Trả lời nhanh: ZF 8HP là hộp số tự động biến mô 8 cấp, không phải ly hợp kép, nằm trên gần như cả dải BMW đời F và hơn 20 hãng xe khác. Ở trạng thái nguyên bản nó là một trong những hộp số bền nhất từng được sản xuất — hỏng hóc bên trong rất hiếm, thứ cần canh chừng chỉ là hai điểm rò dầu: O-ring đường két làm mát và ống lót Mechatronic. Dù nhiều hãng ghi "dầu trọn đời", chính ZF khuyến nghị thay dầu mỗi 80.000–120.000 km hoặc tám năm; với điều kiện chạy phố ở Việt Nam nên kéo về 60.000–80.000 km.
Áp dụng cho: BMW F20 1-Series · F30 3-Series · F10 5-Series · F13 6-Series · F01 7-Series · F25 X3 · F26 X4 · F15 X5 · F16 X6 · Z4 — và các xe dùng 8HP của Jaguar, Land Rover, Chrysler.
Có một khoảnh khắc mà gần như ai chạy BMW đời F cũng từng trải qua. Xe đang bò trong đám kẹt xe Nguyễn Hữu Thọ, nhích được vài mét rồi dừng, nhích tiếp rồi dừng, và ở một lần nhả chân phanh nào đó bạn cảm thấy cái xe khựng lại nửa nhịp trước khi chịu đi. Không nặng, không kêu, chỉ là một khoảng trống rất nhỏ giữa ý muốn của chân phải và phản ứng của chiếc xe. Với cái hộp số mà cả ngành công nghiệp ô tô lấy làm chuẩn mực, cảm giác đó đủ để một người chủ xe bắt đầu gõ Google lúc nửa đêm.
Cái hộp số đó là ZF 8HP. Và trước khi nói tới chuyện nó hư cái gì, phải hiểu vì sao nó tốt đã.
ZF: từ khí cầu Zeppelin tới chuẩn mực hộp số tự động
ZF Friedrichshafen ra đời ở Đức ngay sau khi thế kỷ 20 bắt đầu, ban đầu làm linh kiện cho khí cầu Zeppelin, rồi chuyển hẳn sang ô tô khi ngành này bùng nổ. Năm 1934 hãng cho ra hộp số sàn đồng tốc hoàn chỉnh đầu tiên với bánh răng nghiêng chạy êm.
Chuyện hộp số tự động đến muộn hơn nhiều. Thập niên 1960, thị trường châu Âu gần như thờ ơ với hộp số tự động đang thịnh hành ở Mỹ, và ngay trong nội bộ ngành cũng không ít người cho rằng ZF đang phí công. Mẫu tự động đầu tiên của hãng là 2HP14 năm 1958, chạy phố khá tệ. Phải tới 3HP12 năm 1961, được đưa đi thử nghiệm cùng BMW và Peugeot, mọi thứ mới vào guồng; đến 1965 thì 3HP sản xuất hàng loạt và nằm trong showroom của cả hai hãng.
Từ đó tên ZF gắn liền với hộp số tự động. Hiện tại dòng 8 cấp 8HP đang được hơn 20 nhà sản xuất trên toàn cầu sử dụng — con số nói lên khá đủ về vị thế của nó trong thế hệ xe này.
Bên trong 8HP có gì
8HP45 ra mắt năm 2009 và lập tức bỏ xa phần còn lại. Nó được thiết kế xoay quanh hai chữ hiệu suất và khí thải, đúng giai đoạn các tiêu chuẩn môi trường siết lại và ai cũng hiểu động cơ đốt trong đang bị đếm ngược.
Cấu trúc gồm bốn bộ bánh răng hành tinh và năm phần tử sang số — hai phanh và ba bộ ly hợp. Nghe thì nhiều, nhưng với một hộp số tự động tám cấp hiện đại thì đây là cách bố trí gọn gàng đến mức đáng nể. Nhờ vậy ZF giữ được kích thước ngang với đàn anh 6HP sáu cấp mà vẫn giảm được ba phần trăm trọng lượng. Ít chi tiết bên trong đồng nghĩa ít năng lượng bị phí để quay chúng, và điểm hay nhất nằm ở chỗ trong bất kỳ cấp số nào cũng chỉ có ba trên năm phần tử sang số làm việc, hai cái còn lại nghỉ, kéo ma sát của cả cụm quay xuống rất thấp.
