» Kinh Nghiệm » Hộp Số Vô Cấp Có Gì Khiến Nhiều Hãng Ô Tô Đua Nhau Sử Dụng

Hộp Số Vô Cấp Có Gì Khiến Nhiều Hãng Ô Tô Đua Nhau Sử Dụng

Nếu bạn có nhu cầu mua một chiếc xe mới trong thời gian tới, chắc chắn bạn đã phát hiện ra rằng một số lượng lớn xe ô tô sử dụng hộp số vô cấp hay hộp số tự động biến đổi liên tục (CVT). Đây là một loại hộp số tự động mà các nhà sản xuất ngày càng ưa chuộng sử dụng để cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu.

Hộp số vô cấp

Hộp số vô cấp là gì

Hộp số vô cấp - Continuously Variable Transmission (CVT) là hộp số tự động có thể thay đổi liên tục phạm vi tỷ số truyền động một cách hiệu quả.

Hộp số vô cấp Xtronic CVT trên Nissan X-Trail mới

Hộp số vô cấp Xtronic CVT trên Nissan X-Trail mới

CVT đã từng bị chế giễu là hệ truyền động “dải cao su” không thay đổi khiến cho những chiếc xe dường như đang quay vòng mãi mãi. Nhưng đến nay, CVT không còn là một thử nghiệm đơn thuần nữa, bởi các nhà sản xuất đã tìm ra những cách mới để cải thiện hiệu quả của chúng.

Hộp số vô cấp trở nên phổ biến đến nỗi thật khó có thể tìm thấy một nhà sản xuất nào hoàn toàn không sử dụng hộp số vô cấp. Cả Audi, Chevrolet, Ford, Honda, Jeep, Nissan, Subaru và Toyota đều sử dụng CVT như hộp số tiêu chuẩn trong ít nhất một dòng sản phẩm của mình.

Lịch sử hộp số vô cấp

Trên thực tế, hộp số vô cấp không phải là một ý tưởng mới xuất hiện gần đây. Ngay từ năm 1490, bản vẽ CVT đầu tiên đã được phác thảo bởi Leonardo da Vinci. Phiên bản hộp số vô cấp đầu tiên được sử dụng trên một chiếc ô tô được Karl Benz cấp bằng sáng chế vào năm 1886. Khi mới xuất hiện, bộ truyền động này không được ưa chuộng bởi các nhà sản xuất ô tô. Nhưng chúng đã được sử dụng rộng rãi hơn một thế kỷ trong các ứng dụng công nghiệp (máy khoan ép, máy tiện,...), thuỷ phi cơ và xe trượt tuyết.

Bản vẽ về hộp số vô cấp đầu tiên do Leonardo da Vinci phác thảo năm 1490

Bản vẽ về hộp số vô cấp đầu tiên do Leonardo da Vinci phác thảo năm 1490

CVT bắt đầu được sử dụng lại cho ô tô hiện đại khi các nhà sản xuất tìm cách tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Trong năm 1989, Subaru đã cho ra mắt chiếc ô tô hiện đại đầu tiên sử dụng hộp số vô cơ - chiếc Subcompact Justy. Các nhà sản xuất ô tô khác bắt đầu phát triển dòng sản phẩm sử dụng CVT của riêng họ trong suốt những năm 1990.

Sau đó, sự ra đời của các vật liệu cải tiến như dây đai cường độ cao. Thuỷ lực tiên tiến, cảm biến và bộ vi xử lý tốc độ cao đã khiến CVT ngày càng trở nên phổ biến hơn trong lĩnh vực ô tô. Vật liệu mới và các cải tiến khác đã giúp CVT trở nên nhỏ hơn. Chi phí sản xuất rẻ hơn, đáng tin cậy và giúp tiết kiệm nhiên liệu một cách tốt hơn.

CVT hoạt động như thế nào

Hộp số truyền thống sử dụng cơ cấu truyền động lực bằng các bánh răng. Tốc độ quay của hộp số này tùy thuộc đường kính hoặc số răng của mỗi bánh răng đó. Bánh răng có đường kính nhỏ nhất thường có tác dụng bắt đầu vòng quay. Bánh răng kích thước vừa để tăng tốc và bánh răng kích thước lớn giúp tiết kiệm nhiên liệu.

Hộp số vô cấp hoạt động như thế nào

Hộp số vô cấp hoạt động như thế nào

Khác với các hộp số truyền thống, CVT không sử dụng bánh răng. Thay vào đó sử dụng hai ròng rọc (hệ thống puli) có đường kính thay đổi với một dây đai truyền cho phép thay đổi vô cấp và liên tục, không tách biệt riêng các số.

Một puli nối trực tiếp với trục quay của động cơ (puli chủ động) nhận năng lượng từ động cơ đưa vào hộp số.

Puli thứ hai là puli bị động nối với puli chủ động có tác dụng truyền momen đến trục truyền động dẫn đến bánh xe.

Khi hai khối hình nón tạo thành puli tách xa nhau, dây đai sẽ ngập sâu vào rãnh, bán kính puli giảm đi. Khi hai khối hình nón này ở gần nhau thì dây đai trượt lên phía trên khiến bán kính của puli tăng lên. Khi một puli giảm bán kính và một puli tăng bán kính, chúng sẽ tạo ra vô số các tỷ số truyền từ thấp đến cao.

Video dưới đây được sản xuất bởi Nissan nên có một chút tự quảng cáo. Nhưng nó cho chúng ta thông tin hữu ích về cách mà CVT hoạt động (bắt đầu từ khoảng giây thứ 30):

Một vài dạng CVT khác

Torodial CVT

Torodial CVT

Torodial CVT

Toroidal CVT là một phiên bản khác của CVT thông thường. Hộp số này sử dụng đĩa và con lăn thay vì dây đai và puli. Mặc dù có sự khác biệt lớn về thành phần, nhưng Toroidal CVT vẫn mang đến kết quả tương tự như CVT sử dụng dây đai và puli.

Những con lăn trong Toroidal CVT quay cùng với trục nằm ngang và tiếp xúc với hai đĩa quay tại các vùng khác nhau. Khi con lăn tiếp xúc với đĩa quay chỉ động gần tâm thì nó sẽ tiếp xúc với đĩa bị động ở gần viền bên ngoài để giảm tốc độ và tăng mômen. Khi con lăn tiếp xúc với đĩa chủ động ở gần mép thì nó lại tiếp xúc với đĩa bị động gần trục quay làm tăng tốc độ và giảm mômen.

Hydrostatic CVT

Hydrostatic CVT

Hydrostatic CVT

Ngoài CVT puli - dây đai và Toroidal CVT, chúng ta còn có một loại CVT khác với tên gọi Hydrostatic CVT (hộp số vô cấp thuỷ tĩnh). Hộp số vô cấp thuỷ tĩnh sử dụng bơm để thay đổi lưu lượng chất lỏng chảy qua motor thuỷ tĩnh.

Ưu, nhược điểm của hộp số vô cấp

Ưu điểm của hộp số vô cấp

Giá trị của CVT không chỉ nằm ở hiệu quả mà còn ở sự đơn giản. So với hộp số truyền thống, CVT có rất ít thành phần. Hầu hết hộp số vô cấp CVT đều có ba phần tử cơ bản: đai truyền bằng kim loại/ cao su, một hệ puli có đầu vào thay đổi và một hệ puli đầu ra.

Chính nhờ có thiết kế đơn giản như vậy nên CVT mang đến nhiều lợi thế hơn so với hộp số truyền thống. Không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất, nhờ không có bánh răng nên CVT có thể thay đổi tốc độ động cơ khi cần thiết. Điều này cho phép nó cung cấp khả năng tăng tốc nhanh hơn so với hộp số tự động hoặc thủ công thông thường trong khi vẫn tiết kiệm nhiên liệu vượt trội.

Cùng với đó, CVT còn cung cấp khả năng tăng tốc ổn định, vận hành trơn tru. Khả năng thích ứng với các điều kiện đường khác nhau và nhu cầu năng lượng để cung cấp một chuyến đi mượt mà hơn.

Ưu điểm của hộp số vô cấp cụ thể như sau

Ưu điểm của hộp số vô cấp

Nhược điểm của hộp số vô cấp

CVT cũng có một vài nhược điểm không thể bỏ qua. Một trong những vấn đề đáng kể nhất chính là sự ngắt kết nối giữa áp suất được áp dụng cho máy gia tốc và vòng tua của động cơ. Đó được gọi là cảm giác dải cao su gây ra bởi CVT cho phép động cơ hoạt động trong dải năng lượng hiệu quả nhất của nó. Ngay cả khi dải đó cao hơn hoặc thấp hơn vị trí của bàn đạp ga.

Ngoài ra, hộp số vô cấp điều khiển bằng dây đai thường cung cấp ít mô-men xoắn hơn so với hộp số truyền thống (mặc dù điều này luôn được cải thiện). Việc truyền năng lượng bằng ma sát của hộp số vô cũng cũng có thể gây ra sự hao mòn lớn hơn đối với dây đai và các bộ phận khác.

Một nhược điểm khác không thể bỏ qua khi nói đến hộp số vô cấp chính là sự chấp nhận của người dùng. Vì CVT cho phép động cơ quay ở bất kỳ tốc độ nào nên tiếng ồn phát ra từ dưới mui xe nghe có vẻ kỳ lạ đối với những người đã quen với việc điều khiển xe sử dụng hộp số thông thường. Tiếng động này nghe có vẻ như hộp số trượt hoặc ly hợp trượt - dấu hiệu của sự cố với hộp số thông thường. Nhưng điều này hoàn toàn bình thường đối với CVT.

Mặc dù có nhược điểm, nhưng trong hầu hết các trường hợp, ưu điểm của CVT lớn hơn nhược điểm của nó. Chính vì vậy, thật dễ hiểu lý do tại sao các nhà sản xuất xe hiệu suất cao thường kết hợp công nghệ CVT vào hệ thống truyền động của họ.

Hi vọng những thông tin về hộp số vô cấp mà Blog MyCar cung cấp trong bài viết này sẽ hữu ích với bạn. Đừng quên truy cập vào Blog MyCar mỗi ngày để tìm đọc các bài viết hay khác về thế giới của những chiếc xe nhé!

Blog Mycar

Blog Mycar – chuyên trang cung cấp thông tin và đánh giá xe #1 Việt Nam. Chúng tôi sẽ giúp bạn thỏa mãn đam mê về xe cộ.

Hỏi đáp & Góp ý

avatar
  Subscribe  
Notify of