Hộp số bán tự động(Ly hợp kép)

Hộp số bán tự động (ly hợp kép)
Hộp số- ly hợp kép: Dual – Clutch Transmission (DCT) hay còn gọi là hộp số bán tự
động.Có thể nói DCT chính là đối thủ cạnh tranh trực tiếp với hộp số CVT. Cả hai đều giúp
xe tiết kiệm nhiên liệu và giảm chi phí sản xuất hơn so với hộp số tự động truyền thống.
Hộp số tay thường dùng hiện nay trên dòng xe phổ thông đã giúp người lái thay đổi lực kéo và số
vòng quay của bánh xe chủ động để vận tốc phù hợp với lực cản của đường theo nhu cầu sử dụng.
Tuy nhiên ngoài chức năng trên, xe hơi hiện đại còn đòi hỏi hơn nữa độ êm dịu khi chuyển số và sự
nhàn nhã khi điều khiển xe. Vì thế, những loại hộp số tự động 4, 5, 6 hay 7 cấp lần lượt ra đời. Dùng
hộp số tay có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển số, còn hộp số tự động
có kết cấu quá phức tạp và làm gia tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu. Nhưng, có một loại hộp số có thế
loại bỏ được các nhược điểm trên, đó là hộp số- ly hợp kép: Dual – Clutch Transmission (DCT) hay
còn gọi là hộp số bán tự động.
Tuy gọi là hộp số ly hợp kép nhưng DCT lại không có bàn đạp ly hợp để người lái sử dụng mỗi
khi chuyển số. Bộ đôi ly hợp ở đây thuộc loại ly hợp ma sát ướt, nghĩa là các đĩa ma sát được
ngâm trong dầu và sự tách, nối của nó được điều khiển bằng cơ cấu chấp hành: thuỷ lực-điện từ.
Hai ly hợp này hoạt động hoàn toàn độc lập với nhau, một điều khiển các bánh răng cấp số lẻ (1,
3, 5 và bánh răng gài số lùi), trong khi ly hợp còn lại có nhiệm vụ điều khiển bánh răng gài số
chẵn (2, 4 và số lùi). Với kết cấu như vậy, khi quá trình tăng số (1 – 2 – 3…) hoặc giảm số (5 – 4)
diễn ra sẽ không bị mất mát công suất. Đồng thời, việc gài các số truyền thực hiện một cách tự
động tuỳ thuộc vào chế độ hoạt động của động cơ và sức cản của mặt đường (nếu người lái
chọn chế độ tự động hoàn toàn). Vì vậy nó luôn đảm bảo được lực kéo phù hợp với sức cản
chuyển động, bảo đảm được chất lượng động lực học và tính kinh tế nhiên liệu của ôtô.



Kết cấu của hộp số DCT
Các ký hiệu: 1: Bánh răng xoắn ăn khớp với bộ vi sai; 2: bánh răng thuộc bộ vi sai; 3: trục sơ cấp
số1; 4: trục khuỷu động cơ; 5: trục sơ cấp số 2; 6: Ly hợp 2; 7: Ly hợp 1; 8: bánh răng xoắn ăn khớp
với bộ vi sai; 9: bánh răng ăn khớp với bộ đồng tốc; BR: Cặp bánh răng số
Kết cấu của bộ ly hợp ma sát ướt: Giống như biến mô thuỷ lực, bộ ly hợp ma sát ướt sử dụng
dầu để tạo áp suất điều khiển các bánh răng. Và sự nối ngắt của ly hợp thông qua các pit-tông và

