Từ BMW, Rolls-Royce, Jaguar, Land Rover đến Aston Martin, Alfa Romeo, Jeep, Ram và Toyota GR Supra, hộp số tự động ZF 8HP xuất hiện trên nhiều dòng xe có đặc tính vận hành rất khác nhau. Điều gì khiến một hộp số sử dụng biến mô thủy lực và bánh răng hành tinh vừa đủ êm ái cho xe sang, vừa đáp ứng được yêu cầu chuyển số nhanh của xe thể thao và khả năng chịu tải của SUV, bán tải?

Từ bánh răng khí cầu đến hộp số ô tô

ZF là tên viết tắt bắt nguồn từ Zahnradfabrik, nghĩa là nhà máy bánh răng. Công ty được thành lập ngày 20/8/1915 tại Friedrichshafen, Đức, ban đầu gắn với hoạt động chế tạo hệ thống bánh răng và truyền động cho khí cầu Zeppelin.

Trải qua hơn một thế kỷ, ZF trở thành một trong những nhà sản xuất hệ thống truyền động ô tô lớn trên thế giới. Trước 8HP, hãng đã thành công với các dòng hộp số tự động 5HP và 6HP, được sử dụng trên nhiều mẫu xe châu Âu.

Đến đầu những năm 2000, các hãng ô tô đứng trước yêu cầu phải giảm tiêu hao nhiên liệu, khí thải mà vẫn nâng cao công suất, khả năng tăng tốc và sự êm ái. Tăng số cấp truyền là một giải pháp, nhưng nếu bổ sung quá nhiều bánh răng và ly hợp, hộp số sẽ trở nên cồng kềnh, nặng và tổn hao cơ khí lớn hơn.

Năm 2007, ZF giới thiệu hộp số tự động 8 cấp mang tên 8HP, trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt năm 2009. Một trong những mẫu xe đầu tiên sử dụng hộp số này là BMW 760i/760Li thế hệ F01/F02, trang bị động cơ V12 tăng áp kép dung tích 6,0 lít.

Lựa chọn ấy cho thấy 8HP ngay từ đầu phải đáp ứng những yêu cầu rất cao: chuyển số êm, chịu được mô-men xoắn lớn và phản ứng nhanh khi tăng tốc.




Bí quyết không chỉ nằm ở tám cấp số

ZF 8HP là hộp số tự động sử dụng biến mô thủy lực, không phải hộp số ly hợp kép (DCT). Điểm nổi bật nằm ở cách tổ chức các bộ truyền bánh răng hành tinh và hệ thống điều khiển chuyển số.

8HP sử dụng bốn bộ bánh răng hành tinh và năm phần tử chuyển số, gồm ba ly hợp nhiều đĩa và hai phanh hãm. Ở mỗi cấp số, ba phần tử được đóng và chỉ hai phần tử mở, giúp hạn chế tổn hao do ma sát kéo trong hộp số.

Trong những lần chuyển số giữa các cấp phù hợp, hệ thống chỉ cần nhả một phần tử và đóng một phần tử khác. Cùng với điều khiển thủy lực và điện tử chính xác, cấu trúc này giúp quá trình chuyển số diễn ra nhanh, ít gián đoạn lực kéo.

8HP còn có khả năng chuyển xuống nhiều cấp số theo yêu cầu tăng tốc, thay vì luôn phải tuần tự đi qua từng số.

Dải tỷ số truyền rộng giúp số thấp tạo lực kéo lớn khi khởi hành, trong khi các số cao giữ vòng tua động cơ thấp khi chạy đường trường. Biến mô được điều khiển khóa sớm trong những điều kiện phù hợp nhằm giảm độ trượt, hạn chế tổn hao công suất và tiêu thụ nhiên liệu.

Dù có thêm hai cấp so với 6HP, kích thước cơ bản của 8HP gần như không thay đổi. Theo ZF, phiên bản 8HP70 có khối lượng khoảng 87 kg, bao gồm dầu.

BMW từng công bố mức giảm tiêu thụ nhiên liệu khoảng 6% đối với cấu hình hộp số 8 cấp mới so với loại 6 cấp trước đó, trong các điều kiện so sánh cụ thể.

Như vậy, ưu điểm của 8HP không đơn thuần là có tám số, mà ở sự phối hợp giữa hiệu suất cơ khí, dải tỷ số truyền, biến mô và phần mềm điều khiển.




