Truyền động dây đai V-Matic là một hệ thống truyền lực phổ biến trong xe tay ga, được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và mang lại trải nghiệm lái xe mượt mà. Hệ thống này bao gồm các bộ phận chính như bộ ly hợp, bộ variator (bộ biến tốc), dây đai truyền động và các puli. Bộ ly hợp đóng vai trò kết nối và ngắt kết nối truyền động từ động cơ tới bánh sau. Bộ variator điều chỉnh tỷ số truyền của xe để phù hợp với tốc độ và tải trọng. Dây đai truyền động, thường được làm từ cao su chịu nhiệt và chịu mài mòn, truyền lực từ động cơ đến bánh sau. Puli đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tỷ số truyền của dây đai. Hiểu rõ các bộ phận và cấu trúc của truyền động dây đai V-Matic giúp chúng ta nắm bắt được cách hệ thống này hoạt động và biết cách bảo dưỡng, sửa chữa khi cần thiết.

I – V – Matic (dẫn động bằng dây đai):

V-Matic là hệ thống truyền lực từ động cơ tới bánh sau thông qua hệ thống puly chủ động và puly bị động nhờ lực ma sát của dây đai V.

Hệ thống được trang bị một ly hợp ly tâm tự động và không cần điều khiển ly hợp khi khởi động hay khi dừng. Khi người lái điều khiển ga, nó tự động truyền lực với tỷ số truyền thích hợp cho hoạt động chạy xe. Do đó người lái không bị vướng bận với ly hợp và cần số và cảm giác thích thú với việc điểu khiển xe.

Hệ thống V-Matic có thiết kế nhỏ gọn và nhẹ hơn rất nhiều so với hệ thống số tự động chuyển đổi mômen của ô tô. Hệ thống này được ứng dụng nhiều cho xe tay ga từ loại nhỏ đến loại lớn
II – Các bộ phận cơ bản:

Trong hệ thống V –matic, dây đai (V) được nối với Puly chủ động nằm trên trục cơ và puly bị động trên trục truyền. Lực được truyền từ trục truyền sang bánh sau thông qua bánh răng giảm tốc truyền lực.

Trên Puly bị động cần thiết phải gắn một ly hợp ly tâm cho việc khởi động và dừng xe. Hoạt động quay của động cơ được truyền tới Puly bị động thông qua dây đai và ly hợp sẽ được đóng khi tốc độ của Puly bị động tăng lên.

Puly chủ động bao gồm một mặt cố định chắc chắn gắn trên trục cơ và một mặt có thể di động được trượt trên trục để thay đổi đường kính của Puly thông qua tốc độ động cơ. Bên trong hộp truyền động đai, nhiệt độ tăng cùng với nhiệt độ động cơ thông qua hộp vách máy, hơn nữa nó còn do ma sát giữa dây đai và Puly sinh ra.
Do nhiệt độ cao làm giảm tuổi thọ của dây đai do đó nó được làm từ sợi tổng hợp và để làm mát dây đai nhiều mẫu xe đã gắn mặt Puly với thiết bị lấy gió từ bên ngoài vào buồng dây đai
1. Cấu trúc của má động Puly chủ động:

Má động của Puly là bộ phận chủ yếu kiểm soát tỷ số truyền của hệ thống đai V- Matic. Giữa đĩa vênh được gắn trên trục cốt máy và má động có thể trượt trên trục cơ do tác dụng của các bi văng khi tốc độ động cơ tăng nhờ lực ly tâm.

Lò xo được gắn trên Puly bị động đó là một Puly khác của hệ thống V-Matic và nó luôn cung cấp lực ép chặt dây đai lại, khi lực ly tâm nhỏ và tốc độ động cơ thấp thì đường kính của Puly chủ động nhỏ, vì má động được nén lại bởi đĩa vênh về phía lốc máy bởi lực căng của dây đai và lực lò xo của puly bị động. Khi lực ly tâm tăng lên do các viên bi đối trọng văng ra phía ngoài và ép đĩa vênh lại và đẩy má động của Puly về phía má tĩnh và giảm khoảng cách của nó lại và đẩy cho đường kính của mặt tiếp xúc dây đai tăng lên.
2. Cấu trúc của Puly bị động:

Puly bị động được gắn trên trục truyền. Nó bao gồm có puly nhận lực truyền từ dây đai và các guốc ly hợp khô tự động ly tâm.

