Hướng dẫn các loại hộp số tự động từ Ly hợp kép đến CVT

Chia sẻ trang này
Khi nói đến hộp số tự động, không phải chỉ có một công nghệ duy nhất, mà cần hiểu ba nhóm chính với nguyên lý hoạt động hoàn toàn khác nhau: hộp số tự động thủy lực có biến mô, hộp số ly hợp kép (DCT) và hộp số biến thiên vô cấp (CVT). Cả ba đều giao việc sang số cho người lái; nhưng một loại thực hiện việc này bằng cặp cánh nổi trên dầu, hai loại dùng bộ hai số đã được chuẩn bị sẵn, còn loại thứ ba dùng hệ thống nón gồm các đĩa ma sát. Kết quả là ba tính cách lái xe hoàn toàn khác nhau sau tay lái.
Điểm Nổi bật
- DCT, với thời gian sang số xuống tới 80 mili giây, có thể sang số nhanh hơn cả số sàn.
- Theo công bố của một nhà sản xuất, DCT 7 cấp tiết kiệm 6% nhiên liệu so với số sàn 6 cấp và 20% so với hộp số tự động thủy lực.
- Concept DCT đầu tiên có từ năm 1939, còn DCT hiện đại đầu tiên được sản xuất hàng loạt vào năm 2003.
- CVT hiệu quả trong giao thông dừng-đi ở thành phố; trong khi DCT có lợi thế trên đường trường.
- Hộp số sàn không phải lúc nào cũng tiết kiệm hơn; các hộp số tự động hiện đại đã vượt qua định kiến đó.
DCT Hoạt Động Như Thế Nào: Cuộc Hôn Nhân Của Hai Hộp Số Sàn Trong Một Vỏ
Bạn có thể hiểu hộp số ly hợp kép một cách đơn giản nhất là sự kết hợp của hai hộp số sàn riêng biệt trong cùng một vỏ. Số lẻ (1, 3, 5...) nối với một ly hợp, số chẵn (2, 4, 6...) nối với ly hợp còn lại. Khi xe đang chạy ở số 1, phần mềm điều khiển hộp số đã đồng bộ sẵn số đã đồng bộ sẵn số từ trước; tại thời điểm sang số, một ly hợp ngắt kết nối trong khi ly hợp kia vào vị trí mà không làm gián đoạn dòng mô-men xoắn. Đó chính là bí quyết tốc độ của DCT: không phải chờ đợi để sang số, số tiếp theo luôn sẵn sàng chờ.
Thiết kế dùng chung các chi tiết với hộp số sàn: bao gồm bộ đồng hóa và càng sang số; điểm khác biệt duy nhất là người di chuyển các càng không phải người lái mà là bộ điều khiển động cơ. Ly hợp cũng có thể là loại ướt (ngâm trong dầu) hoặc khô như ở hộp số sàn. Ly hợp ướt chịu được mô-men xoắn cao; hộp số của Bugatti Veyron sản sinh 1.250 Nm cũng được thiết kế theo cách tiếp cận này. Ưu thế hiệu suất của DCT là loại bỏ hai "nguồn hao hụt" của hộp số tự động truyền thống: sự trượt của biến mô trước khi khóa và công suất mà bơm thủy lực tiêu thụ từ động cơ. Những hao hụt này không tồn tại ở DCT.
Các ví dụ bằng con số là minh chứng cụ thể cho tuyên bố này: DCT 7 cấp trên Ford Mustang Shelby GT500 được quảng bá với thời gian sang số xuống tới 80 mili giây; hộp số DCT 8 cấp của Corvette C8 lần đầu tiên mang lại tốc độ sang số vượt trội cho xe thể thao động cơ đặt sau. Còn Volkswagen Golf R32 đã đưa công nghệ này lên xe đường phố với DCT (DSG) sản xuất hàng loạt hiện đại đầu tiên vào năm 2003.
Lịch sử ngắn gọn nhưng đầy ắp
Concept này không hề mới. Kỹ sư người Pháp Adolphe Kégresse thiết kế DCT cho Citroën Traction Avant vào năm 1939 nhưng thiếu nguồn tài chính đã ngăn nó trở thành nguyên mẫu. Nỗ lực sản xuất đầu tiên là Easidrive với ly hợp điện từ trên Hillman Minx vào năm 1961; độ tin cậy tuy nhiên lại không đủ. Porsche vào cuối thập niên 1970 đã phát triển DCT riêng của mình để ngăn mất áp lực khi đổi số trên động cơ turbo; PDK lần đầu được sử dụng trên xe đua 962 C vào năm 1985 và giành chức vô địch World Sportscar Championship vào năm sau đó. Sau này, hộp số 7 cấp Getrag 7DCL750 với mô-men xoắn 750 Nm đã truyền lực cho Ferrari 458, Mercedes-AMG GT và Ford GT; Mitsubishi Fuso đưa DCT lên xe tải vào năm 2010, Honda đưa lên xe máy với VFR1200F vào năm 2009.
