Hộp số CVT giúp xe vận hành êm ái

Nhờ những tiến bộ của công nghệ, hộp số CVT (biến thiên vô cấp) đang ngày càng được các hãng xe sử dụng, đặc biệt đối với những mẫu xe cỡ nhỏ.

Bất cứ ai chuyển từ lái xe số sàn truyền thống sang số tự động sẽ ngay lập tức nhận thấy sự khác biệt trong chất lượng chuyển số. Nhưng đối với hộp số tự động CVT (hộp số biến thiên liên tục), chất lượng chuyển số còn được cải thiện hơn nữa.

Trong một hộp số CVT, tỷ số truyền động được thay đổi một cách mượt mà, hiệu quả và liền mạch trong khi bạn lái xe. Đối với các hộp số sử dụng bánh răng, mỗi bánh răng sẽ cho một tỷ số truyền động cố định và chúng ta sẽ phải chuyển giữa những bánh răng này (tự động hoặc bằng tay) để thay đổi tỷ số đó.

 

Bản chất không phải chuyển qua lại giữa các bánh răng của CVT mang lại sự linh hoạt không thể sánh kịp bởi các thiết kế hộp số khác, và cũng giữ cho sự truyền động không bị gián đoạn bất kể vận tốc đầu ra. Chính vì vậy, hộp số CVT sẽ giúp chiếc xe của bạn tăng tốc một cách êm và ngọt, do đó tiết kiệm nhiên liệu.

Lịch sử của hộp số CVT

Mặc dù hộp số CVT mới chỉ trở nên phổ biến trong thời gian gần đây nhờ những cải tiến mang lại hiệu quả cao hơn, ý tưởng về một hệ truyền động biến thiên liên tục đã tồn tại trong nhiều thập kỷ. Leonardo da Vinci được coi là người đầu tiên có ý tưởng về một hệ thống bánh răng có thể thay đổi tỷ số truyền động, theo một bản vẽ của ông từ thế kỷ 16.

Đến năm 1886, một hệ thống như vậy được đăng ký bản quyền bởi Daimler và Benz, nhưng phải đến năm 1910, hãng xe máy Zenit của Anh mới thành công trong việc áp dụng một cơ chế như vậy vào sản phẩm của mình. Nó thành công tới mức xe máy của Zenit bị cấm tham dự các cuộc đua leo đèo.

Đến cuối thập niên 1980, hộp số CVT bắt đầu được sử dụng đại trà trên xe hơi của Subaru, và tới nay thì gần như hãng sản xuất nào cũng có ít nhất một mẫu xe sử dụng kiểu hộp số này.

Hộp số CVT hoạt động như thế nào?

Trong khi hộp số truyền thống sử dụng nhiều bộ phận phức tạp để chuyển giữa một loạt các bánh răng có sẵn, hầu hết các hộp số CVT hoạt động thông qua một hệ thống puli (ròng rọc). Hệ thống này bao gồm 2 ròng rọc có khả năng thay đổi đường kính, được kết nối với nhau bởi một đai truyền động. Nhưng vì độ dài của dây đai này là không thay đổi, nên tổng đường kính của 2 puli luôn là một hằng số.

Trong 2 puli này, một được kết nối với động cơ và một được kết nối với hệ truyền động của xe. Mỗi puli được tạo thành từ hai khối hình nón đặt đối diện với nhau, tạo thành rãnh cho đai truyền động. Khi hai khối hình nón này tiến gần vào nhau, dây đai được đẩy ra phía mép của puli (ròng rọc). Khi hai khối hình nón rời xa khỏi nhau, dây đai lại di chuyển về phía tâm của puli.

Đường kính của 2 puli sẽ thay đổi dựa trên công suất cần thiết, khi một cái tăng thì cái kia sẽ giảm. Điều này giúp chúng ta có được tỷ số truyền động biến thiên liên tục chứ không phải dựa vào tỷ số bánh răng như với hộp số truyền thống. Vì vậy hộp số CVT luôn cho cảm giác tăng tốc liền mạch và mạnh mẽ, giống như khi chúng ta đi xe máy tay ga. Vì đơn giản đó chính là cơ chế hoạt động của những chiếc xe tay ga.

Mặc dù không có bánh răng trong hộp số CVT, một số thiết kế CVT có thể mô phỏng sự chuyển số theo kiểu bánh răng của hộp số truyền thống. Trong các hộp số này, hệ thống dây đai và puli được thiết kế để di chuyển đến các vị trí được định sẵn, bằng cách sử dụng cần số truyền thống hoặc lẫy chuyển số trên vô lăng.

Tại sao hộp số CVT ngày càng phổ biến?

Nếu hộp số CVT đã tồn tại từ rất lâu thì tại sao bây giờ chúng mới trở nên phổ biến? Đơn giản là vì các nhà sản xuất nhận ra rằng phương tiện sử dụng hộp số CVT sẽ đáp ứng nhu cầu cho phần đông khách hàng của họ. CVT sử dụng hiệu quả nhất đối với các động cơ nhỏ, vốn được lắp trên các mẫu xe phổ biến. Chính vì vậy phần lớn khách hàng của họ sẽ có một trải nghiệm lái xe tốt hơn. Hộp số CVT sẽ cung cấp nhiều lợi ích hơn cho một người lái coi chiếc xe như phương tiện sử dụng hàng ngày.

Đầu tiên phải nói đến khả năng tiết kiệm nhiên liệu đáng kể. Bằng cách liên tục thay đổi tỷ số truyền động giữa động cơ tới các bánh xe, hộp số CVT có thể đảm bảo rằng không có nhiên liệu được sử dụng hơn mức cần thiết tại bất cứ thời điểm nào. Điều này có nghĩa là khi di chuyển ở tốc độ thấp trong thành phố hoặc ở một tốc độ ổn định trên đường cao tốc, vòng tua máy có thể giữ ở mức thấp, giúp tiết kiệm nhiên liệu.

Cũng theo nguyên lý đó, việc lái xe lên dốc với hộp số CVT trở nên dễ dàng hơn nhiều. Một hộp số với bánh răng sẽ phải làm việc nhiều hơn để tìm được tỷ số truyền động phù hợp, trong khi hộp số CVT sẽ làm được điều đó một cách chính xác và gần như ngay lập tức. Và cũng vì không có hoạt động chuyển số giữa các bánh răng, bạn sẽ không phải lo về việc bị hụt khi lùi số để có thêm sức mạnh vượt các xe khác.

Tất nhiên là CVT cũng có một số nhược điểm, cụ thể là chi phí bảo dưỡng và thay thế, vì dây đai nối 2 puli thường có tuổi đời không dài như một hộp số truyền thống với các bánh răng. Thêm vào đó mặc dù hộp số CVT phù hợp với nhu cầu hàng ngày của khách hành bình dân, chúng không phù hợp với các dòng xe thể thao và hiệu suất cao.

Ngoài ra, do tỷ lệ giảm hệ số quay để tăng mô-men xoắn còn thấp nên hộp số CVT không thể cho cảm giác tăng tốc tức thì như hộp số truyền thống, và chỉ phù hợp cho dòng xe hiệu suất nhỏ. Để khắc phục điểm yếu này, một số nhà sản xuất thiết kế hộp số CVT để nó hoạt động đồng thời với 1 hoặc 2 bánh răng số. Bánh răng này sẽ hoạt động ở dải vòng tua thấp, giúp chiếc xe tăng tốc và có lực kéo tốt hơn.

Cuối cùng, một số tài xế sẽ không thích xe sử dụng hộp số CVT, vì nó quá êm và không có cảm giác phấn khích khi vào số như hộp số truyền thống.