Puly chủ động có một má gắn trên trục truyền và một má động có thể trượt trên trục má động luôn bị ép về phía má tĩnh bởi lực lò xo. Do đó hai má Puly luôn có xu hướng làm giảm đường kính của puly. Nó cung cấp một lực ép thích hợp ngăn ngừa hiện tượng trượt và cơ chế này luôn tạo ra tỷ số truyền thấp.
III – Đặc tính của truyền động đai V – Matic:

1. Trong quá trình kéo ga tăng tốc:

Sơ đồ dưới đây chỉ ra đặc tính của hệ thống từ khi dừng và tăng đến tốc độ tối đa với tay ga mở hết.

A: Khi động cơ chạy cầm chừng thì Puly bị động quay chậm vì tỷ số truyền thấp của trục cơ. Ly hợp ngắt và lực không được truyền tới bánh sau và xe không chạy.

A-B: khi bướm ga mở hoàn toàn tốc độ của puly bị động tăng lên và guốc văng dãn nở nhờ lực ly tâm. Khi tốc độ động cơ đạt được tốc độ đóng ly hợp thì ly hợp sẽ đóng 1 nửa và xe bắt đầu chạy.

B-C: Tốc độ động cơ tăng trong khi ly hợp vẫn trượt cho tới khi đạt tốc độ đóng hoàn toàn.

C-D: Động cơ duy trì tốc độ đóng khóa chết ly hợp trong khi tốc độ của vỏ ly hợp tăng lên cho tới khi không có sự trượt của ly hợp
D-E: Khi mà ly hợp đóng hoàn toàn, tốc độ động cơ tăng lên với tỷ số truyền của hệ thống V-matic được xác định và vì thế tốc độ của xe tăng với tốc độ của Puly bị động tăng thì tốc độ của xe cũng tăng tương ứng và lực ly tâm cung cấp cho các bi văng ly tâm cũng tăng lên.

E-F: Vì lực ly tâm của các bi văng tăng lên và đẩy má động của puly chủ động tiến ép về phía má cố định và lực này lớn hơn lực lò xo của puly bị động và lúc này má động của puly bị động bắt đầu trượt theo trục. Và giai đoạn này được gọi là giai đoạn “thay đổi tỷ số truyền” và ở giai đoạn này xe tăng tốc độ với tốc độ động cơ gần như không đổi. Cho tới khi bi văng ly tâm văng ra hết và puly không thể thay đổi thêm nữa thì giai đoạn này kết thúc và ở tỷ số truyền tăng tốc lớn nhất.

F-G: Sau khi hoàn tất giai đoạn trên và ở tỷ số cao nhất thì tốc độ xe và tốc độ động cơ tăng đồng thời với nhau và cuối cùng là không thể tăng tốc khi lực của động cơ và lực cản trở họat động cân bằng và tốc độ động cơ là cực đại
2. Sự thay đổi giảm tốc độ khi bướm ga đóng:

Biểu đồ dưới đây chỉ ra đặc tính của hệ thống V-matic khi bướm ga đóng hoàn toàn trong quá trình giảm tốc từ khi xe chạy ở tốc độ cao nhất với bướm ga mở hết.

G-H: Lực ép được cung cấp lớn nhất cho dây đai và có một chút hiện tượng trượt giữa dây đai và Puly khi xe chạy ở tốc độ tối đa (Vmax) vì bướm ga mở hết và công suất động cơ là tối đa ở tốc độ động cơ đó. Hơn nữa dây đai đang truyền tỷ số truyền lớn bị ép chặt vào puly và bi bóp méo, do đó khi bướm ga đóng lực tải bị mất và tốc độ động cơ giảm không đáng kể.

