Xe ô tô hiện đại được sản xuất thời gian gần đây thường được lắp hộp số vô cấp CVT. Vậy hộp số vô cấp CVT là gì? Nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và cách sử dụng như thế nào?
Hiện nay, việc trang bị hộp số vô cấp (CVT) cho xe ô tô đang khá phổ biến, dòng xe nội địa Vinfast Fadil của Việt Nam cũng đang sử dụng hộp số vô cấp này. Bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu hộp số vô cấp CVT là gì nhé.
Danh mục bài viết
Hộp số vô cấp CVT là gì?
Hộp số vô cấp CVT là cụm từ viết tắt của Continuously Variable Transmission là một dạng hộp số có khả năng thay đổi tỷ số truyền động liên tục mà không phân chia theo từng cấp số giống hộp số 4,5,6 cấp. Hộp số CVT hoạt động dựa trên dây đai và 2 hệ Puly thay vì sử dụng bánh răng như các loại hộp số khác.
Hộp số CVT được phát minh từ năm nào?
Theo một số nguồn tin chưa được xác thực thì hộp số vô cấp CVT do danh họa nổi tiếng Leonardo Da Vinci nghiên cứu và phác thảo vào những năm 1490. Đến năm 1886, một nguyên mẫu chưa hoàn thiện của hộp số CVT là hộp số con lăn được phát triển và mãi đến năm 1939 hộp số tự động toàn phần hoạt động trên bánh răng hành tinh được giới thiệu rộng rãi.
Hộp số vô cấp đầu tiên được lắp ráp trên xe ô tô do hãng sản xuất DAF của Hà Lan giới thiệu, hộp số này được gắn trên chính chiếc xe ô tô của họ. Hộp số CVT được thương mại hóa vào những năm 1989 với mẫu xe đầu tiên là được bán tại Mỹ. Năm 2022, FORD là hãng xe tiếp theo áp dụng hộp số vô cấp cho các mẫu xe hơi thương mại của mình.
Cấu tạo hộp số CVT
Hộp số vô cấp CVT có cấu tạo hoàn toàn khác biệt so với hộp số tự động (AT) và hộp số sàn (MT). Hộp số vô cấp hoạt động dựa trên dây đai truyền động thay vì bánh răng như hộp số sàn và hộp số tự động.
Bên trong hộp số vô cấp CVT bao gồm các chi tiết:
- Bánh đai chủ động: còn gọi là Puly đầu vào, đóng vai trò nhận momen từ động cơ
- Bánh đai bị động: còn gọi là Puly đầu ra, đóng vai trò kết nối với đầu ra hộp số
- Dây đai truyền động bằng thép
Bánh đai truyền động trong hộp số vô cấp là một hệ Puly có thể thay đổi đường kính liên tục. Hệ Puly trong hộp số vô cấp CVT được cấu tạo từ 2 khối kim loại hình nón với góc nghiêng 20 độ với hai đỉnh nằm đối diện nhau. Trong đó, một nửa Puly được cố định và nửa kia có thể di chuyển lên xuống trên trục tạo hiệu ứng tiến lại gần nhau hoặc tách ra khá dễ dàng.
Puly: Là một dạng kiểu ròng rọc, đai quấn gắn trên một cái trục và quay bằng dây curoa (để tăng thêm tốc độ, tăng lực..)
Nguyên lý hoạt động của hộp số CVT
Đối với số tiến
Khi người lái cài số tiến, hệ thống Puly sẽ được điều khiển bởi hệ thống thủy lực. Thủy lực sẽ giúp cho 2 nửa Puly (bánh đai) bị động và chủ động trượt lên xuống, khi 2 nữa Puly bắt đầu tiến lại gần nhau bán kính của Puly sẽ tăng lên, khi đó dây đai sẽ được nâng xa khỏi tâm và ngược lại, khi 2 nửa Puly tách ra xa nhau thì bán kính của hệ Puly sẽ giảm xuống và lúc này dây đai sẽ nằm giữa 2 nửa Puly và gần tâm hơn.
Việc bán kính của 1 Puly tăng lên khiến cho bán kính của Puly còn lại giảm xuống sẽ giúp cho dây đai luôn bám chặt vào và kết nối liên tục với 2 Puly. Tóm gọn lại, tỷ số truyền của hộp số hoàn toàn phụ thuộc vào sự tăng / giảm bán kính của 2 Puly chủ động và bị động.
Đối với “số thấp” (Low Gear): Bán kính của Puly chủ động sẽ nhỏ lại và bán kính của Puly bị động sẽ giảm lại tạo ra được “số thấp”
Đối với “Số cao” (High Gear): Bán kính của Puly chủ động sẽ lớn hơn bán kính của Puly bị động tạo ra “số cao”.
Tên gọi hộp số vô cấp CVT cũng bắt nguồn từ việc 2 hệ Puly bị bộ điều khiển thủy lực làm cho thay đổi bán kính liên tục giúp cho “tỷ số truyền” bị biến thiên liên tục không có cấp độ.
Đối với số lùi
Đối với “số lùi” trong hộp số vô cấp, nhà sản xuất sẽ lắp thêm 1 bánh răng hành tinh trước đầu vào của hệ truyền đai và bộ ly hợp giống như hộp số tự động (AT). Sau đó, các đầu ra sẽ tự động kết nối với bánh răng mặt trời trong bộ bánh răng hành tinh và đầu vào sẽ chủ động kết nối với cần dẫn của các bánh răng hành tinh tạo ra “số lùi”.
Đối với “số tiến” bình thường, động cơ sẽ tự động dẫn động các bánh răng mặt xoay dẫn động các bánh răng hành tinh quay cùng chiều, đồng thời cần dẫn cũng sẽ quay để truyền lực vào Puly chủ động.
Đối với “số lùi” bộ ly hợp kép sẽ đóng vai trò trong việc làm cố định bánh răng vành đai ngoài trong bộ bánh răng hành tinh khiến cho bánh răng hành tinh bên trong quay ngược chiều lại với bánh răng mặt trời cho ra “số lùi’.
Bánh răng hành tinh: Là một loại bánh răng có cấu tạo gần giống với hệ mặt trời với 1 bánh răng lớn nằm ở trung tâm (mặt trời), 6 bánh răng nhỏ bao quanh (hành tinh) và một bánh răng lớn bao bọc ở ngoài (vành đai ngoài).
Cách sử dụng hộp số CVT
Cách sử dụng và điều khiển hộp số vô cấp CVT cũng tương tự như bạn sử dụng hộp số tự động. Người lái chỉ đơn giản điều chỉnh cần số về đúng vị trí và lựa chọn chế độ lái phù hợp. Công việc chuyển số nay đã được máy móc điều khiển tự động, giúp người lái thoải mái hơn không phải đạp côn sau đó mới chuyển số giống như hộp số sàn (MT).
Giải thích các ký hiệu trên hộp số CVT
Trên hộp số CVT có một vài ký hiệu tương tự như hộp số AT (tự động) có nghĩa như sau:
- P: chế độ dừng / đậu / đỗ xe. Chỉ thao tác khi xe dừng hẳn
- R: chế độ lùi xe. Sử dụng khi cần thiết
- N: chế độ tự do. Khi kích hoạt động cơ và hộp số sẽ bị ngắt kết nối. Sử dụng khi xe bị hư hỏng cần đẩy hoặc kéo đến nơi sửa chữa xe.
- D: chế độ chạy xe. Sử dụng thường xuyên nhất.
Một số ký hiệu khác trên hộp số CVT:
- M+/-: chế độ số tay. Nghe khá thú vị nhỉ, tên là hộp số vô cấp nhưng lại có chế độ số tay. Thực tế, đây là các cấp số ảo được thiết lập cho người lái nào yêu thích cảm giác lái thể thao, chế độ này sang và chuyển số hoàn toàn bằng tay.
- S+/-: chế độ lái thể thao. Chế độ này cũng tương tự như chế độ M+/- nhưng cảm giác lái phấn khích hơn.
- L: chế độ số thấp. Tăng độ hãm của xe, chế độ này được bật khi tải hàng, vận chuyển đồ nặng hoặc leo đèo / xuống dốc.
Ưu nhược điểm của hộp số CVT
Hộp số vô cấp CVT có nhiều ưu điểm hơn là nhược điểm, đầu tiên chúng ta sẽ nói đến ưu điểm của hộp số vô cấp nhé.
Ưu điểm của hộp số CVT
- Cảm giác lái xe mượt mà, khi sang / chuyển số không bị giật nhờ dải biến thiên hoạt động liên tục
- Giảm thiểu độ ồn từ động cơ
- Tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải ra môi trường bên ngoài
- Không còn xảy ra tình trạng “đuối số” khi xe di chuyển vào các loại địa hình khác nhau ví dụ như lúc leo dốc
- Sửa chữa đơn giản và không tốn nhiều chi phí khi hư hại
- Ít hư hỏng trong quá trình sử dụng
- Cấu tạo đơn giản, trọng lượng thấp
- Chi phí hộp số CVT khá thấp dẫn đến giá xe cũng sẽ thấp có lợi cho người tiêu dùng
Nhược điểm của hộp số CVT
- Người lái khó cảm nhận được xe đã sang số hay chưa
- Không chịu được áp lực momen cao
- Khả năng tăng tốc tương đối kém hơn so với các loại hộp số thông dụng khác
- Dây đai có thể bị trượt và giãn ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của động cơ.
So sánh hộp số CVT và hộp số AT / MT
Hộp số vô cấp CVT khác gì với các hộp số tự động AT?
Trên thực tế, hộp số CVT và hộp số tự động AT vẫn được gọi chung là hộp số tự động, cả hai loại hộp số này đều hoạt động và được điều khiển bằng hệ thống thủy lực.
Điểm khác nhau giữa hộp số vô cấp và hộp số tự động AT:
- Hộp số vô cấp CVT: Có thể thay đổi tỷ lệ truyền động liên tục mà không phân chia theo từng cấp số / hoạt động dựa trên dây đai truyền động.
- Hộp số tự động AT: Thay đổi tỷ lệ truyền động nhưng phải tuân theo các cấp số được chia như 4,5,6,… / Hoạt động dựa trên bánh răng.
Hộp số vô cấp CVT khác gì với các hộp số sàn MT?
Hai hộp số CVT và hộp số sàn MT thì hoàn toàn khác nhau, cụ thể như sau:
- Hộp số sàn MT: hay còn gọi là hộp số tay nghe tên gọi thôi đã biết được khi sử dụng hộp số này người lái hoàn toàn phải đặt tay lên cần số liên tục bởi các thao tác chuyển số, vào số đều phụ thuộc vào cần số và người lái. Hộp số này mang đến cảm giác lái chuyên nghiệp hơn, mặc dù hơi bỏ công một chút.
- Hộp số vô cấp CVT: Mọi hoạt động vào số, chuyển số đều được thực hiện tự động. Người lái nhàn hạ hơn nhưng không mang lại cảm giác lái xe thực thụ.
Bên trên là tất cả thông tin về hộp số vô cấp CVT mà Anycar muốn gửi đến bạn đọc, hy vọng bài viết sẽ mang đến nhiều thông tin hữu ích cho bạn.