ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


PHẠM QUỐC HUY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ
VẬN HÀNH ĐẾN TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
CỦA Ô TÔ SỬ DỤNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Đà Nẵng, 2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


PHẠM QUỐC HUY

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ
VẬN HÀNH ĐẾN TIÊU HAO NHIÊN LIỆU
CỦA Ô TÔ SỬ DỤNG HỘP SỐ TỰ ĐỘNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mã số: 60 520 116

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. PHAN MINH ĐỨC
2. TS. LÊ VĂN TỤY

Đà Nẵng, 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ công trình nào khác.
Đà Nẵng, ngày 20 tháng 07 năm 2017
Tác giả

Phạm Quốc Huy


ii
TÓM TẮT
Tên đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành đến tiêu hao nhiên
liệu của ô tô sử dụng hộp số tự động”
Thời gian thực hiện: 01/05/2016 đến 20/07/2017
Địa điểm nghiên cứu: Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng
Mục tiêu của đề tài là nhằm tới việc nghiên cứu sử dụng hiệu quả và tiết kiệm
nhiên liệu cho ô tô sử dụng hộp số tự động qua các chế độ vận hành.
Hơn nữa: việc tính toán, phân tích tiêu hao nhiên liệu của ô tô sử dụng hộp số tự
động ở các chế độ vận hành sẽ được kiểm chứng bằng thực nghiệm, vì vậy đề tài sẽ tỏ
rõ tính thực tiễn và ý nghĩa khoa học.

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là vấn đề tiêu hao nhiên liệu ở các chế độ vận
hành của ô tô sử dụng hộp số tự động.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn trong phạm vi ô tô sử dụng hộp số tự
động kiểu biến mô thủy lực.
Để đạt được mục đích nêu trên, luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng
hợp; trong đó kết hợp phương pháp tính toán, phân tích đánh giá lý thuyết đồng thời sử
dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng tính đúng đắn và độ tin cậy
của phương pháp lý thuyết tính toán.
SUMMARY
Topic name: “Study on the effect of operating mode on automobile fuel
consumption of cars using automatic transmission”
Execution time: 01/05/2016 to 20/07/2017
Study location: Da Nang University of Technology
The aim of the research is to study the efficient and economical use of fuel for
automobiles
using
automatic
transmission
through
operating
modes;
This in turn contributes to enhancing energy security while reducing air pollution caused
by caused by the means of transpost.
Moreover: calculations, vehicle fuel consumption analysis using automatic
gearboô tôs in operating modes will be verified experimentally, so the topic will be
realistic and meaningful, science.
The subject of the dissertation is fuel consumption in the operating mode of cars
using automatic transmission.
The scope of research of the subject is limited to the area of automobiles use
automatic transmission type clutch hydraulic.

To achieve the above purpose, the dissertation uses the method of integrated
research; It combines calculations, theoretical analysis, and empirical research to verify
the correctness and reliability of theoretical calculation method.
Key word: Automatic transmission, fuel consumption, effect of operating.


iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................... i
TÓM TẮT ....................................................................................................................ii
SUMMARY ..................................................................................................................ii
MỤC LỤC .................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU .......................................................................................viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ ix
KÝ HIỆU KHOA HỌC .............................................................................................. ix
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1. Tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng ................................................................. 3
1.1.1. Tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng hóa thạch. ................................... 3
1.1.2. Vấn đề ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu .............................................. 4
1.2. Tình hình nghiên cứu giảm tiêu hao nhiên liệu cho ô tô ............................................... 5
1.2.1. Các giải pháp hoàn thiện động cơ để tiết kiệm nhiên liệu [6] ........................... 5
1.2.1.1. Công nghệ van biến thiên theo thời gian ................................................... 6
1.2.1.2. Hệ thống xi lanh chủ động ......................................................................... 6
1.2.1.3. Turbin tăng áp và siêu nạp ......................................................................... 6
1.2.1.4. Sử dụng công nghệ cao nhằm giảm tối thiểu ma sát bên trong động cơ .... 7
1.2.1.5. Sử dụng công nghệ đánh lửa bằng tia plasma ............................................ 8
1.2.2. Các giải pháp công nghệ mới để tiết kiệm nhiên liệu cho ô tô .................... 8
1.3. Tình hình nghiên cứu hộp số tự động .......................................................................... 10

1.3.1. Lịch sử phát triển ô tô hộp số tự động. ........................................................... 10
1.3.2. Các nghiên cứu phát triển hộp số tự động cho ô tô......................................... 11
1.3.2.1. Các nghiên cứu phát triển công nghệ trên thế giới................................... 11
1.3.2.2. Xu hướng phát triển sử dụng ô tô hộp số tự động ở Việt Nam. ............... 18
1.4. Kết luận chương 1 ........................................................................................................ 20
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................. 21
2.1. Phương trình tiêu hao nhiên liệu ô tô ........................................................................... 21
2.1.1 Phương trình tiêu hao nhiên liệu ô tô .............................................................. 21
2.1.2 Các yếu tố ảnh hướng đến tiêu hao nhiên liệu ô tô .......................................... 25
2.1.2.1 Ảnh hưởng của suất tiêu hao nhiên liệu động cơ: ..................................... 25
2.1.2.3 Ảnh hưởng của chất lượng mặt đường và lốp ô tô .................................... 26
2.1.2.4 Ảnh hưởng của hình dáng thân vỏ ô tô ..................................................... 26
2.1.2.5 Ảnh hưởng của chất lượng hệ thống truyền lực ........................................ 26
2.1.2.6 Ảnh hưởng của tỷ trọng nhiên liệu ........................................................... 26
2.1.2.7 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động ......................................................... 26
2.1.3 Ảnh hướng của truyền động thủy lực đến tiêu hao nhiên liệu ô tô .................. 27


iv
2.1.3.1 Nguyên lý làm việc của bộ biến đổi mô-men ........................................... 28
2.1.3.2 Nguyên lý làm việc của hộp số thủy cơ .................................................... 32
2.2 Các phương pháp thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu ô tô ................................................. 35
2.2.1 Phương pháp thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu ô tô trên băng thử ..................... 36
2.2.2 Phương pháp thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu ô tô trên đường ......................... 39
2.2.3 Phương pháp pháp xử lý dữ liệu thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu .................... 40
2.3. Kết luận chương 2. ...................................................................................................... 40
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ..................................................... 42
3.1 Giới thiệu trang thiết bị thí nghiệm ............................................................................... 42
3.1.1 Sơ đồ bố trí tổng thể thiết bị OBD II Wifi: ...................................................... 42
3.1.2 Thiết bị chẩn đoán đa năng OBD II Wi-fi ....................................................... 43