Tự động có Biến mô: Truyền lực qua dầu
Hộp tự động cổ điển là tổng của ba bộ phận: bộ bánh răng hành tinh, biến mô thủy lực và các cụm ly hợp điều khiển bằng áp suất thủy lực. Biến mô là một ly hợp chất lỏng truyền mô-men xoắn; nó chứa hai bộ cánh quạt: một bơm gắn với động cơ và một tuabin gắn với trục nhập của hộp số. Khi động cơ tăng tốc, dầu quay tuabin và số vòng quay tăng cho đến khi hai tốc độ xích lại gần nhau. Nhờ liên kết bằng chất lỏng, các lần chuyển số mượt mà một cách tự nhiên; ở tốc độ ổn định, biến mô khóa lại và tạo tỷ số trực tiếp 1:1. Trong lúc dừng, nó cho phép xe đứng yên mà động cơ không chết máy; sự trượt của biến mô không phải là lỗi mà là một đặc tính thiết kế làm mềm quá trình truyền lực.
Cái giá của sự mượt mà đó là hiệu suất: tổn thất trước khi khóa và công suất tiêu hao liên tục của bơm thủy lực là một khoản hao hụt mà DCT không có. Mặt khác, khả năng trượt lại bù đắp cho điểm yếu nhất của DCT ở tốc độ thấp. Có một ví dụ kết hợp đẹp đẽ cho điều này: Acura TLX đời 2015 đã thử khắc phục độ giật của DCT ở tốc độ thấp bằng cách thêm biến mô vào hộp DCT 8 cấp của mình.
CVT: Số Vô Cấp, Tính Cách Đa Dạng

Hộp số vô cấp loại bỏ hoàn toàn các bước số. Thay vì tỷ số cố định, nó điều chỉnh vòng tua động cơ vô hạn tùy theo tốc độ xe; động cơ có thể giữ nguyên ở vòng tua lý tưởng trong khi xe tiếp tục tăng tốc. Đây về mặt lý thuyết là một kịch bản hoàn hảo về hiệu suất và thường mang lại hiệu quả nhiên liệu tốt hơn trong giao thông dừng-đi. Nó cũng có nhược điểm là đắt đỏ: khi đạp ga sâu, có thể cảm nhận độ trễ giữa lúc động cơ đạt vòng tua mong muốn và lúc tốc độ tăng lên; công suất dường như bị lệch pha so với việc tăng tốc.
Cảm giác lái còn gây tranh cãi. Cảm giác chuyển số gần như không tồn tại; một số người lái coi đó là sự thoải mái, số khác lại gọi thẳng là nhàm chán và phàn nàn về tiếng ồn động cơ tăng lên. Trong giới đánh giá, CVT là loại hộp số tạo ấn tượng tiêu cực nhất về mặt cảm nhận; nhưng hiệu suất kỹ thuật và cảm nhận của nó không phải là một điều. Điểm mấu chốt về độ bền là bảo dưỡng: CVT thường hỏng do quá nhiệt hoặc do dầu hộp số không được thay định kỳ.
Loại Hộp Số Tự Động Nào Phù Hợp Với Ai?
| Đặc điểm | DCT | Biến mô | CVT |
|---|---|---|---|
| Chuyển số | Lên đến 80 ms, rất nhanh | Mượt mà, liên kết bằng chất lỏng | Không cò, không cần đạp côn |
| Hiệu suất | Mạnh mẽ ngoài thành phố | Thấp nhất trong ba | Nổi bật khi dừng-xuôi |
| Điểm yếu | Rung động ở tốc độ thấp | Trượt bộ biến mô | Trì hoãn khi giảm nhu cầu ga |
| Rủi ro bảo dưỡng | Mòn côn, phần mềm | Thủy lực phức tạp | Hộp số bị bó, bỏ dầu |
| Sử dụng phù hợp | Thể thao/lấy lái làm trọng tâm | Đông đòan và tải nặng | Giao thông nội đô |
Tóm tắt thực tế của so sánh như sau: trong tình huống giao thông đô thị có dừng khá sát nhau, hộp số CVT thường mang lại mức tiêu hao nhiên liệu tốt hơn và trải nghiệm lái êm ái; DCT có thể tụt lại phía sau CVT trong đô thị nhưng lại bám đuổi hoặc vượt lên trên cung đường rộng. Theo nhà sản xuất, hộp số DCT 7 cấp tiết kiệm nhiên liệu hơn hộp số tay 6 cấp khoảng %6, và tiết kiệm hơn hộp số tự động thủy lực khoảng %20; các đánh giá độc lập cho thấy DCT hiệu quả hơn hộp số tự động tiêu chuẩn khoảng %6-10 và tăng tốc 0-100 km/s nhanh hơn khoảng %6. Trên mạng xã hội, một số người dùng tự báo cáo chênh lệch mức tiêu thụ lên đến 14-15 đơn vị giữa các xe, nhưng đây không phải dữ liệu kiểm nghiệm chính thức; nên cân nhắc thận trọng.
