Đối với những bạn trong ngành cơ khí, chắc chắn không ai là không biết đến bộ vi sai. Tuy nhiên, những người khác hoặc chính bạn cũng chưa chắc sẽ biết đến bộ phận này. Vì vậy hãy cùng muaban.net tìm hiểu và giải nghĩa để giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu tạo bộ vi sai, nguyên lý hoạt động cũng như các thông tin khác về bộ vi sai trên ô tô nhé!
Vi sai là gì? Tại sao lại cần có vi sai?
Vi sai là gì? Vi sai (tên tiếng anh là Differential) là một thiết bị được thiết kế nhằm mục đích thực việc nhiệm vụ chia lực momen xoắn bằng nhau cho các động cơ thành hai đường. Từ đó cho phép hai bên trục bánh xe quay với hai tốc độ khác nhau. Đồng thời cũng là hệ thống đưa lực của động cơ xuống bánh xe.
Vậy tại sao chúng ta lại cần có vi sai? Thực tế, các bánh xe chỉ giữ một tốc độ nhất định nếu xe vận hành trên một đường thẳng. Nhưng khi vào đoạn đường cua, các bánh xe sẽ có tốc độ khác nhau. Thông thường, tốc độ bánh xe phía ngoài sẽ lớn hơn so với bánh xe phía trong góc cua. Đơn giản vì bánh xe phía ngoài phải di chuyển một đoạn dài hơn so với bánh xe phía trong ở cùng một thời điểm nhất định.
Nếu không có vi sai, khi xe chạy vào đoạn cua sẽ xảy ra hiện tượng hai bánh bị khóa lại với nhau. Bắt buộc phải quay cùng một tốc độ. Do đó sẽ khiến việc quay vòng của xe rất khó khăn. Dễ xảy ra hiện tượng trượt, gây nguy hiểm cho người lái xe. Đó cũng là câu trả lời cho câu hỏi “Tại sao lại cần có vi sai”.
>>> Tham khảo thêm: Bộ lọc khí thải ô tô là gì? Khi nào vệ sinh bộ lọc tốt nhất?
Vị trí đặt bộ vi sai nằm ở đâu?
Bộ vi sai thường được lắp đặt ở vị trí cầu xe (hay còn gọi là truyền lực cuối). Nói một cách chi tiết hơn, chúng ta sẽ cần lắp đặt bộ vi sai giữa hai bánh xe dẫn động. Bạn có thể tìm thấy bộ vi sai ở bất kỳ loại xe ô tô hay xe tải hiện đại nào. Đặc biệt là các dòng xe 4 bánh chủ động một cách hoàn toàn.
Ngoài ra, mỗi cầu chủ động của các loại xe này đều cần có một bộ vi sai và giữa bánh trước, kể cả bánh sau cũng cần. Bởi khi vào khúc cua thì quãng đường giữa bánh trước và bánh sau đi được cũng sẽ khác nhau.
Loại xe sử dụng cơ cấu vi sai
- Đối với xe dẫn động cầu trước thì bộ vi sai được tích hợp cùng hộp số.
- Đối với xe dẫn động cầu sau thì bộ vi sai được đặt giữa hai bánh xe.
- Đối với xe dẫn động hai cầu thì có một bộ vi sai khác, gọi là bộ vi sai trung tâm được đặt giữa trục nối cầu trước và cầu sau.
Công dụng của bộ vi sai ô tô
- Thay đổi tốc độ của các bánh xe khi xe vào đường cua: Khi vào cua bánh xe phía ngoài phải di chuyển đoạn đường dài hơn bánh xe phía trong. Do đó bánh xe phía ngoài góc cua sẽ có tốc độ lớn hơn. Như vậy, bộ vi sai ra đời với nhiệm vụ tạo ra tốc độ tức thời khác nhau cho mỗi bánh xe.
- Truyền momen và giảm tốc độ cuối cùng của động cơ tới bánh xe: Vai trò chính của bộ vi sai là cơ cấu giảm tốc độ cuối cùng trước khi lực momen xoắn truyền tới bánh xe. Mỗi cầu xe chủ động đều cần có một bộ vi sai.