Tỉ số truyền cũng phục vụ cùng một mục tiêu. Đời đầu 8HP45 có độ trải tỉ số 7.05, chôn vùi con số 6.05 của thế hệ trước. Trải càng rộng thì số cuối càng dài, và số dài thì vòng tua lúc chạy đều càng thấp.
Biến mô và bộ giảm chấn xoắn kép
Nằm ở đầu hộp số là biến mô, thứ thay cho bộ ly hợp để truyền mô-men từ động cơ vào hộp số một cách êm ái. ZF hiểu rằng thiết kế lại mỗi hộp số thôi thì chưa đủ, nên biến mô cũng được làm lại từ đầu: ly hợp khóa biến mô kiểu thích ứng, cộng với hệ giảm chấn xoắn kép TTD (Twin-Torsional Damper). Bản thân biến mô cũng theo triết lý mô-đun, có chỗ cho 2, 4 hoặc 6 đĩa ly hợp tùy nhu cầu từng ứng dụng.
TTD làm nhiệm vụ triệt các dao động không mong muốn và phối hợp với đám ly hợp khóa. Kết quả là hộp số dám lên số sớm hơn mà không đánh đổi độ êm hay mức tiêu thụ — điều chỉ khả thi khi động cơ hiện đại có mô-men lớn ở vòng tua thấp, và cũng chính nó cho phép nới rộng thêm độ trải tỉ số.
Mechatronic — bộ não nằm chìm trong dầu
TCU của 8HP làm việc trực tiếp với thân van điện tử, cái mà thợ quen gọi là Mechatronic. Thân van là phần cơ khí quyết định việc sang số và điểm sang số; khi tích hợp thẳng TCU vào đó, ZF có được tốc độ sang số nhanh gần bằng ly hợp kép, đồng thời giảm được lực cản thủy lực nội bộ lúc xe trôi đà.
Đây cũng là bộ phận mà thợ ở Việt Nam nghe tên nhiều nhất, vì gần như mọi câu chuyện "hộp số 8 cấp bị lỗi" cuối cùng đều dẫn về khu vực này.
Bộ van điện từ (solenoid) ZF chính hãng cho hộp số 8HP, đóng gói trong hộp ZF
Đây cũng là chỗ cần đúng thiết bị mới nói được chuyện gì đang xảy ra: mechatronic báo lỗi kiểu gì, áp suất và nhiệt độ dầu ra sao, chỉ đọc được bằng phần mềm chẩn đoán của hãng. Tại BMAP, bước cắm ISTA đọc lỗi toàn xe là miễn phí, trước khi bàn tới việc phải làm gì.
HIS — trữ áp cho start/stop
Vì bán cho hơn hai mươi hãng, ZF làm 8HP theo kiểu mô-đun để hãng nào cần gì thì lắp nấy. Với xe có start/stop, ZF tạo ra hệ tích áp thủy lực HIS. Cách làm truyền thống là gắn thêm một bơm phụ để tạo áp cho lượng dầu nhỏ cần thiết khi xe tái khởi động; còn 8HP có HIS thì không cần bơm ngoài, toàn bộ thứ cần để cấp khoảng 100 centilit dầu đó đều nằm sẵn trong hộp số. Theo thử nghiệm của ZF, 8HP giảm 6% tiêu thụ nhiên liệu so với thế hệ trước, và có thêm HIS thì giảm tiếp 5% nữa.
Hybrid và dẫn động bốn bánh
ZF cũng chuẩn bị sẵn cho thời kỳ điện hóa với bốn cấu hình hybrid tương thích 8HP. Nhẹ nhất là mô-tơ điện 15 kW lắp thay chỗ biến mô, tự nạp khi phanh, bù thêm 200 Nm, hỗ trợ start/stop và kéo mức tiêu thụ xuống. Cao nhất là mô-tơ 100 kW gắn ở đầu hộp số, to và nặng hơn hẳn nhưng đổi lại có thể chạy thuần điện hoặc dẫn động cầu trước trên một chiếc vốn là cầu sau, với mô-men gấp đôi bản 15 kW.
Về dẫn động bốn bánh, 8HP hỗ trợ ba kiểu. Kiểu thứ nhất là hộp số phụ bắt vào đuôi hộp số, thường gặp trên SUV. Kiểu thứ hai gom luôn bộ dẫn cầu trước và vi sai giữa vào trong vỏ hộp số thành một khối, cách Volkswagen và Audi hay dùng. Kiểu thứ ba lai giữa hai kiểu trên, dành cho xe chạy hệ "torque-on-demand" chỉ cần cầu trước trong một số tình huống nhất định.
Đời hai và đời ba
Năm năm là đủ để ZF quay lại bàn vẽ. Năm 2015 hãng giới thiệu thế hệ hai của 8HP45 dưới tên 8HP50, đổi tên vì khả năng chịu mô-men tăng từ 450 Nm lên 500 Nm — mà con số này thực ra là sản phẩm phụ của việc tối ưu hiệu suất chứ không phải mục tiêu chính.
Mục tiêu chính là downspeeding: hạ vòng tua lúc chạy đều xuống thấp hơn nữa mà vẫn giữ được tốc độ. Trong năm năm đó động cơ đã khỏe và hiệu quả hơn, nên ZF nới độ trải tỉ số lên 7.8, theo hãng công bố thì mỗi cấp số đều tụt được khoảng 50 vòng/phút. Đi kèm là áp suất dầu hệ thống thấp hơn, thêm một ly hợp mở trong pha giảm tốc và thêm lò xo trong các phần tử sang số — tất cả đều nhắm vào việc giảm ma sát.
Đời ba 8HP51 tiếp tục kéo tỉ số số 1 lên sâu hơn nữa trong khi giữ nguyên ngưỡng 500 Nm.
Thông số cần nhớ
| Cấp số | 8HP45 (Gen 1) | 8HP50 (Gen 2) | 8HP51 (Gen 3) |
|---|---|---|---|
| Số 1 | 4.71 | 5.00 | 5.25 |
| Số 2 | 3.14 | 3.20 | 3.36 |
| Số 3 | 2.11 | 2.14 | 2.17 |
| Số 4 | 1.67 | 1.72 | 1.72 |
| Số 5 | 1.29 | 1.31 | 1.32 |
| Số 6 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| Số 7 | 0.84 | 0.82 | 0.82 |
| Số 8 | 0.67 | 0.64 | 0.64 |
| Số lùi | 3.30 | 3.46 | 3.71 |
| Ngưỡng mô-men | 450 Nm (332 lb-ft) | 500 Nm (369 lb-ft) | 500 Nm (369 lb-ft) |
| Dung tích dầu | ~6 lít | ~6 lít | ~6 lít |
Dầu dùng ZF LifeGuard Fluid 8 hoặc loại tương đương sản xuất theo đúng chuẩn ZF. Trên BMW, hộp số này mang mã nội bộ GA8HP45Z / GA8HP50Z.
Hộp số 8 cấp hư cái gì
Nói thẳng: 8HP là một trong những hộp số tự động bền nhất từng được sản xuất. Sau gần hai thập kỷ lăn bánh, hỏng hóc bên trong rất hiếm và phần lớn đến từ cách sử dụng chứ không phải từ thiết kế. Thứ cần canh chừng chủ yếu là rò rỉ, và chỉ tập trung ở hai vị trí.
Rò dầu ở đường két làm mát
8HP dùng két làm mát dầu hộp số bên ngoài để giữ nhiệt độ ổn định trong điều kiện khắc nghiệt — kẹt xe kéo dài hoặc chạy nhanh liên tục, nghĩa là đúng hai thứ mà xe ở Sài Gòn gặp thường xuyên. Đầu vào và đầu ra của két trên thân hộp số làm kín bằng O-ring tiêu chuẩn. Qua đủ số chu kỳ nóng nguội, đám O-ring này biến dạng và bắt đầu rỉ dầu. Dấu hiệu nhận ra khá rõ: dầu chảy từ phía trên cacte xuống, bên phía tài xế.
Hỏng ống lót Mechatronic
Vấn đề còn lại là bộ ống lót của Mechatronic. Mọi chiếc xe dùng 8HP đều có một máy tính bên ngoài trao đổi tín hiệu với hộp số để chuyển thông tin tới các hộp khác trên xe. Cái ống lót có nhiệm vụ che chắn cho các đầu nối điện đi vào hộp số, ngăn dầu tiếp xúc với chúng. Khi nó xuống cấp, ATF len vào tới chân giắc, và hậu quả là đèn báo lỗi sáng đầy táp-lô cùng một cái hộp số không chịu làm việc. Lỗi này phổ biến hơn nhiều trên các dòng ZF đời trước, nhưng vẫn phải nằm trong danh sách kiểm tra.
Quan trọng là cả hai lỗi trên đều không tới trong một đêm. Trước khi giắc ướt dầu thì đã có vệt ẩm ở cacte, đã có mức dầu hụt dần, đã có một vài lần sang số hơi trễ mà chủ xe cho qua. Nhìn gầm xe mỗi lần thay nhớt máy là đủ để bắt được chúng sớm.
