Hộp số CVT là gì? Nguyên lý hoạt động và cấu tạo

0
15

Hộp số tự động vô cấp CVT là gì? Ưu và nhược điểm của hộp số CVT là gì? Cách sử dụng hộp số vô cấp CVT khác với hộp số sàn như thế nào?

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều mẫu xe ô tô, từ các dòng xe cỡ nhỏ như Toyota Vigo, Nissan Sunny, Honda City đến các dòng xe gầm cao như Toyota Corolla Cross, Honda HR-V cho đến các dòng xe 7 chỗ như Mitsubishi Outlander, Honda CR-V … đều trang bị hộp số vô cấp CVT.

Vậy hộp số tự động vô cấp CVT có gì khác biệt so với hộp số tự động AT thông thường? Mời bạn cùng Auto Detailing theo dõi bài viết dưới đây để hiểu hơn về hộp số CVT nhé!

Hộp số tự động vô cấp CVT là gì?

Hộp số vô cấp – tiếng Anh là Continuous Variable Transmission ( viết tắt là CVT) là loại hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không cần sang số. Vì bộ truyền này tạo ra các tỷ số truyền thông qua hệ thống dây đai và 2 pulley chứ không phải qua bánh răng như các loại hộp số ô tô khác.

Hộp số tự động vô cấp và có cấp đều là hộp số tự động, đều được điều khiển bằng hệ thống thuỷ lực. Hộp số vô cấp khác hộp số có cấp khi một loại không có các cấp số, một loại được phân chia nhiều cấp số như 1, 2, 3, 4…

Hộp số vô cấp - tiếng Anh là Continuous Variable Transmission ( viết tắt là CVT) là loại hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không cần sang số
Hộp số vô cấp – tiếng Anh là Continuous Variable Transmission ( viết tắt là CVT) là loại hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không cần sang số

Lịch sử hộp số vô cấp, theo nhiều nguồn thông tin cho biết hộp số CVT đã được danh hoạ Leonardo Da Vinci phác hoạ lần đầu vào năm 1490. Hộp số con lăn đầu tiên được chứng nhận bằng phát minh vào năm 1886. Năm 1939, hộp số tự động toàn phần hoạt động trên một hệ thống bánh răng hành tinh được giới thiệu.

Đến năm 1958, nhà sản xuất DAF- Hà Lan đã sáng chế ra hộp số CVT và ứng dụng vào dòng xe ô tô của mình. NĂm 1989, hãng xe Subaru cũng lắp đặt hộp số CVT trên mẫu xe Subaru Justy GL được bán tại Mỹ.

Hãng xe Ford tiếp tục phát triển hộp số CVT và ứng dụng vào các mẫu xe mới của mình vào năm 2004.

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT

Không giống như hộp số tự động (AT) hay hộp số sàn (MT), hộp số CVT không dựa vào bộ bánh răng mà dựa vào hệ thống dây đai cho phép chuyển số vô cấp và liên tục.

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT bao gồm:

  • Đai truyền động bằng thép
  • Bánh đai bị động ( pulley đầu ra) kết nối với đầu ra hộp số
  • Bánh đại chủ động ( pulley đầu vào) kết nối để nhận mô men từ động cơ. 

Bánh đai trong bộ hộp số CVT là một hệ thống pulley có đường kính thay đổi được. Hệ thống này gồm 2 hình nón đặt nghiêng một góc 20 độ, các đỉnh quay vào nhau. Một nửa pulley được cố định và nửa còn lại có thể trượt trên trục. Do đó, hai nửa pulley có thể thay đổi khoảng cách đến gần hoặc đi ra xa nhau.

Nguyên lý hoạt động của hộp số vô cấp 

Số tiến

Hệ thống pulley được điều khiển bởi bộ điều khiển thủy lực. Bộ điều khiển này sẽ di chuyển 2 nửa pulley của hệ thống pulley chủ động hoặc bị động đến gần hoặc ra xa nhau.

