Vi sai là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ vi sai trên xe

Trên mỗi chiếc xe sử dụng động cơ đốt trong, hệ truyền động  có vai trò rất quan trọng để giúp chiếc xe di chuyển ổn định và êm ái. Trong cấu tạo hệ truyền động đó, vi sai là chi tiết quan trọng không thể thiếu. Vậy khóa vi sai là gì ? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vi sai như thế nào ? Khóa vi sai có tác dụng gì trong khi di chuyển trên đường.

Khóa vi sai là gì ?

Khóa vi sai (Differential) là một bộ phận có tác dụng chia mô men xoắn của động cơ làm hai đường. Mục đích để cho hai bánh xe quay với vận tốc khác nhau, tạo ra sự cân bằng cho xe khi vào cua. Vi sai giúp dẫn truyền xung lực từ động cơ xuống đến bánh xe. Bộ vi sai thường được lắp đặt cùng với truyền lực cuối, hay còn gọi là cầu xe. Chúng ta có thể thấy bộ vi sai được trang vị trên hầu hết các loại xe ô tô con, xe tải và xe ba bánh chở hàng.

Trên mỗi cầu của những loại xe này đều cần một bộ vi sai và giữa bánh trước và bánh sau. Đặc biệt là ở các loại xe dẫn động bốn bánh toàn thời gian.

khóa vi sai là gì
Bộ vi sai trên xe

Lý do cần thiết phải có bộ vi sai

Khi di chuyển trên đường thẳng các bánh xe sẽ có chung một tốc độ. Tuy nhiên khi vào các khúc cua, vận tốc của các bánh xe sẽ khác nhau. Bánh xe phía ngoài góc cua sẽ có tốc độ lớn hơn bánh xe phía trong, do bánh xe phía ngoài phải di chuyển một đoạn đường dài hơn bánh xe phía trong với cùng một khoảng thời gian.

Nếu không có vi sai, khi vào cua bánh xe hai bên sẽ bị khoá với nhau, buộc phải quay cùng tốc độ. Việc này dẫn đến sự quay vòng của xe rất khó khăn, dễ xảy ra hiện tượng xe bị trượt.

khóa vi sai là gì
Nếu không có vi sai xe sẽ bị trượt khi vào cua

Công dụng của bộ vi sai 

+ Thay đổi tốc độ của các bánh xe khi xe bắt đầu vào cua. Mặc dù với những góc cua không quá gấp. Hệ truyền động không có vi sai so với có vi sai không khác biệt nhiều. Tuy nhiên với những góc cua rộng, gấp, tốc độ bánh xe khi đang di chuyển giống nhau bị thay đổi đột ngột. Thì việc thiếu đi bộ vi sai sẽ làm xe bị trượt bánh.

+ Truyền momen của động cơ tới bánh xe.

+ Đóng vai trò là cơ cấu giảm tốc độ cuối cùng trước khi momen xoắn truyền tới các bánh xe.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ vi sai

Cấu tạo của bộ vi sai 

+ Trục các-đăng: truyền lực cuối, các bánh răng chủ động ăn khớp với bánh răng bị động để giảm số vòng quay – tăng mô men.

+ Vỏ bộ vi sai: được gắn lên bánh răng bị động.

+ Bánh răng hành tinh: kết nối và điều khiển tốc độ của các bánh răng bán trục.

+ Bán trục trong/ngoài: kết nối bánh răng bán trục với bánh xe.

Tham khảo cấu tạo và quy trình phát triển bộ vi sai qua video sau:

(Nguồn: Youtube)

Nguyên lý hoạt động của vi sai

Khi xe chạy trên đường thẳng

Khi xe chạy trên đường thẳng, lực cản của hai bánh xe bằng nhau. Vì thế vận tốc góc của hai bánh xe cũng như nhau.

Bộ vi sai mở được gắn với trục các đăng để giúp nhận chuyển động được đi ra từ hộp số đó là bánh răng quả dứa. Khi đó, bánh răng to nhất sẽ được quay trên trục bánh xe chính là loại bánh răng bao ngoài.

xe chạy
Khi xe chạy trên đường thẳng, vận tốc hai bánh xe là như nhau

Cùng với đó, bánh răng bao ngoài sẽ được gắn cố định với trục của hai bánh răng hành tinh. Đồng thời hai bánh răng mặt trời chính là hai bánh răng được gắn liền với hai bán trục. Trong đó một bán trục sẽ được dẫn ra một bánh xe và khi xe chạy ở trên đường thẳng thì lực cản sẽ tác dụng lên hai bánh xe một cách đều nhau.

Lúc này hai bánh xe sẽ quay với một tốc độ giống nhau. Khi đó có thể thấy hai bánh răng hành tinh sẽ không xoay quanh trục của chính nó.

Khi xe quay vòng vào khúc cua

Trong trường hợp xe chạy trên đường vòng hoặc di chuyển vào khúc cua. Lúc này lực cản tác dụng lên bánh xe phía trong nhiều hơn bánh xe phía ngoài. Do đó, bánh xe bên ngoài sẽ quay với tốc độ nhanh hơn, còn bánh xe bên trong sẽ quay chậm lại, thậm chí dừng hẳn.

vào cua trên đèo
Vi sai giúp xe vào cua mượt mà, an toàn

Khi xe vào cua bên phải thì bánh răng mặt trời bên phải sẽ lập tức quay chậm hơn bánh răng mặt trời bên trái. Và dẫn đến hai bánh răng mặt trời sẽ quay với tốc độ khác nhau. Khi đó làm cho bánh răng hành tinh xoay.

