7G - Tronic, niềm tự hào của hộp số tự động

[MercedesSL65AMG]

Ưu điểm của hộp số tự động có cấp (AT) dùng trên các dòng xe cao cấp là điều hiển nhiên, nhưng nếu so với kiểu hộp số tự động vô cấp (CVT) thì độ êm dịu không bằng. Vì việc biến đổi tỷ số truyền trong hộp số tự động kiểu AT vẫn là sự thay đổi tỷ số truyền thống qua cơ cấu bánh răng hành tinh, trong khi đó hộp số CVT sử dụng bộ truyền đai thay đổi tỷ số truyền vô cấp nên việc chuyển đổi êm hơn. Do đó việc nâng cấp hộp số tự động AT để có càng nhiều tỷ số truyền là điều mong muốn của nhiều nhà thiết kế xe hơi. Ranh giới của sự khác biệt trên ngày càng mờ đi khi Mercedes đưa ra hộp số tự động AT 7G – Tronic vào thời điểm tháng 7 năm 2003.

7G - TRONIC hộp số tự động 7 số đầu tiên trên thế giới

Những thành tựu của công nghệ tiên tiến hội tụ ở hộp số tự động 7số này giúp giảm tiêu hao nhiên liệu đáng kể và tăng khả năng gia tốc cho xe mà không mất đi sự êm ái khi vận hành. Điểm nổi bật của 7G - TRONIC là số tỷ số truyền động được nâng từ 5 lên 7 số.

Hộp số tự động 7G - TRONIC​

Về mặt lý thuyết, dải tỷ số truyền càng được mở rộng, quá trình chuyển số sẽ êm hơn và công suất hộp số tăng lên. Nhưng dải tỷ số truyền tăng quá lớn thì hộp số sẽ trở nên cồng kềnh vì phải bố trí thêm các cặp bánh răng ăn khớp, dẫn đến khó bố trí trên xe vì kích thước hộp số quá lớn. Dung hoà được hai đặc điểm trên chính là thành công của Mercedes với loại hộp số 7G - TRONIC để trang bị cho các dòng xe E, S, SL và SL class. Thời gian tăng tốc từ 0 đến 100 km/h giảm 0,3 giây và tiêu thụ nhiên liệu giảm 0,6l/100km so với loại Mercedes cùng công suất nhưng sử dụng hộp số tự động 5 số. Những chỉ tiêu ấn tượng trên khiến 7G - TRONIC trở thành sự thay thế hoàn hảo cho hộp số tự động 5 số truyền thống của hãng. Thành quả đạt được trên là nhờ hàng loạt sự cải tiến của thiết kế, công nghệ chế tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số này. Với hộp số tự động 7G - TRONIC, Mercedes E280 đã vươn lên chiếm ngôi đầu bảng, thế chỗ cho E240 trên thị trường Việt Nam.
Chỉ tiêu tiêu thụ nhiên liệu của các loại xe Mercedes sử dụng hộp số tự động 7G - TRONIC so với hộp số tự động 5 số AT lắp trên các mẫu xe E500, S430… được thể hiện ở bảng sau:


Cấu tạo và cải tiến mới trên 7G - TRONIC

Về cơ bản hộp số 7G -TRONIC vẫn thuộc họ hộp số tự động AT, các thành phần cơ bản vẫn bao gồm: biến mô thuỷ lực (1), ly hợp khóa biến mô (2), hộp số hành tinh (3), hệ thống điều khiển thuỷ lực (4), hệ thống tự chẩn đoán (5), các cơ cấu chấp hành (6), (xem hình vẽ):