3.1.3 Thiết bị ghi nhận dữ liệu từ OBD II Wi-fi....................................................... 44
3.1.4 Ô tô thử nghiệm Hyundai i20 .......................................................................... 45
3.1.5 Lộ trình chạy ô tô thử nghiệm trên đường ....................................................... 49
3.2 Tổ chức thử nghiệm ...................................................................................................... 51
3.2.1 Nội dung thử nghiệm ...................................................................................... 51
3.2.2 Quy trình vận hành thử nghiệm ô tô Hyundai i20 trên đường ......................... 52
3.2.2.1 Chạy ô tô theo lộ trình I:........................................................................... 52
3.2.2.2 Chạy ô tô theo lộ trình II: ......................................................................... 52
3.2.2.3 Chạy ô tô theo lộ trình III: ........................................................................ 52
3.2.2.4 Chạy ô tô theo lộ trình IV: ........................................................................ 53
3.2.2.5 Chạy ô tô theo lộ trình V: ......................................................................... 53
3.3 Kết quả thử nghiệm đo tiêu hao nhiên liệu trên đường ................................................ 53
3.3.1 Phương pháp ghi nhận dữ liệu......................................................................... 53
3.3.2 Kết quả thử nghiệm ......................................................................................... 53
3.3.2.1 Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu ô tô theo lộ trình I..................................... 53
3.3.2.2 Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu ô tô theo lộ trình II ................................... 58
3.3.2.3 Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu ô tô theo lộ trình III .................................. 59
3.3.2.4 Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu ô tô theo lộ trình IV .................................. 60
3.3.2.5 Kết quả đo tiêu hao nhiên liệu ô tô theo lộ trình V ................................... 60
3.4. Kết luận chương 3. ....................................................................................................... 62
CHƯƠNG 4 - KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................. 63
4.1 Phương pháp xử lý đánh giá dữ liệu thực nghiệm ........................................................ 63
4.1.1 Phương pháp xử lý dữ liệu tức thời ................................................................. 63
4.1.2 Phương pháp xử lý dữ liệu gần đúng ............................................................... 65
4.2 Kết quả phân tích đánh giá dữ liệu thử nghiệm ............................................................ 66
4.2.1 Tiêu hao nhiên liệu ô tô khi vận hành ô tô với tốc độ không đổi ..................... 66
4.2.2 Tiêu hao nhiên liệu ô tô khi vận hành ô tô có gia tốc ...................................... 67
4.2.2.1. Tiêu hao nhiên liệu ô tô khi vận hành ô tô có gia tốc trong nội đô .......... 67



v
4.2.2.2. Tiêu hao nhiên liệu ô tô khi vận hành ô tô có gia tốc qua đèo dốc. ......... 68
4.2.2.3. Tiêu hao nhiên liệu khi vận hành ô tô gia tốc mạnh từ trong nội đô ra
ngoại ô .................................................................................................................. 68
4.3. Kết luận chương ........................................................................................................... 71
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.................................................. 72
1. KẾT LUẬN .................................................................................................................. 72
2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ................................................................................ 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 74


vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1. 1: Nhu cầu xăng dầu của Việt Nam .................................................................. 3
Hình 1. 2: Ô nhiễm không khí ....................................................................................... 5
Hình 1. 3: Kết cấu cụm van biến thiên theo thời gian .................................................... 6
Hình 1. 4: Hệ thống xilanh chủ động trên động cơ V6 .................................................. 6
Hình 1. 5: Tuabin tăng áp sử dụng trên động cơ ............................................................ 6
Hình 1. 6: Công nghệ mạ Nano-slide............................................................................. 7
Hình 1. 7: HT đánh lửa Plasma-ACIS ........................................................................... 8
Hình 1. 8: Sơ đồ hoạt động của ô tô Hybrid .................................................................. 9
Hình 1. 9: Mô phỏng hoạt động của bộ xúc tác tiết kiệm nhiên liệu “FuelSaver” ......... 9
Hình 1.10: Tiêu hao nhiên liệu khi thử nghiệm lái ô tô theo chu trình ECE-1504 ....... 10
Hình 1.11: Hộp số tự động CVT .................................................................................. 11
Hình 1.12: Bộ truyền động bằng dây đai ..................................................................... 11
Hình 1.13: Các chế độ hoạt động của bộ truyền động ................................................. 12
Hình 1.14: Kết cấu dây đai phức hợp .......................................................................... 12
Hình 1.15: Kết cấu hộp số ly hợp kép .......................................................................... 14
Hình 1.16: Kết cấu hộp số tự động 8 cấp ..................................................................... 15

Hình 1.17: Chuyển số: Dải truyền động lớn hơn và hiệu suất cao hơn cho phép hộp số
mới tiết kiệm nhiên liệu 6% so với thế hệ trước. ......................................................... 16
Hình 1.18: Hộp số CVT có hộp số phụ ........................................................................ 16
Hình 1.19: Hộp số CVT có hộp số phụ sử dụng dây đai xích ...................................... 17
Hình 1.20: Hộp số DSG 10 cấp ................................................................................... 18
Hình 1. 21: Biểu đồ sản lượng tiêu thụ theo các tháng của toàn thị trường từ tháng
11/2016 đến tháng 3/2017 ........................................................................................... 18
Hình 1.22: Biểu đồ sản lượng tiêu thụ theo các tháng của toàn thị trường từ tháng
11/2015 đến tháng 3/2016 ........................................................................................... 19
Hình 1. 3: Kết cấu cụm van biến thiên theo thời gian .................................................. 51
Hình 1. 3: Kết cấu cụm van biến thiên theo thời gian .................................................. 51
Hình 2. 1: Sơ đổ tổng quát lực và mô men tác dụng lên ô tô ....................................... 22
Hình 2.2: Bản đồ biểu diễn suất tiêu hao nhiên liệu động cơ phụ thuộc vào tốc độ
[rpm] và tải pe[bar] của động cơ ............................................................................... 27
Hình 2.3: Cấu tạo biến mô thủy lực ............................................................................. 28
Hình 2.4: Đồ thị đặc tính ngoài của bộ biến mô thủy lực ............................................ 32
Hình 2.5: Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu hành tinh kiểu Wilson một dãy ............................ 33
Hình 2. 6a: Sơ đồ cấu tạo của cơ cấu hành tinh một dãy kiểu bánh răng kép loại I ..... 33
Hình 2.7: Bố trí tổng thể ô tô và các thiết bị phụ trợ trên băng thử CD-48” ................ 36
Hình 2.8a: Chu trình thử ECE 1504 ............................................................................. 37


vii
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí chung hệ thống thu nhận dữ liệu OBD II Wi-fi ........................ 43
Hình 3.1: Hình dáng thiết bị OBD II Wi-fi .................................................................. 43
Hình 3.3: Màn hình hiển thị dữ liệu từ phần mềm ứng dụng OBD II Wi-fi ................. 44
Hình 3.4: Hình dáng ô tô Hyundai i20 dùng cho thử ngiệm ........................................ 45
Hình 3.5a: Hộp số tự động A4FC1 gồm 4 cấp tiến và 1 số lùi (Hyundai i20) ............. 47
Hình 3.6: Tuyến đường từ quốc lộ 1A xuống cảng Chân may ..................................... 50
Hình 3. 7: Tuyến đường Hoàng Sa (Đà Nẵng) đi xã Điện Ngọc (Quảng Nam). .......... 51

