Lịch sử ra đời của hộp số tự động

Đối với những người đam mê xe, hộp số sàn (manual transmission) luôn là sự lựa chọn hàng đầu. Khi người dùng lái xe số sàn, họ thường có cảm giác làm chủ chiếc xe một cách tuyệt đối. Tuy nhiên, đại đa số phụ nữ lại yêu thích hộp số tự động (automatic transmission) vì sự tiện lợi mà chúng mang lại.

Trên thực tế, xe số tự động phù hợp với nhiều mục đích di chuyển khác nhau. Do đó, chúng rất thích hợp với nhóm khách hàng sử dụng xe cho mục đích cá nhân (hơn là kinh doanh).

Trong bài viết dưới đây, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về lịch sử ra đời của hộp số tự động. Ai là người đã phát minh ra hộp số tuy phức tạp nhưng lại rất thông minh này? Và tại sao hộp số tự động lại ngày càng phổ biến và rất được tin dùng?

1. Cha đẻ của hộp số tự động

Cho đến nay, vẫn có nhiều tranh luận xung quanh việc ai là người phát minh ra hộp số tự động đầu tiên.

Các nhà sử học cho rằng hộp số tự động đầu tiên được dùng trên cỗ xe ngựa Sturtevant 1904. Được chế tạo bởi anh em Sturtevant ở Mỹ, hộp số này có 2 cấp số (không có số lùi). Đầu vào của hộp số gắn liền với bánh đà và được dẫn động bởi động cơ.

Tuy nhiên, hộp số trên không thể chịu được những áp lực từ trọng lượng của xe tác dụng theo phương thẳng đứng. Do vậy, chúng rất dễ bị gãy khi chuyển số. Gần 20 năm sau, một hộp số tự động tốt hơn đã xuất hiện trong một nỗ lực nghiên cứu khác.

Một số nhà sử học khác lại cho rằng hộp số tự động đầu tiên được phát minh bởi một kỹ sư người Canada có tên là Alfred Horner Munro vào năm 1923. Munro là một kỹ sư máy hơi nước nên thiết kế của ông mang đậm nét “độc nhất vô nhị”. Cụ thể, ông đã sử dụng khí nén (compression air) thay vì chất lỏng thủy lực (hydraulic fluid) để dịch chuyển các bánh răng bên trong hộp số.

Thật không may, cách này lại làm cho hộp số của Munro không đủ mạnh và hiệu quả để dùng cho các mục đích thương mại. Vì vậy, thiết kế hộp số của Munro chưa bao giờ được bán ra trên thị trường.

Phải mất gần 10 năm sau đó, hộp số tự động đầu tiên sử dụng chất lỏng thủy lực mới được phát minh. Những người đã tạo ra loại hộp số này là hai kỹ sư người Brazil có tên Fernando Lehly Lemos và José Braz Araripe.

Trong những năm sau đó, các công ty như Chrysler và General Motors đã tạo ra phiên bản của riêng họ về hộp số tự động dùng bộ điều khiển thủy lực. Tuy nhiên, chúng có các chức năng khá khác biệt so với hộp số tự động mà chúng ta dùng ngày nay.

Nhìn chung, những hộp số nêu trên chỉ tự động một phần (bán tự động). Nguyên nhân là do chúng sẽ tự động chuyển số khi xe đang di chuyển theo từng dải tốc độ khác nhau. Nếu muốn vào số khi xe đang đứng yên, bạn sẽ cần phải dùng đến bàn đạp ly hợp.

2. Ai đã tạo nên thành công cho hộp số tự động?

Năm 1930, General Motors giới thiệu thành quả phát triển hộp số tự động của họ – một sản phẩm có tên Hydra-Matic. Hộp số này gồm 4 cấp và sử dụng chất lỏng thủy lực để chuyển số. Đặc biệt hơn, nó không sử dụng bất kỳ loại ly hợp nào.

Hộp số Hydra-Matic được GM phát minh vào năm 1939, bắt đầu sản xuất vào năm 1940 và được bán dưới dạng tùy chọn trên xe Oldsmobile (công ty con của GM). Đây là lần đầu tiên hộp số tự động được sản xuất hàng loạt, điều đã góp phần làm thay đổi ngành công nghiệp xe hơi.

Năm 1942, các nhà máy trên thế giới bắt đầu ngừng sản xuất xe hơi để tập trung vào sản xuất xe tăng và xe quân sự cho chiến tranh. Những chiếc xe tăng của Mỹ đều được trang bị hộp số Hydra-Matic. Trong thời kỳ hậu chiến, nhu cầu về các phương tiện sử dụng loại hộp số ngày càng cao. Mẫu xe sử dụng hộp số tự động đầu tiên này là Oldsmobile 1948. Có những thời điểm, 75% số xe bán ra của GM đều trang bị hộp số Hydra-Matic.

Sau khoảng thời gian dài tinh chỉnh và nâng cấp thì vào năm 1956, General Motors đã thay thế Hydra-Matic bằng hộp số mới có tên Jetaway. Thế nhưng, Jetaway lại không thành công và nhanh chóng bị thay thế bởi cái tên Turbo Hydra-Matic vào năm 1969.

Nhìn chung, Hydra-Matic khá tương đồng so với hộp số tự động hiện đại ngày nay, ngoại trừ việc sử dụng khớp nối thủy lực (fluid coupling) thay vì biến mô (torque converter). Nếu để so sánh, hộp số tự động ngày nay dẫn nguồn năng lượng từ động cơ và đi ra khỏi hộp số một cách tốt hơn, đồng thời mang lại hiệu suất truyền lực cao hơn.

Một điểm khác biệt lớn khác của Hydra-Matic so với bất kỳ hộp số tự động nào khác là nó không có vị trí để vào số P (Parking). Ngoài ra, dù hộp số đang ở cấp số nào, bạn cũng đều có thể tắt động cơ (không giống như ngày nay, khi bạn phải về số P thì mới có thể tắt máy).

Khi động cơ đã tắt, với hộp số Hydra-Matic, bạn có thể chuyển sang số lùi để ngăn chiếc xe lăn bánh (khóa hệ thống truyền động). Thế nhưng, bạn có thể tắt và khởi động động cơ khi hộp số ở bất kỳ cấp số nào. Đây là nhược điểm lớn của hộp số Hydra-Matic.

Điều này có nghĩa là nếu đang không ở số N (Neutral), chắc chắn xe sẽ giật nổi ngay lập tức khi đề máy. Cách duy nhất để tránh được điều này là đạp chân phanh hoặc kiểm tra kĩ xem cần số có ở số N hay chưa.

Tóm lại, Hydra-Matic là một trong những đổi mới thành công nhất trong lịch sử ngành xe hơi. Và dù không xuất hiện trước hộp số sàn, hộp số tự động vẫn mang lại thành công trong thương mại và tiếp tục phát triển mạnh mẽ.