Hộp số CVT là gì? Tìm hiểu chi tiết về hộp số biến thiên vô cấp

Hộp số CVT là gì? Tìm hiểu chi tiết về hộp số biến thiên vô cấp

Hộp số CVT được nhiều mẫu xe ô tô như Toyota Wigo, Honda City, Honda HR-V, Mitsubishi Outlander,… ứng dụng trong sản xuất động cơ. Tuy nhiên so với hộp số tự động AT đã quen thuộc thì hộp số CVT có điểm gì khác biệt? Ưu điểm và hạn chế của hộp số CVT ra sao? Tìm hiểu ngay thông tin cụ thể dưới đây nhé.

 Tìm hiểu hộp số CVT là gì? Có ưu điểm và hạn chế ra sao?

Hộp số tự động vô cấp CVT là gì?

Hộp số tự động vô cấp CVT có tên tiếng Anh “Continuously Variable Transmission, viết tắt CVT. Đây là một loại hộp số có thể thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không phân theo từng cấp số. Hộp số này tạo nên các tỷ số truyền bằng dây đai và 2 hệ pulley. Không phải bằng các 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, được điều khiển bằng hệ thống thủy lực. Tuy nhiên điểm khác nhau phản ánh ở ngay cái tên. Hộp số vô cấp không có các cấp số. Còn hộp số có cấp được chia thành 1,2,3,4,…

Về lịch sử của hộp số tự động vô cấp cũng rất thú vị

• Năm 1490, danh họa vĩ đại Leonardo Da Vinci phác hoạ hộp số lần đầu tiên.
• Năm 1886, hộp số con lăn đầu tiên được chứng nhận bằng phát minh.
• Năm 1939, hộp số tự động toàn phần hoạt động trên một hệ thống bánh răng hành tinh được giới thiệu.
• Năm 1958, nhà sản xuất DAF (Hà Lan) đã chế tạo hộp số CVT và ứng dụng cho xe ô tô của mình.
• Năm 1989, hãng xe Subaru sử dụng hộp số CVT trên mẫu xe Subaru Justy GL bán tại Mỹ.
• Năm 2004, hãng Ford phát triển hộp số CVT và ứng dụng trên các mẫu xe ô tô mới của mình.

Hiện nay, hộp số vô cấp CVT được nhiều hãng xe lựa chọn như: hãng Honda, Toyota, Nissan, Mitsubishi,…

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT:

Hộp số vô cấp CVT không hoạt động dựa trên các cặp bánh răng mà dựa vào hệ thống dây đai truyền cho phép thay đổi liên tục và vô cấp.

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT gồm các bộ phận quan trọng sau:

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

Lưu ý: Bánh đai trong hộp số vô cấp là một hệ pulley với đường kính có thể thay đổi. Hệ pulley này được cấu tạo từ 2 khối hình nón góc nghiêng 20 độ, có đỉnh nằm đối diện nhau. Một nửa pulley cố định, nửa còn lại có thể trượt trên trục. Do đó 2 nửa pulley này có thể thay đổi khoảng cách tiến gần lại nhau hoặc tách xa nhau.

         Cấu tạo cụ thể của hộp số CVT

Nguyên lý làm việc hộp số vô cấp:

• Số tiến

Hệ pulley được điều khiển bởi một bộ điều khiển thuỷ lực. Bộ điều khiển này sẽ làm 2 nửa pulley của hệ pulley chủ động hoặc hệ pulley bị động.

• Khi 2 nửa pulley tiến lại gần, bán kính pulley đó sẽ tăng lên. Dây đai được nâng ra xa tâm.
• Khi 2 nửa pulley tách ra, bán kính pulley đó giảm xuống. Dây đai nằm lọt giữa 2 nửa pulley và gần tâm hơn.

Khi bán kính 1 pulley tăng lên thì bán kính pulley còn lại sẽ giảm. Điều này nhằm đảm bảo dây đai luôn bám chặt kết nối liên tục với 2 pulley. Nhờ sự tăng giảm bán kính của pulley chủ động và pulley bị động giúp xác lập nên “tỷ số truyền” của hộp số.

• Nếu pulley chủ động có bán kính nhỏ, pulley bị động có bán kính lớn thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ giảm. Nhờ đó tạo ra được “số thấp”.
• Nếu pulley chủ động có bán kính lớn, pulley bị động có bán kính nhỏ thì tốc độ quay của pulley bị động sẽ tăng lên. Nhờ đó tạo ra được “số cao”.