Nếu bạn không quen nhìn gầm, cứ mang xe qua xưởng: mỗi lần thay nhớt máy chúng tôi soi luôn khu vực cacte và đường két làm mát, thấy vệt ẩm thì báo ngay khi nó còn là chuyện thay O-ring chứ chưa thành chuyện thay giắc.
Xe hết bình và kẹt ở số P
Một tình huống không phải hư nhưng làm nhiều người hoảng: xe hết bình thì hộp số kẹt cứng ở P, không cách nào gạt sang N để kéo đi. Đây là cái giá của việc mọi chức năng hộp số đều chạy bằng điện — nhẹ hơn, gọn hơn, nhưng không còn đường cơ khí nào để sang số. ZF có tính trước, nên dưới bụng hộp số phía tài xế có một con bu-lông nhỏ; vặn nó vào sẽ nhả cóc hãm bên trong và đưa hộp số về N. Biết chỗ con bu-lông đó đôi khi tiết kiệm cho bạn một chuyến xe cứu hộ đầy kịch tính.
Bảo dưỡng: "dầu trọn đời" là chuyện marketing
Nhiều hãng xe tuyên bố dầu trong hộp số 8HP45 dùng được trọn đời hộp số. Chính ZF nói ngược lại.
ZF khuyến nghị thay dầu hộp số mỗi 80.000–120.000 km hoặc tám năm, cái nào tới trước. Lý do các hãng xe khai "trọn đời" nằm ở chỗ khác: ít dầu được sản xuất và thải bỏ hơn thì hồ sơ khí thải và môi trường của họ đẹp hơn. Chuyện đó tốt cho báo cáo của hãng, không tốt cho cái hộp số của bạn.
Ở Việt Nam con số này còn nên kéo xuống nữa. Nhiệt độ môi trường cao quanh năm cộng với kiểu chạy nhích-dừng liên tục khiến dầu làm việc ở vùng nhiệt cao lâu hơn nhiều so với điều kiện tính toán bên châu Âu, mà nhiệt chính là thứ giết dầu hộp số. Khoảng 60.000–80.000 km là mốc hợp lý cho xe chạy phố nhiều — chi tiết lượng dầu và quy trình châm theo nhiệt độ nằm trong bài thay dầu hộp số ZF 8HP.
Cacte hộp số ZF 8HP liền lọc, dầu ZF LifeGuard Fluid 8 và bộ đường ống két làm mát chuẩn bị cho một lần thay dầu tại BMAP Workshop
Khi thay dầu thì thay luôn lọc, và vì lọc nằm liền khối với cacte nhựa nên hai thứ đó là một món. Cũng đừng kỳ vọng rút sạch được dầu cũ: bên trong hộp số tự động có hàng nghìn đường dẫn dầu, áp suất trong các đường dẫn đó cùng với phần điện tử mới là thứ điều khiển các van và solenoid, và luôn có một lượng dầu nằm lại không chịu ra. Đó là lý do lượng dầu châm vào mỗi xe mỗi khác, và là lý do quy trình châm phải làm theo nhiệt độ dầu đọc bằng máy chẩn đoán chứ không phải đổ theo can. Châm sai nhiệt độ thì hoặc thiếu dầu, hoặc dư dầu — cả hai đều hại.
Nâng cấp khi cần chịu tải nhiều hơn
8HP45/50 được công bố ở mức dưới 400 lb-ft, nhưng các bản cùng họ như 8HP70 gánh được nhiều hơn hẳn. Chuyện đổi từ 8HP45 lên 8HP70 là khả thi và đã có người làm trên BMW 3-series: cần bánh đà mới, TCU được code lại, bản thân cái 8HP70 và một số chi tiết hỗ trợ, đổi lại là một hộp số đúng chuẩn hãng chịu được gần gấp đôi mức công bố của 8HP45.
Cụm ly hợp bên trong hộp số tự động sau khi tháo rời, thấy rõ lá ma sát và phần then hoa
Hướng còn lại là làm lại ruột. Các gói nâng cấp chuyên dụng, ví dụ của Pure Drivetrain Solutions, có bốn cấp độ từ 750 lb-ft cho tới trên 1200 lb-ft. Hộp số được tháo rời hoàn toàn, thay bộ ly hợp khỏe hơn, phớt khỏe hơn và một số chi tiết bên trong được gia công lại; những gói mạnh nhất còn thay trục, moay-ơ và lồng ly hợp bằng nhôm billet. Với N55 hay B58 đã lên công suất, đây là phần đầu tư giữ cho cái hộp số theo kịp động cơ thay vì trở thành mắt xích đứt trước.