Cấu tạo chi tiết của hộp số ​

Biến mô thuỷ lực: thực chất là bộ ly hợp thuỷ lực có kết cấu biến đổi mô-men từ động cơ tới hộp số nhờ chuyển động ly tâm của dầu trong nhiều cánh dẫn hướng có kết cấu đặc biệt thể hiện trên hình vẽ. Biến mô bao gồm bánh bơm B nối với trục động cơ, bánh tua bin T nối với trục hộp số, một bánh Stator chỉ quay cùng chiều với trục khuỷu động cơ nhờ khớp một chiều. Nguyên lý hoạt động như sau, khi bánh bơm B được dẫn động quay từ trục khuỷu động cơ, dầu trong các cánh bơm sẽ chuyển động theo các cánh dẫn nhờ lực ly tâm và truyền sang bánh tua-bin T. Quá trình này chính là quá trình truyền chuyển động quay từ trục động cơ sang trục hộp số. Bánh Stator đóng vai trò khuyếch đại mô-men từ bánh bơm B sang bánh tua-bin T. Để hiệu suất của truyền động trên đạt giá trị lớn nhất, các nhà thiết kế đã sử dụng một ly hợp khoá cứng biến mô. Ở chế độ này biến mô-men trong hộp số tự động hoạt động như một ly hợp ma sát trong hộp số thường, do đó hiệu suất truyền đạt được là 1. Với hầu hết hộp số tự động thông thường, ly hợp khoá cứng biến mô sẽ không bao giờ hoạt động trước số 3, nhưng trong 7G - TRONIC, cơ cấu này được kích hoạt ngay cả ở tỷ số truyền thấp nhất tương ứng với số 1. Cải tiến này hạn chế tối đa sự trượt mất công suất của dòng truyền động dầu trong biến mô và đóng góp vào sự êm dịu khi hoạt động của hộp số này.

Hộp số hành tinh (HSHT): Khác với cấu tạo hộp số thường, người ta sử dụng các cơ cấu bánh răng hành tinh để tạo nên tỷ số truyền. Một cơ cấu hành tinh gồm ba loại bánh răng: bánh răng mặt trời, bánh răng bao và một số bánh răng hành tinh lắp trên một cần dẫn. Nếu HSHT có nhiều tỉ số truyền sẽ êm hơn trong quá trình tự động chuyển số. Trên nguyên lý đó Mercedes đã thiết kế 7G - TRONIC với dải số tiến gồm 7 tỷ số truyền thông qua các cơ cấu bánh răng hành tinh Ravigneaux. Cơ cấu này gồm có hai bánh răng mặt trời nối với hai trục khác nhau, hai nhóm bánh răng hành tinh ăn khớp và chung một cần dẫn, một bánh răng bao luôn ăn khớp với một bánh răng hành tinh. Kết cấu đặc biệt này cho dải tỷ số truyền rộng hơn. Ravignelaux do một kỹ sư người Pháp thiết kế vào năm 1920 và được nhiều các kỹ sư người Đức phát triển và ứng dụng với 7G - TRONIC. Sự cải tiến đó làm giảm sự tổn hao công suất và tiếng ồn khi vận hành. Tỉ số truyền của 7G - TRONIC tương ứng với các số giới thiệu trên bảng sau:

