Hộp số vô cấp là gì? Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động

Trong ngành công nghiệp ô tô, không ít những chiếc xe sử dụng hộp số vô cấp và chắc chắn bạn đã nghe nhiều về nó. Tuy nhiên, bạn có biết chính xác thì hộp số vô cấp (CVT) là gì và nó hoạt động như thế nào? Trong bài viết dưới đây, HeyOto sẽ cung cấp cho bạn câu trả lời cho câu hỏi trên, đồng thời phân tích những ưu và nhược điểm của loại hộp số này.

Hộp số vô cấp CVT là gì?

Hộp số vô cấp CVT (tên đầy đủ Continuously Variable Transmission) là hộp số tự động có thể thay đổi liên tục thông qua một loạt các tỷ số truyền liên tục. Điều này trái ngược với các hộp số khác cung cấp một số tỷ số truyền hạn chế trong các bước cố định. Sự linh hoạt của hộp số CVT với khả năng điều khiển phù hợp có thể cho phép động cơ hoạt động với tốc độ RPM không đổi trong khi xe di chuyển ở các tốc độ khác nhau.

Hệ thống truyền động CVT còn được gọi là hộp số truyền một cấp, vô cấp biến thiên liên tục. Bản chất chuyển số của CVT mang lại sự linh hoạt vô song giúp duy trì vận tốc góc không đổi bất kể tốc độ đầu ra. Ngoài ra, chúng giúp tăng tốc mượt mà và tăng cường khả năng tiết kiệm nhiên liệu.

CVT được sử dụng trong ô tô, máy kéo, xe máy, xe trượt tuyết và một số thiết bị di chuyển khác trên đất. Loại hộp số biến thiên liên tục nhất phổ biến nhất sử dụng hai ròng rọc được kết nối bằng dây đai hoặc dây xích; tuy nhiên, một số thiết kế khác cũng đã được sử dụng.

Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động hộp số vô cấp

Cấu tạo

Hộp số biến thiên liên tục được thiết kế đơn giản, bao gồm các bộ phận sau:

• 2 ròng rọc: Một ròng rọc đầu vào được gắn với đầu động cơ. Một ròng rọc đầu ra truyền lực đến các bánh xe dẫn động.
• Một dây đai kim loại hoặc cao su nối 2 puli và thay đổi tỷ lệ giữa chúng khi xe đang được điều khiển.
• Các bộ vi xử lý và cảm biến khác nhau khi bộ truyền động phải có khả năng phát hiện các điều kiện lái xe.

CVT hoạt động như thế nào?

Để xem cách thức hoạt động của hộp số vô cấp, bạn cần hiểu về hộp số sàn và hộp số tự động truyền thống.

CVT tương tự như hộp số tự động ở chỗ nó không sử dụng bất kỳ đầu vào nào từ người lái xe, nhưng đó là nơi kết thúc những điểm tương đồng. Một hộp số vô cấp không có bánh răng. Thay vào đó, nó có hai ròng rọc: Một ròng rọc được nối với động cơ và ròng rọc kia với các bánh xe. Một dây đai mềm kết nối hai ròng rọc.

Chiều rộng của các ròng rọc thay đổi tùy thuộc vào lượng điện mà xe cần. Khi một ròng rọc lớn hơn, thì ròng rọc kia nhỏ lại. Vì cả puli và dây đai đều không cố định nên chúng có thể cung cấp vô số tỷ số truyền, ngược lại với loại tự động có số bánh răng cố định.

Không phải tất cả các CVT đều được tạo ra như nhau. Loại phổ biến nhất là dựa trên ròng rọc, nhưng một số loại khác có hình xuyến, sử dụng các ròng rọc quay cùng với các con lăn điện để đạt được kết quả tương tự như các ròng rọc. CVT thủy tĩnh sử dụng máy bơm để kiểm soát dòng chảy của chất lỏng, sau đó tạo ra chuyển động quay.

Ưu và nhược điểm hộp số vô cấp

Ưu điểm

• Tiết kiệm nhiên liệu vượt trội: CVT luôn điều chỉnh, vì vậy chúng giữ cho RPM của động cơ ở mức thấp và nhất quán, tránh để tốc độ động cơ cao hút xăng.
• Chi phí sản xuất thấp: Vì chúng có ít bộ phận chuyển động hơn so với hộp số tự động truyền thống. Đây là một yếu tố hấp dẫn khác đối với các nhà sản xuất ô tô và do đó đối với cả những người mua ô tô.
• Vận hành êm ái: Vì không phải chuyển số liên tục.

Kinh tế

• Trễ ga khi đạp: Đó là bởi vì, so với hộp số tự động thông thường, có một chút tạm dừng khi dải CVT điều chỉnh.
• Khó làm quen: Vì chúng không giống với hộp số tự động thông thường. Âm thanh động cơ đơn điệu, và bạn không cảm thấy có sự kết nối với chiếc xe như khi bạn có thể nhận biết một thiết bị đã chuyển số.
• Sửa chữa đắt đỏ: Mặc dù chi phí ban đầu của CVT thấp, nhưng việc sửa chữa có thể đắt hơn do các bộ phận thay thế tốn kém hơn. Và bởi vì các kỹ thuật viên cần được đào tạo đặc biệt, có thể khó tìm được người có thể sửa chữa hơn.

Trong các ứng dụng phù hợp và trong hầu hết các trường hợp, ưu điểm của CVT lớn hơn nhược điểm của nó. Vì vậy dễ hiểu tại sao các nhà sản xuất xe hiệu suất cao thường kết hợp công nghệ CVT vào hệ thống truyền động của họ. Bạn có thể mong đợi sẽ thấy nhiều hộp số CVT hơn trong những năm tới khi những tiến bộ công nghệ mở rộng hơn nữa chức năng của chúng và cuộc chiến cải thiện nền kinh tế nhiên liệu ngày càng gia tăng.

Ý nghĩa ký hiệu của hộp số vô cấp

Ký hiệu trên cần số của hộp số vô cấp gần giống với ký hiệu của số tự động AT, cụ thể như sau:

• D: Số tiến bao gồm D1, D2, D3 giúp xe di chuyển tiến tới một cách bình thường
• R: Số lùi dùng để di chuyển lùi xe vào chỗ đậu hay vị trí mong muốn.
• N: Số 0 đối với trường hợp xe hoạt động không tải.
• M (Manual): số tay cho phép người lái sử dụng hộp số tự động không cần dùng chân côn.
• OD (Overdrive): số vượt tốc dùng khi bạn cần vượt xe khác
• L (Low): số thấp dùng khi bạn xuống dốc, tải nặng, lên dốc
• S (Sport): cho phép bạn chuyển số như khi lái thể thao
• B (Brake): dùng để hãm tốc độ khi xuống dốc, hạn chế việc bạn phải rà

Những điều cần lưu ý khi mua ô tô đã qua sử dụng với hộp số CVT

Bạn sẽ cần phải nghiên cứu thêm trước khi mua một chiếc xe cũ với hộp số CVT. Vì chi phí thay thế cao, hãy nhớ lái thử và kiểm tra bảo hành trên đó.

Trong khi lái thử, hãy chú ý những điều sau:

• Chuyển số chậm: Mặc dù bạn không phải chuyển từ số đầu tiên sang số thứ hai, nhưng bạn phải chuyển số giữa đỗ xe, lái xe và lùi xe. Nếu mất hơn một giây hoặc lâu hơn để hộp số chuyển số, điều đó có thể cho thấy CVT bị lỗi có thể sớm bị hỏng.
• Âm thanh lạ: Âm thanh của CVT lớn hơn so với hộp số AT, nhưng chúng không nên quá lớn đến mức tiếng vo ve và rên rỉ là bình thường. Nếu bạn nghe thấy tiếng ồn quá mức khi tăng tốc, đó là một lá điều đáng để lưu tâm.
• Trượt dốc: Khi tăng tốc, bạn sẽ cảm nhận được khả năng tăng tốc liên tục, liền mạch. Nếu nó bị trượt hoặc mất điện trong giây lát, thì CVT đã bị lỗi.
• Chuyển số giật cục: Chuyển số không được giật hoặc xóc xe.
• Vòng tua máy không nhất quán: Hộp số phải duy trì nhất quán, vì vậy nếu bạn nhận thấy sự dao động về vòng tua máy trong khi đang lái xe ở tốc độ ổn định, điều đó có thể cho thấy có vấn đề.
• Chất lỏng truyền động bẩn: Nếu chất lỏng truyền động bị bẩn, điều đó có thể cho thấy sự cố với CVT.

CVT đã từng bị chế giễu là hộp số “dây cao su” không cần sang số khiến những chiếc xe dường như đang quay vòng mãi mãi. Nhưng ngày nay, nó không còn là một thử nghiệm đơn thuần, bởi các nhà sản xuất ô tô đang tìm kiếm những cách thức mới để cải thiện hiệu quả. Minh chứng là chúng đang trở nên phổ biến đến mức khó có thể tìm thấy một nhà sản xuất chính thống nào không cung cấp chúng trong ít nhất một số mẫu. Audi, Chevrolet, Ford, Honda, Jeep, Nissan, Subaru và Toyota đều cung cấp CVT làm hộp số tiêu chuẩn cho ít nhất một mẫu xe. Và một số hãng xe đã làm như vậy trong nhiều năm.