Hình 3.8: Tuyến đường Đèo Hải Vân. ......................................................................... 51
Hình 3.9: Màn hình hiển thị và ghi nhận dữ liệu thử nghiệm tiêu hao nhiên liệu ........ 53
Hình 3.10: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ............ 54
Hình 3.11: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ............ 54
Hình 3.12: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ............ 55
Hình 3.13: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ........... 55
Hình 3.14: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ............ 56
Hình 3.15: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian (khi duy
trì vận tốc ô tô không đổi V = 70km/h)........................................................................ 56
Hình 3.16: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ........... 57
Hình 3.17: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ........... 57
Hình 3.18a: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian (khi vận
hành có gia tốc trong nội đô V <= 50km/h) ................................................................. 58
Hình 3.19: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian (khi vận
hành ô tô có gia tốc trong nội đô ra ngoại ô với V > 60km/h) ..................................... 59
Hình 3.20: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian ............ 60
Hình 3.21a: Diễn biến các đại lượng V[km/h], n[rpm], Gh[lít/h] theo thời gian .......... 61
Hình 4.1: Diễn biến các đại lượng V, Gh và Qnl theo thời gian t(s) .............................. 63
Hình 4.2: Diễn biến V(t), Gh(t) và Qnl(t) và Qnl_tb trên đoạn đường dèo dốc .............. 64
Hình 4.3: Diễn biến tiêu hao nhiên liệu Qnl theo tốc độ vận hành không đổi ............... 66
Hình 4.4: Diễn biến tiêu hao nhiên liệu Q khi vận hành ô tô ở nội đô ......................... 67
Hình 4.5: Diễn biến tiêu hao nhiên liệu Q khi vận hành ô tô qua đèo dốc ................... 68
Hình 4.6: Diễn biến tiêu hao nhiên liệu khi biến mô bị trượt mạnh. ............................ 69


viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1: Dự báo nhu cầu nhiên liệu xăng dầu các vùng kinh tế đến năm 2020 ........... 3
Bảng 1.2: Ước tính khí thải theo nhiên liệu tiêu thụ ngành giao thông vận tải .............. 4

Bảng 2.1: Tổng hợp truyền động cơ cấu hành tinh một dãy kiểu Wilson .................... 35
Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật chính của ô tô Hyundai i20 ............................................ 45
Bảng 3.2: Các khả năng làm việc của hai dãy hành tinh hộp số A4FC1 ...................... 48
Bảng 3.3: Thông số kỹ thuật của hộp số tự động A4CF1 - ô tô Hyundai i20 .............. 49
Bảng 4.1: Kết quả xử lý tiêu hao nhiên liệu ô tô ở tốc độ ô tô không đổi .................... 66
Bảng 4.2: Dữ liệu thử nghiệm khi vận hành tăng tốc mạnh đột ngột ........................... 69
Bảng 4.3: So sánh tiêu hao nhiêu liệu ở các chế độ vận hành ô tô ............................... 72


ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
KÝ HIỆU KHOA HỌC
MT (Manual Transmission): Hộp số sàn.
AT (Automatic Transmission): Hộp số tự động.
VOCs (Volatile organic compounds): các hóa chất có gốc Carbon.
VVT/VVT-i (Variable Valve Timing / Variable Valve Timing – intelligent): biến thiên
thời điểm đóng mở van / biến thiên thời điểm đóng mở van thông minh.
ACIS (Advanced Corona Ignition System): Hệ thống đánh lửa bằng tia Plasma.
CVT (Continuously variable transmission): hộp số có tỷ số truyền biến thiên vô cấp.
ECT (Electronic Controlled Transmission): Hộp số điều khiển bằng điện.
ASC (Adaptive Shift Control): Điều khiển chuyển đổi thích nghi.
EFI (Electronic Fuel Injection): Phun nhiên liệu bằng điện tử.
DFI (Direct Fuel Injection): Phun nhiên liệu trực tiếp.
GDI (Gasoline Direct Injection): Phun xăng trực tiếp.
EGR (Exhaust gas recirculation): Luân hồi khí thải.
VAMA: Hiệp hội các nhà sản xuất ôtô Việt Nam.
OBD II (On Board Diagnostic II): Chẩn đoán lỗi thế hệ 2.
Me
: Momen xoắn của động cơ [N.m]
ih, io : Tương ứng là tỷ số truyền hộp số, tỷ số truyền của truyền lực chính.

t
: Hiệu suất truyền chung của hệ thống truyền lực.
Je
: Mômen quán tính khối lượng của bánh đà động cơ và các chi tiết quay khác
trong động cơ qui dẫn về trục khuỷu [kg.m2].
Jk
: Mômen quán tính khối lượng của chi tiết quay thứ k nào đó trong hệ thống
truyền lực đối với trục quay của chính nó [kg.m2].
Jbx : Mômen quán tính khối lượng của bánh ô tô chủ động [kg.m2].
ik
: Tỷ số truyền tính từ chi tiết thứ k đến bánh ô tô chủ động.
k
: Hiệu suất truyền tính từ chi tiết thứ k đến bánh ô tô chủ động.
e
: Tốc độ góc trục khuỷu động cơ [rad/s].
k
: Tốc độ góc của chi tiết quay thứ k trong hệ thống truyền lực [rad/s].
bx : Tốc độ góc của bánh ô tô chủ động [rad/s].
v
: Tốc độ chuyển động tính tiến của ôtô [m/s].
ma
: Khối lượng của ôtô [kg].
Rbx : Bán kính bánh ô tô chủ động [m].


