Biến thể từ A đến Z

Hộp số vô cấp CVT từ khoang hành khách của một chiếc ô tô đứng yên thực tế không thể phân biệt được với một loại máy tự động quen thuộc. Ở đây bạn có thể thấy cần gạt chọn và dòng chữ PNDR quen thuộc, không có bàn đạp ly hợp. Hộp số CVT biến thiên liên tục hoạt động như thế nào trong ô tô hiện đại? Sự khác biệt giữa biến thể hình xuyến và biến thể đai V là gì? Điều này sẽ được thảo luận trong bài viết sau.

CVT - hộp số biến thiên liên tục

Trong số các loại hộp số, biến thể vô cấp nổi bật, chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn. Đầu tiên, một chút nền tảng lịch sử.

Lịch sử CVT

Khi nói đến lai lịch của thiết bị biến thể, người ta phải nhắc đến nhân cách của Leonardo da Vinci (1452-1519). Trong các tác phẩm của nghệ sĩ và nhà khoa học người Ý, người ta có thể tìm thấy những mô tả đầu tiên về sự truyền biến liên tục đã thay đổi nghiêm trọng vào thế kỷ XNUMX. Các nhà xay xát thời Trung cổ cũng biết nguyên lý cơ bản của thiết bị này. Sử dụng bộ truyền động đai và côn, các máy xay tác động thủ công lên các viên đá và thay đổi tốc độ quay của chúng.

Gần 400 năm trôi qua trước khi xuất hiện bằng sáng chế đầu tiên cho một phát minh. Chúng ta đang nói về một biến thể hình xuyến được cấp bằng sáng chế vào năm 1886 ở Châu Âu. Việc sử dụng thành công hộp số CVT trên xe mô tô đua đã dẫn đến việc vào đầu thế kỷ XNUMX, lệnh cấm tham gia của các thiết bị được trang bị CVT đã được đưa ra trong cuộc thi. Để duy trì sự cạnh tranh lành mạnh, bản thân họ đã cảm thấy những cấm đoán như vậy trong suốt thế kỷ trước.

Việc sử dụng đầu tiên của một biến thể ô tô là từ năm 1928. Sau đó, nhờ nỗ lực của các nhà phát triển công ty Clyno Engineering của Anh, một chiếc xe ô tô với hộp số vô cấp CVT đã có được. Do công nghệ chưa phát triển, máy không được phân biệt bằng độ tin cậy và hiệu suất cao.

Một vòng lịch sử mới đã diễn ra ở Hà Lan. Chủ sở hữu của DAF, Van Dorn, đã phát triển và triển khai thiết kế Variomatic. Sản phẩm của nhà máy là biến thể đầu tiên được ứng dụng đại trà.

Ngày nay, các công ty nổi tiếng thế giới từ Nhật Bản, Mỹ, Đức đang tích cực triển khai lắp đặt hộp số biến thiên liên tục trên ô tô. Để đáp ứng các điều kiện của thời gian, thiết bị không ngừng được cải tiến.

CVT là gì

CVT là viết tắt của Hệ thống truyền động biến thiên liên tục. Dịch từ tiếng Anh, điều này có nghĩa là "liên tục thay đổi đường truyền." Trên thực tế, tính liên tục được biểu hiện bằng việc người lái không cảm nhận được sự thay đổi tỷ số truyền theo bất kỳ cách nào (không có những cú sốc đặc trưng). Việc truyền mômen xoắn từ động cơ đến các bánh dẫn động được thực hiện mà không cần sử dụng một số bước hạn chế, do đó, quá trình truyền được gọi là biến thiên liên tục. Nếu ký hiệu CVT được tìm thấy trong nhãn cấu hình xe, thì chúng ta đang nói về thực tế là một biến thể được sử dụng.

Các loại biến thể

Phần tử kết cấu chịu trách nhiệm truyền mômen xoắn từ trục dẫn động sang trục dẫn động có thể là đai chữ V, xích hoặc con lăn. Nếu tính năng thiết kế cụ thể được chọn làm cơ sở để phân loại, thì sẽ có được các tùy chọn CVT sau:

• Đai chữ V;
• chữ hình nêm;
• hình xuyến.

Các loại hộp số này được sử dụng chủ yếu trong ngành công nghiệp ô tô, mặc dù có nhiều lựa chọn hơn cho các thiết bị chịu trách nhiệm thay đổi tỷ số truyền trơn tru.

Tại sao cần truyền động vô cấp

Nhờ hộp số vô cấp, động cơ đốt trong sẽ truyền mô-men xoắn không chậm trễ tại bất kỳ thời điểm nào hoạt động. Sự chậm trễ như vậy xảy ra khi tỷ số truyền thay đổi. Ví dụ, khi người lái chuyển cần số tay sang vị trí khác hoặc hộp số tự động thực hiện công việc của mình. Do được truyền liên tục nên xe tăng tốc mượt mà, hiệu suất của động cơ tăng lên, tiết kiệm nhiên liệu nhất định.