Một hộp số, nhiều tính cách

Trên Rolls-Royce, hộp số cần chuyển số nhẹ nhàng, gần như không để hành khách cảm nhận được. Với BMW hay Jaguar, yêu cầu là sự cân bằng giữa êm ái và phản ứng nhanh. Trên Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio hoặc Aston Martin, đặc tính chuyển số được điều chỉnh theo hướng thể thao.

Trong khi đó, Jeep và Ram lại có những yêu cầu riêng về lực kéo, khả năng chịu tải và làm việc ở tốc độ thấp.

ZF phát triển 8HP thành một họ hộp số với nhiều phiên bản, khả năng chịu mô-men xoắn từ khoảng 220 đến 1.000 Nm theo danh mục công bố của hãng, phù hợp các cấu hình dẫn động cầu sau và dẫn động bốn bánh.

Đặc tính của mỗi xe không chỉ được quyết định bởi phần cứng hộp số mà còn bởi chương trình điều khiển, hiệu chỉnh áp suất thủy lực và cách phối hợp với ECU động cơ.

Toyota GR Supra là một ví dụ. Mẫu xe này sử dụng hộp số 8 cấp thuộc họ 8HP trên nền tảng kỹ thuật chia sẻ với BMW Z4, nhưng được hiệu chỉnh để phù hợp với đặc tính vận hành của Supra.

Tính mô-đun cũng giúp các hãng ô tô giảm thời gian và chi phí phát triển hệ truyền động, thay vì phải thiết kế một hộp số hoàn toàn mới cho từng mẫu xe.




Vì sao dân độ xe cũng thích 8HP?

Khả năng chịu mô-men xoắn cao, chuyển số nhanh và sự phổ biến trên nhiều dòng xe khiến ZF 8HP trở thành lựa chọn đáng chú ý trong các dự án nâng cấp động cơ, hoán đổi hệ truyền động.

Tuy nhiên, lắp hộp số 8HP lên một động cơ khác không đơn giản là chế tạo tấm chuyển tiếp rồi bắt bu-lông.

Người thực hiện phải xử lý sự tương thích giữa động cơ và hộp số, bộ biến mô, trục truyền động, hệ thống làm mát dầu, ECU, mạng CAN và bộ điều khiển hộp số TCU.

Đặc biệt, áp suất điều khiển các ly hợp phải phù hợp với mô-men xoắn động cơ. Nếu điều khiển không chính xác, ly hợp có thể bị trượt, sinh nhiệt và mài mòn nhanh dù bản thân hộp số có khả năng chịu tải lớn.

Ngay cả khi sử dụng nguyên bản, 8HP vẫn cần được bảo dưỡng theo đúng yêu cầu của từng phiên bản. Dầu hộp số phải đáp ứng tiêu chuẩn phù hợp, mức dầu phải được kiểm tra theo quy trình nhiệt độ quy định và không được tùy tiện thay bằng loại dầu chỉ có độ nhớt tương tự.




8HP tiếp tục bước vào kỷ nguyên hybrid

Một trong những giá trị lớn của 8HP là khả năng phát triển theo hướng điện hóa mà không phải thay đổi hoàn toàn nguyên lý truyền động.

ZF đã xây dựng các phiên bản 8HP dành cho động cơ đốt trong, mild hybrid và plug-in hybrid, cho phép tích hợp động cơ điện vào hệ truyền động.

Tháng 6/2025, ZF giới thiệu khái niệm 8HP evo với khả năng điện hóa cao hơn. Trong cấu hình plug-in hybrid được công bố, động cơ điện có thể đạt công suất 200 kW và mô-men xoắn 600 Nm, đồng thời cải thiện hiệu suất so với thiết kế trước.

Đến tháng 2/2026, ZF và BMW ký thỏa thuận cung cấp, tiếp tục phát triển 8HP đến cuối thập niên 2030, đặc biệt chú trọng các hệ truyền động điện hóa.

Sau hơn 15 năm sản xuất, 8HP vẫn có chỗ đứng trong ngành ô tô không phải vì đây là hộp số nhiều cấp nhất, mà vì cấu trúc cơ khí hợp lý, hiệu suất tốt, khả năng thích ứng cao và điều khiển điện tử ngày càng hoàn thiện.

Nguồn Zingxe