1
MỞ ĐẦU
Nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu và giảm thiểu ô nhiễm môi trường luôn
là mục tiêu nghiên cứu của ngành động cơ và ô tô trong tình hình dầu mỏ đang được
khai thác ngày một cạn kiệt.

Bên cạnh đó, việc nâng cao tính an toàn, tính tiện ích và hiện đại, điều kiện làm
việc nhẹ nhàng cho lái ô tô ngày nay cũng đã và đang được quan tâm hơn. Vì vậy, ô tô
sử dụng hộp số tự động (hộp số điều khiển sang số tự động – Automatic Transmission
– AT) đã được phổ biến rộng rãi, nhất là ô tô con và được mọi người ưa chuộng; do vậy
trong tương lai gần, ô tô này có thể thay thế dần cho ô tô sử dụng hộp số cơ khí thông
thường điều khiển bằng tay (hộp số sàng số điều khiển bằng tay – Manual Transmission
- MT).
Tuy nhiên, việc sử dụng hộp số tự động kiểu biến mô thủy lực có xu hướng làm
tăng tiêu hao nhiên liệu cho ô tô. Để có sự đánh giá một cách tổng quát và khoa học các
yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu đối với ô tô sử dụng hộp số tự động, cần thiết
phải nghiên cứu đầy đủ cả lý thuyết lẫn thực nghiệm về vấn đề này. Với lý do đó, đề tài
“Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ vận hành đến tiêu hao nhiên liệu của ô tô sử dụng
hộp số tự động” của luận văn có ý nghĩa khoa học và mang tính cấp thiết; qua đó góp
phần sử dụng hiệu quả hơn nguồn nhiên liệu dầu mỏ đang cạn kiệt; đồng thời cũng góp
phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong tình hình mới.
Em rất mong với đề tài này em sẽ củng cố tốt hơn kiến thức đã được truyền thụ
để khi ra trường em có thể tham gia vào ngành ô tô của Việt Nam để góp phần vào sự
phát triển chung của ngành.
Em xin được gởi lời cảm ơn chân thành đến Quý Thầy hướng dẫn TS. Phan Minh
Đức, TS. Lê Văn Tuy đã chỉ bảo em tận tình, giúp em vượt qua những khó khăn vướng
mắc trong khi hoàn thành đề tài của mình. Bên cạnh đó là tất cả các Quý Thầy Cô trong
khoa, phòng đào tạo đã tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp này.
1. Mục tiêu của đề tài
Mục tiêu của đề tài là nhằm tới việc nghiên cứu sử dụng hiệu quả và tiết kiệm
nhiên liệu cho ô tô sử dụng hộp số tự động qua các chế độ vận hành; qua đó góp phần
nhỏ vào việc tăng cường an ninh năng lượng đồng thời làm giảm ô nhiễm môi trường
không khí do các phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu hóa thạch gây ra.
2. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Trên cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hao nhiên liệu ô tô, luận văn
đi sâu phân tích ảnh hưởng của chế độ vận hành đến tiêu hao nhiên liệu của ô tô sử dụng

hộp số tự động. Hơn nữa: việc tính toán, phân tích tiêu hao nhiên liệu ô tô sử dụng hộp
số tự động ở các chế độ vận hành sẽ được kiểm chứng bằng thực nghiệm, vì vậy đề tài
sẽ tỏ rõ tính thực tiễn và ý nghĩa khoa học.


2
3. Đối tượng nghiên cứu
Như mục đích nghiên cứu đã chỉ rõ, với đề tài «Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ
vận hành đến tiêu hao nhiên liệu của ô tô sử dụng hộp số tự động» thì đối tượng nghiên
cứu của luận văn là vấn đề tiêu hao nhiên liệu ở các chế độ vận hành của ô tô sử dụng
hộp số tự động.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ giới hạn trong phạm vi ô tô sử dụng hộp số tự
động kiểu biến mô thủy lực.
Cụ thể ô tô được sử dụng cho thử nghiệm là ô tô con 5 chỗ ngồi, hộp số tự động
AT gồm 4 số, có mã hiệu Hyundai i20 do hãng Hyundai của Hàn Quốc sản xuất năm
2010.
Tình trạng ô tô đã qua sử dụng 56000 km, ô tô được chăm sóc bảo dưỡng thường
xuyên theo đúng yêu cầu của hãng.
Tải trọng xuyên suốt trong quá trình thực nghiệm gồm: tải trọng cơ sở của ô tô và
tải trọng chở là 180 kg (tương ứng 3 người).
5. Phương pháp nghiên cứu
Để đạt được mục đích nêu trên, luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng
hợp; trong đó kết hợp phương pháp tính toán, phân tích đánh giá lý thuyết đồng thời sử
dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để kiểm chứng tính đúng đắn và độ tin cậy
của phương pháp lý thuyết tính toán.


3
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng
1.1.1. Tổng quan về tình hình sử dụng năng lượng hóa thạch.
Hiện nay, nước ta hầu như phải nhập khẩu hoàn toàn khoảng 30% nhu cầu xăng
dầu cho giao thông vận tải. Tiềm năng dầu khí của nước ta không phải là lớn, từ chỗ
xuất khẩu năng lượng (dầu thô, than), dự báo trong vòng 15 năm tới Việt Nam sẽ phải
nhập năng lượng (dự báo tỷ lệ nhập khẩu khoảng 11% - 20% vào năm 2020, tăng lên
50% - 58% vào năm 2050).
Bảng 1.1: Dự báo nhu cầu nhiên liệu xăng dầu các vùng kinh tế đến năm 2020
Đơn vị: 1.000 tấn
Vùng
2010
2015
2020
Cả nước
16.170
26.503
41.413
Miền Bắc
5.020
8.124
12.519
Miền Trung
3.006
4.872
7.579
Tây Nguyên
721
1.186
1.869
Đông Nam Bộ

4.164
7.081
11.416
ĐB sông Cửu Long
3.260
5.239
8.031
(Theo số liệu dự báo của Bộ Thương mại trước đây)
Nhu cầu tiêu thụ xăng dầu trong nước ngày càng tăng và dự báo trong 25 năm
tới còn tiếp tục tăng cao. Nếu các tiêu chuẩn về chất lượng xăng dầu không được thắt
chặt thì chúng ta sẽ phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm không khí đô thị rất nghiêm trọng.