Cấp số
Tỉ số tương ứng
1
4,377
2
2,859
3
1,921
4
1,368
5
1
6
0,820
7
0,728​

Cũng giống như các hộp số AT truyền thống, nguyên lý tự động chuyển từ số cao về số thấp khi tăng tốc hoặc gặp cản lớn diễn ra theo tuần tự: từ 7 - 6 - 5 - 4 - 3 - 2 - 1. Nhưng khi hoạt động ở chế độ "KICH - DOWN" sẽ có sự "nhảy cóc". Quá trình tự động về số không diễn ra tuần tự như trên mà có thể diễn ra như sau: 7 - 5 - 3 - 1. Đặc điểm đó tạo nên trạng thái đột biến theo xu hướng tăng gia tốc xe (trạng thái KICK - DOWN). 7G - TRONIC được hoạt động theo cả hai trạng thái trên. Hai trạng thái này được tính toán và điều khiển bởi máy tính điện tử. Cấu trúc như trên khiến 7G - TRONIC trở nên linh hoạt hơn khi xe cần vượt chướng ngại vật đột xuất, hoặc gia tốc nhanh. Thêm vào đó, việc tối ưu hoá quá trình ăn khớp của bánh răng nhờ hệ thống điều khiển điện tử thông minh của hộp số này, khiến người điều khiển hầu như không cảm nhận được sự "rung giật" của 7G - TRONIC.
Hệ thống điều khiển thuỷ lực: Hệ thống điều khiển của 7G - TRONIC nhận tín hiệu từ các trạng thái làm việc tức thời của ôtô để điều khiển các van thuỷ lực đóng mở các đường dầu có áp suất tới cơ cấu điều khiển hộp số hành tinh theo các qui luật định sẵn. Các van trong hệ thống được bố trí trong bộ thân van nằm ngay bên dưới bộ truyền hành tinh. Đây chính là bộ chấp hành của hệ thống. Để điều khiển cụm van này hoạt động, hệ điều kiển của 7G - TRONIC cần hai tín hiệu gốc: tín hiệu mức tải động cơ và tín hiệu tốc độ của ôtô. Hai tín hiệu gốc trên giúp 7G - TRONIC hoàn toàn có thể tự động chọn tỷ số truyền phù hợp với điều kiện vận hành của xe. Trong quá trình sử dụng, người điều khiển có thể lựa chọn chế độ tiêu chuẩn (S) hoặc thể thao (C). Sự ghi nhận và xử lý thông tin chính xác để tối ưu hoá quá trình hoạt động của xe là nhiệm vụ của hệ thống điều khiển hộp số 7G - TRONIC.
Hệ thống tự chẩn đoán: Tự chẩn đoán là sự ưu việt của hộp số tự động Khả năng tự chẩn đoán kịp thời thông báo sự cố để khắc phục kịp thời, tránh những hư hỏng vì hộp số tự động có kết cấu rất phức tạp. Việc tự chẩn đoán trên thông qua hàng loạt các cảm biến như: cảm biến áp suất dầu, cảm biến nhiệt độ dầu, cảm biến vị trí van thuỷ lực, vị trí chọn cần số…
Lưu ý khi sử dụng hộp số tự động
Yêu cầu khắt khe khi sử dụng hộp số tự động chính là vấn đề dầu bôi trơn. Vì vậy khi sử dụng người tiêu dùng phải tuân theo các khuyến cáo của nhà sản xuất để thay đúng loại dầu cho hộp số và chu kỳ cần thay dầu. Ở Việt Nam, các dòng xe cao cấp dùng hộp số tự động thường dùng dầu hộp số DEXRONII và thời gian thay dầu thường khoảng 20.000km. Với các loại xe sử dụng hộp số tự động như: Ford Mondeo, Ford Excape, Toyota Camry… vốn rất thông dụng trên thị trường Việt Nam đều có những khuyến cáo tương tự. Tuân thủ theo chỉ dẫn của nhà sản xuất là cách tốt nhất để hộp số trên xe bạn luôn đạt được hiệu quả tối ưu trong quá trình làm việc. Một điều cần chú ý nữa là khi khởi động phải gạt cần gạt vào đúng vị trí khởi động (P hoặc N) và nếu vì một lý do nào đó (ví dụ như ắc-qui yếu chẳng hạn) không khởi động được động cơ thì phải gọi xe cứu hộ đưa xe về trạm bảo dưỡng, tuyệt đối không được nhờ xe khác kéo khởi động hoặc kéo xe về trạm.

 

[bacon]

Hay và chi tiết, cảm ơn tác giả

 

[Space Car]

Cụ quả là kỳ công sưu tầm

 

[đen_kịt]

E đào mộ lên hỏi các cụ, các dòng xe sử dụng hộp số 7G tronic có thay thế dc cho nhau ko? Ví dụ GLK 300 thay sang ML350?