Trên mỗi pulley, khi hai nửa pulley di chuyển lại gần, bán kính của pulley đó tăng lên và dây đai bị nâng ra xa khỏi tâm. Khi hai nửa pulley tách rời nhau, bán kính pulley giảm và đai nằm giữa hai nửa pulley, gần tâm hơn.

Khi bán kính của một pulley tăng lên thì bán kính của pulley kia sẽ giảm. Điều này đảm bảo rằng dây đai được kết nối vào 2 pulley. Việc tăng hoặc giảm bán kính của pulley dẫn động và pulley bị động giúp thiết lập “tỷ số truyền” của hộp số.

Nếu bán kính pulley chủ động nhỏ và bán kính pulley bị động lớn thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ giảm, tạo thành “số thấp”. Ngược lại, bán kính pulley chủ động lớn và bán kính pulley bị động nhỏ thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ tăng lên, tạo thành “số cao”.

Bộ điều khiển thủy lực thay đổi bán kính của hai hệ pulley để có thể liên tục thay đổi tỷ số truyền. Đó là lý do tại sao hộp số CVT không có bánh răng cố định mà thay đổi vô cấp.

Không giống như hộp số tự động (AT) hay hộp số sàn (MT), hộp số CVT không dựa vào bộ bánh răng mà dựa vào hệ thống dây đai cho phép chuyển số vô cấp và liên tục.
Không giống như hộp số tự động (AT) hay hộp số sàn (MT), hộp số CVT không dựa vào bộ bánh răng mà dựa vào hệ thống dây đai cho phép chuyển số vô cấp và liên tục.

Số lùi 

Để có số lùi, phía đầu vào của hệ thống truyền động đai được lắp sẵn một bộ bánh răng hành tinh (bao gồm bánh răng hành tinh ở giữa, các bánh răng hành tinh nhỏ xung quanh, các thanh dẫn hướng, vành đai ngoài) và ly hợp tương tự như hộp số tự động. Đầu ra sẽ được kết nối với bánh răng mặt trời. Đầu vào của pulley chủ động được nối với thanh dẫn hướng của bánh răng hành tinh.

Trong số tiến bình thường, động cơ truyền động cho bánh răng mặt trời quay và bánh răng mặt trời truyền động cho bánh răng hành tinh quay theo cùng một hướng. Khi bánh răng hành tinh quay, thanh dẫn quay và truyền lực cho pulley chủ động.

Khi sử dụng số lùi, ly hợp sẽ giữ cố định vành đai bên ngoài, làm cho các bánh răng hành tinh quay ngược chiều với bánh răng mặt trời. Điều này làm cho hộp số quay theo hướng ngược lại và tạo ra một số lùi.

Ưu điểm và nhược điểm của hộp số vô cấp 

  • Ưu điểm

Dễ vận hành và sử dụng

Một ưu điểm nổi bật của hộp số tự động vô cấp CVT là người lái có thể vận hành xe một cách đơn giản và dễ dàng. Phong cách lái tương tự như hộp số tự động AT. So với hộp số tự động thông thường, số vòng quay được tối ưu hóa ở tất cả các tốc độ lái để giảm mất lực. Nhờ đó, xe có phản ứng nhạy hơn, mượt mà hơn.

Hoạt động trơn tru không bị giật

Nhờ hoạt động dựa trên hệ thống pulley và dây đai chứ không phải theo từng cấp số nên hộp số CVT có ưu điểm là vận hành êm ái và không bị rung giật khi sang số. Hộp số phản hồi nhanh chóng khi xe tăng / giảm tốc.

Tiết kiệm nhiên liệu

Ưu điểm của hộp số vô cấp là không phân cấp số và tỷ số truyền có thể thay đổi ở mọi dải tốc độ. Do đó, mức tiêu hao nhiên liệu được tối ưu hơn so với hộp số có cấp. Điều này thể hiện rõ nhất khi xe liên tục phải tăng tốc và giảm tốc khi chạy xe trong thành phố. Chính ưu điểm này mà nhiều mẫu xe thành phố hiện nay có xu hướng chuyển dần sang sử dụng hộp số vô cấp CVT hơn là số tự động AT.