Hình 1. 1: Nhu cầu xăng dầu của Việt Nam
(Nguồn: Quy hoạch phát triển ngành dầu khí Việt Nam giai đoạn 2006-2015
- Định hướng đến năm 2025, Bộ Công nghiệp, 07/2007)


4
1.1.2. Vấn đề ô nhiễm môi trường và biến đổi khí hậu
Nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí rất đa dạng. Đối với môi trường không
khí các đô thị, áp lực ô nhiễm chủ yếu do hoạt động giao thông vận tải, hoạt động xây
dựng, hoạt động công nghiệp, sinh hoạt của dân cư và xử lý chất thải. Trong đó, ô nhiễm
không khí ở đô thị do các hoạt động giao thông vận tải chiếm tỷ lệ khoảng 70%. Ở nông
thôn, ô nhiễm không khí do các nguồn thải ô nhiễm chủ yếu từ sản xuất nông nghiệp,
sản xuất ở các làng nghề và sinh hoạt của dân cư.
Xét các nguồn phát thải các khí gây ô nhiễm trên phạm vi toàn quốc, ước tính
hoạt động giao thông đóng góp gần 85% lượng khí CO, 95% lượng VOCs. Trong khi
đó, các hoạt động công nghiệp là nguồn đóng góp chính khí SO2. Đối với NO2 hoạt động
giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp có tỷ lệ đóng góp xấp xỉ nhau. Riêng đối
với bụi lơ lửng (TSP), ngành sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng là nguồn phát thải

chủ yếu (chiếm khoảng 70%),
Hầu hết các hoạt động giao thông vận tải đều phát thải các loại chất ô nhiễm
không khí như bụi, CO, CO2, NOx, SO2 và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Sự phát
thải các chất ô nhiễm không khí từ hoạt động này đang gia tăng nhanh cùng với sự gia
tăng về mức độ đầu tư phát triển hệ thống kết cấu hạ tầng, sự bùng nổ của các phương
tiện giao thông cá nhân, sự đầu tư chưa thỏa đáng cho phát triển hệ thống giao thông
công cộng cũng như chất lượng nhiên liệu chưa được cải thiện, nâng cấp.
Bảng 1.2: Ước tính khí thải theo nhiên liệu tiêu thụ ngành giao thông vận tải
Lượng thải (1000 tấn)
STT
Chất ô nhiễm
2003
2005
1
CO2
6.000
9.360
2
CO
61
95
3
NO2
35
55
4
SO2
12
19
5

CmHn
22
34
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường năm 2003; MECCP, 2007)
Ngoài ra, theo báo cáo hiện trạng môi trường Quốc gia năm 2007 do hệ thống
đường giao thông ở các khu đô thị lớn có mật độ thấp (khoảng 5,41 km/km2), cường độ
dòng ô tô lớn (trên 1800 - 3600 ô tô/giờ), đường hẹp, nhiều giao cắt, chất lượng đường
kém, phân luồng hạn chế, luôn phải thay đổi tốc độ, dừng lâu nên lượng khí độc hại CO,
SO2, NO2, CxHy, các hợp chất chứa bụi, chì, khói, tiếng ồn do ô tô thải ra rất lớn. Nồng
độ bụi trong không khí ở các thành phố như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà
Nẵng… trung bình ngày ở các nút giao thông cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 3-5 lần và


5
nồng độ khí CO và NO2 trung bình ngày ở một số nút giao thông lớn đã vượt tiêu chuẩn
cho phép từ 1,2-1,5 lần. Xét trên từng phương tiện tham gia giao thông thì lượng phát
thải ô nhiễm không khí từ xe máy là tương đối nhỏ, trung bình một xe máy thải ra lượng
khí thải chỉ bằng 1/4 so với ô tô ôtô con. Tuy nhiên do số lượng xe tham gia giao thông
chiếm tỷ lệ lớn hơn và chất lượng nhiều loại xe máy đã xuống cấp nên xe máy hiện vẫn
là nguồn đóng góp chính các loại khí ô nhiễm, đặc biệt đối với các khí thải như CO và
VOC.
Ô nhiễm không khí do khí thải của phương tiện đang là vấn đề môi trường tại
hầu hết các bến ô tô trong các khu đô thị lớn, đặc biệt là Hà Nội và Tp. Hồ Chí Minh do
lưu lượng ô tô ra vào các bến này rất cao, khoảng 1000-1500 lượt ô tô/ngày- đêm gây
nên tình trạng quá tải. Kết quả khảo sát của Viện Chiến lược và Phát triển GTVT cho
thấy chất lượng không khí tại hầu hết các bến ô tô khu vực phía bắc đều bị ô nhiễm NOx
và bụi lơ lửng, vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 3-10 lần.

Hình 1. 2: Ô nhiễm không khí
1.2. Tình hình nghiên cứu giảm tiêu hao nhiên liệu cho ô tô

1.2.1. Các giải pháp hoàn thiện động cơ để tiết kiệm nhiên liệu [5]
Sự phát triển của khoa học công nghệ đã đóng góp đáng kể vào quá trình nâng cao
hiệu suất sử dụng và tiết kiệm nhiên liệu. Có hàng loạt các giải pháp từ các ngành hoá
học, sinh học và cơ học được đề xuất. Tuy nhiên, không phải tất cả đều có kết quả khả
quan, mặc dù chúng có tác dụng tốt tại một thời điểm nhất định. Cơ quan nghiên cứu và
tái sinh năng lượng Hoa Kỳ đã tiến hành thử nghiệm những công nghệ có tác dụng cải
thiện mức tiêu hao nhiên liệu nhưng không làm biến đổi cấu trúc của động cơ.


6
1.2.1.1. Công nghệ van biến thiên theo thời gian
Công nghệ kiểm soát thông minh
thời điểm và thời gian nâng các van nạp thải
(Variable Valve Timing & Lift –
VVT/VVTi) để xác định tiết diện thông qua
tốt nhất cho các van nạp – thải. Thông qua
VVT/VVTi, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh
thời gian nạp – thải tối ưu để quá trình cháy
diễn ra hiệu quả nhất, phát huy công suất tốt
nhất. Theo đánh giá, VVT/VVTi có khả
năng tăng khoảng 5% hiệu suất sử dụng Hình 1. 3: Kết cấu cụm van biến thiên
nhiên liệu cho động cơ đốt trong.
theo thời gian
1.2.1.2. Hệ thống xi lanh chủ động
Thuật ngữ tiếng Anh "Cylinder
Deactivation", công nghệ có khả năng tắt
một nửa số xi-lanh trên động cơ khi không
cần thiết và kích hoạt trở lại khi tải trọng của
ô tô thay đổi. Công nghệ này có thể giúp cho
động cơ và do đó ô tô nâng cao được 7,5%

hiệu suất sử dụng nhiên liệu. Công nghệ này
được sử dụng khá hiệu quả trên các dòng ô
tô du lịch nhiều xilanh hiện nay.
Hình 1. 4: Hệ thống xilanh chủ động trên
động cơ V6
1.2.1.3. Turbin tăng áp và siêu nạp