Thiết bị và nguyên lý hoạt động của biến thể

Các câu hỏi về thiết bị của biến thể là gì và nguyên lý hoạt động của nó sẽ được thảo luận chi tiết hơn. Nhưng trước hết bạn cần xác định đâu là các yếu tố cấu trúc chính.

Thành phần chính

Hộp số CVT bao gồm một puli dẫn động và dẫn động, một dây đai (xích hoặc con lăn) kết nối chúng và một hệ thống điều khiển. Các ròng rọc nằm trên trục và trông giống như hai nửa của hình nón, đối diện với nhau bằng các đỉnh của hình nón. Điểm đặc biệt của các hình nón là chúng có thể hội tụ và phân kỳ trong một phạm vi nhất định. Chính xác hơn, một hình nón chuyển động, trong khi hình nón kia bất động. Chuyển động của các puli trên trục được điều khiển bởi một hệ thống điều khiển nhận dữ liệu từ máy tính trên xe.

Ngoài ra, các thành phần chính của CVT là:

• bộ biến mô (có nhiệm vụ truyền mômen từ động cơ đến trục đầu vào của bộ truyền động);
• thân van (cấp dầu cho puli quay);
• bộ lọc để bảo vệ chống lại sự sản sinh kim loại và cặn bẩn;
• bộ tản nhiệt (loại bỏ nhiệt ra khỏi hộp);
• cơ chế hành tinh cung cấp chuyển động ngược lại của ô tô.

V-belt variator

Biến thể đai chữ V được thể hiện bằng hai ròng rọc trượt và giãn nở được nối với nhau bằng một đai kim loại. Bằng cách giảm đường kính của puli dẫn động, sự gia tăng đồng thời của đường kính puli dẫn động xảy ra, điều này cho thấy một bánh răng giảm. Tăng đường kính của puli truyền động sẽ tạo ra hiện tượng quá tải.

Thay đổi áp suất của chất lỏng làm việc ảnh hưởng đến chuyển động của hình nón của puli truyền động. Ròng rọc dẫn động thay đổi đường kính nhờ dây đai căng và lò xo hồi vị. Ngay cả một sự thay đổi nhỏ của áp suất trong hộp số cũng ảnh hưởng đến tỷ số truyền.

Thiết bị đai

Dây đai CVT hình vành đai bao gồm các dây cáp hoặc dải kim loại. Số lượng của chúng có thể lên đến 12 miếng. Các dải này nằm trên dải kia và được gắn chặt với nhau bằng kim ghim bằng thép. Hình dạng phức tạp của giá đỡ không chỉ cho phép buộc chặt các dải mà còn cung cấp sự tiếp xúc với các ròng rọc cần thiết cho hoạt động của bộ truyền động.

Lớp phủ bảo vệ chống mài mòn nhanh chóng. Nó cũng ngăn không cho dây đai trượt qua các puli trong quá trình hoạt động. Trong những chiếc xe hiện đại, việc sử dụng dây đai bằng da hoặc silicon là không có lợi do nguồn lực của bộ phận này nhỏ.

Biến thể chuỗi V

Bộ biến đổi xích V cũng tương tự như dây curoa chữ V, chỉ khác là xích đóng vai trò truyền động giữa ổ trục và trục dẫn động. Phần cuối của xích, nơi tiếp xúc với bề mặt hình nón của các ròng rọc, chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn.

Do tính linh hoạt cao hơn, phiên bản V-chain của CVT có hiệu suất cao.

Nguyên lý hoạt động của nó hoàn toàn giống với hộp số truyền động bằng dây curoa.

Thiết bị mạch

Chuỗi bao gồm các tấm kim loại, mỗi tấm có các vấu kết nối. Do sự kết nối có thể di chuyển giữa các tấm trong thiết kế dây chuyền, chúng mang lại sự linh hoạt và giữ mô-men xoắn ở mức nhất định. Do các mắt xích được sắp xếp theo hình bàn cờ nên dây xích có độ bền cao.

Lực kéo đứt của xích cao hơn của đai. Lug chèn được làm từ hợp kim chống mài mòn nhanh chóng. Chúng được đóng lại với sự trợ giúp của các miếng chèn, hình dạng của nó là hình bán trụ. Đặc điểm thiết kế của dây chuyền là chúng có thể kéo dài. Thực tế này ảnh hưởng đến hoạt động của bộ truyền biến thiên liên tục, do đó, cần phải chú ý trong quá trình bảo trì theo lịch trình.

Biến thể hình xuyến

Loại hộp số vô cấp CVT hình xuyến ít phổ biến hơn. Một tính năng đáng chú ý của thiết bị là thay vì dây đai hoặc dây xích, ở đây sử dụng các con lăn quay (xung quanh trục của nó, con lắc chuyển động từ puli truyền động sang puli dẫn động).

