Hộp số CVT – Công nghệ tiên tiến cho xe ô tô hiện đại

Hộp số CVT là gì? Đó là viết tắt của Continuously Variable Transmission, hay còn gọi là hộp số biến thiên liên tục. Đây là một loại hộp số không có số cố định, mà có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục theo tốc độ và mô-men xoắn của động cơ. 

Hộp số CVT được xem là một trong những công nghệ hộp số tiên tiến nhất hiện nay, bởi nó mang lại nhiều lợi ích cho người lái và xe ô tô. Vậy hộp số CVT hoạt động như thế nào? Lịch sử phát triển của nó ra sao? Cùng Isuzu Vân Nam tìm hiểu trong bài viết dưới đây.

Giới thiệu khái niệm về hộp số CVT

Hộp số CVT là một loại hộp số không có số cố định, mà có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục theo tốc độ và mô-men xoắn của động cơ. Tỉ số truyền là tỉ lệ giữa vòng quay của trục vào (đến từ động cơ) và trục ra (đến bánh xe). Tỉ số truyền cao có nghĩa là trục ra quay nhanh hơn trục vào, và ngược lại. 

Trong các loại hộp số thông thường, tỉ số truyền được chia thành các cấp số cố định, ví dụ như 4, 5, 6 hoặc 7 số. Khi người lái chuyển số, tỉ số truyền sẽ nhảy từ một giá trị này sang một giá trị khác. Điều này có thể gây ra sự giật cục, giảm sự êm ái và tăng tiêu hao nhiên liệu.

Trong hộp số CVT, không có sự chuyển nhảy của tỉ số truyền, mà chỉ có sự thay đổi liên tục của nó. Hộp số CVT có thể điều chỉnh tỉ số truyền sao cho phù hợp với điều kiện lái xe, từ rất thấp (khi khởi động) cho đến rất cao (khi tăng tốc). Hộp số CVT không bị giới hạn bởi số lượng cấp số, mà chỉ bị giới hạn bởi khả năng của các bộ phận bên trong.

Lịch sử phát triển của hộp số CVT

Người ta cho rằng người phát minh ra hộp số CVT là Leonardo da Vinci, một nhà khoa học, nghệ sĩ và phát minh viên nổi tiếng của Ý, vào thế kỷ 15. Ông đã vẽ ra một bản thiết kế của một hộp số có thể thay đổi tỉ số truyền liên tục bằng cách dùng các bánh răng hình tròn có đường kính khác nhau.

Tuy nhiên, hộp số CVT không được áp dụng vào thực tế cho đến thế kỷ 19, khi một số nhà phát minh đã sử dụng nó cho các máy móc công nghiệp và nông nghiệp. Một trong những ứng dụng đầu tiên của hộp số CVT là cho xe đạp, khi một nhà phát minh người Pháp tên là Constantin Fahlberg đã sáng chế ra một loại xe đạp có hộp số CVT vào năm 1896. 

Vào đầu thế kỷ 20, hộp số CVT bắt đầu được sử dụng cho xe ô tô. Một trong những xe ô tô đầu tiên có hộp số CVT là Zenith V-Twin, một loại xe hai chỗ do công ty Zenith Motorcycles của Anh sản xuất vào năm 1912. Xe này có hộp số CVT dùng biến tốc độ, giúp xe có thể chạy với tốc độ từ 8 km/h cho đến 120 km/h mà không cần chuyển số.

Trong những năm sau đó, hộp số CVT được cải tiến và phát triển bởi nhiều nhà sản xuất xe ô tô khác nhau, như Daf, Fiat, Subaru, Honda, Toyota và Nissan. Các loại hộp số CVT mới được thiết kế với các bộ phận khác nhau, như dây curoa, bánh răng trượt, bánh răng vô cấp và đĩa ly hợp. 

Hiện nay, hộp số CVT đã được ứng dụng rộng rãi trên các dòng xe ô tô hiện đại, từ xe du lịch, xe thể thao cho đến xe sang trọng. Hộp số CVT không chỉ mang lại sự tiện lợi và thoải mái cho người lái, mà còn giúp xe ô tô tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. 

Hộp số CVT cũng được kết hợp với các công nghệ khác, như hybrid, turbo và plug-in, để tạo ra những chiếc xe ô tô vừa mạnh mẽ vừa thân thiện với môi trường.

Hộp số CVT là gì ? Cách thức hoạt động của CVT.

Hộp số CVT có nhiều loại khác nhau, nhưng cơ bản thì chúng đều gồm các bộ phận sau:

