Hộp số vô cấp hay còn được gọi hộp số CVT (viết tắt của cụm từ Continuously Variable Transmission) cung cấp tỷ số truyền biến thiên liên tục để giữ cho động cơ ô tô hoạt động trong phạm vi vòng tua tối ưu cho mọi tình huống lái xe.
Đôi khi hộp số CVT còn được gọi là hộp số không có cấp số cố định hoặc một cấp số, cho phép thay đổi tỷ số truyền liên tục mà không phân theo từng cấp số, đây chính là điểm khác biệt lớn với hộp số tự động truyền thống.
Cấu tạo hộp số CVT
Người đầu tiên phát minh ra hộp số CVT là Leonardo da Vinci vào năm 1490 nhưng Daimler và Benz mới là người được cấp bằng sáng chế cho thiết kế hộp số này vào năm 1886.
Cấu tạo của hộp số CVT gồm 2 puli chủ động (đầu vào) và bị động (đầu ra) được kết nối thông qua dây đai. Khi vị trí các puli thay đổi cũng là lúc tỷ số truyền thay đổi. Để có số lùi, người ta lắp thêm trước đầu vào của hệ truyền đai 1 bộ bánh răng hành tinh và ly hợp giống như của hộp số tự động.
Với sự phát triển của công nghệ, hộp số CVT đã được ngiên cứu và thay đổi để mang lại hiệu quả cao hơn so với hộp số truyền thống. Nhờ đó, sự hiện diện của loại hộp số này trên các mẫu xe đã tăng vọt trong vài năm trở lại đây.
Tại Việt Nam, ngày càng nhiều mẫu xe phổ thông mới được giới thiệu gần đây đều có xu hướng chuyển sang sử dụng hộp số CVT, ví dụ như Mitsubishi có Attrage, Outlander; Honda có City, Civic, Accord, BR-V, HR-V, CR-V; Toyota là Vios, Altis, Raize, Corolla Cross; Hyundai có Creta, Stargazer; KIA có Sonet; Nissan có X-Trail, Almera; các mẫu xe của Subaru…
Ưu nhược điểm của hộp số CVT
Tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải là những lợi ích hàng đầu của hộp số vô cấp biên thiên liên tục. Bên cạnh đó, người lái xe còn nhận thấy khả năng tăng giảm tốc mượt mà hơn do không có điểm chuyển số đột ngột.
Ngoài ra, cấu tạo đơn giản, kích thước nhỏ gọn, tính hiệu quả của hộp số CVT khi kết hợp với động cơ nhỏ và chi phí thấp hơn so với các tùy chọn hộp số truyền thống cũng là những lý do khiến các nhà sản xuất ô tô ưu tiên sử dụng loại hộp số này.
Tuy nhiên, nhược điểm của hộp số CVT là thiếu các điểm chuyển số khiến người điều khiển cảm thấy lái xe thiếu đi sự thú vị, quá trình tăng tốc tạo ra tiếng ồn lớn, dễ bị trượt đai nếu mô-men xoắn lớn, dầu hộp số CVT tương đối đắt tiền, sửa chữa tốn kém hơn, không thể tải nặng và tối ưu cho đi đường đèo.
Chính vì vậy, trong những năm gần đây, các nhà sản xuất ô tô đã không ngừng cải tiến để khắc phục những điểm yếu này bằng những biến thể với những tinh chỉnh cơ chế hoạt động của hộp số CVT.
Hộp số vô cấp thông minh iVT
Hộp số vô cấp thông minh iVT là thuật ngữ mới được nhà sản xuất ô tô Hàn Quốc Hyundai sử dụng trên các mẫu xe mới của Hyundai và KIA khi được trang bị loại hộp số này.
Sự khác biệt giữa hộp số vô cấp thông minh iVT và hộp số CVT thông thường đến từ bộ phận dây đai. Ở đây, hãng đã chuyển sang sử dụng dây đai dạng xích thay cho dạng lá thép truyền thống.
Dây đai xích trong hộp số vô cấp thông minh iVT sử dụng lực căng để điều chỉnh đường kính ròng rọc, nhờ đó loại bỏ hiện tượng trượt dây đai, giảm tiếng ồn khi tăng tốc và có thể truyền tải mô-men xoắn lớn lên tới gần 400 Nm, điều mà hộp số CVT truyền thông không thể làm được.
Ngoài ra, hộp số iVT cũng tái tạo kiểu chuyển số của hộp số sàn để có cảm giác nhạy hơn, tạo hứng thú cho người lái. Hơn nữa, dây đai xích không cần bảo dưỡng và cũng có tuổi thọ cao hơn dây đai CVT thông thường.
