Nguyên lý hoạt động và cấu tạo hộp số vô cấp CVT ô tô

50 Likes Comment

Giới thiệu về hộp số vô cấp CVT ô tô:

Hộp số vô cấp CVT hiện nay được sử dụng khá là phổ biến, nhất là trên các dòng xe thương mại cỡ nhỏ hiện nay. Thế nhưng tại sao lại lựa chọn Hộp số vô cấp CVT sử dụng trên các ô tô cỡ nhỏ. Cái gì cũng sẽ có nguyên nhân, Hôm nay Ad sẽ giúp các bác tìm hiểu kỹ hơn nhé.

Chức năng về hộp số vô cấp CVT trên ô tô:

Các loại hộp số tự động trên ô tô

Như chúng ta đã tìm hiểu ở bài trước, hộp số có khá nhiều nhiệm vụ nhưng quan trọng nhất đó có 2 nhiệm vụ: Đảm bảo đáp ứng đủ lực kéo từ động cơ để ô tô có thể duy chuyển trên tất cả điều kiện vận hành trên đường với mức tiêu hao nhiên liệu tối ưu nhất và có khả năng đảo chiều quay động cơ để giúp ô tô đi lùi.

Những mục đích khác thật ra chỉ là hệ quả của hộp số trên ô tô. Ví dụ khi ta có nhiều số hơn thì chắc hẳn khi chạy xe sẽ êm dịu hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn do có thể hoạt động ở nhiều vùng lực kéo tối ưu. Có nhiều chương trình chuyển số sẽ giúp ta đáp ứng được nhiều điều kiện vận hành khác của người lái,… nhưng quan trọng nhất cũng là 2 cái mà Ad đã đề cập ở trên.

Tương tự, chức năng của hộp số CVT ô tô cũng giống như các hộp số khác đều phải đáp ứng được 2 mục đích chính trên. Nhưng thay vì thay đổi tỷ số truyền dựa trên bộ truyền bánh răng như các hộp số thường hay hộp số tự động có cấp khác (Gồm 2 loại hộp số tự động có cấp: Hộp số tự động có cấp AThộp số tự động ly hợp kép DCT) thì hộp số CVT ô tô thay đổi tỷ số truyền dựa trên bộ truyền đai ô tô.

Nguyên lý hoạt động và cấu tạo của hộp số vô cấp CVT ô tô:

Nguyên lý hoạt động của bộ hộp số vô cấp CVT ô tô:

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ hộp số vô cấp CVT ô tô

Như Ad đã để cập ở trên. Hộp số CVT ô tô thay đổi tỷ số truyền bằng bộ truyền đai. Để Ad giúp các bác ôn lại 1 tý về bộ truyền đai trong môn học chi tiết máy nhé. Tỷ số truyền của bộ truyền đai phụ thuộc vào đường kính của 2 bánh Pulley. Vậy, nếu ta thay đổi được đường kính của 2 bánh Pulley thì ta sẽ thu được 1 tỷ số truyền khác nhau rồi. Tận dụng ý tưởng đó, hộp số vô cấp CVT ô tô đã được thiết kế 1 cơ cấu sao cho có thể thay đổi đường kính của bánh Pulley chủ động và bị động 1 cách liên tục. Việc thay đổi liên tục đường kinh của bánh Pulley chủ động và bị động giúp cho ta thu về được 1 dãy tỷ số truyền liên tục (Rất nhiều tỷ số truyền => Rất nhiều cấp số) chính vì thế, ta mới gọi đây là hộp số vô cấp (Vô số cấp). CVT theo tiếng anh được dịch ra là Continous Variable Tranmission nghĩa là hộp số có số cấp số biến thiên liên tục @@ [Ad dịch hơi ngu nhen ahuhu]

Như Ad đã nói ở phần trên, hộp số có 2 nhiệm vụ chính:

  • Thay đổi lực kéo bằng cách thay đổi tỷ số truyền sao cho đảm bảo lực kéo từ động cơ đến bộ truyền lực chính với 1 suất tiêu hao nhiên liệu tối ưu nhất.
  • Thay đổi được chiều chuyển động của động cơ giúp ô tô đi lùi.