• Trục ra (output shaft): Đây là bộ phận kết nối với bánh xe, nhận mô-men xoắn từ hộp số CVT và truyền đến bánh xe.
• Bộ biến tốc (variator): Đây là bộ phận quan trọng nhất của hộp số CVT, có chức năng thay đổi tỉ số truyền liên tục. Bộ biến tốc có thể có nhiều dạng khác nhau, nhưng phổ biến nhất là dạng dùng dây curoa và hai bánh răng hình nón. Dây curoa được gắn vào hai bánh răng hình nón, một ở trục vào và một ở trục ra. 
• Hai bánh răng hình nón có thể di chuyển gần hay xa nhau, tạo ra các đường kính khác nhau cho dây curoa. Khi dây curoa di chuyển từ đường kính nhỏ sang đường kính lớn, tỉ số truyền sẽ giảm, và ngược lại. Bằng cách này, bộ biến tốc có thể tạo ra một dải tỉ số truyền rất rộng, từ 0,2 cho đến 6.
• Bộ điều khiển (controller): Đây là bộ phận điều khiển hoạt động của hộp số CVT theo các thông số của động cơ và xe ô tô, như tốc độ, mô-men xoắn, áp suất nhiên liệu… Bộ điều khiển sử dụng các cảm biến để đọc các thông số này, và gửi các tín hiệu điện tử để điều chỉnh vị trí của hai bánh răng hình nón trong bộ biến tốc. 
• Bộ ly hợp (clutch): Đây là bộ phận kết nối hoặc ngắt kết nối giữa trục vào và trục ra. Bộ ly hợp có thể là loại ly hợp khô hoặc ly hợp ướt, tùy thuộc vào loại xe ô tô. Bộ ly hợp khô sử dụng các miếng ma sát để tạo lực kết nối giữa hai trục. Bộ ly hợp được điều khiển bằng cách dùng bàn đạp ly hợp hoặc tự động.

Nguyên lý hoạt động của hộp số CVT có thể được mô tả như sau:

• Khi xe ô tô khởi động, bộ ly hợp sẽ ngắt kết nối giữa trục vào và trục ra. Đồng thời, bộ biến tốc sẽ điều chỉnh vị trí của hai bánh răng hình nón sao cho dây curoa ở vị trí có đường kính lớn nhất ở trục vào và đường kính nhỏ nhất ở trục ra. Điều này sẽ tạo ra một tỉ số truyền rất cao, giúp xe ô tô có lực kéo lớn khi khởi động.
• Khi người lái nhả bàn đạp ly hợp, bộ ly hợp sẽ kết nối lại giữa trục vào và trục ra. Lúc này, mô-men xoắn từ động cơ sẽ được truyền qua bộ biến tốc đến trục ra và bánh xe.
• Khi người lái tăng ga, động cơ sẽ tăng vòng quay và mô-men xoắn. Bộ điều khiển sẽ nhận biết điều này và gửi tín hiệu để bộ biến tốc thay đổi vị trí của hai bánh răng hình nón. Hai bánh răng hình nón sẽ dịch chuyển sao cho dây curoa ở vị trí có đường kính nhỏ dần ở trục vào và đường kính lớn dần ở trục ra. 
• Khi người lái giảm ga, động cơ sẽ giảm vòng quay và mô-men xoắn. Bộ điều khiển sẽ nhận biết điều này và gửi tín hiệu để bộ biến tốc thay đổi vị trí của hai bánh răng hình nón. Hai bánh răng hình nón sẽ dịch chuyển sao cho dây curoa ở vị trí có đường kính lớn dần ở trục vào và đường kính nhỏ dần ở trục ra.

Ưu điểm của hộp số CVT

Hộp số CVT có nhiều ưu điểm so với các loại hộp số thông thường khác, như:

• Tiết kiệm nhiên liệu: Hộp số CVT có thể điều chỉnh tỉ số truyền sao cho phù hợp với điều kiện lái xe, giúp động cơ hoạt động ở vòng quay tối ưu, không quá cao hay quá thấp. Điều này giúp giảm tiêu hao nhiên liệu và khí thải của xe ô tô.
• Động cơ êm hơn: Hộp số CVT không có sự chuyển nhảy của tỉ số truyền, mà chỉ có sự thay đổi liên tục của nó. Điều này giúp giảm sự giật cục, rung động và tiếng ồn của động cơ khi chuyển số.
• Chi phí bảo dưỡng thấp: Hộp số CVT có ít bộ phận chuyển động hơn các loại hộp số khác, do đó ít bị mài mòn và hỏng hóc. Hộp số CVT cũng không cần thay dầu thường xuyên, chỉ cần kiểm tra và làm sạch các bộ phận theo định kỳ.
• Lái xe thoải mái: Hộp số CVT mang lại sự liền mạch, êm dịu và hiệu quả cho người lái và xe ô tô. Người lái không cần phải chuyển số thường xuyên, mà chỉ cần tập trung vào việc điều khiển xe. Hơn nữa, hộp số CVT mang lại sự liền mạch, êm dịu và hiệu quả cho người lái và xe ô tô. 
• Người lái không cần phải chuyển số thường xuyên, mà chỉ cần tập trung vào việc điều khiển xe. Hơn nữa, hộp số CVT cũng có các chế độ lái khác nhau, như eco, sport hoặc manual, để phù hợp với sở thích và mục đích của người lái.

Kết luận

Hộp số CVT là một công nghệ tiên tiến cho xe ô tô hiện đại. Hộp số CVT có khả năng thay đổi tỉ số truyền liên tục theo tốc độ và mô-men xoắn của động cơ, giúp xe ô tô tiết kiệm nhiên liệu, động cơ êm hơn, chi phí bảo dưỡng thấp và lái xe thoải mái. 

Hộp số CVT đã có từ rất lâu, nhưng đã được cải tiến và phát triển bởi nhiều nhà sản xuất xe ô tô khác nhau. Hiện nay, hộp số CVT đã được ứng dụng rộng rãi trên các dòng xe ô tô hiện đại, từ xe du lịch, xe thể thao cho đến xe sang trọng.