Chi phí thấp và kích thước nhỏ

Hộp số CVT có cấu tạo và nguyên lý làm việc đơn giản hơn so với hộp số sàn, hộp số tự động, hộp số DCT…Vì vậy, giá thành của hộp số CVT thường thấp hơn. Đồng thời, hộp số CVT có kích thước khá nhỏ gọn và trọng lượng nhẹ. Đây là lý do tại sao những chiếc ô tô giá rẻ và phổ thông ngày nay thường sử dụng hộp số vô cấp CVT.

Nhờ hoạt động dựa trên hệ thống pulley và dây đai chứ không phải theo từng cấp số nên hộp số CVT có ưu điểm là vận hành êm ái và không bị rung giật khi sang số.
Nhờ hoạt động dựa trên hệ thống pulley và dây đai chứ không phải theo từng cấp số nên hộp số CVT có ưu điểm là vận hành êm ái và không bị rung giật khi sang số.
  • Nhược điểm 

Khó cảm nhận chuyển số

Cơ cấu của hộp số sàn, hộp số tự động AT hay hộp số DCT… đều có các bánh răng và ly hợp tương ứng với từng cấp. Vì vậy, khi xe sang số sẽ có cảm giác như sang số hoặc xuống số.

Còn đối với hộp số vô cấp CVT, do không có hiện tượng không phân cấp nên hầu như không có cảm giác chuyển số. Các nhà sản xuất vẫn thiết lập các kiểu sang số với nhiều bánh răng ảo khác nhau. Người lái có thể chuyển sang chế độ số tay hoặc bán tự động bằng cách điều chỉnh cần số hoặc lẫy chuyển số.

Tuy nhiên, nói chung, trải nghiệm sẽ không thực tế lắm. Do đó, ngay cả ở những mẫu xe cỡ nhỏ, nếu là mẫu xe hướng đến phong cách lái thể thao, các nhà sản xuất sẽ sử dụng hộp số AT thay vì CVT.

Dây curoa phải được thay thường xuyên

Hộp số vô cấp CVT nguyên lý hoạt động bằng dây đai. Sau một thời gian sử dụng, loại dây đai này sẽ bị giãn, trượt làm giảm hiệu quả hoạt động. Do đó, cần phải thay thế thường xuyên. Theo khuyến cáo của các nhà sản xuất ô tô, nên thay thế hệ thống dây đai sau mỗi 50.000 – 100.000 km để đảm bảo hộp số CVT hoạt động tốt.

Tiếng ồn gây khó chịu

Hộp số CVT thường kêu to. Đây là nhược điểm chung thường gặp với các xe sử dụng hộp số vô cấp CVT. Nhưng hiện nay đối với các dòng xe sedan, SUV … hạng B trở lên, các nhà sản xuất thường làm rất tốt việc cách âm. Vì vậy, tiếng ồn từ hộp số không còn quá khó chịu.

Chi phí bảo trì và sửa chữa cao

Chi phí bảo trì và sửa chữa hộp số CVT thường rất cao nếu hộp số bị lỗi trong quá trình sử dụng.

Không thể xử lý mô-men xoắn cao

Đây là điểm yếu lớn nhất của CVT. Hộp số CVT không thể xử lý mô-men xoắn cao do truyền động bằng dây đai. Chính vì nhược điểm này mà hộp số CVT chỉ phù hợp với các dòng xe nhỏ, không phù hợp với sức kéo lớn, tải nặng, xe thể thao …

Giá dầu hộp số CVT khá cao

Hộp số CVT sử dụng dầu nhớt riêng và không sử dụng với dầu hộp số tự động. Chi phí thay nhớt hộp số CVT thường cao hơn hộp số tự động AT.

Ý nghĩa ký hiệu của hộp số CVT

Ký hiệu của hộp số CVT tương tự với số tự động AT với các ký hiệu như sau: 

  • P: Chế độ đỗ xe và chỉ dùng khi xe đang trong trạng thái dừng hẳn
  • R:  Lùi xe
  • N: Chế độ tự do, xe sẽ ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số, sử dụng khi cần kéo hoặc đẩy xe. 
  • D: Chế độ chính dùng khi xe chạy

Ngoài các ký hiệu trên, nhiều nhà sản xuất còn trang bị cho xe hộp số tự động vô cấp CVT nhiều chế độ mở rộng với ký hiệu như xe hộp số tự động AT:

M +/-: Chế độ thủ công. Tuy là hộp số tự động biến thiên liên tục nhưng nhà sản xuất vẫn cài số ảo. Ở chế độ này, người lái có thể thực hiện các thao tác lên xuống số bằng tay.

S +/-: Chế độ thể thao cho phép người lái sang số bằng tay như chế độ M.

L: Chế độ số thấp, lực phanh mạnh, thường dùng để chở nặng, lên / xuống dốc …

Ký hiệu của hộp số CVT tương tự với số tự động AT
Ký hiệu của hộp số CVT tương tự với số tự động AT

So sánh hộp số vô cấp và hộp số AT 

Chi phí: Hộp số CVT có giá thấp hơn.

Bảo dưỡng và sửa chữa: Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa của hộp số CVT thấp hơn so với hộp số tự động có phân cấp. Tuy nhiên, hộp số CVT yêu cầu thay dây đai định kỳ.

Tiêu hao nhiên liệu: Hộp số CVT tiết kiệm nhiên liệu hơn vì chúng không phân loại tỷ số truyền.

Hiệu quả truyền động: Do truyền động bằng dây đai, hộp số CVT chỉ phù hợp với các loại xe ô tô nhỏ. Mặt khác, hộp số AT là hộp số tự động, do đó hiệu suất cao hơn, có thể xử lý mô-men xoắn cao và phù hợp với tất cả các loại xe.

Trải nghiệm: Về độ mượt mà khi sang số trên CVT thì chuyển số liên tục mượt mà hơn vì không có cấp số. Nhưng xét về cảm giác chuyển số, phản ứng khi chuyển số, trải nghiệm thể thao … thì hộp số có cấp tốt hơn.

Độ ồn: Hộp số CVT thường ồn hơn hộp số có cấp.

Chi phí thay nhớt: Giá dầu của hộp số tự động cao hơn so với hộp số tự động AT truyền thống.

Mỗi loại hộp số đều có những ưu nhược điểm riêng biệt
Mỗi loại hộp số đều có những ưu nhược điểm riêng biệt

So sánh hộp số vô cấp và hộp số sàn MT

Hai hộp số CVT và hộp số sàn MT hoàn toàn khác nhau, cụ thể như sau:

Hộp số sàn MT: hay còn gọi là hộp số tay, ngay từ cái tên, khi sử dụng loại hộp số này, người lái phải đặt tay hoàn toàn vào cần số bằng cách chuyển số, điều này phụ thuộc vào cần số và cách chuyển số của người lái. Hệ truyền động này mang lại cảm giác lái chuyên nghiệp hơn, mặc dù hơi tốn công.

Hộp số vô cấp CVT: Tất cả các thao tác chuyển số đều được thực hiện tự động. Người lái thoải mái hơn, nhưng không mang lại cảm giác lái thực sự.

Cách sử dụng hộp số CVT

Cách sử dụng xe ô tô hộp số vô cấp CVT tương tự như cách lái xe ô tô hộp số tự động thông thường. Người lái chỉ việc chuyển cần số sang chế độ lái phù hợp. Việc sang số được điều khiển tự động và người lái không cần nhấn ly hợp để chuyển số như trên xe hộp số sàn.

Trên đây là toàn bộ những thông tin về hộp số vô cấp CVT mà Auto Detailing muốn gửi đến bạn đọc, hy vọng bài viết này có thể mang đến cho bạn đọc nhiều thông tin hữu ích.

AutoDetailing.vn – Blog chia sẻ, đánh giá phụ kiện ô tô cũng như chia sẻ các thông tin hữu ích về thị trường ô tô, cách tự chăm sóc chiếc xe ô tô giúp người dùng trải nghiệm nhiều hơn trên chiếc xe của mình.

Tìm kiếm AutoDetailing.vn qua:

Trả Lời Bình Luận

Mời Bạn Bình Luận
Điền Họ Tên