Để xe nhanh chóng đạt đến tốc độ hành trình cần thiết, chúng ta cần một moment xoắn tức thời lớn hơn vài lần moment xoắn trung bình. Vơí các loại xe chỉ có một chế độ động cơ như xe máy điện thì đó là mâu thuẫn động lực quan trọng làm cho xe điện chưa thật sự ưng ý như các xe máy nổ có hộp số, mặc dù nó giải quyết được vấn đề độ êm dịu khi chuyển số và sự nhàn nhã khi điều khiển xe nhưng lại kém tiện ích khi tăng tốc, nhất là giai đoạn "đề pa" (depart).
Vì vậy mà đa số các xe máy điện hiện nay thường "yếu" lúc khởi hành và "thừa lực" lúc có tốc độ cao.
Đặt vấn đề : Xe điện có cần hộp số ? và hộp số nào là phù hợp ?
Hộp số tay thường dùng hiện nay trên dòng xe phổ thông đã giúp người lái thay đổi lực kéo và số vòng quay của bánh xe chủ động để vận tốc phù hợp với lực cản của đường theo nhu cầu sử dụng. Dùng hộp số tay có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển số, còn hộp số tự động có kết cấu quá phức tạp và làm gia tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu. Tuy nhiên, xe hiện đại còn đòi hỏi độ êm dịu khi chuyển số và sự nhàn nhã khi điều khiển xe, nên những loại biến tốc tự động và các loại hộp số tự động 4, 5, 6 hay 7 cấp + hộp số tự động vô cấp lần lượt ra đời.
1/. Bộ biến tốc tự động dùng puli :
Loại này thường dùng trên các xe tay ga. Cơ cấu đơn giản nhờ một puli có một "má" động + bộ ly tâm - cam truyền moment.
Bình thường thì hai má puli xa nhau, nên lúc khởi động thì một moment xoắn lớn truyền vào bánh xe --> xe chạy rất mạnh với tốc độ chậm. Khi có tốc độ khá lớn thì bộ ly tâm ép hai má puli lại gần nhau --> truyền tốc độ cao cho bánh xe và giảm moment xoắn tương ứng.
Hoạt động của chúng như trong hình dưới đây :
Trong điều kiện mùa mưa hay quá ẩm chính là kẻ thù của hệ thống truyền động dùng dây cua-roa. Vì kết hợp các lớp bố với cao su để tăng cường độ bám trong lúc truyền động, khi quá ẩm hay bị thấm nước, khả năng ma sát sẽ giảm đáng kể do cao su mất độ bám khi bị ẩm. Khi đó, nếu cố gắng tăng ga sẽ dẫn đến hiện tượng “tuột” dây cua-roa còn gọi là cháy dây cua-roa. Ngoài ra, dây cua-roa được làm mát bằng gió nên khả năng chống thấm của hệ thống truyền động này rất thấp --> dễ hư hỏng trong mùa nước ngập.
2/. Hộp số tự động :
Cũng giống như hộp số cơ khí, nhiệm vụ chính của hộp số tự động là cho phép tiếp nhận công suất động cơ ở một phạm vi tốc độ nhất định nhưng cung cấp theo phạm vi tốc độ lớn hơn ở đầu ra.
Hộp số sử dụng các bánh răng để lợi dụng hiệu quả mô-men của động cơ và giúp động cơ cung cấp cho bánh xe vùng tốc độ phù hợp nhất theo các chế độ tải trọng và theo ý muốn của người điều khiển.
Ngoài các hộp số tự động kiểu có cấp (3,5 hay 7 cấp) còn có loại hộp số vô cấp CVT, mới được thương mại hóa rộng rãi.
Cơ cấu CVT ...
Một trong công nghệ tiên tiến nhất nhất là hộp số bán tự động DSG của Volkswagen.
a/. Hộp số vô cấp kiểu con lăn
Một phiên bản khác của CVT là hệ thống CVT dạng con lăn, các dây đai và puli được thay bằng các cái đĩa và con lăn truyền lực (power roller)
Một hệ thống như thế thường rất phức tạp, tất cả các bộ phận đều tương tự như hệ thống dây đai và puli và đem lại những kết quả là một hộp số vô cấp. Dưới đây là nguyên lý hoạt động của nó:
- Một cái đĩa nối với động cơ. Chi tiết này tương đương với pu-li chủ động.