Xem thêm các loại ô tô cũ đang được rao bán tại đây:
Những loại vi sai trên thị trường hiện nay
Hiện nay trên thị trường có 2 loại vi sai cơ bản, đó là bộ vi sai mở và bộ vi sai khóa.
- Bộ vi sai mở (Open Differential): Ưu điểm là độ bền cao và mức giá thành thấp. Nhược điểm là không thể phân bổ đều momen xoắn cho các bánh xe. Nếu bánh xe ít độ bám thì nhận nhiều momen xoắn hơn. Vì vậy, xe rất dễ gặp phải tình trạng trơn trượt bánh lúc chạy trên đường trơn hoặc trời mưa.
- Bộ vi sai khóa (Lock Differential): Ưu điểm là có khả năng khóa những trục bánh xe lúc cần thiết để tăng sức mạnh cho bánh xe. Nhược điểm là phải mở khóa vi sai lúc xe vào đoạn đường cua. Thông thường vi sai khoá được sử dụng trên những dòng xe off-road. Ví dụ như: Toyota Land Cruiser, Jeep Wrangler, Land Rover Discovery 4, Vary Rover, Mercedes-Benz G-Class,…
>>> Tham khảo thêm: Bộ điều áp là gì? Tổng hợp từ A-Z thông tin về bộ điều áp khí nén trong ô tô
Cấu Tạo & Nguyên Lý Hoạt Động của bộ vi sai ô tô
Cấu tạo bộ vi sai như thế nào?
Cấu tạo bộ vi sai bao gồm 2 bộ phận chính, đó là:
- Truyền lực cuối: Bánh răng chủ động ăn khớp với bánh răng bị động, nhằm có tác dụng giảm số vòng quay để tăng lực momen xoắn.
- Truyền lực vi sai: Có nhiệm vụ tạo ra tốc độ quay chênh lệch giữa 2 bánh xe khi chạy quãng đường vòng.
Bên cạnh đó, bộ vi sai còn những bộ phận khác như:
- Vỏ bộ vi sai gắn trên những bánh răng thụ động
- Bánh răng hành tinh: Dùng để kết nối với những bánh răng bán trục nhằm điều khiển tốc độ trong tầm kiểm soát
- Bán trục trong/ ngoài: Dùng để kết nối bánh xe với những bánh răng bán trục. Bánh răng nằm ở vị trí cuối trục truyền động, có chức năng quay bánh răng. Nhờ đó có thể truyền lực cho tổ hợp bánh răng vi sai. Tiếp tục, bánh răng quay phối hợp và đảm bảo mỗi bánh xe sẽ mang một vận tốc tức thời riêng.
>>> Tham khảo thêm: Trục các đăng là gì? Tự thay trục các đăng tại nhà
Nguyên lý làm việc của bộ vi sai
Đối với nguyên lý làm việc của bộ vi sai sẽ có hai trường hợp xảy ra dưới đây:
Lúc xe chạy đoạn đường thẳng
Lúc chạy xe trên đường thẳng, những bánh răng chỉ quay quanh trục của bộ vi sai. Lúc đó, hai bán trục trong và ngoài sẽ quay cùng một tốc độ góc, một véc tơ vận tốc tức thời trong cùng một khoảng thời gian.
Do đó, hai bánh xe đi trên quãng đường di chuyển giống nhau. Bánh xe bên phải và bánh xe bên trái đều nhận một lực cản như nhau. Cũng chính vì thế, bánh răng vành chậu, vi sai và bán trục đều sẽ quay thành một khối. Nhằm mục đích truyền lực dẫn động cơ đến cả hai bánh xe.
Lúc xe chạy vào đoạn cua
Lúc xe chuyển hướng vào đoạn đường cua, tốc độ bánh xe ở trong sẽ chậm hơn bánh xe bên ngoài. Yêu cầu vận tốc bánh xe trong chậm lại, vận tốc góc giảm xuống. Trong khi đó, vận tốc góc của bánh xe ngoài cần tăng lên. Ngay lúc này, bộ vi sai có xu hướng thay đổi để điều chỉnh vận tốc.