8HP45/50 nằm trên những xe nào
Về phía BMW: F20 1-Series (2012–2019), F22 M235i (2014–2016), F30 3-Series (2012–2019), F10 5-Series (2010–2017), F13 6-Series (2011–2018), F01 7-Series (2009–2015), F25 X3 (2011–2017), F26 X4 (2014–2018), E70 X5 35i (2011–2013), F15 X5 (2013–2018), F16 X6 (2015–2019) và Z4 Roadster (2011–2014). BMW là hãng sử dụng 8HP45 đời đầu nhiều nhất, gần như phủ kín dải sản phẩm trước khi ZF chuyển sang 8HP50.
Ngoài BMW còn có Jaguar XE, F-Type, XJ và Land Rover Range Rover Sport. Bản 8HP45RE/8HP50RE được làm riêng cho các mẫu V6 của Chrysler với thêm lá ma sát trong bộ ly hợp và cacte sâu hơn, dùng trên Chrysler 300 V6, Dodge Charger và Challenger V6, Durango V6 và Ram 1500 V6.
Câu hỏi thường gặp
8HP có bền không? Khi thiết kế 8HP, ZF đã có sẵn cả kho dữ liệu từ 5HP và 6HP. Ở trạng thái nguyên bản thì gần như không có gì phải lo. Ngay cả xe đã độ mà giữ ruột hộp số zin cũng cho thấy độ lì đáng nể, và có vẻ ZF cố tình công bố ngưỡng mô-men thấp hơn khả năng thật để đổi lấy tuổi thọ. Nhưng ngưỡng đó vẫn hữu hạn, và khi bạn đẩy vượt qua nó thì hóa đơn không hề dễ chịu.
8HP có phải ly hợp kép không? Không. Nó là hộp số tự động biến mô truyền thống. Chỉ là các chi tiết bên trong nhẹ, ma sát nội bộ thấp và thân van điện tử đủ nhanh để nó sang số gần bằng một cái DCT — mà lại rẻ hơn để sản xuất, rẻ hơn để bảo dưỡng, dễ độ hơn và tiết kiệm ngang ngửa. Đó là lý do hơn hai mươi hãng xe chọn nó thay vì tự làm.
Bao lâu nên thay dầu hộp số ZF 8HP? ZF khuyến nghị 80.000–120.000 km hoặc tám năm, tuỳ cái nào tới trước. Với xe chạy phố nhiều ở TP.HCM, nhiệt độ cao quanh năm cộng kiểu nhích-dừng liên tục khiến dầu xuống cấp sớm hơn, nên mốc hợp lý là 60.000–80.000 km.
Hộp số ZF 8HP dùng dầu gì? ZF LifeGuard Fluid 8, hoặc dầu tương đương được sản xuất đúng chuẩn ZF. Lượng dầu châm vào mỗi xe mỗi khác vì luôn có một phần dầu cũ nằm lại trong các đường dẫn, nên phải châm theo nhiệt độ dầu đọc bằng máy chẩn đoán chứ không đổ theo can.
Xe nào ở Việt Nam đang dùng hộp số này? Phổ biến nhất là BMW đời F: F20, F30, F10, F13, F01, X3 F25, X4 F26, X5 F15, X6 F16 và Z4. Ngoài ra còn Jaguar XE, F-Type, XJ, Land Rover Range Rover Sport và một số mẫu V6 của Chrysler.
Xe hết bình, hộp số kẹt ở P thì làm sao kéo đi? Dưới bụng hộp số phía tài xế có một bu-lông nhả cóc hãm; vặn nó vào sẽ đưa hộp số về N để kéo xe. Đây là thiết kế có sẵn của ZF cho tình huống mất điện, không phải hỏng hóc.
Đọc thêm và làm ở đâu
Chi tiết mốc thay dầu, lượng dầu theo từng đời xe và chi phí thực tế nằm trong bài thay dầu hộp số ZF 8HP cho BMW. Nếu xe đang báo lỗi hệ truyền động, đọc thêm bài BMW báo lỗi drivetrain.
BMAP Workshop ở 97 Đào Trí, Quận 7 — chẩn đoán, sửa chữa và đại tu hộp số cho xe Đức bằng ISTA, XENTRY, ODIS và PIWIS. Thay dầu ZF 8HP đúng quy trình nhiệt độ từ 5 triệu, phụ tùng OEM bảo hành 1 năm hoặc 10.000 km.
