Hộp số tự động vô cấp

Nguyên lý hoạt động hộp số tự động vô cấp

Hộp số tự động vô cấp có thể nói rằng đây là thuật ngữ khá là phổ biến hiện nay. Bài viết hôm nay chúng ta cùng nhau tìm hiểu về loại hộp số  này nhé!

Hộp số kiểu tự động vô cấp là gì?

Hộp số vô cấp là gì?
Hộp số vô cấp là gì?

Hộp số tự động dạng vô cấp đây là một loại hộp số kiểu tự động có chức năng biến thiên tỷ số truyền (hay rõ hơn là momen xoắn) một cách liên tục từ thấp cho đến cao và ngược lại. Bởi vì nó không phân biệt từng cấp số riêng lẻ như các hộp số tự động có cấp thông thường, nên nó mới được gọi là hộp số tự động dạng “vô cấp”.

Nguyên lý hộp số kiểu tự động vô cấp hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động hộp số vô cấp
Nguyên lý hoạt động hộp số vô cấp

Hộp số vô cấp tự động không có các cặp bánh răng để tạo tỷ số truyền cho mỗi cấp số như ở những hộp số truyền thống gồm 3 thành cơ bản:

  • Pulley đầu vào được gắn với trục quay của động cơ
  • Pulley đầu ra được gắn với hệ thống truyền động đến các bánh xe
  • Dây đai truyền động giữa 2 Pulley, được làm bằng cao su chịu lực hoặc kim loại cao cấp

Hệ thống này giúp thay đổi tỷ số truyền (rõ hơn là momen xoắn đầu ra) một cách liên tục mà không có sự tách biệt riêng lẻ các cấp số như ở hộp số có cấp thông thường.
Mỗi pulley được tạo từ hai khối kim loại có hình nón với góc nghiêng 20 độ và đặt đối diện với nhau. Ở giữa là một dây đai truyền động vát hình chữ V chạy trong rãnh giữa hai khối hình nón này. Dây đai hình V nếu được làm từ cao su thì sẽ có độ ma sát cao hơn, hạn chế việc trượt, nhưng dễ bị giãn hơn. Còn dây đai làm từ kim loại thì ngược lại

Hai khối kim loại hình nón có thể thay đổi khoảng cách giữa nó một cách tự động, tuỳ theo sự điều khiển của ECU :

Khi hai khối hình nón này tách ra xa nhau, dây đai truyền động đi sâu vào trong rãnh và bán kính của nó khi quấn quanh pulley giảm đi

Khi hai khối hình nón nếu ở gần nhau, thì dây đai truyền động đi xa ra ngoài mép pulley hơn và bán kính khi quấn quanh pulley sẽ tăng lên

Nó có thể sử dụng áp suất thủy lực hoặc lò xo nhằm tạo ra lực đẩy để thay đổi khoảng cách hai khối hình nón

Hệ thống 2 pulley và dây đai truyền động có đường kính thay đổi luôn đi với nhau. Pulley chủ động (đầu vào) được nối với trục quay của động cơ, nhận năng lượng trực tiếp từ động cơ và đưa vào hộp số. Pulley bị động (đầu ra), được nối với pulley chủ động và truyền momen xoắn đến trục truyền động dẫn đến bánh xe.

Khoảng cách giữa trục pulley tới điểm tiếp xúc của dây đai truyền động gọi là bán kính quay. Tỷ số bán kính quay trên pulley chủ động và pulley bị động sẽ quyết định tỷ số truyền của hộp số tự động vô cấp tại thời điểm đó.

Khi một pulley tăng bán kính thì đồng thời pulley còn lại sẽ giảm bán kính để cho dây đai truyền đọng luôn bám chặt vào giữa hai khối hình nón, chúng liên tục tạo ra vô số các tỷ số truyền từ thấp nhất đến cao nhất. Có thể nói rằng hộp số vô cấp CVT có “vô số cấp số”.

Những loại vật liệu mới được sử dụng để chế tạo dây đai dành cho hộp số tự động vô cấp, đem lại độ bền và hiệu quả vận hành cao hơn.

Ưu điểm hộp số vô cấp tự động

  • Việc chuyển số tới-lui trở nên mượt mà và êm ái, không gây nên cảm giác xe bị giật hoặc “hẫng”, do nó không có từng cấp số riêng lẻ, hầu như thì ta không thể nhận biết được quá trình chuyển số, kể cả khi bạn nhìn vào bảng đồng hồ tua máy đi nữa, tạo nên sự thoải mái cho người lái, đặc biệt là khi leo dốc – đèo.
  • Tỷ số truyền(i) được tối ưu hoá, hạn chế tối đa năng lượng thừa được sinh ra, giúp cho bạn tiết kiệm nhiên liệu, giảm lượng khí thải ra môi trường.
  • Kết cấu đơn giản và nhỏ gọn hơn hộp số tự động thông thường nên vì thế nó có:
  • Chi phí sản xuất ít hơn
  • Bền và ít xảy ra tình trạng hư hỏng lặt vặt hơn từ đó mà chi phí cho việc bảo dưỡng, sửa chữa cũng thấp hơn
  • Trọng lượng nhẹ phù hợp cho việc lắp trên những chiếc xe nhỏ gọn, đồng thời giúp góp phần tiết kiệm nhiên liệu
  • Theo như lý thuyết, ở dải tốc độ từ thấp cho đến trung bình (từ 0->100 km/h), xe sử dụng hộp số tự động vô cấp CVT có khả năng tăng tốc mượt mà và nhanh hơn xe có cùng động cơ và dùng hộp số tự động có cấp thông thường