Về bảo dưỡng, xu hướng chung khá rõ ràng: DCT có thể đắt hơn CVT trong sửa chữa và bảo dưỡng; hộp số tự động phức tạp hơn hộp số tay và chi phí bảo dưỡng có thể cao hơn. Các vấn đề thường gặp ở DCT là khó vận hành ở tốc độ thấp, mòn côn, lỗi phần mềm và tiếng ồn bất thường; một số người dùng báo cáo hộp số DSG chuyển sang chế độ an toàn do nhiệt độ dầu quá cao. Tuy nhiên, cũng có nhiều ý kiến người dùng khẳng định DCT côn ướt rất đáng tin cậy khi sử dụng nặng và mô-men xoắn cao. Nỗi băn khoăn này là có thật: vấn đề sốc nhiệt khi dừng-xuôi chủ yếu xuất phát từ những năm đầu của DCT côn khô trên các xe nhỏ.
Hộp Số Tay Vẫn Chưa Chết
Niềm tin "số tay luôn tiết kiệm nhiên liệu" rất phổ biến nhưng nay đã là định kiến sai lầm. Hộp số tự động hiện đại có thể mang lại mức tiết kiệm nhiên liệu ngang bằng hoặc tốt hơn số tay. Điều còn lại ở số tay là một giá trị khác: kiểm soát trực tiếp hơn và trải nghiệm hướng đến người lái hơn. Hộp số tự động phức tạp hơn và chi phí bảo dưỡng tiềm năng cao hơn; nhưng ngược lại, chúng giảm mệt mỏi khi lái xe hàng ngày. Lựa chọn nay không còn là câu hỏi về hiệu suất, mà là câu hỏi về mối quan hệ lái xe.
Công nghệ phun nhiên liệu: Không phải Hộp Số, Nhưng Là Chìa Khóa Của Động Cơ
Lựa chọn hộp số chỉ có ý nghĩa khi đi cùng đặc tính động cơ; vì vậy cần hiểu về các công nghệ phun nhiên liệu. Phun tại cổng hút (MPI), phun nhiên liệu vào cổng hút của từng xi-lanh; ít hiệu quả hơn phun trực tiếp vì không toàn bộ nhiên liệu được phun đi vào buồng đốt, nhưng nhiên liệu đi qua các xupap nên không bị bám mồ hôn trên xupap. Phun trực tiếp thì phun nhiên liệu vào buồng đốt với áp suất cao hơn nhiều và kiểm soát mô hình phun; hiệu suất cao hơn nhưng vì nhiên liệu không đi qua các van nạp nên lâu dần sẽ muội than ở van. Một lưu ý thực tế: Động cơ MPI dễ chuyển đổi sang LPG hơn và dễ dự đoán hơn. Loại phun nhiên liệu của động cơ ảnh hưởng đến đường mô-men xoắn, và do đó ảnh hưởng đến dải vòng tua mà hộp số hoạt động; hộp số hiệu quả chỉ thực sự có ý nghĩa khi đi cùng một động cơ hiệu quả.
Kết luận: Ba Nhóm Hộp Số Theo Hồ Sơ Lái Của Bạn
Hộp số đúng bắt đầu từ việc xác định nhu cầu. Nếu bạn muốn sử dụng hàng ngày trong thành phố và sự vận hành êm ái nhất, CVT là lựa chọn hợp lý; nếu ưu tiên sự êm dịu và không giật cục thì hộp tự động có biến mô-men; còn nếu muốn cảm giác lái năng động và chuyển số nhanh thì DCT má ướt là lựa chọn chính xác. Không ai có một câu trả lời đúng duy nhất; ba nhóm hộp số này là những giải pháp khác nhau cho những bài toán kỹ thuật khác nhau. Trước khi mua xe, ít nhất hãy lái thử một vòng trong thành phố với dừng-xuất phát liên tục và một chuyến đường trường: sự khác biệt về tính cách nói lên nhiều hơn mọi con số trong brochure.
Nguồn tham khảo
- Hộp số ly hợp kép
- Sự khác biệt giữa DCT và hộp số tự động truyền thống - TREMEC Blog
- Biến mô-men xoắn
- Hộp số vô cấp
- CVT hay hộp số vô cấp là gì? - JD Power
- Cẩm nang toàn diện về hộp số: Số sàn, Tự động, Ly hợp kép, CVT - AutoExpert
- Hộp số CVT và DCT: Khác nhau ở điểm nào? - Kemimoto
- DCT vs CVT vs AMT | Chọn hộp số tốt nhất - GoMechanic
- Biến mô-men xoắn trong hộp số tự động là gì? - Arnold Motor Supply
- Năm quan niệm sai lầm về hộp số sàn - Edmunds
- Phun đa điểm (MPI) và phun trực tiếp (DI) - Abrites
- Động cơ phun trực tiếp hoạt động như thế nào - UTI
- Lắp đặt LPG cho MPI và phun trực tiếp - TOPGAS