[Kỹ thuật – Xu hướng] Hộp số ôtô trong tương lai

Không ồn ào và tạo được sự chú ý như những cuộc đua về tốc độ hay kiểu dáng thiết kế. Tuy nhiên, cuộc đua trong thiết kế hộp số cũng diễn ra không kém phần khốc liệt giữa những nhà sản xuất hộp số và ô tô hàng đầu thế giới. Vậy trong tương lai hộp số nào sẽ chiếm ưu thế?  

Được ví như trái tim của hệ thống truyền lực, hộp số đóng vai trò biến đổi mô-men, tốc độ làm việc của động cơ sao cho phù hợp với điều kiện làm việc của bánh xe trên đường. Kể từ khi bản phác thảo đầu tiên của hộp số cận đại do hai kỹ sư người Pháp, Louis-Rene Panhard và Emile Levassor được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1894 đến nay mặc dù không có những sự đột phá mang tính cách mạng nhưng hộp số cũng có những bước phát triển và cải tiến đáng kể.

Không phải quá xa, vào khoảng đầu những năm 2000 hầu hết những chiếc xe ngày ấy được trang bị hộp số tự động 4 cấp hoặc sàn 5 cấp. Chỉ những chiếc xe thể thao đắt tiền mới sở hữu hộp số sàn 6 cấp và một vài chiếc xe hơi sang trọng có vinh dự đi kèm hộp số tự động 5 cấp. Nếu lùi xa hơn nữa, khoảng 2 thập kỷ trước đó, trên đường chỉ toàn là những chiếc xe tự động 3 cấp và sàn 4 cấp. Vào năm 2000, khi ZF – nhà sản xuất hộp số nổi tiếng của Đức giới thiệu hộp số tự động vào năm 2000 đã là điểm khởi đầu để mở ra một cuộc chạy đua vượt rào chưa có hồi kết.

Mở đầu là Mercedes có lời đáp trả bằng việc tung ra sản phẩm hộp số tự động 7 cấp ba năm sau đó. Năm 2008, Lexus dẫn đầu cuộc đua với hộp số 8 cấp ở mẫu sedan LS. Tiếp sau đó là sự xuất hiện của hộp số ly hợp kép 7 cấp, một sự phát triển của hộp số F1 của Ferrari năm 1997 trên các dòng như Porsche 911 2009, Volkswagen châu Âu, 4 năm sau khi ra mắt trên Bugatti Veyron.

Còn bây giờ thì sao? Porsche xuất hiện cùng hộp số sàn 7 cấp với một mô hình thay đổi hoàn toàn mới. Ngay tại thị trường Việt nam cũng đang phân phối mẫu xe Range Rover Evoque 2014 với hộp số 9 cấp. Tuy nhiên, đây vẫn chưa phải là hồi kết khi cả Ford và GM đều đã nói về “hộp số 10 cấp”.

Hộp số sàn và hộp số tự động: Tăng số cấp là lối thoát duy nhất 

Hộp số tự động
Hộp số tự động

Tới năm 2016, luật pháp Mỹ sẽ quy định mức tiêu thụ nhiên liệu tối đa của xe hơi là 6,63 lít/100 km. Trong cuộc chạy đua công nghệ để đạt được yêu cầu này, rất nhiều hãng xe đã đưa ra các giải pháp khác nhau, trong đó phương án thay đối số lượng bánh răng và tỷ lệ truyền động của hộp số cũng là một giải pháp để có thể tiết kiệm đáng kể lượng nhiên liệu tiêu thụ. Nắm bắt được xu hướng này, ZF lại một lần nữa làm người tiên phong. Trong lĩnh vực sản xuất hộp số ô tô, ZF có vị thế quan trọng, chiếm tới 80% thị trường, là nhà độc quyền cung cấp hộp số cho một số thương hiệu nổi tiếng như Audi, Bentley, BMW, Range Rover và Rolls-Royce.

Hãng này vừa quyết định mở một nhà máy có diện tích hàng triệu mét vuông ở Greenville, S.C – nơi sẽ tiếp tục sản xuất hộp số tự động 8 cấp và phát triển hộp số tự động 9 cấp đầu tiên trên thế giới dùng cho xe hơi. Được thiết kế tương ứng với động cơ, hộp số 9 cấp có cấu trúc tương tự như các phiên bản 8 cấp. Điểm khác biệt lớn nhất với các loại hộp số trước đây là nó thích hợp cho những chiếc xe dẫn động cầu trước với khả năng tiết kiệm nhiên liệu lên tới 10%.

Hộp số ZF 9 cấp mới sử dụng điều khiển điện tử để lựa chọn cấp số thích hợp với điều kiện đường đi, đồng thời loại bỏ những trường hợp mà chiếc xe bị không cần thiết tăng tốc và dịch chuyển liên tục. “Chúng tôi không thiết kế dựa trên số lượng bánh răng. Chúng tôi thiết kế theo khả năng tiết kiệm nhiên liệu tuyệt vời”, Tiến sĩ Ludger Reckmann – chủ tịch của ZF Greenville cho biết. “Đối với xe có cầu sau chủ, nó là 8 cấp. Còn đối với xe cầu, sẽ là 9 cấp”. Sau khi lái một số chiếc xe được trang bị hộp số tự động 8 cấp của ZF chẳng hạn như BMW 6-Series, Audi A8, Porsche Cayenne, và Dodge Charger, lợi ích rõ ràng là vòng quay của máy chậm khi xe chạy trên đường cao tốc. Khi chạy với tốc độ trên 100km/h, vòng tua máy chỉ khoảng 1500 vòng/ phút.