Nguyên lý hoạt động là sự chuyển động đồng thời của các con lăn trên bề mặt của các nửa puli. Bề mặt của các nửa có hình dạng hình xuyến, do đó có tên là đường truyền. Nếu tiếp xúc với đĩa dẫn động được thực hiện trên đường có bán kính lớn nhất, thì điểm tiếp xúc với đĩa dẫn động sẽ nằm trên đường có bán kính nhỏ nhất. Vị trí này tương ứng với chế độ tăng tốc. Khi các con lăn di chuyển về phía trục dẫn động, bánh răng sẽ được chuyển số.

CVT trong ngành công nghiệp ô tô

Các thương hiệu ô tô đang phát triển các tùy chọn của riêng họ cho hộp số biến thiên liên tục. Mỗi mối quan tâm đặt tên cho sự phát triển theo cách riêng của nó:

1. Durashift CVT, Ecotronic - Phiên bản Mỹ từ Ford;
2. Multitronic và Autotronic - CVT của Đức từ Audi và Mercedes-Benz;
3. Multidrive (Toyota), Lineartronic (Subaru), X-Tronic và Hyper (Nissan), Multimatic (Honda) - những cái tên này có thể được tìm thấy trong số các nhà sản xuất Nhật Bản.

Ưu và nhược điểm của CVT

Giống như hộp số sàn hoặc hộp số tự động, hộp số biến thiên liên tục có những ưu và nhược điểm của nó. Những ưu điểm là:

• di chuyển thoải mái bằng ô tô (vị trí “D” trên bộ chọn được đặt trước khi bắt đầu chuyển động, động cơ tăng tốc và giảm tốc độ xe không bị giật đặc trưng của cơ khí và số tự động);
• tải trọng đồng đều trên động cơ, kết hợp với sự hoạt động chính xác của bộ truyền động và góp phần tiết kiệm nhiên liệu;
• giảm phát thải các chất độc hại vào khí quyển;
• động lực tăng tốc của ô tô;
• trượt bánh xe, tăng độ an toàn (đặc biệt là khi lái xe trong điều kiện băng giá).

Trong số những điểm hạn chế của việc truyền biến thiên liên tục, người ta chú ý đến bản thân chúng:

• hạn chế mang tính xây dựng đối với sự kết hợp của một biến thể với động cơ đốt trong mạnh mẽ (cho đến nay chúng ta chỉ có thể nói về một vài bản sao của những chiếc xe cùng loại như vậy);
• nguồn lực hạn chế ngay cả khi bảo trì thường xuyên;
• sửa chữa (mua) tốn kém;
• rủi ro cao khi mua một chiếc ô tô cũ có hộp số CVT (từ loạt bài “heo kêu”, vì không biết chủ sở hữu trước đã vận hành chiếc xe được bán như thế nào);
• một số ít trung tâm dịch vụ trong đó các bậc thầy sẽ đảm nhận việc sửa chữa thiết bị (mọi người đều biết về CVT);
• hạn chế sử dụng kéo và rơ moóc;
• sự phụ thuộc vào các cảm biến giám sát (máy tính trên bo mạch trong trường hợp trục trặc sẽ cung cấp dữ liệu không chính xác cho hoạt động);
• dầu bánh răng đắt tiền và yêu cầu giám sát liên tục mức của nó.

Tài nguyên CVT

Các sắc thái hoạt động (điều kiện đường xá, phong cách lái xe) và tần suất bảo dưỡng hộp số CVT ảnh hưởng đến tài nguyên của thiết bị.

Nếu không tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất, nếu vi phạm các quy định bảo trì thường xuyên, thì tuổi thọ sử dụng lâu dài là vô ích.

Tài nguyên là 150 nghìn km, đường truyền, như một quy luật, không y tá nhiều hơn. Có một số trường hợp cá biệt khi hộp số CVT được thay đổi như một phần của việc sửa chữa bảo hành trên những chiếc xe không vượt qua được 30 nghìn km. Nhưng đây là một ngoại lệ đối với quy tắc. Bộ phận chính ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng là dây curoa (xích). Bộ phận này cần sự chú ý của người lái, vì với độ mòn lớn, hộp số CVT hoàn toàn có thể bị gãy.

Những phát hiện

Khi nói đến những chiếc xe có khả năng truyền mô-men xoắn liên tục, có lý do cho những đánh giá tiêu cực. Lý do là nút yêu cầu bảo trì thường xuyên và tài nguyên của nó nhỏ. Câu hỏi có nên mua xe với CVT hay không thì mọi người đều tự mình quyết định. Việc truyền tải có những ưu điểm và nhược điểm. Cuối cùng, bạn có thể đưa ra một nhận xét cảnh báo - khi mua một chiếc xe cũ có hộp số CVT, bạn cần phải cực kỳ cẩn thận. Chủ sở hữu của một chiếc xe đã qua sử dụng có thể che giấu các tính năng vận hành và CVT về mặt này là một tùy chọn nhạy cảm cho hộp số cơ khí.