Hộp số nhiều cấp: Rốt cuộc thì bao nhiêu cấp mới là đủ? (P2)

Ở phần 1, chúng ta đã tìm hiểu về mục đích cũng như độ hiệu quả của hộp số nhiều cấp. Với tiêu chuẩn về tiết kiệm nhiên liệu ngày càng khắt khe, các nhà sản xuất xe đã và đang nghiên cứu, phát triển hộp số nhiều cấp giúp tối ưu khả năng tiết kiệm nhiên liệu mà không phải hy sinh hiệu suất. Để nối tiếp phần trước, chúng ta sẽ cùng mổ xẻ, phân tích cũng như đánh giá tương đối hộp số nhiều cấp khi so sánh với hộp số truyền thống trong phần 2 này.

1. Tiết kiệm nhiên liệu so với hiệu suất

“Với nhiều cấp hơn, xe có thể nhận được tỷ số truyền cao tại cấp số đầu tiên, giúp cải thiện khả năng đề pa của xe. Đồng thời, khoảng cách giữa các số cũng rất nhỏ. Vì vậy hộp số có thể chọn chính xác tỷ số truyền bạn cần.” – Kevin Norris, Giám đốc bộ phận phát triển hộp số 10 cấp của Ford, cho biết.

Đối với hộp số mới của Ford và GM, cấp số đầu tiên khá thấp (short), nhờ đó xe có khả năng tăng tốc mạnh mẽ. Trong khi đó, các cấp số lớn hơn thì tương đối cao (tall). Điều này cho phép xe tiết kiệm nhiên liệu hơn tại tốc độ cao. Khi số lượng cấp số tăng lên, tỷ số truyền cũng trở nên linh hoạt hơn, giúp cải thiện thời gian xe tăng tốc từ 0 - 100 km/h (nhanh hơn 0.2 giây trên mẫu F-150 2017) và tốc độ tối đa.

Kline cho biết: “Với hộp số 9 cấp mới, chúng tôi nhận thấy mình đang có được cả khả năng tiết kiệm nhiên liệu và độ chính xác khi chuyển số mong muốn. Tất nhiên, luôn có những sự đánh đổi. Vì phải thêm nhiều bộ phận, chi phí sẽ phát sinh nhiều hơn. Bạn sẽ phải cân bằng tất cả những thứ đó.”

Hộp số 10 cấp có thể về 4 hoặc 5 cấp số cùng một lúc, tùy thuộc vào cách người lái đạp bàn đạp ga. Đồng thời, nó cũng có thể sang số nhanh chóng và bỏ qua các cấp số không cần thiết. Nói cách khác, hộp số nhiều cấp sẽ làm bất cứ điều gì để chuyển số vào đúng thời điểm và nhanh chóng.

Hộp số 10 cấp được quản lý bởi một máy tính hoàn toàn mới. Máy tính này sử dụng nhiều mã lệnh hơn hẳn hộp số sáu cấp tiền nhiệm (hơn 1 triệu dòng lệnh). Mặc dù Ford và General Motors lập trình hộp số của mình với thuật toán khác nhau, kỹ thuật của họ gần như giống hệt.

Ngoài việc cải thiện hiệu suất của F-150 2017, hộp số mới còn góp phần tăng hiệu suất của F-150 thêm 10 mã lực và 68 Nm momen xoắn. Điều này giúp chiếc xe đạt được 375 mã lực và 637 Nm momen xoắn, cũng như duy trì sức kéo đến 5.5 tấn.

Norris cho biết: “Thường thì người lái sẽ không nhận thấy được rằng hộp số có nhiều cấp hơn hay có nhiều bước chuyển số hơn. Trái lái, họ sẽ cảm thấy hiệu suất của xe được cải thiện, đồng thời khả năng phản hồi chân ga tốt hơn.“

“Một ưu điểm khác là hộp số nhiều cấp hoạt động êm ái hơn. Trên đường cao tốc, động cơ sẽ vận hành ở vòng tua máy thấp hơn, từ đó xe sẽ êm hơn và bạn sẽ tiết kiệm nhiên liệu hơn. Và bởi vì có nhiều tỷ số truyền hơn, các quãng số (step size) sẽ ngắn hơn, vì vậy tình trạng rung giật khi sang số sẽ ít hơn.” – Solt, giám đốc hộp số tự động của FCA, cho biết.

2. Liệu rằng hộp số ngày nay có quá nhiều cấp?

Mục tiêu cuối cùng của hộp số là giữ cho động cơ hoạt động ở trạng thái hiệu quả nhất, hoặc tại vòng tua có momen xoắn cao nhất (khi cần đến hiệu suất cao).

Ford và GM tin rằng số lượng cấp số trong hộp số mới của họ đã đạt đến mức tối ưu nhất. Bất kỳ thay đổi gì khác sẽ không đem lại nhiều giá trị cho hộp số. Tuy nhiên, cách đây một thập kỷ, ý tưởng về hộp số 10 cấp đã từng nghe có vẻ nghe điên rồ. Do đó, chúng ta không bao giờ biết được tương lai sẽ ra sao.

“Tại Ford, chúng tôi đã thực hiện rất nhiều nghiên cứu và phân tích về tất cả các ứng dụng của hộp số mới. Chúng tôi nhận thấy rằng sẽ có vài lợi ích khi hộp số vượt quá 8, thậm chí 9 cấp,” Norris nói. “Tuy nhiên, chúng tôi đã phân tích sâu hơn và phát hiện ra rằng nếu chúng tôi vượt ra quá nhiều ngoài phạm vi đó, ví dụ như 11 hoặc 12 cấp, chúng tôi có thể sẽ gặp các vấn đề về thiết kế. Khi đó, lợi ích của hộp số sẽ giảm đi.”

3. So với hộp số truyền thống

“Tôi nghĩ về khi xét về tổng thể, bạn sẽ thấy sự phát triển ấn tượng của hộp số nhiều cấp, chẳng hạn như hộp số 10 cấp. Nhưng tôi dự đoán có thể trong một thời gian khá dài nữa, hộp số 6 cấp truyền thống vẫn sẽ tiếp tục có chỗ đứng.” – Norris nói.

Kline giải thích rằng GM đã nhìn thấy trước thị trường tiềm năng dành cho hộp số nhiều cấp. Và vì cả hai hộp số của họ đều đáp ứng các yêu cầu về độ bền như nhau, GM cảm thấy mình có thể chiếm lĩnh cả hai phân khúc này. Cả hộp số 6 và 9 cấp đều có thiết kế kín hoàn toàn, có nghĩa là chúng không cần bảo dưỡng.

Đối với khách hàng là công ty vận tải, việc cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu luôn là ưu tiên hàng đầu (nếu so với cảm giác lái). Lợi ích về hiệu suất nhiên liệu là rất rõ ràng khi sử dụng hộp số có nhiều cấp.