Hình 1. 5: Tuabin tăng áp sử dụng trên
động cơ

Công nghệ tăng áp để nạp siêu với
tên gọi "Turbocharger" hay "Supercharger"
cho phép tăng cưỡng bức thêm lượng nạp
không khí đáng kể để cho phép nâng cao
công suất động cơ mà không cần tăng thêm
dung tích xi-lanh động cơ. Công nghệ tăng
áp cũng có thể nâng cao hiệu suất sử dụng
nhiên liệu lên 7,5% và có thể cắt giảm được
lượng khí thải CO2 đáng kể cho ô tô.
Turbocharge gồm ba phần chính, ở giữa hệ
thống là các vòng bi xoay quanh một trục.
Mỗi đầu của trục được gắn với một tuốcbin
nằm trong một hộp xoắn ốc (giống như vỏ
ốc sên). Một tuốcbin được gắn với ống xả


7
để làm quay trục khi dòng khí xả đi qua. Ngược lại, khi trục quay, sẽ làm quay tuốcbin
thứ hai (còn được gọi là máy nén) để nén không khí vào trong cổ góp nạp.
Turbocharge có thể quay rất nhanh. Khi ôtô chuyển động thẳng đều trên đường,

tuốcbin của turbocharge có thể “chạy không tải” ở tốc độ 30.000 vòng/phút. Nhấn ga và
các tuốcbin này có thể tăng tốc lên từ 80.000- 100.000 vòng/phút do có nhiều khí xả
nóng hơn được đẩy qua tuốcbin.
Song song với công nghệ tăng áp là công nghệ phun nhiêu liệu trực tiếp vào xi-lanh
động cơ (DFI - Direct Fuel Injection). Công nghệ này cho phép tạo nên tỷ số thể tích
không khí/nhiên liệu tối ưu, giúp quá trình cháy xảy ra hoàn toàn hơn. Hơn thế nữa công
nghệ này còn cho phép nâng cao tỷ số nén động cơ xăng và do đó nâng cao hiệu suất
nhiệt. Kết quả là mang lại hiệu quả cao với khả năng có thể tiết kiệm được 15% nhiên
liệu so với động cơ phun xăng điện tử EFI thông thường. Tuy nhiên, động cơ GDI cũng
phải giải quyết một số vấn đề nan giải: do nhiệt độ quá trình cháy tăng nhanh nên hàm
lượng ôxit nitơ trong khí xả khá lớn, do đó phải sử dụng bộ xử lý khí xả (Catalysts)
nhiều thành phần để tách NO2 thành khí nitơ và ôxi để giải quyết vấn đề giảm thiểu ô
nhiễm môi trường.
1.2.1.4. Sử dụng công nghệ cao nhằm giảm tối thiểu ma sát bên trong động cơ
Động cơ đốt trong chứa nhiều liên kết có lực ma sát lớn. Bề mặt các phần tử chuyển
động quay, hay tịnh tiến tiếp xúc với nhau hoặc qua lớp dầu mỏng. Ma sát lớn làm tổn
hao công suất động cơ vì chúng sản sinh nhiệt tiêu tán vào trong không khí, làm giảm
hiệu suất của động cơ.

Hình 1. 6: Công nghệ mạ Nano-slide

Công nghệ mạ Nano-Slide đã được
Mercedes nghiên cứu và đã ứng dụng trên
động cơ AMG V8 dung tích 6,3 lít vào năm
2006. Bề mặt xi-lanh được phun một lớp hợp
kim carbon ion siêu mỏng có độ dày từ 0,1
đến 0,15 mm. Lớp mạ có độ nhẵn bóng, độ
cứng cao, và có khả năng giữ dầu tốt. Hãng
ô tô Đức đánh giá công nghệ Nano-Slide làm
giảm 3% nhiên liệu tiêu thụ cho mẫu ML350

BlueTec trang bị động cơ V6. Các hãng ô tô
khác cũng có những nghiên cứu tương tự
nhằm tạo cho bề mặt xi-lanh nhẵn, chịu mài
mòn.


8
1.2.1.5. Sử dụng công nghệ đánh lửa bằng tia plasma
Hệ thống đánh lửa bằng tia plasma
ACIS (Advanced Corona Ignition
System) đang được nghiên cứu bởi tập
đoàn sản xuất linh kiện ôtô khổng lồ
Federal – Mogul (hình 1.7). Thay vì sử
dụng bu-gi truyền thống với nguyên lý
phóng điện đơn giản, ACIS biến các
phân tử khí thành ion (plasma khí) để
châm cháy hỗn hợp nhiên liệu. Phát
minh mới nhất hứa hẹn cắt giảm 10%
nhiên liệu.
Quá trình ion hóa của tia plasma
Hình 1. 7: HT đánh lửa Plasma-ACIS kích thích hỗn hợp hòa khí trong buồng
đốt khiến chúng bắt lửa và tốc độ cháy lan rộng nhanh chóng. Nhiệt độ của plasma cực
cao, cho dù hỗn hợp nghèo nhiên liệu cũng có thể cháy được dễ dàng tạo ra hiệu suất
nhiên liệu cao, động cơ cháy sạch hơn.
Việc sử dụng hệ thống tái tuần hoàn khí xả EGR (Exhaust gas recirculation) là
một thủ thuật trong thiết kế động cơ nhằm giảm nồng độ NOx trong khí xả. Tuy nhiên,
biện pháp này lại khiến quá trình cháy trở nên khó khăn, nhờ ACIS mà vấn đề này được
khắc phục, nhờ đó động cơ có thể làm việc với lượng lớn khí xả tuần hoàn hiệu quả quá
trình cháy vẫn tốt.
Một vấn đề nữa đối với động cơ có tỷ số nén lớn (để nâng cao hiệu quả sử dụng

nhiên liệu). Tuy nhiên động cơ có tỷ số nén lớn dễ bị cháy kích nổ. Áp suất hỗn hợp
nhiên liệu - không khí cao có thể xuất hiện nhiều điểm tự phát cháy bên trong buồng
đốt. Các điểm cháy lan rộng tạo thành làn sóng áp suất và khi chúng gặp nhau sẽ tạo
thành tiếng gõ. Kích nổ thường làm động cơ nóng hơn, công suất tụt giảm đáng kể. Cục
diện sẽ hoàn toàn thay đổi với ACIS, khối hỗn hợp nhiên liệu bị kích thích mạnh và
nhanh, làm tốc độ cháy lan nhanh, hỗn hợp được đốt cháy trước khi hiện tượng kích nổ
xảy ra.
1.2.2. Các giải pháp công nghệ mới để tiết kiệm nhiên liệu cho ô tô
Trong tình hình dầu mỏ đang dần cạn kiệt, công nghệ ô tô không truyền thống
như ô tô điện, ô tô Hybrid đã ra đời (xem hình 1.8) nhằm hạn chế mức độ sử dụng nhiên
liệu hóa thạch truyền thống đối với loại người [8-10]. Từ đó các giải pháp nghiên cứu
so sánh mức tiêu thụ năng lượng nói chung và nhiên liệu nói riêng của hai thế hệ ô tô
kiểu mới và truyền thống này cũng đã được đánh giá so sánh [11]. Các giải pháp cho
các chế độ vận hành ô tô sao cho tiết kiệm nhiên liệu cũng đã được các nhà khoa học
chuyên ngành nghiên cứu, để từ đó có những đề xuất về các giải pháp khoa học công
nghệ nhằm hổ trợ cho sự vận hành tiết kiệm nhiên liệu [12].


9

Hình 1. 8: Sơ đồ hoạt động của ô tô Hybrid

Hình 1. 9: Mô phỏng hoạt động của bộ xúc tác tiết kiệm nhiên liệu “FuelSaver”
Vấn đề tiết kiệm nhiên liệu cho ô tô đối với ô tô tập lái cũng đã được quan tâm
nghiên cứu nhằm không chỉ giải quyết vấn đề tiết kiệm nhiên liệu cho ô tô tập lái mà
còn góp phần giảm thiểu các tác hại liên quan khác như tuổi thọ động cơ và các hệ thống
khác của ô tô, vấn đề an toàn cho ô tô tập lái. Trên hình 1.10 thể hiện diễn biến tiêu hao
nhiên liệu của xe tập lái khi thử nghiệm ô tô trên băng thử chạy theo chu trình châu Âu
– kí hiệu ECE1504 [6].



10

Hình 1.10: Tiêu hao nhiên liệu khi thử nghiệm lái ô tô theo chu trình ECE-1504
1.3. Tình hình nghiên cứu hộp số tự động
1.3.1. Lịch sử phát triển ô tô hộp số tự động.
Năm 1938, hộp số tự động điều khiển bằng thủy lực đầu tiên ra đời trên ô tô
Oldsmobile của hãng General Motor.
Việc điều khiển ôtô được đơn giản hóa bởi vì không còn bàn đạp ly hợp. Tuy
nhiên, hộp số thường vẫn được sử dụng phổ biến nhờ kết cấu đơn giản, dễ sửa chữa và
giá thành thấp.
Đến những năm 70, hộp số tự động đã thực sự phát triển khi hàng loạt các hãng
ôtô cho ra các loại ô tô mới với hộp số tự động đi kèm. Từ đó đến nay hộp số tự động
đã phát triển không ngừng và dần thay thế cho hộp số thường. Khi mới ra đời, hộp số tự
động là loại có cấp được điều khiển hoàn toàn bằng thủy lực. Đến những năm 80, nhờ
ứng dụng những kỹ thuật điều khiển điện tử hiện đại trên ôtô phát triển vượt bậc, các
hộp số tự động điều khiển bằng điện tử (E-AT) ra đời.
Các nhà sản xuất ôtô cũng đã nghiên cứu, chế tạo và đưa vào sử dụng các loại
hộp số tự động vô cấp có tỉ số truyền thay đổi liên tục (CVT- Continuously Variable
Transmission) vào những năm cuối của thế kỷ XX.
Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu sử dụng của khách hàng và để tăng tính cơ động
trong quá trình sử dụng, các nhà chế tạo đã cho ra đời loại hộp số điều khiển điện tử có
thêm chức năng chuyển số cơ khí như là ở hộp số thường song song với chế độ chuyển
số tự động.


11
Ngày nay, hộp số tự động đang là một trong những xu hướng được nghiên cứu
và phát triển mạnh trong nền công nghệ ôtô. Nó không những được sử dụng khá phổ
biến trên các dòng ô tô du lịch, pick-up, việt dã, mà còn được trang bị khá nhiều trên

các dòng ô tô tải, đầu kéo, ô tô cơ giới và các ô tô chuyên dùng khác.
AT: Hộp số tự động (Automatic Transmission).
AT1: Loại hộp số này có bộ phần truyền lực cơ bản giống loại ECT.
ECT: Hộp số điều khiển điện (Electronic Controlled Transmission).
1.3.2. Các nghiên cứu phát triển hộp số tự động cho ô tô.
1.3.2.1. Các nghiên cứu phát triển công nghệ trên thế giới.
a) Hộp số vô cấp CVT (Continuously Variable Transmission).

Hình 1.11: Hộp số tự động CVT
Không giống như các hộp số thông thường như MT hay AT dùng các bộ truyền
bánh răng để tạo ra các tỷ số truyền khác nhau thì hộp số vô cấp CVT sử dụng bộ truyền
đai.

Hình 1.12: Bộ truyền động bằng dây đai


12

Hình 1.13: Các chế độ hoạt động của bộ truyền động
Sự đơn giản của CVT đã biến chúng trở thành ý tưởng tuyệt vời cho hộp số dành
cho nhiều loại máy và thiết bị khác nhau không chỉ riêng ô tô. CVT đã được sử dụng
nhiều năm qua trên các máy gia công kim loại. Nó cũng có mặt trên nhiều loại phương
tiện khác nhau bao gồm đầu kéo (tractor), ô tô trượt tuyết (snowmobile) ... Trong tất cả
các ứng dụng này, các hộp số đều dùng loại dây đai cao su chất lượng tốt và đàn hồi
thấp. Tuy nhiên nó vẫn bị trượt và kéo dãn ra do đó giảm đi hiệu quả làm việc.