Nguyên tắc thay đổi tỷ số truyền của hộp số vô cấp CVT trên ô tô đã được Ad giới thiệu ở trên. Vậy bằng cách nào để thay đổi được đường kính, ta sẽ có một số kết cấu rất đặc trưng trong hộp số để làm điều đó và bằng cách nào để thay đổi được chiều quay của động cơ cũng cần các cơ cấu khá đặc biệt. Các bác hãy cùng Ad vào tìm hiểu nhé.

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT ô tô:

Hộp số vô cấp CVT ô tô có 3 chi tiết chính đó là:

  • Bộ truyền đai và 2 bánh Pulley chủ và bị động.
  • Bộ điều khiển hộp số và các thiết bị chấp hành để thay đổi đường kính 2 Pulley.
  • Cơ cấu đảo chiều chuyển động hộp số.

Bộ truyền đai và Pulley hộp số vô cấp CVT:

Bộ truyền đai trên hộp số vô cấp CVT ô tô

Bộ truyền đai và bánh Pulley chủ và bị động thì không nói rồi do Ad đã đề cập ở trên. Còn các thiết bị chấp hành thật ra là các mạch dầu và Piston thủy lực để thực hiện thay đổi đường kính của bánh Pulley chủ và bị động (Hoàn toàn được điều khiển bằng điện tử).

Còn đối với hộp số vô cấp CVT ô tô điều khiển cơ khí thì ta sẽ sử dụng cơ chế con lăn ly tâm. Khi quay nhanh thì con lăn trong bánh Pulley chủ động sẽ theo quán tính mở rộng đường kính của bánh Pulley chủ động. Do sự ảnh hưởng của đai truyền nên bánh Pulley bị động sẽ thu nhỏ dần và khi giảm tốc. Lực lò xo của bánh Pulley bị động thắng lực quán tính của Pulley chủ động nên theo các con lăn Pulley bị động sẽ mở rộng đường kính và cũng do bộ truyền đai nên đường kính Pulley chủ động bị thu nhỏ lại.

Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo hộp số vô cấp CVT bằng cơ khí (Hộp số CVT xe máy)

Hiện tượng phanh động cơ trên Hộp số vô cấp CVT xe máy:

Bộ nồi của hộp số vô cấp CVT xe máy (Nguồn: Internet)

Ở đây có 1 vấn đề vô cùng quan trọng trong hộp số vô cấp CVT xe máy đó chính là hiện tượng phanh động cơ khi đổ đèo. Hộp số vô cấp CVT trên ô tô có khả năng phanh động cơ là do khả năng giới hạn cấp số (Chương trình hộp số không tự động sang số mà giữ nguyên ở giá trị số thấp). Còn đối với hộp số vô cấp CVT xe máy điều khiển bằng cơ khí (Con lăn đã đề cập ở trên) thì bằng cách nào ??? Câu trả lời chính là bộ hộp số vô cấp CVT của xe máy được trang bị thêm 1 bộ nồi. Khi ta giữ đều ga ở độ mở ga tầm 5-10% thì nhờ lực truyền của bộ nồi trước làm bộ nồi sau đưa các má nồi ép vào bộ nồi nhờ đó lực truyền động của động cơ và bánh xe sẽ phụ thuộc nhau và có phanh động cơ. Các bác nhớ nhé, đổ đèo luôn giữ mức ga 5 – 10% hoặc hơn 1 tí chứ phanh hoài nó cháy bố phanh đấy.

Cơ cấu bánh răng hành tinh trong hộp số vô cấp CVT ô tô:

Cấu tạo bộ truyền hành tinh trong hộp số vô cấp CVT ô tô

Để đổi chiều quay của động cơ. Trong hộp số CVT ô tô ta trang bị thêm 1 cụm bánh răng hành tinh và 1 các ly hợp khóa các chi tiết bánh răng hành tinh. Nguyên nhân tại sao sử dụng bánh răng hành tinh là do nó nhỏ gọn, tiện lợi. Bằng cách khóa 1 trong các chi tiết của bánh răng hành tinh (Bánh răng bao) sẽ làm trục thứ cấp của bánh răng hành tinh đổi chiều chuyển động từ đo có thể thay đổi được chiều chuyển động của động cơ đến ô tô. Cơ bản đúng không nè.

