TÌM HIỂU VỀ HỘP SÔ VÔ CẤP CVT: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘT, ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ BẢO DƯỠNG

Thứ bảy, 31/08/2024, 09:15 (GMT+7)

TÌM HIỂU HỘP SỐ VÔ CẤP CVT: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG, ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ BẢO DƯỠNG

1. Hộp số cvt là gì và nguyên lý hoạt động
      Hộp số vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission) là loại hộp số tự động đặc biệt không sử dụng bánh răng mà thay vào đó là hệ thống dây đai và các bánh đai. Đặc điểm nổi bật của hộp số này là khả năng thay đổi tỷ số truyền một cách liên tục và mượt mà, giúp động cơ duy trì ở mức vòng tua tối ưu. Cơ chế hoạt động của CVT chủ yếu dựa vào chuyển động của dây đai giữa hai bánh đai (pully), mang lại cảm giác vận hành nhẹ nhàng, đồng thời giúp tiết kiệm nhiên liệu.

Nguyên lý hoạt động

   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.

Hình 1. Quá trình hoạt động của hộp số CVT

   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.

2. Cấu tạo chính của hộp số CVT
   Hộp số CVT bao gồm các thành phần chính như sau:

Bánh đai (Pully): Hệ thống bánh đai có hai chiếc, một chiếc kết nối với động cơ và chiếc còn lại kết nối với trục dẫn động. Hai bánh đai này liên tục thay đổi khoảng cách để điều chỉnh tỷ số truyền.

Dây đai: Là bộ phận chịu tải và truyền chuyển động giữa hai bánh đai, giúp thay đổi tỷ số truyền động khi xe tăng hoặc giảm tốc.

Hệ thống điều khiển thủy lực: Bộ phận này điều khiển sự thay đổi tỷ số truyền bằng cách tác động lực lên các pully, đồng thời giúp tối ưu hóa vận hành của hệ thống.

Hình 2. Cấu tạo hộp số CVT

3. Ưu và nhược điểm của hộp số CVT

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 kiện 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.

Hình 3: Hệ thống pulley và dây đai

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.

4. Ứng dụng của hộp số CVT trong xe tiết kiệm nhiên liệu và xe Hybrid
Hộp số CVT thường thấy trong các dòng xe tiết kiệm nhiên liệu và xe hybrid do khả năng duy trì vòng tua ổn định. Khả năng này giúp động cơ hoạt động hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu hơn, giảm thiểu lượng khí thải ra môi trường, phù hợp với xu hướng công nghệ xanh hiện nay.

5. Các vấn đề thường gặp và bảo trì hộp số CVT
Một số vấn đề phổ biến với CVT bao gồm: hao mòn dây đai, trượt pully, và rò rỉ dầu từ hệ thống thủy lực. Do cấu tạo và cơ chế hoạt động khác biệt, CVT yêu cầu bảo trì thường xuyên hơn và sử dụng loại dầu đặc biệt phù hợp với hộp số này để tránh các hư hỏng không mong muốn.

6. Cảm giác lái và hiệu suất của xe sử dụng hộp số CVT
CVT mang lại cảm giác lái mượt mà do không có các bước chuyển số như hộp số tự động truyền thống. Tuy nhiên, việc thiếu các bước chuyển số cũng có thể làm giảm độ phản hồi mạnh khi tăng tốc. Điều này có thể không phù hợp với những tài xế yêu thích cảm giác lái thể thao.

7. Khả năng tăng tốc của CVT so với hộp số tự động truyền thống
Khi tăng tốc, CVT thường tăng tốc chậm hơn một chút so với hộp số tự động truyền thống, do dây đai cần thời gian để điều chỉnh tỷ số truyền. Tuy nhiên, trong điều kiện vận hành bình thường, sự mượt mà của CVT lại là một ưu điểm lớn, giúp xe chuyển động êm ái và ổn định.

8. Những tiến bộ trong công nghệ hộp số CVT
Trong những năm gần đây, công nghệ CVT đã có những cải tiến đáng kể, bao gồm: thiết kế dây đai bền hơn, sử dụng bộ điều khiển điện tử thông minh, giúp tối ưu hóa tỷ số truyền và cải thiện phản hồi chân ga. Các cải tiến này giúp CVT chịu tải cao và giảm tiếng ồn, nâng cao hiệu suất tổng thể.

9. Đối tượng phù hợp với hộp số CVT
Hộp số CVT phù hợp với các loại xe nhỏ và xe tiết kiệm nhiên liệu, trong khi xe có công suất lớn thường sử dụng các loại hộp số khác như hộp số tự động (AT) hoặc ly hợp kép (DCT) để chịu tải cao và mang lại cảm giác lái mạnh mẽ hơn.

10. Cách bảo dưỡng hộp số CVT để kéo dài tuổi thọ
Để bảo dưỡng hộp số CVT đúng cách, cần thực hiện việc thay dầu định kỳ và kiểm tra các bộ phận như dây đai và pully. Việc lái xe đúng cách, tránh tình trạng tải nặng và hạn chế tăng tốc đột ngột sẽ giúp kéo dài tuổi thọ của CVT và duy trì hiệu suất tốt.

Hộp số CVT là một lựa chọn lý tưởng cho các xe tiết kiệm nhiên liệu và xe hybrid nhờ khả năng hoạt động êm ái và tiết kiệm nhiên liệu hiệu quả. Mặc dù có một số hạn chế về độ bền và cảm giác lái thể thao, CVT vẫn là một công nghệ hộp số đang được ứng dụng rộng rãi. Việc hiểu rõ cơ chế hoạt động và thực hiện bảo trì đúng cách sẽ giúp người dùng tối ưu hóa hiệu suất và kéo dài tuổi thọ cho hộp số CVT trên xe của mình.