lò xo hồi vị. Điều khiển ly hợp này bằng cơ cấu điện từ và thuỷ lực, giống như quá trình điều
khiển của hộp số tự động.
Kết cấu đặc biệt của DCT chính là hệ trục trung tâm gồm hai trục đồng trục lồng nhau. Trục thứ
nhất (màu đỏ): một đầu (bên trái) liên kết với ly hợp thứ nhất (màu đỏ) bằng then hoa, trên thân
trục bao gồm 3 bánh răng có kích thước khác nhau ăn khớp với các bánh răng trên trục thứ cấp
thứ nhất, tạo ra các cấp số: 1, 3, 5. Trục còn lại (màu xanh), một đầu lắp với ly hợp thứ 2 (màu
xanh), trên thân trục gồm 2 bánh răng ăn khớp với 2 bánh răng trên trục thứ cấp thứ hai tạo ra 2
cấp số 2, 4 và thêm một số lùi.
Cấu tạo đặc biệt của hệ trục trung tâm và bộ đôi ly hợp cho phép quá trình chuyển số nhanh hơn
và êm hơn hộp số tay truyền thống. Tại sao vậy? Chúng ta hãy cùng hình dung lại thao tác sang
số của hộp số tay: Khi người điều khiển muốn chuyển số, đầu tiên cần phải giảm ga sau đó tác
động vào bàn đạp ly hợp để ngắt ly hợp, do vậy mô-men động cơ không truyền tới trục sơ cấp
của hộp số và người lái thực hiện việc chuyển số. Tiếp đó, người lái nhả bàn đạp và ly hợp được
nối lại đồng thời công suất động cơ truyền tới hộp số. Mô-men được phân bố theo trạng thái: ON-
OFF-ON trong suốt quá trình chuyển số. Như vậy, độ êm dịu của xe khi sang số phụ thuộc rất
nhiều vào kĩ năng của người điều khiển. Khoảng thời gian OFF càng bé thì xe bớt bị rung, giật và
giảm thiểu tổn hao công suất máy. Tuy nhiên, DCT hoàn toàn có thể khắc phục được điểm yếu
trên của hộp số tay nhờ vào sự hoạt động độc lập của hai ly hợp. Quá trình chuyển số như sau:
giả sử ở thời điểm hiện tại, xe đang di chuyển ở số 1, lúc này ly hợp 1 đóng (màu đỏ), ly hợp 2
(màu xanh) mở, khi đó dòng công suất được từ động cơ qua ly hợp 1, qua trục và bộ đồng tốc tới
trục sơ cấp và tới bộ vi sai (xem hình vẽ). Xe tiếp tục gia tăng tốc độ, máy tính sẽ tìm kiếm vị trí
số kế tiếp, và bánh răng số 2 được chọn. Khi người điều khiển chuyển số, ngay lập tức ly hợp 1
sẽ được ngắt, đồng thời ly hợp 2 đóng, và dòng công suất sẽ vẫn tiếp tục truyền từ động cơ tới
trục thứ cấp và dẫn động bộ vi sai. Như vậy, thời gian chuyển từ số 1 lên 2 rất bé, do vậy dòng
mô-men gần như không bị ngắt quãng. Cũng theo nguyên lý đó, khi người lái giảm số chu trình sẽ
diễn ra ngược lại. Toàn bộ quá trình chuyển số sẽ được máy tính kiểm soát và ra lệnh cho cơ cấu
chấp hành chọn bánh răng và đòng hoặc ngắt từng ly hợp. Nếu người lái chọn chế độ tự động
hoàn toàn hoặc chế độ điều khiển số tay: ở chế độ tự động thì bộ đôi ly hợp hoạt động như một
biến mô thuỷ lực của hộp số tự động truyền thống, còn nếu sử dụng chế độ số tay, người lái cũng
không phải mất thêm thao tác dùng chân trái để điều hành bàn đạp ly hợp.

Khối 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.
Hình cắt hộp số DCT
So sánh với hộp số tay và hộp số tự động truyền thống
Với hộp số tay: hai xe đều có động cơ cùng công suất thì xe sử dụng hộp số DCT cần ít thời gian
hơn hơn so với hộp số tay để đạt được cùng 1 vận tốc. Và tại mỗi điểm chuyển số, khoảng thời
gian OFF gần như bằng )
Với hộp số tự động: So với hộp số tự động truyền thống (sử dụng biến mô-men thuỷ lực và cơ
cấu bánh răng hành tinh) thì DCT có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ hơn rất nhiều. Tuy về đẳng cấp
vẫn không thể sánh nổi với nó, nhưng sẽ rất hợp lý để lắp trên những xe hạng trung, vừa giúp
giảm chi phí sản xuất xe vừa tạo ra sự nhàn nhã cho người điều khiển khi sử dụng chế độ tự
động và cũng tạo phấn khích cho những dân mê tốc độ ở chế độ tự thay đổi cấp số. Với giá
nhiên liệu đang biến đổi theo xu hướng ngày một tăng, chúng ta hãy chờ xem sự thôi thúc của
việc tiết kiệm nhiên liệu sẽ đưa DCT đi đến đâu và phổ biến đến mức nào. Tuy vậy DCT vẫn còn
bộc lộ một hạn chế: do sử dụng ly hợp ma sát ướt nên khó có thể truyền tải được lượng mô-men
lớn. Vì vậy, hộp số DCT chỉ được lắp trên dòng xe du lịch nhỏ: Volkswagen Beatle, Audi TT…
Hiện Audi đang là nhà sản xuất xe hơi sử dụng DCT nhiều nhất cho các model 2006 A3 V6 3.2,
TT 3.2 Quatro,… với tên gọi là Direct Shift Gears (DSG).