Buzz
Hộp số tự động vô cấp CVT (Continuous Variable Transmission) là một thuật ngữ rất phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô ngày nay. Nếu bạn đang tìm hiểu về xe hơi, chắc chắn bạn sẽ gặp phải thuật ngữ này. Bên cạnh hộp số tự động truyền thống, nhiều dòng xe nhỏ hiện nay đều được trang bị loại hộp số tự động vô cấp CVT này. Kiến thức về CVT sẽ giúp bạn hiểu rõ về cách hoạt động và ứng dụng của nó trong xe hơi, từ đó bạn có thể chọn cho mình chiếc xe phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng của mình. Đó là lý do tôi muốn chia sẻ thông tin về hộp số CVT trong bài viết này!
Đầu tiên, hãy cùng xem video này (bằng tiếng Anh). Tôi sẽ giải thích cụ thể hơn ở bên dưới!
Hộp số tự động vô cấp CVT là một loại hộp số tự động có khả năng biến thiên tỷ số truyền (hoặc mô-men xoắn) một cách liên tục từ thấp đến cao và ngược lại. Do không phân biệt từng cấp số riêng lẻ như hộp số tự động truyền thống, CVT được gọi là hộp số tự động 'vô cấp'.
Đầu tiên, hãy cùng xem video này (bằng tiếng Anh). Tôi sẽ giải thích cụ thể hơn ở bên dưới!
Khái niệm về hộp số tự động vô cấp CVT
Hộp số tự động vô cấp CVT là một loại hộp số tự động có khả năng biến thiên tỷ số truyền (hoặc mô-men xoắn) một cách liên tục từ thấp đến cao và ngược lại. Do không phân biệt từng cấp số riêng lẻ như hộp số tự động truyền thống, CVT được gọi là hộp số tự động 'vô cấp'.
Một số dòng xe trang bị hộp số tự động CVT đi kèm với lẫy chuyển số trên vô-lăng. Các cấp số được hiển thị trên bảng đồng hồ lái chỉ là cấp số giả lập. Khi người lái sử dụng lẫy chuyển số, tỷ số truyền được lập trình sẵn cho ECU điều khiển hộp số, giúp bánh xe truyền đạt mô-men xoắn tương ứng với cấp số đó.
Khái niệm 'vô cấp' không chỉ đơn thuần là không có cấp số, mà còn ám chỉ sự linh hoạt với 'vô số cấp số'. Do tỷ số truyền biến thiên theo vòng tua máy và tình huống lái xe, hộp số sẽ tạo ra vô số cấp số (không thể đếm hết). Cách biến thiên này sẽ được ECU điều khiển, và hiệu quả của nó sẽ được thấy qua trải nghiệm lái thực tế.
Các tên gọi của hộp số tự động vô cấp CVT trên các dòng xe thương mại
- Lineartronic: Subaru
- Xtronic: Nissan, Renault
- K CVT, CVTi, eCVT, Voltec: Toyota, Honda, GM
- INVECS-III: Mitsubishi
- Multitronic: Volkswagen, Audi
- Autotronic: Mercedes
- IVT : Hyundai, KIA
Lịch sử phát triển của hộp số tự động vô cấp CVT
- 1490 – Leonardo da Vinci đề xuất ý tưởng về hộp số tự động CVT
- 1886 – Hộp số tự động CVT đầu tiên được đăng ký bản quyền
- 1935 – Adiel Dodge đăng ký bản quyền hộp số tự động CVT tại Mỹ
- 1939 – Ra mắt hộp số tự động hoàn chỉnh đầu tiên dựa trên hệ thống bánh răng
- 1958 – Daf (Hà Lan) sản xuất hộp số tự động CVT cho xe hơi
- 1989 – Subaru Justy GL là xe đầu tiên tại Mỹ trang bị hộp số tự động CVT
- 2002 – Saturn Vue trang bị hộp số tự động CVT
- 2004 – Ford bắt đầu sản xuất hộp số tự động CVT
Cách hoạt động của hộp số tự động vô cấp CVT
Có nhiều loại hộp số tự động vô cấp CVT trên thị trường, mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng và được sử dụng trong nhiều loại phương tiện, từ xe ô tô đến xe đạp, xe máy, và thậm chí là xe tăng hoặc xe tải nặng.
Tuy nhiên, trong bài viết này, mình sẽ tập trung giải thích về nguyên lý hoạt động của hộp số tự động vô cấp CVT dựa trên hệ thống pulley và dây đai truyền động - loại phổ biến nhất trong xe ô tô.
- Pulley đầu vào được kết nối với động cơ
- Pulley đầu ra kết nối với hệ thống truyền động đến bánh xe
- Dây đai truyền động nối hai pulley lại với nhau, thường làm từ cao su hoặc kim loại chịu lực
Cơ chế này giúp điều chỉnh tỷ số truyền động một cách liên tục mà không cần chia thành từng cấp số như hộp số tự động thông thường. Ngoài ra, hộp số tự động vô cấp CVT còn được trang bị ECU và cảm biến để điều khiển, nhưng hai yếu tố chính trên là những thành phần quan trọng giúp thực hiện ý tưởng này.
Mỗi pulley được tạo thành từ hai khối kim loại hình nón, được đặt đối diện nhau. Giữa chúng là một dây đai truyền động chạy trong rãnh giữa hai khối nón. Dây đai nếu làm từ cao su sẽ có ma sát cao, giúp tránh trượt, nhưng sẽ dễ bị co rút. Dây đai kim loại thì ngược lại. Tuy nhiên, công nghệ hiện đại đã giảm thiểu nhược điểm này một cách đáng kể.
