CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỘP SỐ TỰ ĐỘNG TRÊN Ô TÔ
1.2 Hộp số ly hợp kép (Dual Clutch Transmission)
Hộp số ly hợp kép được phát minh bởi nhà khoa học người Pháp Adolphe Kegresse, năm 1939 ông đã đưa ra những ý tưởng về bộ ly hợp kép nhưng vào thời điểm này do những vấn đề bất ổn về chính trị và tài chính đã ngăn cản sự phát triển của dự án này. Sau đó cho tới giữa những năm 1980 thì hai ông lớn là Porsche và Audi lần lượt đưa công nghệ hộp số ly hợp kép vào các dòng xe đua của họ là Porsche 956 và Audi Sport Quattro S1 và đạt được nhiều thứ hạng cao trong những giải đua xe trên thế giới. Năm 2003, Volkswagen đã đưa hộp số ly hợp kép vào sản xuất hàng loạt với chiếc xe đầu tiên là Volkswagen – GolfR32 và đạt được khá nhiều thành công. Sau đó lần lượt những hãng Mercedes Benz, Mazda, Audi.. đã đưa công nghệ ly hợp kép áp dụng trên những dòng xe của họ.
Cấu tạo
Cấu tạo của hộp số ly hợp kép khá giống với một hộp số sàn thông thường điểm khác biệt để phân biệt giữa hộp số ly hợp kép và những hộp số khác chính là bộ ly hợp kép, bộ ly hợp gồm hai loại là ly hợp khô và ly hợp ướt. Bộ ly hợp khô có cấu tạo đơn giản nhẹ gọn và chi phí ít tốn kém hơn. Ly hợp ướt được ngâm hoàn toàn trong dầu được điều khiển bằng hệ thống
Hình 1.6 Hộp số tự động ZF của Vinfast
điện - thuỷ lực thường có tuổi thọ và có công suất cao hơn so với ly hợp khô. Hầu hết ngày nay các hãng xe đều sử dụng công nghệ ly hợp ướt trong DCT.
Hộp số ly hợp kép có cấu tạo gồm hai trục sơ cấp được lồng vào nhau mỗi trục được liên kết với một ly hợp và trên mỗi trục có các bánh răng để liên kết với bánh răng trên trục thứ cấp tạo ra các cấp số. Như trên hình vẽ trục sơ cấp màu vàng được liên kết với ly hợp C1 và được sử dụng để điều khiển các cấp số 1-3-5-7. Còn trục màu xanh được chế tạo rỗng lồng bên ngoài trục màu vàng được nối với ly hợp C2 và điều khiển các cấp số 2-4-6 và số lùi.
Bộ điều khiển
Dựa vào thông tin từ các cảm biến: cảm biến vị trí số, cảm biến tốc độ xe, cảm biến vị trí bướm ga, cảm biến tốc độ động cơ… đưa về, máy tính sẽ ra lệnh điều khiển thông qua cơ cấu chấp hành.
Cơ cấu chấp hành
Trong DCT van điều khiển điện từ đóng vai trò là cơ cấu chấp hành, thực hiện việc đóng mở các đường dầu. Van điều khiển từ bao gồm lõi thép từ, cuộn dây.
Nguyên lý hoạt động
Về nguyên tắc hoạt động, có thể coi hộp số ly hợp kép là sự kết hợp chức năng của hai hộp số sàn vào thành một thể thống nhất.
Hình 1.7 Cấu tạo hộp số tự động DCT
Để nắm được đặc tính của hộp số ly hợp kép, trước tiên chúng ta cần điểm lại cơ chế vận hành của hộp số sàn. Ở loại hộp số này, khi tài xế muốn đổi số, thao tác nhấn bàn đạp ly hợp (côn) là bắt buộc. Khi đó, bàn đạp này sẽ tác động vào bộ ly hợp nhằm ngắt động cơ khỏi hộp số và dừng lực truyền tải giữa chúng. Sau đó, thao tác đẩy cần số sẽ chuyển hộp số sang một cấp số mới trước khi lái xe thả bàn đạp ly hợp để cho phép động cơ và hộp số kết nối lại với nhau nhằm truyền lực xuống các bánh xe.