Hình 1.14: Kết cấu dây đai phức hợp
Những loại vật liệu mới cũng được giới thiệu để chế tạo ra hộp số vô cấp CVT
có độ tin cậy và hiệu quả làm việc cao hơn nữa. Một trong những cải tiến quan trọng
nhất đó là thiết kế và phát triển một dây đai mới nối giữa hai puli. Đây là loại dây phức

hợp được làm từ những lá thép mỏng kết hợp cùng với những phiến thép có độ cứng
cao, được tạo hình ôm chặt lấy các lá kim loại. Dây đai bằng kim loại ít bị trượt và có
độ bền cao hơn, cho phép CVT có thể làm việc với mô-men động cơ cao hơn và êm hơn


13
so với dây đai cao su. Ngày nay thì công nghệ sản xuất dây đai bằng thép này đã rất phát
triển giúp cho bộ truyền cho phép truyền công suất lớn hơn mà ít bị trượt hơn vì thế hộp
số CVT cũng được dùng ngày càng nhiều hơn trên ô tô.
Vì không dùng bộ truyền bánh răng để thay đổi tỷ số truyền nên câu hỏi đặt ra ở
đây là làm sao để hộp số vô cấp CVT đảo chiều chuyển động tạo ra số lùi?
Vấn đề được các hãng ô tô giải quyết bằng cách lắp ở trước đầu vào của bộ
truyền đai một bộ bánh răng hành tinh.
Ưu nhược điểm của hộp số vô cấp CVT so với các hộp số thông thường MT
hay AT:
Ưu điểm:
- Vì có dải tỷ số truyền biến thiên liên tục nên tạo ra cảm giác điều khiển
mượt mà và êm ái, không có hiện tượng giật khi sang số nữa. Chiếc ô tô sẽ được gia tốc
một cách nhẹ nhàng như đang nằm trong một dòng chảy – không còn những gián đoạn
bởi việc thay đổi trong thiết bị.
- CVT hoạt động hiệu quả hơn so với hộp số thường bởi vì nó giúp cho động cơ
có thể vận hành ở khoảng giữa của mô-men xoắn tối đa và công suất tối đa. Bằng cách
này động cơ sẽ luôn được hoạt động ở tốc độ vòng quay (RPM) tối ưu vì thế tiết kiệm
nhiên liệu hơn và giảm được khí thải ra môi trường.
- CVT có số lượng các chi tiết ít hơn và kết cấu đơn giản hơn, gọn nhẹ hơn. Giá
thành sản xuất hộp số CVT cũng rẻ hơn so với hộp số tự động AT 7-8 cấp.
Nhược điểm:
- Tất nhiên là mọi thứ đều có ưu điểm và nhược điểm của nó, CVT cũng
phải là ngoại lệ. Một trong những hạn chế lớn nhất của nó chính là hiện tượng trượt đai
khi truyền công suất lớn vì thế lượng mô-men xoắn mà chúng có thể xử lý khá thấp. Ở

một số mô hình thì giới hạn của nó vào khoảng 300 đến 350 NM. Tuy nhiên trong tương
lai, với sự cải tiến về vành đai thì hộp số CVT có khả năng sẽ tăng lượng mô-men xoắn
này.
- Tỷ số truyền biến thiên vô cấp một cách chậm cho nên khả năng tăng tốc có
phần kém hơn so với các hốp số thông thường khi có thể điều khiển linh hoạt thay đổi
cấp số để tăng tốc
b) Hộp số tự động ly hợp kép:
Có thể coi hộp số tự động ly hợp kép giống như loại hộp số sàn tự động, nhưng
có tới hai bộ ly hợp. Ý tưởng để có hai ly hợp là trong khi một ly hợp ngắt để sang số
thì ly hợp còn lại vẫn kết nối động cơ và hộp số, giúp sang số mượt mà, vận hành không
bị gián đoạn, trễ vì mỗi lần ngắt kết nối ly hợp như trên hộp số chỉ có một ly hợp. Cấu
tạo một kiểu cơ bản của hộp số ly hợp kép như ảnh trên. Theo đó, trục rỗng gắn với ly
hợp xám nằm bên ngoài, điều khiển dãy bánh răng sang số 2-4-6, trong khi trục xanh
gắn với ly hợp xanh nằm bên trong, điều khiển bánh răng sang số 1-3-5, tất cả đều chung
một đầu ra.


14

Hình 1.15: Kết cấu hộp số ly hợp kép
Khi đang ở số 1, ly hợp xám sẽ ngắt để chuẩn bị sẵn số 2, khi ô tô đạt đủ các
yếu tố về vòng tua, tốc độ, số ly hợp này sẽ bắt để ô tô lên số 2, mượt mà, không độ trễ.
Lúc đó ly hợp xanh đã ngắt, và ô tô sẵn sàng số 3, cứ như vậy quy luật này lặp đều
đặn.
Lợi ích lớn nhất của hộp số tự động ly hợp kép là sang số nhanh, mượt mà. Bởi
vậy, hãng ô tô thể thao sử dụng để tối ưu hóa thời gian tăng tốc trong khi hãng ô tô bình
dân lại sử dụng vào mục đích giảm nhiên liệu tiêu thụ.Cấu tạo bên trong hộp số lại thuần
chất như một hộp số sàn thông thường. Nhưng sang số khi nào lại không phải do tài xế
quyết định mà do ô tô tính toán và tự lựa chọn thời điểm thích hợp.
Khi ô tô thấy vòng tua máy và tốc độ đủ để chuyển số, máy tính điều khiển tự

động ngắt ly hợp sau đó sang số và cuối cùng là kết nối ly hợp trở lại. Vì cấu tạo số sàn
nên hộp số kiểu này không có số P (đỗ) như số tự động. A là chế độ sang số tự động, M
là chế độ sang số bằng tay. Một số cách gọi khác của loại hộp số này là hộp số rô bốt,
hộp số không chân côn hay Tiptronic, SMG, ASG... Lợi ích lớn nhất của loại hộp số này
là hoạt động tương tự hộp số tự động nhưng chi phí rẻ hơn.
c) Hộp số tự động đa tỷ số truyền:
Để sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn và mạnh mẽ hơn, hãng chuyên sản xuất cơ
cấu truyền động của Đức, ZF đã giới thiệu hộp số 8 tốc độ mới với một con số tiết kiệm
nhiên liệu ấn tượng.
ZF đã thiết kế một thế hệ mới hộp số tự động 8 cấp cho ô tô khách, kết hợp với
những mục tiêu có vẻ như rất mâu thuẫn là tăng khả năng vận hành và tiết kiệm nhiên
liệu. Ra mắt lần đầu tiên tại Hội nghị chuyên đề về ô tô quốc tế Vienna lần thứ 28, hộp
số 8 tốc độ cho phép tiết kiệm nhiên liệu 6% so với hộp số 6 tốc độ tân tiến nhất của
hãng. Điều đó đạt được bởi ZF đã đưa ra một khái niệm truyền động mới bao gồm 4 bộ
bánh răng hành tinh và 5 cơ cấu chuyển số. Hộp số tự động truyền được nhiều công suất