Hai khối kim loại hình nón có thể thay đổi khoảng cách tự động, dựa vào sự điều khiển của ECU để điều chỉnh tỷ số truyền cho mỗi tình huống vận hành:
- Khi hai khối nón rời xa nhau, dây đai truyền động sẽ vào sâu vào rãnh và bán kính của nó giảm
- Khi hai khối nón gần nhau, dây đai truyền động sẽ ra ngoài rãnh hơn và bán kính của nó tăng
- Hộp số tự động CVT có thể sử dụng áp suất thủy lực hoặc lò xo để điều chỉnh khoảng cách giữa hai khối nón này
Khi một pulley mở rộng, pulley còn lại co lại để giữ dây đai truyền động luôn kín đáo giữa hai khối hình nón, tạo ra vô số tỷ số truyền từ thấp đến cao. Đó là lý do tại sao hộp số tự động vô cấp CVT có 'vô số cấp số'. Với nguyên lý này, CVT có thể hoạt động ở bất kỳ tốc độ nào của xe.
Cấu trúc đơn giản của CVT làm cho nó phù hợp với nhiều loại máy móc và thiết bị khác nhau, không chỉ là xe hơi. CVT đã được sử dụng trong máy gia công kim loại và các phương tiện như xe máy cày, trượt tuyết và xe tay ga. Đối với hầu hết các ứng dụng này, dây đai cao su được sử dụng, mặc dù nó có thể trượt và giãn ra sau thời gian sử dụng.
Cải tiến vật liệu đã cung cấp hiệu suất và độ bền cao hơn cho CVT. Một cải tiến quan trọng là dây đai mới được làm từ lá thép mỏng và phiến thép cứng, cho phép CVT làm việc với động cơ lớn hơn và mô-men xoắn cao hơn, phù hợp với các loại xe đa dụng.
Ưu điểm và nhược điểm của hộp số tự động vô cấp CVT
Ưu điểm:
- Chuyển số mềm mại, êm ái, không cảm giác giật hoặc lúc lắc, không có sự phân biệt rõ ràng giữa các cấp số, cảm giác thoải mái cho người lái, đặc biệt khi đối mặt với địa hình dốc.
- Tỷ số truyền tối ưu, giảm thiểu lượng năng lượng không cần thiết, giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải.
- Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn hơn so với hộp số tự động thông thường, dẫn đến:
- Chi phí sản xuất thấp => giá xe giảm
- Độ bền cao, ít hỏng vặt => chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thấp
- Trọng lượng nhẹ => phù hợp cho các xe nhỏ, đồng thời tiết kiệm nhiên liệu
- Theo lý thuyết, ở dải tốc độ từ thấp đến trung bình (0-100 km/h), xe sử dụng hộp số tự động vô cấp CVT có khả năng tăng tốc mượt mà và nhanh hơn khoảng 25% so với xe có cùng động cơ và hộp số tự động thông thường. (Tuy nhiên, điều này cần phải được kiểm chứng thực tế với 2 mẫu xe có cùng động cơ nhưng trang bị 2 loại hộp số khác nhau, CVT và thông thường)
- Không tạo ra sự hứng thú khi tăng tốc như hộp số tự động thông thường. Bởi vì sử dụng dây đai truyền động và di chuyển của pulley để điều chỉnh tỷ số truyền nên khả năng tăng tốc của xe chỉ giới hạn trong một phạm vi cố định.
- Dây đai truyền động có hạn chế về tải trọng nên loại hộp số này khó áp dụng trên các loại xe cần mô-men xoắn cao như xe tải, xe thể thao, vv...
- Dây đai truyền động có thể bị căng và tuổi thọ hạn chế, do đó cần kiểm tra và thay đổi thường xuyên. (Dây đai cao su có tuổi thọ khoảng 50.000 km)
- Dầu bôi trơn hộp số cũng có tuổi thọ thấp hơn, cần thay thường xuyên hơn.
- Hộp số tự động vô cấp CVT thường phát ra âm thanh lớn hơn so với hộp số tự động thông thường.
Kết luận
Từ những ưu và nhược điểm đã đề cập, chúng ta có thể thấy hộp số tự động vô cấp CVT là một phát minh đáng chú ý, hoạt động hiệu quả và khắc phục nhược điểm của hộp số tự động thông thường. Nếu bạn cần một chiếc xe cỡ nhỏ đến trung bình, với giá cả phải chăng, hoạt động thường xuyên ở dải tốc độ vừa phải, không chịu tải quá nặng, không dùng để đua xe, và đặc biệt quan trọng là muốn có một trải nghiệm lái xe êm ái, tiết kiệm nhiên liệu, bảo trì dễ dàng với chi phí thấp, thì xe trang bị hộp số tự động vô cấp CVT sẽ là lựa chọn tốt hơn so với các loại hộp số khác.
Hộp số tự động CVT thường được trang bị trên các loại xe nhỏ và tiết kiệm nhiên liệu như xe máy, xe scooter, xe mini, sedan cỡ nhỏ và trung bình, CUV/SUV cỡ nhỏ, xe hybrid, vv... Theo kiến thức cá nhân của mình, Nissan Murano và Subaru Outback là những dòng xe thương mại 'to' nhất trang bị hộp số tự động vô cấp CVT, nếu bạn biết đến một mẫu xe thương mại khác lớn hơn được trang bị loại hộp số này, hãy chia sẻ với mọi người trong diễn đàn nhé!
Cảm ơn mọi người đã ủng hộ và theo dõi, nếu có điều gì cần cải thiện, anh chị em hãy để lại bình luận và góp ý dưới đây nhé! Chúc mọi người luôn vui vẻ và tìm được chiếc xe phản hợp nhất với nhu cầu của mình! 😃