Trên thực tế, Hyundai không phải là hãng duy nhất sử dụng loại hộp số vô cấp dẫn động bằng dây đai dạng xích. Subaru mới chính là hãng xe đầu tiên trên thế giới áp dụng điều đó lên các mẫu xe của mình vào năm 2009 với tên gọi Lineartronic CVT mà không gọi là iVT như hiện nay.
Hộp số vô cấp D-CVT
Hộp số vô cấp D-CVT được Daihatsu, hãng xe con của tập đoàn Toyota nghiên cứu phát triển và áp dụng lần đầu tiên trên mẫu xe Daihatsu Rocky hay Toyota Raize được bán tại Việt Nam. D-CVT được hiểu là Dual Mode CVT hay còn gọi là hộp số vô cấp 2 chế độ.
Cụ thể, hộp số vô cấp D-CVT không chỉ dựa vào hệ thống truyền động bằng dây đai mà còn có sự tham gia của các bánh răng tách rời ở hai trục đầu vào, đầu ra của hộp số bên cạnh dây đai. Khi hoạt động ở chế độ chia tách sẽ có tỷ số truyền tương đương với hộp số tự động 8 cấp.
Trong điều kiện xe đang dừng hoặc di chuyển từ tốc độ thấp đến trung bình, hộp số D-CVT hoạt động tương tự như một hộp số CVT thông thường. Khi xe vận hành ở tốc độ cao hơn, hộp số D-CVT sẽ chuyển sang chế độ phân chia với sự tham gia truyền động bằng bánh răng để giảm tải cho dây đai nhưng vẫn cung cấp khả năng truyền lực hiệu quả hơn.
So với hộp số CVT thông thường, hộp số vô cấp D-CVT ở chế độ chia tách ít bị tổn thất năng lượng hơn vì đã loại bỏ ma sát giữa bộ truyền động dây đai với trục puli. Ở cùng dải tốc độ, vòng tua máy với xe sử dụng hộp số vô cấp D-CVT nhỏ hơn nên sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Thế nhưng, hạn chế lớn nhất của hộp số vô cấp D-CVT vẫn là giới hạn khả năng truyền mô-men xoắn tối đa ở mức 150 Nm và chỉ tối ưu cho các mẫu xe đô thị hoặc xe có dung tích động cơ từ 1.5L trở xuống. Đó là lý do tại loại hộp số này chỉ xuất hiện trên Toyota Raize, Avanza, Veloz Cross hay Yaris Cross sắp ra mắt.
Hộp số vô cấp Direct Shift CVT
Hộp số vô cấp Direct Shift CVT còn có tên gọi khác là hộp số Super CVT-i do Toyota nghiên cứu phát triển và lần đầu tiên có mặt trên dòng xe Corolla và RAV4 vào năm 2018.
Mặc dù cũng có sự tham gia của cơ cấu bánh răng tích hợp riêng như hộp số vô cấp D-CVT, nhưng cách tiếp cận của hộp số vô cấp Direct Shift CVT lại hoàn toàn khác khi bánh răng chỉ can thiệp khi xe tăng tốc từ lúc đứng yên hoặc lùi xe như một cấp số đầu tiên trong hộp số sử dụng bánh răng truyền thống. Toyota gọi đó là bánh răng đề pa (Launch Gear).
Điều này sẽ giúp cho tăng tốc tốt hơn, giảm độ ồn và hạn chế tình trạng trượt dây đai do lực ma sát giữa puli và dây đai không đủ lớn. Sau khi đạt vận tốc ổn định, hộp số Direct Shift CVT sẽ chuyển sang hệ dẫn động bằng dây đai như hộp số CVT thông thường.
Ngoài ra, việc tích hợp một cấp số đề pa vào hộp số CVT sẽ giúp giảm tải cho hộp số CVT nên có thể sử dụng dây đai dẫn động và các bộ phận puli tải nhỏ, nhẹ hơn.
Do những thay đổi về thiết kế này, những chiếc xe được trang bị hộp số vô cấp Direct Shift CVT có khả năng tăng tốc mạnh mẽ và nhịp nhàng hơn rất nhiều so với bất kỳ CVT thông thường, khả năng chuyển số nhanh hơn 20% và sử dụng được trên những mẫu xe có động cơ dung tích lớn hơn.
Bạn có góc nhìn (hoặc có trải nghiệm) nào về vấn đề trên? Hãy để lại bình luận bên dưới hoặc chia sẻ bài viết về Ban Ô tô xe máy theo email: [email protected]. Các nội dung phù hợp sẽ được đăng tải. Xin cảm ơn!