Trong khi đó, hộp số ly hợp kép lại sử dụng hai bộ ly hợp nhưng không có bàn đạp bên trong khoang lái (bàn đạp côn). Vì hộp số ly hợp kép có cách vận hành khá tương đồng với hộp số tự động nên có thể bạn sẽ thắc mắc khi không nhìn thấy cơ chế chuyển đối mô-men, biến mô trên hộp số ly hợp kép, trong khi đó trên hộp số tự động, biến mô là không thể thiếu giúp chuyển đổi mô-men từ động cơ qua hộp số.
Hình 1.8 Đường truyền công suất ở tay số 1
Giả sử xe đang chạy ở số 1 lúc này ly hợp C1 đóng, ly hợp C2 mở, dòng công suất được truyền từ động cơ qua ly hợp C1 đến trục sơ cấp 1 (màu vàng). Sau đó công suất được truyền
tới bộ bánh răng số 1 qua bộ đồng tốc, tới trục thứ cấp và cuối cùng tới vi sai (hình) . Khi xe tiếp tục tăng tốc bộ điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ các cảm biến và từ đó tính toán số tiếp theo (số 2) lúc này bộ đồng tốc của bộ bánh răng số 2 được gài sẵn và ở trạng thái chờ. Xe chuyển từ số 1 sang số 2 thì ly hợp C1 mở ly hợp C2 đóng lại do đó dòng công suất sẽ tiếp tục truyền từ động cơ tới ly hợp số 2, đến trục sơ cấp 2, qua cặp bánh răng số 2 đến bộ đồng tốc, truyền tới trục thứ cấp và dẫn động bộ vi sai. Việc chuyển từ ly hợp C1 sang C2 diễn ra rất nhanh do đó moment được truyền trơn tru và không ngắt quãng. Khi người lái muốn giảm số thì quá trình sẽ diễn ra ngược lại.
Đối với xe sử dụng hộp số ly hợp kép cũng được trang bị lẫy chuyển số để người lái có thể chuyển số bằng tay giúp người lái chủ động hơn trong việc điều khiển các cấp số và đem lại cảm giác lái chân thật hơn khi lái xe.
Hiện nay hộp số ly hợp kép được sử dụng trên các dòng xe như: Ford Focus, Porsche Panamera, Hyundai Tucson Turbo 2018,…
Hình 1.9 Hộp số ly hợp kép của Porsche
Phân loại hộp số ly hợp kép
Phân loại theo kiểu ly hợp a) DCT sử dụng ly hợp khô
b) DCT sử dụng ly hợp ướt
Hình 1.10 Hộp số sử dụng ly hợp kép khô
Hình 1.11 Hộp số sử dụng ly hợp kép ướt
Phân loại theo trục thứ cấp của hộp số a) DCT sử dụng một trục thứ cấp
b) DCT sử dụng hai trục thứ cấp
Hình 1.13 Hộp số DCT sử dụng một trục thứ cấp
Hình 1.12 Hộp số DCT sử dụng hai trục thứ cấp
Ưu điểm
Nhờ có hai ly hợp, nên quá trình chuyển số được nhanh hơn, triệt tiêu tối đa độ ngắt quãng giữa hai cấp số, nhờ đó xe vận hành mượt mà hơn
Thời gian sang số nhanh và chính xác, tạo cảm giác lái phấn khích và thể thao hơn.
So với những hộp số tự động có cấp (sử dụng biến mô thủy lực và cơ cấu bánh răng hành tinh), hộp số ly hợp kép DCT có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ hơn khá nhiều.
Công suất bị thất thoát trong quá trình chuyển số nhỏ
Tiết kiệm nhiên liệu hơn so với hộp số tự động Nhược điểm
Với thiết kế cũng như thuật toán phức tạp khiến giá thành của hộp số DCT còn khá đắt đỏ, chỉ phù hợp với những dòng xe hạng sang, xe thể thao hay siêu xe.
Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa và thay thế cũng còn khá cao so với các loại hộp số khác.