Cụ thể, bánh răng bán trục kết nối cùng bánh tiếp cua sẽ quay chậm lại. Bánh răng vi sai kết nối với bánh răng bán trục ngoài sẽ quay nhanh lên. Chính sự điều chỉnh kịp thời này mà xe chạy bình thường, sẽ không va phải hiện tượng trượt trên mặt đường.
>>> Tham khảo thêm: Bơm cao áp là gì? Tổng hợp các loại máy bơm cao áp được ưa chuộng nhất
Ưu nhược điểm của bộ vi sai và cách khắc phục
Ưu điểm
- Khả năng phân bổ lực đều cho các bánh xe
- Nâng cao hiệu suất off-road
- Cải thiện mức độ bám mặt đường ở địa hình không bằng phẳng
- Được trang bị cho cầu trước, cầu sau
- Có thể kích hoạt bởi một nút bấm
Nhược điểm
- Tất cả momen xoắn được truyền đến bánh xe sẽ có lực kéo nhỏ nhất nếu bị giảm hoặc mất lực kéo với một trong những bánh xe
- Bộ khoá vi sai phát ra tiếng ồn, điều này dễ nhận biết nhất khi xe vào đoạn cua.
- Tác nhân khiến cho lốp xe bị mài mòn
- Nếu lắp đặt khóa vi sai ở cầu trước thì xe rất khó để điều khiển, di chuyển không mượt mà
- Có thể gây tình trạng căng thẳng khi vận hành nếu bạn sử dụng sai
- Quá trình sửa chữa khá phức tạp nếu vi sai bị hỏng
Cách khắc phục
Vấn đề truyền mô-men xoắn không đều đến các bánh xe tiếp tục là vấn đề nghiêm trọng nhất trong số các nhược điểm nói trên. Nhiều mô-men xoắn hơn được áp dụng cho các bánh xe có độ bám ít hơn, khiến chúng dễ trượt hơn, đặc biệt là trên các bề mặt ẩm ướt, băng giá hoặc tuyết. Để khắc phục vấn đề này, các nhà sản xuất đã cho ra đời loại vi sai hạn chế trượt (LSD) giúp truyền momen xoắn tới cả bánh có độ bám tốt hơn và đảm bảo tính ổn định khi vận hành.
Bộ vi sai đối xứng là gì?
Vi sai đối xứng là một loại vi sai ít ma sát bên trong hơn so với các loại vi sai hiện tại. Số lượng bánh răng vi sai, thiết kế của vỏ vi sai và bánh răng bán trục khác nhau tùy thuộc vào vi sai đối xứng được trang bị trên một chiếc xe cụ thể.
Để duy trì độ cứng tốt, bộ vi sai đối xứng với bánh răng hành tinh và bộ vi sai không thể tháo rời thường được sử dụng trong ô tô chở người. Bốn bánh răng hành tinh và một nắp che vi sai có thể thu vào là các tính năng tiêu chuẩn của xe tải, giúp giảm độ cứng và điều kiện vận hành xấu đi cho các bánh răng dẫn động chính.
Qua bài viết chia sẻ trên, chắn hẳn bạn đã hiểu hơn về bộ vi sai ô tô rồi phải không nào? Trong quá trình sử dụng, hãy luôn chú ý chăm sóc và bảo trì cho chiếc xe đảm bảo chạy tốt và an toàn nhé. Ngoài ra, bạn có thể cập nhật những thông tin mới nhất về thị trường mua bán ô tô cũ, mới giá rẻ tại Muaban.net. Hy vọng những thông tin hữu ích này sẽ giúp bạn nắm rõ và rút ra những kinh nghiệm cho bản thân mình.
>>> Xem thêm: Bánh đà là gì? Ứng dụng quan trọng của bánh đà đối với ô tô