H-I: tốc độ đông cơ nhanh chóng giảm theo tốc độ của xe tỷ số truyền ở thời điểm này vẫn ở đỉnh với bướm ga đóng hoàn toàn.

I-J: Vì tốc độ của xe giảm do đó tốc độ của Puly chủ động cũng giảm tương tự. Khi lực ly tâm cung cấp cho bi văng nhỏ hơn lực ép của lò xo trên puly bị động thì hiện tượng giảm tỷ số truyền xuất hiện khi các bi văng trở về vị trí ban đầu trước khi tăng tỷ số truyền thì quá trình giảm tỷ số truyền hoàn tất.
J-K: Khi quá trình giảm hoàn tất và ở tỷ số truyền thấp thì tốc độ động cơ giảm tương ứng với tốc độ xe và từ thời điểm giảm này thì thì ly hợp bắt đầu lại bám và quá trình phanh bằng động cơ làm việc và giai đoạn này tiếp tục cho tới khi tốc độ puly chủ động thấp và ly hợp ngắt.

K-L: Khi ly hợp ngắt tốc độ của Puly bị động trở nên thấp tốc độ động cơ ở tốc độ cầm chừng và quá trình phanh động cơ dừng xe chạy theo quán tính và tốc độ xe giảm cuối cùng là dừng lại. Theo cách này Hệ thống V-matic tự động thay đổi với công suất động cơ kiểm soát bởi bướm ga và tốc độ động cơ, tỷ số truyền tự động thay đổi thông qua trạng thái khi ga mở tăng tốc hay đóng để giảm tốc.
3. Thay đổi trong tăng tốc từng phần:

Biểu đồ dưới đây chỉ ra đặc tính của V-matic từ khi khởi động từ lúc dừng với bướm ga mở từng phần (mở nửa ga) và tăng tốc khi giữ ga một phần.

A-B: Giai đoạn khởi động từ điểm ở đó ly hợp bắt đầu bám và tăng tốc ở tỷ số thấp tương tự như khi mở ga hoàn toàn cho tăng tốc vì lực từ động cơ nhỏ hơn và lực căng của dây đai nhỏ hơn như khi tăng tốc với mở ga hoàn toàn, lực nén của dây đai vào puly tăng lên và làm tỷ số truyền thấp yếu đi, do đó quá trình thay đổi tỷ số truyền bắt đầu từ lúc tốc độ động cơ thấp hơn so với khi tăng tốc mở ga hoàn.

B-C: Trong khu vực thay đổi tỷ số truyền xe tăng tốc theo tốc độ động cơ, đặc tính tốc độ động cơ thay đổi qua lại với tốc độ xe tăng phụ thuộc cân bằng giữa khối lượng của đối trọng trong má động và đĩa vênh mà bi văng văng ra, cường độ lò xo puly bị động và công xuất động cơ, cuối cùng là Puly dịch chuyển về cuối và hoàn tất quá trình tăng tốc ở tỷ số truyền cao nhất.

C-D: Khi tỷ số truyền ở mức cao nhất xe tăng tốc cho tới khi lực cản và công suất động cơ cân bằng với nhau. Tuy nhiên nếu góc mở của bướm ga nhỏ và lực cản cân bằng với lực động cơ trước khi đạt được tỷ số truyền cao nhất quá trình tăng tốc dừng lại và xe tiếp tục chạy ở tốc độ đó.
4. Cam momen xoắn và tính năng tăng tốc nhanh:

Khi tỷ số truyền động thay đổi cùng với sự thay đổi của chiều rộng puly bị động, má động puly bị động quay và trượt dọc cam mômen xoắn. Một chốt hạn chế chuyển động của cam được gắn trên má bị động và má động puly bị động được đẩy tới má bị động bằng lực đàn hồi.

Nếu lực truyền động tác động lên đai truyền động lớn khi xe đang chạy với một vận tốc không đổi má động puly bị động sẽ được kéo ra xa theo một hướng mà má động puly bị động quay và kéo theo là má bị động. Sau đó, nhờ hoạt động của cam mômen xoắn, má động puly bị động di chuyển sang cạnh có tỉ số thấp hơn. Ngược lại, khi lực truyền động giảm, lực đẩy do cam mô men sinh ra sẽ nhỏ hơn và má động puly bị động sẽ di chuyển tới cạnh cao ở điểm mà lực ly tâm tác dụng lên bi văng cân bằng với lực đàn hồi.
Nhờ hoạt động của cam mô men xoắn, khi đóng ga trong quá trình tăng tốc, tỷ số sẽ chuyển sang cao, giống như tăng tự động.

Ngược lại, nếu mở ga khi chạy ở tốc độ không đổi, tỷ số sẽ sẽ chuyển sang cạnh thấp, giống như tự động giảm. Việc tỷ số giảm tự động khi mở tay ga đó được gọi là “chế độ tăng tốc nhanh”. (kick-down)
5. Thay đổi tỷ số truyền khi chạy trơn sau khởi động hết ga

Hình dưới đây cho thấy đặc tính V-Matic khi chạy xe ở tốc độ không đổi sau khi khởi động hết ga từ một điểm dừng cho tới khi xe đạt tốc độ không đổi.

A-B: Sau khi khởi động, ly hợp ăn khớp và tăng tốc ở tỉ số thấp, giống như tăng tốc hết ga.

B-C: Khi tốc độ động cơ đạt vùng thay đổi, lực ly tâm trên bi văng lớn hơn lò xo má puly bị động và tỷ số này thay đổi dần từ thấp tới cao. Tỷ số tại thời điểm thay đổi theo cùng tỷ số thấp nhất có thể là do hoạt động của cam mômen xoắn khi động cơ chạy hết ga.

C-D: Khi đóng ga một nửa để ngừng tăng tốc và chuyển sang chạy trơn (cruising), lực đẩy từ cam mô men xoắn nhỏ hơn vì lực truyền động giảm cùng với công suất động cơ. Do đó, độ rộng của puly bị động tăng đẩy tỷ số này lên cao, giống như tăng tốc tự động. Tỷ số đối với chạy trơn ở tốc độ không đổi phụ thuộc vào công suất động cơ, tốc độ và chế độ đặt hệ thống V-Matic
6. Thay đổi tỷ số truyền khi tăng tốc hết ga sau chạy trơn:

Hình dưới đây minh họa các đặc điểm V-Matic khi tăng tốc hết ga sau khi chạy trơn ở tốc độ không đổi.

A: Tỷ số khi chạy trơn nằm ở giữa cung tăng tốc mở hết ga và cung giảm tốc đóng hết ga và tỷ số này cân bằng tại tỷ số cao nhất có thể.

A-B: Khi ga mở và lực truyền động tăng, độ căng dây truyền động lớn hơn khi cố găng tăng tốc độ puly bị động. Do đó, mặt động puly bị động tăng tốc độ nhờ sức căng của đai truyền động, nhanh tức thời hơn tốc độ má puly bị động nối trực tiếp với bánh sau.

Tại thời điểm này, đai truyền động trượt trên má puly bị động và làm má động puly bị động quay. Đồng thời khi má động puly bị động quay kéo theo má (cố định) puly bị động và do hoạt động của mômen cam, lực đẩy sinh ra làm giảm độ rộng của puly sẽ thay đổi tới đầu thấp.

B-D: Khi quá trình tăng tốc nhanh kết thúc, tỉ số này dần dần thay đổi với sự tăng tốc toàn bộ tay ga đẩy tốc độ của xe lên tối đa.
Truyền động dây đai V-Matic là một hệ thống quan trọng trong xe tay ga, đóng góp vào hiệu suất và sự ổn định của phương tiện. Kiến thức về hệ thống này là cần thiết để duy trì xe máy trong điều kiện tốt nhất và tối ưu hóa trải nghiệm sử dụng.