Bộ điều khiển thuỷ lực làm thay đổi bán kính của 2 hệ pulley giúp tỷ số truyền có thể biến thiên liên tục. Đây chính là lý do vì sao hộp số CVT không có các cấp số cố định mà thay đổi vô cấp.

Nguyên lý hoạt động của số tiến hộp số CVT

• Số lùi

Để có số lùi, người ta lắp thêm trước đầu vào của hệ truyền đai 1 bộ bánh răng hành tinh. Đây là bánh răng mặt trời ở giữa, bánh răng hành tinh nhỏ xung quanh, cần dẫn, vành đai ngoài và ly hợp giống như của hộp số tự động. Đầu ra từ động sẽ kết nối với bánh răng mặt trời. Đầu vào của pulley chủ động sẽ kết nối với cần dẫn của các bánh răng hành tinh.

Với số tiến bình thường, động cơ sẽ dẫn động bánh răng mặt trời quay. Bánh răng mặt trời dẫn động bánh hành tinh quay cùng chiều. Khi bánh răng hành tinh quay thì cần dẫn sẽ quay và truyền lực vào pulley chủ động.

Với số lùi, bộ ly hợp sẽ cố định vành đai ngoài khiến bánh răng hành tinh quay ngược chiều lại với bánh răng mặt trời. Điều này khiến hộp số quay ngược chiều và cho ra số lùi.

Nguyên lý hoạt động số lùi của hộp số CVT

Ưu nhược điểm của hộp số vô cấp:

• Ưu điểm

– Vận hành đơn giản

Ưu điểm của hộp số vô cấp CVT chính là người lái dễ dàng vận hành xe một cách đơn giản, dễ dàng. Số vòng tua được tối ưu trong mọi tốc độ di chuyển giúp giảm thất thoát lực so với hộp số tự động thông thường. Xe có được phản hồi nhanh nhạy hơn, mượt mà hơn.

– Hoạt động mượt, không bị giật

Cũng nhờ hoạt động dựa trên hệ pulley và dây đai, không phân theo từng cấp số nên hộp số vô cấp CVT có ưu điểm vận hành mượt mà, không bị giật khi chuyển số. Hộp số phản ứng nhanh nhạy khi xe tăng/giảm tốc.

– Tiết kiệm nhiên liệu

Hộp số vô cấp có thể thay đổi tỷ số truyền động ở mọi dải tốc độ. Nhờ đó mức tiêu hao nhiên liệu được tối ưu hơn so với các loại hộp số có cấp. Điều này thể hiện rõ nhất khi xe phải tăng giảm tốc liên tục lúc chạy. Chính ưu điểm này làm cho các nhà sản xuất phải thay đổi hướng phát triển chuyển sang sử dụng hộp số CVT thay vì hộp số tự động AT.

– Chi phí thấp, kích thước nhỏ gọn

So với các hộp số khác, hộp số vô cấp CVT có cấu tạo và nguyên lý làm việc đơn giản hơn. Giá thành cũng thấp hơn. Kích thước nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ đặc biệt thích hợp cho dòng xe phổ thông hiện nay.

• Nhược điểm

– Khó cảm nhận chuyển số

Hộp số sàn, hộp số tự động AT hay hộp số DCT,… đều có cấp với các bộ bánh răng, ly hợp tương úng giúp cảm nhận rõ số lên hay số xuống. Còn ở hộp số vô cấp CVT, do không phân cấp nên hầu như không cảm giác được sự chuyển số. Nhà sản xuất vẫn thiết lập thêm chế độ chuyển số với nhiều cấp số ảo khác nhau. Bạn có thể chuyển qua chế độ số tay hay bán tự động điều chỉnh từ cần số hay lẫy chuyển số. Nhưng nhìn chung cảm giác sẽ không mấy chân thật.

– Phải thay dây đai định kỳ

Hộp số CVT dẫn động bằng dây đai. Sau một thời gian sử dụng, bạn gặp hiện tượng dây đai bị giãn, trượt làm giảm hiệu quả hoạt động. Vậy nên sau khoảng 50.000 – 100.000km, bạn nên thay mới hệ thống dây đai.