Những kết quả ấn tượng đó khiến chúng ta có thể dự đoán rằng những hộp số cấp 10 và 11 trong tương lai mà thôi.

Các bạn có thể tham khảo bài chi tiết về hộp số sàn tại đây và hộp số tự động tại đây.

Hộp số vô cấp CTV: có thể sẽ biến mất trong tương lai

Hộp số vô cấp CVT
Hộp số vô cấp CVT

Không giống như hộp số truyền thống, hộp số vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission) không sử dụng các cặp bánh răng để truyền động mà thay vào đó là một bộ truyền động bằng dây đai. Với việc 2 puly của bộ truyền động có thể thay đổi được đường kính nên cho phép bộ truyền động này có thể tạo ra vô số tỷ số truyền 1 cách liên tục chứ không tách biệt riêng rẽ các số.

Mặc dù hiện nay hộp số vô cấp vô cấp CVT đang rất phổ biến trên các dòng xe Nissan và các nhà sản xuất xe Hybrid như Toyota và Ford với uu điểm nổi bật là cho mô-men xoắn cực đại ở vòng tua máy thấp. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là có độ ồn lớn, hiệu suất và tuổi thọ cũng như độ bền khó có thể so sánh được với hộp số sử dụng bánh răng. Trong khi Nisssan hoàn toàn tin tưởng vào CVT thì ZF (thường sản xuất hộp số CVT cho Ford) lại không cho rằng sản phẩm này vẫn còn quan trọng và có sức ảnh hưởng trên thị trường trong tương lai.

Các bạn có thể tham khảo bài chi tiết về hộp số vô cấp CVT tại đây.

Hộp số ly hợp kép (DCT): Lĩnh ấn tiên phong?

Hộp số ly hợp kép DCT
Hộp số ly hợp kép DCT

Mặc dù ý tưởng và thai nghén từ rất sớm (vào khoảng năm 1939 bởi kỹ sư trẻ tuổi Adolphe Kégresse – người được biết đến nhiều nhất trong vai trò người đã phát triển loại xe half-track (với bánh lốp đằng trước và bánh xích phía sau). Tuy nhiên, việc sản xuất thương mại hộp số với ly hợp kép không được tiến hành cho đến khi VW là người tiên phong trong việc sản xuất đại trà hộp số với ly hợp kép với sự cho phép của công ty BorgWarner’s DualTronic trong những năm gần đây.

Đây là sự kết hợp hoàn hảo những ưu điểm của hộp sô tự động và hộp số tay với việc sử dụng ly hợp kép ngâm trong dầu thay thế cho biến mô thủy lực để nâng cao hiệu suất của quá trình truyền động. Giống như những hộp số được trang bị trên Ford Fiesta mới và các dòng xe diesel của Volkswagen. Hiện nay, ZF đang sản xuất hơn 1 triệu hộp số tự động mỗi năm và khoảng 10 triệu hộp số bán tự động. “Trong khi có công suất và thời gian chuyển số tốt hơn hộp số tự động thông thường (không có biến mô thuỷ lực, chỉ có 2 ly hợp tự động) thì giá của hộp số ly hợp kép chỉ đắt hơn từ 10 đến 15%”, theo lời ông Lauger Reckman – CEO của ZF.

Hãng Ford không công bố các số liệu về thời gian chuyển số. Nhưng trên chiếc Fiesta động cơ 1.6, hộp số này hoạt động khá êm, không bị tổn thất công suất dù động cơ thuộc loại nhỏ. Nhược điểm của hộp số tự động ly hợp kép là bộ phần mềm chương trình điều khiển phải thật chính xác, còn khi hỏng thì khó sửa chữa hơn. Tuy nhiên, với những ưu điểm như kết cấu gọn nhẹ, đơn giản, giảm mức tiêu hao nhiên liệu khoảng 9%, so với số tự động thông thường trong khi vẫn tạo ra được sự thoải mái đồng thời chỉ cần ít thời gian hơn hơn so với hộp số tay để đạt được cùng 1 vận tốc. Vì vậy có thể nói hộp số ly hợp kép rất xứng đáng nhận được sự kỳ vọng của khách hàng khi nó được hoàn thiện.

Các bạn có thể tham khảo bài chi tiết về hộp số ly hợp kép tại đây.

Tạm kết

Các cuộc đua trong lịch sử thường tạo đà cho những bước phát triển vượt bậc, nhưng cũng có khi gây nên cả một thảm họa nếu người trong cuộc chỉ chú ý đến bề nổi và không quan tâm đến chất lượng bên trong. Dù hộp số có bao nhiêu cấp, số tự động hay ly hợp kép… thì sự an toàn và thuận tiện cho người sử dụng vẫn là những yếu tố hàng đầu và tiên quyết để người tiêu dùng chọn lựa.

Theo Autonet

[Kỹ thuật – Xu hướng] Hộp số ôtô trong tương lai
5 3 votes