- Một cái đĩa khác nối với trục dẫn động. Chi tiết này tương đương với pu-li bị động.
- Các con lăn, hoặc các bánh xe, nằm giữa hai các đĩa hoạt động như những dây đai, truyền lực từ đĩa này sang đĩa kia.
- Các bánh xe có thể xoay theo hai trục. Nó quay quanh trục ngang và lên hoặc xuống quanh trục dọc, cơ cấu này cho phép các bánh xe tiếp xúc vào các chỗ khác nhau trên đĩa. Khi các bánh xe này tiếp xúc gần tâm của đĩa chủ động, thì chúng sẽ phải tiếp xúc tại gần mép của đĩa bị động, kết quả là tốc độ giảm nhưng mômen xoắn tăng (đó là số mạnh). Khi các bánh xe tiếp xúc với đĩa chủ động gần mép đĩa, chúng sẽ tiếp xúc với đĩa bị động tại tâm đĩa, kết quả là tốc độ tăng nhưng mômen xoắn giảm (đó là số nhanh). Sự lên xuống đơn giản của các bánh xe tạo nên những thay đổi lớn đến tỷ số truyền, mang lại sự êm ái, sự thay đổi tỷ số gần như tức thời.
b/. Hộp số CVT dạng thủy tĩnh
Cả hai loại hộp số CVT dạng puli-dây đai và dạng con lăn là những điển hình của hộp số CVT ma sát, nó hoạt động bằng cách thay đổi bán kính giữa tiếp điểm của hai vật thể đang quay. Còn có một loại CVT khác, được biết đến với tên gọi là CVT thủy tĩnh, loại hộp số này sử dụng các bơm thể tích để thay đổi lưu lượng chất lỏng vào các mô-tơ thủy tĩnh.
Ở loại hộp số này, các chuyển động quay của động cơ sẽ vận hành một Bơm thủy lực dạng thể tích ở đầu chủ động. Chiếc bơm này biến chuyển động quay của động cơ thành dòng chảy của chất lỏng. Rồi, với một Động cơ thủy lực cũng dạng thể tích ở đầu còn lại, dòng chảy
Vì vậy mà đa số các xe máy điện hiện nay thường "yếu" lúc khởi hành và "thừa lực" lúc có tốc độ cao.
Đặt vấn đề : Xe điện có cần hộp số ? và hộp số nào là phù hợp ?
Hộp số tay thường dùng hiện nay trên dòng xe phổ thông đã giúp người lái thay đổi lực kéo và số vòng quay của bánh xe chủ động để vận tốc phù hợp với lực cản của đường theo nhu cầu sử dụng. Dùng hộp số tay có nhược điểm là không tạo được cảm giác êm dịu mỗi khi chuyển số, còn hộp số tự động có kết cấu quá phức tạp và làm gia tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu. Tuy nhiên, xe hiện đại còn đòi hỏi độ êm dịu khi chuyển số và sự nhàn nhã khi điều khiển xe, nên những loại biến tốc tự động và các loại hộp số tự động 4, 5, 6 hay 7 cấp + hộp số tự động vô cấp lần lượt ra đời.
1/. Bộ biến tốc tự động dùng puli :
Loại này thường dùng trên các xe tay ga. Cơ cấu đơn giản nhờ một puli có một "má" động + bộ ly tâm - cam truyền moment.
Bình thường thì hai má puli xa nhau, nên lúc khởi động thì một moment xoắn lớn truyền vào bánh xe --> xe chạy rất mạnh với tốc độ chậm. Khi có tốc độ khá lớn thì bộ ly tâm ép hai má puli lại gần nhau --> truyền tốc độ cao cho bánh xe và giảm moment xoắn tương ứng.
Hoạt động của chúng như trong hình dưới đây :
Trong điều kiện mùa mưa hay quá ẩm chính là kẻ thù của hệ thống truyền động dùng dây cua-roa. Vì kết hợp các lớp bố với cao su để tăng cường độ bám trong lúc truyền động, khi quá ẩm hay bị thấm nước, khả năng ma sát sẽ giảm đáng kể do cao su mất độ bám khi bị ẩm. Khi đó, nếu cố gắng tăng ga sẽ dẫn đến hiện tượng “tuột” dây cua-roa còn gọi là cháy dây cua-roa. Ngoài ra, dây cua-roa được làm mát bằng gió nên khả năng chống thấm của hệ thống truyền động này rất thấp --> dễ hư hỏng trong mùa nước ngập.
2/. Hộp số tự động :
Cũng giống như hộp số cơ khí, nhiệm vụ chính của hộp số tự động là cho phép tiếp nhận công suất động cơ ở một phạm vi tốc độ nhất định nhưng cung cấp theo phạm vi tốc độ lớn hơn ở đầu ra.
Hộp số sử dụng các bánh răng để lợi dụng hiệu quả mô-men của động cơ và giúp động cơ cung cấp cho bánh xe vùng tốc độ phù hợp nhất theo các chế độ tải trọng và theo ý muốn của người điều khiển.
Ngoài các hộp số tự động kiểu có cấp (3,5 hay 7 cấp) còn có loại hộp số vô cấp CVT, mới được thương mại hóa rộng rãi.
Cơ cấu CVT ...
Một trong công nghệ tiên tiến nhất nhất là hộp số bán tự động DSG của Volkswagen.
a/. Hộp số vô cấp kiểu con lăn
Một phiên bản khác của CVT là hệ thống CVT dạng con lăn, các dây đai và puli được thay bằng các cái đĩa và con lăn truyền lực (power roller)
Một hệ thống như thế thường rất phức tạp, tất cả các bộ phận đều tương tự như hệ thống dây đai và puli và đem lại những kết quả là một hộp số vô cấp. Dưới đây là nguyên lý hoạt động của nó:
- Một cái đĩa nối với động cơ. Chi tiết này tương đương với pu-li chủ động.
- Một cái đĩa khác nối với trục dẫn động. Chi tiết này tương đương với pu-li bị động.
- Các con lăn, hoặc các bánh xe, nằm giữa hai các đĩa hoạt động như những dây đai, truyền lực từ đĩa này sang đĩa kia.
- Các bánh xe có thể xoay theo hai trục. Nó quay quanh trục ngang và lên hoặc xuống quanh trục dọc, cơ cấu này cho phép các bánh xe tiếp xúc vào các chỗ khác nhau trên đĩa. Khi các bánh xe này tiếp xúc gần tâm của đĩa chủ động, thì chúng sẽ phải tiếp xúc tại gần mép của đĩa bị động, kết quả là tốc độ giảm nhưng mômen xoắn tăng (đó là số mạnh). Khi các bánh xe tiếp xúc với đĩa chủ động gần mép đĩa, chúng sẽ tiếp xúc với đĩa bị động tại tâm đĩa, kết quả là tốc độ tăng nhưng mômen xoắn giảm (đó là số nhanh). Sự lên xuống đơn giản của các bánh xe tạo nên những thay đổi lớn đến tỷ số truyền, mang lại sự êm ái, sự thay đổi tỷ số gần như tức thời.
b/. Hộp số CVT dạng thủy tĩnh
Cả hai loại hộp số CVT dạng puli-dây đai và dạng con lăn là những điển hình của hộp số CVT ma sát, nó hoạt động bằng cách thay đổi bán kính giữa tiếp điểm của hai vật thể đang quay. Còn có một loại CVT khác, được biết đến với tên gọi là CVT thủy tĩnh, loại hộp số này sử dụng các bơm thể tích để thay đổi lưu lượng chất lỏng vào các mô-tơ thủy tĩnh.
Ở loại hộp số này, các chuyển động quay của động cơ sẽ vận hành một Bơm thủy lực dạng thể tích ở đầu chủ động. Chiếc bơm này biến chuyển động quay của động cơ thành dòng chảy của chất lỏng. Rồi, với một Động cơ thủy lực cũng dạng thể tích ở đầu còn lại, dòng chảy
