Trên cùng một chiếc xe, tốc độ và quãng đường di chuyển của 4 bánh có thể khác nhau hoàn toàn? Vi sai là thuật ngữ không phải ai cũng biết, đặc biệt là đối với ô tô. Vậy vi sai ô tô là gì ? Vai trò, vị trí, cơ cấu và nguyên tắc hoạt động như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu rõ hơn qua nội dung được chia sẻ dưới đây.
Vi sai ô tô là gì?
Trước khi tìm hiểu chính xác vi sai ô tô là gì, chúng ta hãy tưởng tượng ô tô hoạt động như thế nào. Khi lái xe trên đường thẳng, 4 bánh xe chuyển động song song, cùng chiều, tốc độ gần như tương đương nhau. Lúc này rõ ràng xe đã ổn định và cân bằng.
Tuy nhiên, khi vào cua, trạng thái này dần thay đổi. Nếu hai bánh trong di chuyển được một quãng đường ngắn thì hai bánh ngoài có quãng đường dài hơn. Lúc này, nếu cả 4 bánh vẫn duy trì chuyển động ngang nhau thì xe chắc chắn không thể giữ được thăng bằng và ổn định.
Việc thay đổi tốc độ của từng bánh xe không phải là một việc đơn giản. Lý do là bánh trước và bánh sau của mỗi ô tô hiện được kết nối cố định bằng một trục nằm ngang. Để khắc phục tình trạng này, người ta đã tạo ra một vi sai trên ô tô để điều chỉnh tốc độ quay của từng bánh xe.
Cụ thể hơn, vai trò của vi sai là chia mô-men xoắn của động cơ thành hai đường, sao cho hai bên bánh xe có tốc độ nhanh và chậm khác nhau. Thiết bị này được lắp đặt trên tất cả các loại phương tiện: từ xe tải, ô tô cho đến các thiết bị bốn bánh tương tự. vi sai không chỉ điều chỉnh tốc độ của bánh trong và bánh ngoài mà còn giữa bánh trước và bánh sau.
Vị trí lắp đặt cơ cấu vi sai
- Đặt ở khu vực bánh trước nếu xe được trang bị động cơ phía trước.
- Đặt ở khu vực bánh sau nếu động cơ xe ở phía sau vì xe được dẫn động bởi bánh sau.
Cấu tạo của bộ vi sai ô tô cơ bản
Một vi sai đơn giản được tạo thành từ 2 phần chính:
truyền động cuối cùng (trục dẫn động): Bao gồm một bánh răng chủ động có đường kính nhỏ được thiết kế để ăn khớp với một bánh răng thụ động lớn hơn. Nhờ truyền động giữa hai tốc độ nên số vòng quay giảm nhưng mô-men xoắn tăng.
Cấu trúc cơ bản: 1. Bánh răng truyền động; 2. Thiết bị thụ động; 3+4: hộp micro phía sau; 5. Thiết bị thụ động; 6. Bánh răng vi sai; 8, 9: Nửa trục
Hộp số vi sai: sử dụng chuyển động của bánh răng để thay đổi tốc độ giữa các bánh xe:
– Vỏ vi sai: khung vỏ được gắn vào bánh răng thụ động của trục truyền động.
– Bánh răng vi sai (bánh răng hành tinh): Được lắp trên vỏ vi sai, ăn khớp và truyền chuyển động đến các bánh răng bán trục.
– Nửa trục: Đây là phận nối bánh răng của nửa trục từ đó điều khiển tốc độ của các bánh xe.
Xem thêm dịch vụ: mua xe cũ giá cao
Nguyên lý hoạt động của vi sai ô tô
- Khi xe chạy thẳng:
Lực cản ở hai bánh xe song song bằng nhau nên vận tốc góc của chúng bằng nhau. Tại thời điểm này, các bánh răng thụ động, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều ăn khớp hoàn toàn khi truyền lực tới bánh xe.
- Khi xe quay vòng:
Khi xe quay vòng, lực cản lăn ở bánh gần chỗ rẽ lớn hơn ở bánh bên ngoài. Điều này đòi hỏi tốc độ của bánh xe bên trong chậm lại và vận tốc góc của bánh xe giảm. Trong thời gian này, vận tốc góc của bánh ngoài phải tăng lên.
Lúc này, các phận vi sai có xu hướng thay đổi để điều chỉnh tốc độ của từng bánh xe. Cụ thể, bánh răng bán trục nối với bánh răng cua sẽ được cài đặt quay chậm. Trong khi đó, bánh răng vi sai nối với bánh răng nửa trục ngoài được điều chỉnh để quay nhanh hơn. Nhờ điều chỉnh nhanh vi sai nên xe chạy bình thường, không bị trượt trên mặt đường.
Nguyên lý hoạt động của vi sai ô tô
Theo cơ cấu bánh răng:
- vi sai bánh răng trụ
- vi sai bánh răng côn
- Vít vi sai
Theo loại thiết kế:
- Vi sai không có cơ cấu khóa (vi sai mở)
- vi sai có cơ cấu khóa
- Vi sai hạn chế trượt kết hợp phanh
Đánh giá ưu/nhược điểm của vi sai mở và vi sai có cơ cấu khoá
Cấu trúc và hoạt động mà bạn vừa theo dõi là những hoạt động chính của vi sai thông thường – cũng là của vi sai mở. vi sai này tạo ra lực cản lớn, giúp bánh xe bám đường và quay êm ái. Tuy nhiên, do không có cơ cấu khóa nên thiết bị này hoạt động khi phát hiện sự khác biệt giữa mỗi bánh xe: một bánh càng bám đường thì tốc độ càng chậm, tốc độ của bánh kia sẽ được tăng tốc.
Cụ thể, khi xe bị kẹt, vi sai mở ra khiến bánh xe bị kẹt quay tròn. Trong khi đó, các bánh còn lại dù bám đường rất tốt nhưng lại không nhận được chuyển động nào khiến xe không thể di chuyển.
vi sai có cơ cấu khóa ra đời nhằm khắc phục tình trạng trên. Khóa vi sai ở đây được thiết kế dạng chốt hoặc đi kèm ly hợp ở nửa trục. Khi chốt đóng, cả hai nửa trục đều bị chặn, vi sai không hoạt động và tốc độ truyền tới tất cả các bánh là như nhau. Nếu xe bị kẹt, bánh xe trên bờ có thể khiến xe di chuyển.
Cơ cấu khóa vi sai của xe có thể được kích hoạt bằng tay, thủy lực, khí nén hoặc điện. Đối với những xe sử dụng loại vi sai này, bạn phải kích hoạt khả năng này khi lái xe trên đường xấu. Tuy nhiên, khi xe rẽ, hãy nhớ tắt khóa vi sai để đảm bảo rẽ an toàn.
Nhờ bài viết chia sẻ ở trên chắc chắn các bạn đã hiểu rõ hơn về “ vi sai ô tô là gì?”. Khi sử dụng chiếc xe yêu quý của mình, bạn hãy luôn chú ý sử dụng và chăm sóc để đảm bảo xe chạy tốt và an toàn bằng cách kiểm tra thường xuyên, bảo dưỡng định kỳ và cập nhật thông tin. Chúc các bạn thành công và luôn có những chuyến đi thú vị!