– Tiếng ồn lớn

Tiếng ồn của hộp số CVT thường khá lớn. Đây cũng là hạn chế chung thường gặp với xe dùng hộp số CVT. Hiện nay các dòng xe sedan, SUV,… từ hạng B trở lên có gia cố thêm cách âm khá kỹ. Điều này giúp giảm tối đa tiếng ồn phiền nhiễu.

– Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa cao

Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa hộp số CVT nếu bị lỗi hộp số trong quá trình sử dụng thường khá cao.

– Không chịu được mô men xoắn cao

Yếu điểm lớn nhất của hộp số vô cấp CVT chính là không chịu được mô men xoắn cao. Cũng bởi vậy mà chúng chỉ thích hợp với những dòng xe cỡ nhỏ, không hợp dùng cho những xe cần sức kéo lớn, tải nặng, xe thể thao…

– Giá dầu hộp số vô cấp CVT khá cao

Hiện nay hộp số vô cấp CVT sử dụng loại dầu nhớt riêng, không dùng chung với dầu hộp số ô tô tự động. Chi phí thay nhớt hộp số vô cấp thường cao hơn hộp số tự động AT.

So sánh hộp số vô cấp và có cấp:

Nếu bạn muốn so sánh hộp số vô cấp CVT và hộp số có cấp thì tham khảo các tiêu chí dưới đây nhé.

– Về chi phí: Hộp số vô cấp có giá thấp hơn.

– Về bảo dưỡng, sửa chữa: Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa hộp số vô cấp thấp hơn các loại hộp số tự động có cấp. Tuy nhiên hộp số vô cấp cần phải thay dây đai định kỳ.

– Về mức tiêu hao nhiên liệu: Hộp số vô cấp tiết kiệm nhiên liệu hơn do tỉ số truyền không bị phân cấp.

– Về hiệu suất dẫn động: Hộp số vô cấp chỉ hợp với những dòng xe cỡ nhỏ do sử dụng dây đai. Còn hộp số tự động nhờ bánh răng nên hiệu suất cao hơn, chịu được mô men xoắn cao, phù hợp dùng cho mọi dòng xe.

– Về tiếng ồn: Hộp số vô cấp thường ồn nhiều hơn các loại hộp số có cấp.

– Về chi phí thay dầu: Dầu hộp số vô cấp giá cao hơn hộp số tự động AT thông thường.

– Về trải nghiệm: Độ mịn khi chuyển số thì hộp số vô cấp mịn hơn do không có cấp. Nhưng về cảm giác chuyển số, sự phản hồi khi chuyển số, trải nghiệm thể thao,… thì hộp số có cấp tốt hơn.

Hộp số CVT và hộp số AT có nhiều điểm khác biệt.

Ý nghĩa ký hiệu hộp số CVT:

Để hiểu rõ hơn về ý nghĩa của ký hiệu hộp số CVT, bạn tìm hiểu ngay thông tin dưới đây nhé.

• P: Chế độ đỗ xe, chỉ sử dụng khi xe đang ở trạng thái dừng hẳn
• R: Chế độ lùi xe
• N: Chế độ tự do, xe ngắt kết nối giữa động cơ và hộp số, thường dùng khi cần đẩy xe hay kéo xe…
• D: Chế độ chạy xe, đây là chế độ chính dùng khi xe chạy

Ngoài ra, nhiều nhà sản xuất còn trang bị thêm cho xe số tự động CVT một số chế độ mở rộng với các ký hiệu:

• M+/-: Chế độ số tay. Tuy là hộp số tự động vô cấp nhưng nhà sản xuất vẫn thiết lập thêm các cấp số ảo. Người lái có thể thực hiện lên số và xuống số bằng tay.
• S+/-: Chế độ thể thao, cho phép người lái có thể tự chuyển số như chế độ M.
• L: Chế độ số thấp, có độ hãm lớn, thường dùng khi xe cần tải nặng, lên/xuống đèo dốc.

Cách sử dụng hộp số vô cấp:

Cách sử dụng xe hộp số CVT tương tự như cách lái xe số tự động. Bạn chỉ cần chuyển cần số về chế độ lái phù hợp. Việc chuyển số đã được điều khiển tự động, không cần phải đạp côn và chuyển số như cách chạy xe số sàn.

Với đầy đủ thông tin ở trên chắc hẳn bạn đã hiểu hơn về hộp số tự động vô cấp CVT. Bên cạnh đó là ưu điểm cũng như hạn chế của chúng. Hi vọng điều này sẽ giúp mọi người chọn được chiếc ô tô phù hợp nhất.