Ưu điểm của hộp số vô cấp CVT so với các hộp số khác:

Hộp số tự động có cấp AT và hộp số vô cấp CVT trên ô tô

Ưu điểm của hộp số vô cấp CVT ô tô:

Đường đặc tính tiêu hao nhiên liệu của hộp số tự động có cấp AT và hộp số vô cấp CVT ô tô

Do không có sự ăn khớp giữa các bánh răng, không có sự di chuyển ăn khớp của vòng đồng tốc nên hộp số tự động vô cấp hoạt động rất êm dịu và không gây hiện tượng giật khi thay đổi tỷ số truyền.

Hộp số CVT ô tô bị giới hạn khả năng truyền được mômen xoắn nhưng đó cũng chính là ưu điểm của Hộp số CVT ô tô bởi vì nó là một cơ cấu an toàn để bảo vệ các bộ phận khác của hệ thống truyền lực khi xe bị quá tải.

Hộp số CVT ô tô có thể thay đổi tỷ số truyền một cách nhanh chóng để đáp ứng cho quá trình tăng tốc hoặc giảm tốc.

Thông thường Hộp số CVT ô tô sẽ điều khiển động cơ hoạt động ở khoảng tốc độ có suất tiêu hao nhiên liệu là thấp nhất, do đó xe sử dụng Hộp số CVT ô tô sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn các xe sử dụng hộp số thông thường khác.

Khả năng kiểm soát khí thải của hộp số tốt hơn do khả năng sử dụng nhiên liệu tốt.

Nhược điểm của hộp số vô cấp CVT ô tô:

Bộ truyền đai vừa là ưu điểm đồng thời là nhược điểm của hộp số vô cấp CVT ô tô

Bị giới hạn khả năng truyền được mômen xoắn. Hộp số CVT vô cấp ô tô chỉ phù hợp cho các động cơ có công suất vừa và nhỏ. Việc truyền lực kéo quá lớn sẽ gây ra trượt khá nhiều trên bộ truyền đai và với lại tải quá lớn sẽ làm bộ truyền đai nhanh chóng hư hỏng (Thật ra là hư hỏng ngay luôn chứ nhanh hư gì).

Các chi tiết của Hộp số CVT vô cấp ô tô được gia công chế tạo chính xác, sử dụng vật liệu có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và chịu kéo néo tốt, có khả năng chịu áp suất cao nên làm tăng chi phí sản xuất hộp số.

Khá rõ rồi đúng không các bác. Tuy nhiên, Ad cũng có soạn các tài liệu để các bác có thể dễ tìm hiểu hơn. Các bác lấy về tìm hiểu nhé.

LINK DOWNLOAD:

File -1

File -2

File -3

Video Mô phỏng

Tài liệu liên quan:

Cấu tạo hộp số vô cấp CVT trên ô tô Toyota Altis

Hộp số vô cấp CVT sử dụng trên Audi

Hộp số ly hợp kép 7 cấp DCT sử dụng trong xe Audi

Hộp số tự động 9-TRONIC của Mercedes- Benz

Tài liệu đào tạo ly hợp và hộp số thường Toyota

You might like

About the Author: Trần Tuấn Dũ

Xin chào các bạn, tôi là Trần Tuấn Dũ sinh năm 1997 và hiện đang là sinh viên nghành kỹ thuật ô tô của trường ĐH Bách Khoa TPHCM. Ngoài việc học hành, thì tôi có một sở thích đó là sưu tầm tài liệu chuyên nghành. Nhưng thời gian tôi có hạn và tôi cảm thấy là tôi không thể đọc hết được. Nhưng trong thời gian học tập và làm việc tại trường, tôi thấu hiểu cảm giác la lếch khắp Google để xin tài liệu. Nay tôi tạo Website này để hỗ trợ Anh/em đang học tập cũng như Anh/em đang làm trong nghề ô tô để tiết kiệm thời gian tìm kiếm tài liệu

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *