Vi sai là một trong những bộ phận quan trọng, ảnh hưởng tới hoạt động di chuyển của các loại xe ô tô, xe tải, xe nâng hàng,…Vậy, vi sai là gì? Cấu tạo bộ vi sai như thế nào? Có các loại vi sai nào phổ biến trên thị trường? Tất cả sẽ được giải đáp chi tiết trong nội dung bài viết dưới đây của ruaxetudong.org, chắc chắn sẽ giúp ích bạn rất nhiều đó!
Nội dung bài viết
Vi sai là gì?
Vi sai có tên gọi tiếng Anh là Differential, là thiết bị được sử dụng với mục đích thực hiện việc chia momen xoắn của động cơ làm 2 đường, cho phép hai bên bánh xe được quay với tốc độ khác nhau. Có thể tìm thấy bộ vi sai ở bất kỳ loại xe hơi hay xe tải nào.
Khi ô tô chạy trên đường thẳng, các bánh xe có tốc độ như nhau nên không ảnh hưởng đến độ cân bằng, ổn định của xe. Nhưng khi vào cua, bánh xe phía trong sẽ có quãng đường ngắn hơn so với bánh xe phía ngoài. Để xe có thể vào cua, vận tốc của bánh xe phía ngoài cần phải lớn hơn. Về cơ bản, bộ vi sai giúp cho bánh xe quay với tốc độ khác nhau, tạo sự cân bằng và ổn định cho xe nhất là khi vào cua.
Nếu không có bộ vi sai, khi vào cua sẽ xảy ra tình trạng hai bánh xe hai bên bị khóa lại với nhau và buộc phải quay cùng tốc độ. Điều này khiến cho việc quay vòng xe gặp khó khăn, dễ xảy ra hiện tượng trượt quay, gây nguy hiểm cho người lái.
Nhiệm vụ chính của bộ vi sai trên xe ô tô đó là:
- Thay đổi tốc độ của các bánh xe khi vào đường cua
- Truyền momen của động cơ tới bánh xe
- Giảm tốc độ cuối cùng trước khi momen xoắn truyền tới bánh xe
Cấu tạo bộ vi sai
Bộ vi sai ô tô gồm có nhiều bộ phận khác nhau, trong đó phải kể đến như:
- Trục những – đăng (truyền lực cuối): Những bánh răng chủ động ăn khớp với bánh thụ động giúp làm giảm số vòng quay để tăng momen xoắn.
- Truyền lực vi sai: Tạo ra tốc độ quay chênh lệch giữa 2 bánh xe lúc vào cua.
- Bánh răng hành tinh: Kết nối với những bánh răng bán trục để điều chỉnh tốc độ.
- Bánh trục trong/ngoài: Kết nối những bánh răng bán trục với bánh xe. Bánh răng nằm ở cuối trục truyền động thực hiện chức năng quay bánh răng. Nhờ đó, giúp truyền lực cho tổ hợp bánh răng vi sai, bánh răng quay phối hợp đảm bảo mỗi bánh xe mang một vectơ vận tốc tức thời riêng.
- Vỏ bộ vi sai: Gắn trên bánh răng bị động.
Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai
Lúc xe chạy thẳng
Khi xe chạy trên đường thẳng, các bánh xe sẽ quay quanh trục của bộ vi sai. Khi đó, hai bán trục trong/ngoài quay cùng với một tốc độ góc, một vận tốc nên trong cùng khoảng thời gian, hai bánh xe sẽ có quãng đường di chuyển giống nhau. Cả bánh xe bên phải và bên trái đều nhận được lực cản như nhau.
Chính vì thế, bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều quay thanh một khối liền để truyền lực dẫn động đến với cả 2 bánh xe.
Khi xe vào cua
Khi xe ô tô vào cua, bánh xe ở trong sẽ quay chậm hơn so với bánh bên ngoài. Các bánh răng vừa chuyển động quay quanh trục vỏ bộ vi sai vừa tự quay quanh trục của nó. Nhờ đó, hai bánh trục quay khác vận tốc góc, hai bánh xe có thể di chuyển trên quãng đường khác nhau mà không xảy ra hiện tượng trượt.
Nói cách khác, thông qua bộ vi sai giúp cho 2 bán trục quay độc lập với tốc độ khác nhau khi xe vào cua, đường vòng dễ dàng và êm du. Bởi vậy, vi sai giữ vai trò quan trọng đối với ô tô.
Các loại vi sai
Căn cứ vào nhiều tiêu chí khác nhau, người ta chia bộ vi sai thành 4 loại sau: Bộ vi sai mở, bộ vi sai khóa, bộ vi sai hạn chế trượt và bộ vi sai momen xoắn. Chi tiết như sau:
Vi sai mở
Vi sai mở là thiết kế phổ biến, phù hợp với nhiều loại và kiểu xe khác nhau. Bánh răng truyền lực nằm ở cuối trục truyền động, ăn khớp với răng vòng rồi truyền lực cho cả 2 trụ thông qua bộ bánh răng khác. Hạn chế của vi sai mở đó là khi bánh xe bắt đầu trượt thì bánh còn lại sẽ mất lực kéo để duy trì độ bám đường.
Vi sai khóa
Vi sai khóa tương tự như vi sai mở nhưng có thêm hệ thống ly hợp tích. Điều này giúp cho bộ vi sai có khả năng khóa hai bên trái, phải của trục với nhau khi một bánh xe mất lực kéo để tăng sức mạnh cho xe. Hạn chế đó là phải mở khóa vi sai lúc vào cua nên khá bất tiện. Vi sai khóa được sử dụng cho những dòng xe cao như xe đua kéo, xe nâng hàng hãy xe có tải trọng nặng.
Bộ vi sai hạn chế trượt
Bộ vi sai hạn chế trượt khắc phục được nhược điểm của vi sai mở và vi sai khóa. Chúng hoạt động như một vi sai mở cho đến khi bánh trượt thì sẽ tự động phanh bánh ít có độ bám để tận dụng momen xoắn truyền sang bánh còn lại. Nhờ đó, giúp tăng độ bám đường của bánh xe, giúp xe di chuyển an toàn và hạn chế được tình trạng trượt bánh.
Bộ vi sai hạn chế trượt có 4 loại:
- Bộ vi sai hạn chế trượt sử dụng nối khớp thủy lực
- Bộ vi sai hạn chế trượt cảm ứng momen xoắn – Torsen
- Bộ vi sai hạn chế trượt cảm ứng momen xoắn – ma sát lệch trục
- Bộ vi sai hạn chế trơn trượt loại nhiều đĩa
Vi sai momen xoắn
Vi sai momen xoắn được coi là phiên bản hiện đại nhất của công nghệ vi sai, bao gồm hệ thống cảm biến và thiết bị điện tử để thu thập dữ liệu từ hệ thống lái cùng những yếu tố khác. Khi truyền một lượng momen xoắn cụ thể tới từng bánh xe để cung cấp lực kéo tối đa khi vào cua, làm tăng khả năng kiểm soát khi rẽ.
Với các thông tin trên đây, hy vọng sẽ giúp bạn hiểu rõ vi sai là gì. Cập nhật thêm nhiều thông tin khác bằng cách truy cập website ruaxetudong.org, chắc chắn sẽ giúp ích với bạn rất nhiều đó!