Việc này khiến cho bánh xe phía ngoài vòng cua sẽ nhận được nhiều truyền động hơn bánh xe phía trong. Từ đó giúp người lái có thể vào cua mượt mà hơn.

Các loại vi sai cơ bản

Vi sai mở

Loại vi sai cơ bản nhất là vi sai mở (open differential). Mang đặc điểm nhẹ và bền, giá thành rẻ. Nhưng nó có nhược điểm là mô-men xoắn truyền tới các bánh không đều, bánh ít độ bám hơn lại nhận nhiều mô-men xoắn tăng khả năng trượt, nhất là khi trên bề mặt đường trơn trượt. Để khắc phục sinh ra loại vi sai hạn chế trượt LSD giúp truyền mô-men xoắn tới cả bánh có độ bám tốt hơn.

Vi sai đóng

Loại vi sai thứ hai là vi sai khóa (Lock Differential) có thể khóa các trục bánh xe khi cần thiết để cung cấp sức mạnh cho bánh xe cần lực kéo. Nhưng nhược điểm phải mở khóa trước khi vào cua. Loại này thường dùng trên xe đi địa hình xấu và chủ xe phải tiến hành bảo dưỡng xe ô tô thường xuyên

khóa vi sai là gì

Vi sai hạn chế trượt

Một loại vi sai dùng để thay thế cho hai loại trên là vi sai hạn chế trượt kết hợp phanh. Hệ thống điều khiển điện tử sẽ chủ động phanh bánh xe bị trượt và mất độ bám để tận dụng mô-men xoắn. Sau đó truyền mô men sang bánh còn lại.

Vi sai hạn chế trượt có ưu điểm là sử dụng vi sai mở. Được lập trình tự động bằng bộ điều khiển điện tử nên có khối lượng nhẹ, ít phải bảo dưỡng. Tuy nhiên giá thành tương đối cao và chỉ trang bị hạn chế trên một số mẫu xe hiện đại.

Giá bộ vi sai xe ba bánh

Trên thị trường hiện nay giá của mỗi bộ vi sai và trục nối hai bánh sau của xe ba bánh dao động ở mức 2 – 3 triệu đồng/ bộ. Bạn có thể đặt hàng các bộ vi sai phù hợp với loại xe đang sử dụng nếu thấy vi sai trên xe của mình có vấn đề hỏng hóc.

Tuy nhiên nếu bị hỏng vi sai thì bạn nên liên hệ với các trung tâm sửa chữa, bảo dưỡng xe chuyên nghiệp để nhận được báo giá chính xác nhất.

Nếu mua phụ tùng phụ kiện tại các cơ sở kinh doanh không chính thống rất có thể sẽ mua phải sản phẩm hàng kém chất lượng. Gây mất an toàn khi thay thế và sử dụng.

Mỗi chủ phương tiện cần có kế hoạch bảo dưỡng xe thường xuyên với các bộ phận. Trong quá trình sử dụng xe nếu phát hiện thấy hỏng hóc cần có phương án xử lý kịp thời. Hạn chế để gây ra hậu quả nghiêm trọng sẽ tốn kém chi phí khắc phục.

Dấu hiệu nhận biết vi sai bị hỏng

Tiếng ồn khi xe chuyển động

Trong quá trình sử dụng xe ba bánh nếu phát ra tiếng kêu giống như tiếng kim loại ma sát với nhau. Thì rất có thể đó là báo hiệu của việc các chi tiết chuyển động như bánh răng vành đã bị mòn hoặc sứt mẻ. Dẫn đến việc nó phát ra tiếng kêu khi hoạt động.

khóa vi sai là gì
Xe phát ra tiếng ồn khi di chuyển

Xe bị rung khi di chuyển

Có nhiều nguyên nhân khiến cho xe rung động khi đang di chuyển. Bộ vi sai bị hỏng cũng là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng này. Các bán trục phải ăn khớp với bánh răng trong bộ vi sai bằng ăn khớp then hoa. Khi các then hoa bị sứt mẻ do tác động của lực truyền động hoặc vì một lý do nào đó. Sẽ làm chuyển động của bán trục không ổn định, dẫn đến xe bị rung khi di chuyển.

Bộ vi sai bị rò rỉ dầu

Bộ vi sai chứa các chi tiết chuyển động liên tục, trong quá trình hoạt động các bánh răng ma sát với nhau nó sẽ sinh ra nhiệt năng lớn. Vì vậy mà cần sử dụng dầu bánh răng 150 để hạn chế điều này. Ở đầu bánh răng cùi thơm sẽ có phốt làm kín. Dầu hay bị rò rỉ ở bộ phận này do phốt làm kín bị rách. Ngoài ra, dầu còn có thể đi theo đường của các bán trục phía bánh xe, nếu phốt làm kín ở hai đầu bán trục không tốt.

khóa vi sai là gì
Rò rỉ dầu từ bộ vi sai

Xe khó di chuyển khi vào số

Bộ vi sai bị hỏng cũng sẽ dẫn đến việc khi vào số bạn cảm thấy xe di chuyển chậm hoặc khó di chuyển. Nguyên nhân là do bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu đã bị sai lệch, không còn ăn khớp. Hoặc các ổ bi bị ép quá mức làm bánh răng vành chậu khó quay hơn. Ngoài ra cũng có thể do một trong hai bánh răng vành chậu và bánh răng quả dứa đã bị mẻ.

Như vậy, qua bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm khóa vi sai là gì. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các hệ thống truyền động vi sai trên xe. Hy vọng rằng bạn có thể nắm được những thông tin quan trọng để có thể sử dụng và có kế hoạch sửa chữa, bảo dưỡng chiếc xe của mình một cách tốt nhất.

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *