Hiện nay, hộp số vô cấp CVT được áp dụng cho rất nhiều mẫu xe ô tô được bán tại Việt Nam. Vậy, hộp số vô cấp CVT là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số CVT như thế nào? Hộp số vô cấp CVT khác gì so với hộp số MT, AT và DCT? Mời bạn đọc theo dõi bài viết dưới đây.
Hộp số vô cấp CVT là gì?
Hộp số vô cấp CVT được viết tắt từ Continuously Variable Transmission dịch nghĩa ra là ‘truyền biến thiên liên tục’. Đúng như tên gọi của nó, hộp số vô cấp CVT có khả năng biến đổi tỷ số truyền động liên tục mà không phải phân cấp như hộp số MT hay AT.
Chính vì biến thiên liên tục nên hộp số CVT sẽ không bị giới hạn hay nói cách khác là có vô số tỷ số truyền động nên thường được gọi là hộp số vô cấp để phân biệt với các loại hộp số khác.
Điểm đặc trưng trong cấu tạo của hộp số vô cấp CVT là việc sử dụng dây đai kết nối các puli, khi vị trí các puli thay đổi cũng là lúc tỷ số truyền thay đổi thay vì sử dụng bánh răng như các loại hộp số thông thường.
Tóm lại, hộp số vô cấp CVT là dạng hộp số tự động không phân cấp (6 cấp, 7 cấp) và thay vì sử dụng bánh răng như các hộp số thông thường, hộp số vô cấp CVT sử dụng dây đai để kết nối các Puli, khi vị trí của các Puli thay đổi cũng là lúc tỷ số truyền động thay đổi.
Ai đã tạo ra hộp số vô cấp CVT?
Theo nhiều nguồn tin, hộp số vô cấp CVT được danh họa nổi tiếng Leonardo Da Vinci nghiên cứu phác thảo vào năm 1490. Năm 1886, nguyên mẫu của hộp số CVT mới được hoàn thiện với tên gọi hộp số con lăn.
Năm 1939, hộp số CVT hoạt động trên bánh răng hành tinh chính thức được giới thiệu nhưng chưa được áp dụng. Hộp số vô cấp CVT đầu tiên được áp dụng trên ô tô được cung cấp bởi DAF (Hà Lan), Subaru Justy GL là mẫu xe đầu tiên sử dụng hộp số vô cấp.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT
Cấu tạo của Hộp số vô cấp CVT
Cấu tạo của hộp số vô cấp CVT bao gồm các chi tiết:
- Puly đầu vào
- Puly đầu ra
- Dây đai truyền động
Puly đầu vào hay còn gọi là bánh đai chủ động có vai trò nhận momen từ động cơ.
Puly đầu ra hay còn gọi là bánh đai bị động có vai trò kết nối với đầu ra của hộp số
Dây đai truyền động có vai trò kết nối Puly đầu vào và Puly đầu ra lại với nhau, được làm bằng thép.
*Giải thích từ ngữ: Puly / Puli hay Puley là một dạng ròng rọc được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, Puly có một đai quấn gắn trên trục và có thể xoay tròn bằng dây Curoa.
Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT
Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT cũng không quá phức tạp như các loại hộp số khác, chủ yếu dựa vào hệ thống thủy lực và các puly hoạt động một cách trơn tru.
Khi cài số tiến trên hộp số vô cấp CVT
Khi người lái bắt đầu cài số tiến trên hộp số vô cấp CVT hệ thống thủy lực sẽ được kích hoạt truyền lực đến 2 nửa Puly đầu ra và đầu vào giúp cho 2 nửa Puly này có thể chuyển động lên xuống. 2 nửa Puly hoạt động liên tục cho đến khi bắt đầu tiến lại gần nhau và bán kính sẽ bắt đầu tăng lên, lúc này dây đai sẽ được nâng xa khỏi tâm. Ngược lại, khi 2 Puly tách ra xa thì bán kính của Puly sẽ bắt đầu giảm.
Việc bán kính của 1 Puly tăng lên sẽ đồng thời 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, khi cài số tiến trên hộp số CVT hệ thống thủy lực sẽ sinh ra lực để đẩy 2 Puly liên tục tiến lại gần và tách ra xa khiến cho bán kính giữa 2 Puly thay đổi liên tục nhằm sản sinh ra tỷ lệ truyền động.
Đối với các số thấp (low gear): Bán kính của Puly chủ động sẽ nhỏ lại, trong khi đó bán kính của Puly bị động sẽ tăng lên để tạo ra số thấp.
Đối với các số cao (high gear): Bán kính của Puly chủ động sẽ tăng lên, bán kính của Puly bị động sẽ giảm lại để tạo ra số cao.
Khi cài số lùi trên hộp số vô cấp CVT
Nguyên lý hoạt động của hộp số CVT khi cài số lùi có thêm sự tham gia của tổ hợp bánh răng hành tinh được lắp trước đầu vào của hệ truyền đai và bộ ly hợp tương tự như hộp số tự động (AT). Các đầu ra sẽ tự động kết nối lại với bánh răng mặt trời (thuộc bánh răng hành tinh) và đầu vào sẽ chủ động kết nối với cần dẫn của bánh răng hành tinh tạo số lùi.
Bộ ly hợp kép được lắp vào đóng vai trò cố định bánh răng vành đai ngoài (trong bộ bánh răng hành tinh) giúp cho bánh răng hành tinh bên trong quay ngược chiều lại với bánh răng tạo ra số lùi.
*Giải thích từ ngữ: Bánh răng hành tinh là tổ hợp 8 bánh răng lớn nhỏ, trong đó có 1 bánh răng lớn nằm ở trung tâm (mặt trời), 6 bánh răng nhỏ xung quanh (các hành tinh) và một bánh răng cỡ lớn bao bọc ở bên ngoài (vành đai ngoài).
Các ký hiệu trên hộp số vô cấp CVT
Tương tự các loại hộp số tự động khác, hộp số vô cấp CVT cũng có một số ký hiệu được in kế bên cần số, các ký hiệu này có ý nghĩa như sau:
- P: chế độ dừng/đổ/đậu xe. Chỉ sử dụng khi muốn xe dừng hẳn
- R: chế độ lùi xe. Sử dụng khi cần lùi xe
- N: chế độ tự do. Chế độ này khi kích hoạt sẽ làm mất kết nối của động cơ và hộp số. Chỉ sử dụng khi xe bị hư hỏng, cần đẩy đến nơi sửa chữa.
- D: chế độ chạy xe. Thường xuyên được sử dụng nhất.
Ngoài các ký hiệu phổ biến bên trên, có một vài mẫu xe đắt tiền sẽ được trang bị thêm một số tính năng được ký hiệu như sau:
- M+/-: là chế độ số tay ảo được tạo ra dành cho các cá nhân đam mê cảm giác lái thể thao.
- S+/-: là chế độ số tay ảo tương tự M+/- nhưng phấn khích hơn.
- L: chế độ tải, sử dụng khi cần nhiều sức kéo.
Cách sử dụng hộp số vô cấp CVT
Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp CVT nghe thì phức tạp nhưng thực ra cách sử dụng vô cùng đơn giản. Người lái chỉ cần ngồi vào vị trí lái, thắt dây an toàn, gạt cần số vào chế độ mà mình muốn sau đó nhấn ga mà không cần sang chuyển số như các hộp số MT.
Việc chuyển số đã có máy móc tính toán tự động giúp người lái vô cùng thoải mái khi điều khiển xe. Việc thêm chế độ lái tay ảo cũng xuất phát từ việc lái xe có hộp số vô cấp quá nhàn nhã mất đi cảm giác phấn khích khi điều khiển xe.
Ưu điểm và nhược điểm của hộp số vô cấp CVT
Hộp số vô cấp CVT được sản xuất giúp cho nhiều người lái xe nhàn nhã hơn nhưng đồng thời với đó là một số nhược điểm theo đánh giá của người dùng như sau:
| Ưu điểm và nhược điểm của hộp số vô cấp CVT | |
| Ưu điểm | Nhược điểm |
| Hộp số CVT giúp việc điều khiển xe trở nên đơn giản và nhàn hạ hơn. | Người lái không cảm nhận được xe đang chạy ở số mấy và có sang số hay chưa |
| Chi phí sản xuất hộp số CVT thấp, giảm chi phí khi mua xe | Không chịu được áp lực momen cao |
| Hộp số CVT nhẹ, có cấu tạo đơn giản | Khả năng tăng tốc và bức tốc kém hơn so với các hộp số thông thường |
| Hộp số CVT ít bị hư hỏng vặt | Hoạt động liên tục có thể khiến dây đai bị trượt và giãn ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của động cơ. |
| Hộp số CVT dễ sửa chữa do cấu tạo đơn giản | |
| Hộp số CVT làm giảm tiếng ồn động cơ | |
| Tiết kiệm nhiên liệu, bảo vệ môi trường | |
| Không bị “đuối số” khi di chuyển trên vùng địa hình phức tạp | |
So sánh hộp số vô cấp CVT và hộp số MT, AT, DCT
Hộp số CVT và MT
Hộp số vô cấp CVT và hộp số sàn MT có cơ chế hoạt động hoàn toàn khác nhau, cụ thể:
- Hộp số MT: người lái cần trực tiếp điều khiển, tay đặt trên cần số và thao tác sang chuyển số tùy theo tình huống. Đây là cách lái xe truyền thống nhất, khi tay liên tục phải đặt trên cần số và người lái cần quan sát, đánh giá tình huống để lựa chọn sang số phù hợp. Nghe có vẻ khá vất vả nhưng thực tế nhiều cá nhân vẫn thích sử dụng hộp số sàn MT nhờ cảm giác lái xe phấn khích mà nó mang lại.
- Hộp số CVT: người lái chỉ cần điều hướng xe và đạp chân ga, việc sang chuyển số sẽ được tính toán và thực hiện bởi máy móc. Hộp số vô cấp CVT giúp người điều khiển xe nhàn hạ hơn nhưng đổi lại cảm giác lái xe không được thể thao như xe sử dụng hộp số sàn MT.
Hộp số CVT và AT
Hộp số CVT và hộp số AT có đôi chút tương đồng, cụ thể như sau:
- Hộp số AT: hay còn được gọi là hộp số tự động, có thể thay đổi tỷ số biến thiên nhưng phải tuân theo các cấp số được phân chia sẵn 4,5,6 và hoạt động trên bánh răng.
- Hộp số CVT: cũng là một dạng hộp số tự động, có thể thay đổi tỷ số biến thiên liên tục mà không bị phân chia cấp như hộp số AT. Hộp số CVT hoạt động dựa trên dây đai truyền động.
Hộp số CVT và DCT
Hộp số CVT và DCT tương đối khác nhau, cụ thể:
- Hộp số DCT: là dạng hộp số kết hợp giữa hộp số MT và AT, hộp số DCT hoạt động dựa trên bánh răng, nhưng nguyên lý hoạt động lại tương tự như hộp số tự động. Hộp số DCT có ưu điểm là chuyển số nhanh mang đến cảm giác lái thú vị cho người dùng nhưng đồng thời cũng rất dễ bị hỏng vặt do quá nhiệt.
- Hộp số CVT: là dạng hộp số tự động nhưng hoạt động trơn tru hơn nhờ vào tỷ số biến thiên liên tục và khả năng xử lý tình huống tốt. Hộp số CVT hoạt động dựa trên dây đai truyền động không phải bánh răng và ít khi hư hỏng vặt. Đổi lại, cảm giác lái xe có hộp số CVT khá nhàm chán.
Bên trên là thông tin liên quan đến hộp số vô cấp CVT, hy vọng bài viết có thể giúp bạn hiểu được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hộp số CVT và sự khác biệt giữa hộp số CVT và các loại hợp số khác.
