Vi sai là bộ phận quan trọng với đa số dòng xe ô tô hiện nay. Tuy nhiên, bạn đã biết vi sai là gì? Nguyên lý hoạt động cũng như tầm quan trọng của bộ phận này với các phương tiện ra sao? Cùng tìm hiểu những vấn đề liên quan đến vi sai qua bài viết sau.
Vi sai là gì?
Khóa vi sai (Differential) là một bộ phận truyền năng lượng động cơ từ hộp số đến các bánh xe của ô tô. Khóa vi sai sẽ có các bánh răng nằm trên trục nối của 2 bánh xe. Sau khi nhận mô men xoắn của trục truyền động, nó sẽ phân bổ lực cho từng bánh xe. Nhờ vậy mà mỗi bánh xe trên cùng một trục sẽ có vận tốc khác nhau.
Khoá vi sai trung tâm là gì? Đây là dạng khóa phổ biến với công dụng đảm bảo cho các cầu quay của bánh xe có tốc độ khác nhau khi xe vào cua. Nó thường được đặt ở hộp số phụ ( hay còn gọi là hộp phân phối) của các dòng xe ô tô.
Bộ vi sai là gì?
Bộ vi sai thường được gọi là vi sai mở bao gồm: 1 bánh răng to bao ngoài, 1 bánh răng quả dứa, 2 bánh răng mặt trời, 2 bánh răng hành tinh. Bánh răng quả dứa sẽ được gắn với trục các đăng để nhận chuyển động đi ra từ hộp số. Lúc này, bánh răng bao ngoài sẽ quay trên trục bánh xe là loại bánh răng.
Cấu tạo bộ vi sai
Một bộ vi sai gồm các bộ phận sau:
– Trục các-đăng: có tác dụng truyền lực cuối, giúp cho các bánh răng chủ động dễ dàng ăn khớp với bánh răng bị động để làm giảm số vòng quay – tăng mô men.
– Bánh răng hành tinh: tạo ra sự kết nối, điều khiển tốc độ của hệ thống bánh răng bán trục.
– Bán trục trong và bán trục ngoài: kết nối các bánh răng bán trục với bánh xe.
– Vỏ vi sai: sẽ gắn bên ngoài bánh răng bị động.
Xem thêm: Phanh ABS là gì? Hệ thống phanh ABS và CBS khác nhau như thế nào?
Công dụng của khoá vi sai
Khóa vi sai có tác dụng điều khiển và tác động 4 bánh xe của xe ô tô di chuyển với các tốc độ khác nhau để tạo ra sự cân bằng khi di chuyển. Nhờ vậy, xe có thể di chuyển an toàn khi vào cua hoặc tăng tốc độ. Khi vào cua, bánh xe ngoài sẽ di chuyển đoạn đường dài hơn bánh bên trong. Vì thế, bánh xe ngoài sẽ cần có vận tốc lớn hơn bánh xe bên trong.
Nếu không có công dụng của bộ vi sai để hỗ trợ thì khi “ôm cua hoặc tăng tốc”, 2 bánh xe cùng trục sẽ khóa lại với nhau do 2 bánh có cùng tốc độ. Từ đó, xe sẽ lăn bánh khó khăn và dễ xảy ra tình trạng quay trượt bánh xe.
Nguyên lý làm việc của bộ vi sai
Bộ vi sai không chỉ làm việc theo một nguyên lý nhất định, nó thay đổi hoạt động theo từng chuyển động của xe ô tô.
Dưới đây là 2 trường hợp thường thấy:
Khi xe chạy trên đường thẳng
Khi xe di chuyển trên đoạn đường thẳng, lực cản tác động lên 2 bánh xe là đều nhau, do đó, bánh răng vành chậu, vi sai và bánh răng bán trục đều quay với vận tốc như nhau để truyền lực dẫn động tới cả 2 bánh xe.
Khi xe quay vòng
Nguyên lý làm việc của bộ vi sai khi xe quay vòng phức tạp hơn khi xe đi trên đoạn đường thẳng. Nếu xe “ôm cua” hoặc tăng tốc, tốc độ của bánh xe ngoài và trong sẽ khác nhau. Nhờ bộ vi sai mà dù có tốc độ khác nhau của 2 bán trục thì xe vẫn di chuyển một cách dễ dàng.
Hiểu theo cách đơn giản hơn, ở trong bộ vi sai, bánh răng phía trục B sẽ quay chậm và bánh răng còn lại ở trục A sẽ quay sao cho bánh xe bên ngoài quay nhanh hơn. Theo logic, khi bánh xe trong có đoạn đường di chuyển ngắn với tốc độ chậm thì bánh xe ngoài dù phải di chuyển đoạn đường lớn hơn nhưng có vận tốc quay nhanh hơn. Từ đó, tạo ra sự đồng đều khi di chuyển giữa 2 bánh xe.
Các loại khóa vi sai
Hiện nay, có 2 loại khoá vi sai cơ bản trên thị trường, bao gồm:
Vi sai mở tên tiếng Anh là open differential: Đây là loại khoá có độ bền bỉ cao, giá thành tương đối rẻ. Tuy nhiên, nó lại không thể phân bổ đều momen xoắn cho 2 bánh xe. Do đó, không hạn chế hết được các trường hợp lăn, trượt trên đường trơn.
Vi sai khóa tên tiếng Anh là lock differential: Khi cần lực kéo thì xe sẽ khoá trục để tăng động lực cho bánh xe. Tuy nhiên, khi vào cua thì phải mở lại khoá vi sai. Ta thường thấy kiểu khoá này ở các dòng xe off-road.
Ngoài các loại vi sai cơ bản thì trên thị trường còn có thêm vi sai giúp hạn chế trơn trượt kết hợp luôn với phanh. Qua đó, nó sẽ giúp tăng độ bám để xe chuyển động chắc chắn hơn.
Ưu nhược điểm của khoa vi sai
Ưu điểm:
Ưu điểm cũng như công dụng lớn nhất của khoá vi sai là việc giúp cho xe dễ dàng di chuyển cân bằng và ổn định hơn. Ngoài ra, nó giúp tăng độ bám trên đường để xe có thể vượt chướng ngại vật, vượt đầm lầy mà không bị cản trở do bánh xe gây ra. Các loại vi sai thuần cơ khí, không có sự can thiệp của thiết bị điện tử còn có độ nhanh nhạy và tính tin cậy cao đã được ứng dụng lắp đặt cho cả các mẫu xe đua như Rally,…
Nhược điểm:
Khoá vi sai có nhược điểm là thường phát ra tiếng ồn cho xe. Tiếng ồn này đặc biệt lớn khi xe vào cua. Ngoài ra, khoá vi sai cũng là một nguyên nhân làm cho lốp xe dễ bị ăn mòn. Nếu dòng xe nào có bộ vi sai cầu trước thì xe sẽ rất khó để điều khiển và di chuyển sẽ không được mượt mà.
Nhiều người thắc mắc vì sao khoá vi sai có nhiều ưu điểm như vậy vi sao xe máy không có bộ vi sai. Tuy nhiên, đa số xe máy chỉ có một bánh xe trước và một bánh xe sau, tốc độ quay của nó phải giống nhau thì xe mới có thể giữ cân bằng. Nếu một trong hai bánh có vận tốc quay khác nhau thì xe không thể di chuyển bình thường được. Đó là lý do vì sao trên xe máy không cần bộ vi sai.
Bài viết trên đã chia sẻ về vi sai là gì, cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của bộ vi sai. Hy vọng bạn đọc có thêm kiến thức cần thiết để phục vụ cho nhu cầu học tập và làm việc của mình.
