơ tới bánh xe.

• Ngay cả khi ly hợp đã ngắt kết nối, các bánh răng trong bộ đồng tốc loại có khóa vẫn tiếp tục quay tự do. Thiết kế đặc biệt này giúp đảm bảo rằng bộ đồng tốc vẫn luôn hoạt động và sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ mà không bị phụ thuộc vào trạng thái đóng ngắt của ly hợp.
• Nhờ có các then bên trong, moay ơ đồng tốc có thể ăn khớp chặt chẽ và tích hợp chắc chắn với từng trục. Sự kết nối này đã tạo ra một liên kết vững chắc, cho phép chuyển động liền mạch và hiệu quả, đảm bảo truyền động trơn tru giữa các bộ phận.
• Ống trượt được thiết kế ăn khớp với then bên ngoài của moay ơ đồng tốc và nó có khả năng di chuyển dọc theo trục. Chính sự di chuyển này đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển quá trình hoạt động của cơ cấu đồng tốc để vào số.
• Vòng đồng tốc nằm giữa mặt côn của bánh răng số và moay ơ đồng tốc. Bên trong vòng có các rãnh nhỏ được thiết kế đặc biệt để tăng cường ma sát. Mục đích chính của việc tăng ma sát là để đảm bảo quá trình truyền động diễn ra mượt mà, trơn tru. Từ đó giúp ngăn chặn tình trạng trượt không mong muốn khi các bánh răng đồng bộ hóa.

2. Cơ cấu đồng tốc kiểu hai/ ba mặt côn

Cơ cấu đồng tốc kiểu hai hoặc ba mặt côn đánh dấu một tiến bộ vượt bậc trong hệ thống truyền động ô tô. Thiết kế này ra đời nhằm tối ưu hóa khả năng ăn khớp và nâng cao hiệu suất chuyển số đáng kể. Sau đây là mô tả chi tiết về cơ cấu đồng tốc tiên tiến này:

• Cơ cấu đồng tốc kiểu hai/ ba mặt côn được tích hợp phổ biến trên các dòng xe hiện đại, nhằm gia tăng khả năng ăn khớp trong quá trình đồng tốc. Từ đó đảm bảo hệ thống truyền động hoạt động hiệu quả và bền bỉ hơn.
• Loại đồng tốc này được áp dụng rộng rãi trên bánh răng số 2 và số 3 trong hệ thống truyền động. Đây cũng chính là những vị trí số quan trọng nhất, thường xuyên được sử dụng và đòi hỏi khả năng đồng tốc nhanh, hiệu quả để giải quyết các thách thức về chuyển số.
• Cơ cấu tiên tiến này sẽ chia đồng tốc thành 3 vòng là vòng ngoài, vòng giữa và vòng trong. Khi khóa bắt đầu quá trình chuyển số, vòng ngoài và vòng giữa sẽ tạo thành một mặt côn đơn với độ ma sát cao, tương tự như vòng giữa và vòng trong. Sự kết hợp này sẽ tạo ra lực ma sát từ tất cả các mặt côn. Từ đó giúp triệt tiêu nhanh cự chênh lệch về tốc độ quay giữa các chi tiết.
• Chính nhờ lực ma sát từ các mặt côn mà cơ cấu đồng tốc kiểu hai/ ba mặt côn có khả năng tiêu diệt độ chênh lệch trên tốc độ quay. Từ đó giúp thời gian đồng tốc nhanh hơn và êm ái hơn.
• So với kiểu cơ cấu đồng tốc 3 mặt côn, cơ cấu đồng tốc kiểu 2 mặt côn sẽ không tạo ra đồng tốc giữa vòng trong với cụm bánh răng. Việc lược bỏ mặt côn này giúp giảm thiểu ma sát tổng thể và tăng cường hiệu suất hoạt động.

3. Cơ cấu đồng tốc kiểu không khóa

Trong cơ cấu đồng tốc không khóa, vai trò của khóa chuyển số sẽ được đảm nhiệm bởi lò xo khóa. Loại đồng tốc này thường được tìm thấy ở bánh răng số 5 trong hộp số ngang trên một số dòng xe nhất định. Cấu tạo của cơ cấu đồng tốc kiểu không khóa gồm 4 bộ phận chính là: Ống trượt, moay ơ đồng tốc, lò xo khóa, và vòng đồng tốc.

4. Cơ cấu đồng tốc số lùi

Để đảm bảo cho quá trình gài số lùi diễn ra mượt mà, trên nhiều hệ thống truyền động hiện đại đã được tích hợp thêm cơ cấu đồng tốc thông minh. Cụ thể, vòng đồng tốc của các số tiến được sử dụng để làm giảm tốc độ quay của trục sơ cấp ngay trước khi người lái gài số lùi. Nhờ vậy mà quá trình ăn khớp giữa các bánh răng diễn ra mượt mà hơn, tránh gây ra các tiếng va đập khó chịu. Cơ cấu đồng tốc số lùi được sử dụng rất phổ biến hiện nay, giúp nâng cao sự thoải mái và độ bền cho hộp số.

5. Cơ cấu thực hiện chặn trước số lùi

Được nhận định là khá phức tạp, cơ cấu thực hiện chặn trước số lùi hoạt động dựa trên sự phối hợp nhịp nhàng, chính xác của nhiều bộ phận khác nhau. Chẳng hạn như, khi bạn cần chuyển số 3 bên trong sẽ cần tiếp xúc với chốt của trùng càng chuyển số 1. Sự dịch chuyển này sẽ khiến cho càng chuyển số 1 dịch chuyển ra một khoảng nhỏ theo chiều của bánh răng số 2. Nhờ lực ma sát được tạo ra mà vòng đồng tốc này sẽ làm giảm tốc độ quay của trục sơ cấp.

Trên đây là các thông tin cơ bản về cấu tạo, công dụng và phân loại của bộ đồng tốc ô tô được Auto Protech tổng hợp lại từ nhiều nguồn. Mong rằng những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vai trò quan trọng của bộ đồng tốc trong việc đảm bảo quá trình chuyển số diễn ra êm ái và duy trì tuổi thọ lâu dài cho hộp số.

Nếu bạn đang tìm kiếm trung tâm dạy nghề ô tô uy tín hàng đầu tại TPHCM, Auto Protech tự hào là điểm đến lý tưởng dành cho bạn. Với chương trình đào tạo chuyên sâu, tập trung vào 80% thời lượng thực hành, cùng sự hướng dẫn tận tâm của đội ngũ giảng viên giàu kinh nghiệm. Còn chần chừ gì nữa, hãy liên hệ chúng tôi để đăng ký ngay hôm nay!