Vi sai là gì? Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ visai

Vi sai là gì? Bộ vi sai là một thiết bị có ý nghĩa cực kỳ quan trọng, đặc biệt là với ô tô. Nếu không có thiết bị này, xe không thể vào cua hoặc tăng tốc thuận lợi. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ về công dụng “thần thánh” này của vi sai.

Vi sai là gì?

Vi sai là gì? Có nhiều người chắc hẳn lần đầu nghe tới cái tên này do đây là một trong rất nhiều bộ phận được lắp đặt trên các loại xe hơi, ô tô hiện nay.

Bộ vi sai (tên tiếng anh Differential) là một thiết bị dùng để chia momen xoắn của động cơ thành hai đường, cho phép hai bánh xe quay với tốc độ khác nhau.

vi sai là gì
Mô hình bộ vi sai

Cụ thể, vi sai nhận mô men xoắn của trục truyền động rồi phân bố lực cho từng bánh xe. Nhờ đó, các bánh xe quay với các vận tốc khác nhau. Bộ vi sai thường được lắp đặt cùng với truyền lực cuối, hay còn gọi là cầu xe.

Công dụng của bộ vi sai là gì

  • Truyền momen của động cơ tới các bánh xe
  • Hệ thống giảm tốc độ cuối cùng trước khi momen xoắn truyền tới các bánh xe
  • Thay đổi tốc độ của các bánh xe (trái, phải) khi xe vào cua. Bộ vi sai điều khiển các bánh xe di chuyển với tốc độ khác nhau, tạo cân bằng cho xe. Đặc biệt khi vào cua, bánh xe phía ngoài sẽ di chuyển quãng đường dài hơn bánh xe phía trong nên cần vận tốc lớn hơn để dễ vào cua. Nếu không có bộ vi sai, 2 bánh xe vẫn di chuyển cùng tốc độ. Khi đó, xe dễ gặp tình trạng trượt quay bánh xe.

Các loại vi sai

Hiện nay có 2 loại vi sai cơ bản: bộ vi sai mở và bộ vi sai khóa. 

  • Bộ vi sai mở (Open Differential): Ưu điểm là có độ bền và giá thành thấp. Nhược điểm là không phân bổ đều mô men xoắn cho các bánh xe, bánh ít độ bám hơn lại nhận nhiều mô men xoắn. Vì vậy, xe rất dễ gặp phải tình trạng trượt bánh khi chạy trên đường trơn, trời mưa.
  • Bộ vi sai khóa (Lock Differential): Ưu điểm là có khả năng khóa các trục bánh xe khi cần thiết để tăng sức mạnh cho bánh xe. Tuy nhiên, nhược điểm là phải mở khóa vi sai khi vào cua, thường dùng trên các dòng xe off-road. Ví dụ như: Toyota Land Cruiser, Land Rover Discovery 4, Jeep Wrangler, Range Rover, Mercedes-Benz G-Class..
bộ vi sai khóa
Bộ vi sai khóa thường dùng trên xe off-road

Để khắc phục được nhược điểm của 2 loại vi sai trên, hiện nay còn có vi sai hạn chế trượt kết hợp phanh.

Cơ chế: hệ thống điều khiển điện tử chủ động phanh bánh ít độ bám để tận dụng mô-men xoắn truyền sang bánh còn lại. Nhờ đó, tăng độ bám đường của bánh xe, giúp xe di chuyển an toàn và hạn chế tình trạng trượt bánh.

Ưu điểm là sử dụng vi sai mở, kết hợp điều khiển điện tử nên gọn nhẹ, ít phải sửa chữa, bảo dưỡng.

Cấu tạo bộ vi sai

Chúng ta cùng tìm hiểu cấu tạo bộ vi sai của ô tô để mọi người dễ hiểu hơn.

Hộp vi sai ô tô gồm 2 phần chính là: truyền lực cuối và truyền lực vi sai.

Cấu tạo bộ vi sai
Cấu tạo bộ vi sai
  • Trục các – đăng (truyền lực cuối): các bánh răng chủ động ăn khớp với bánh bị động giúp giảm số vòng quay để tăng mô men xoắn.
  • Truyền lực vi sai: tạo ra tốc độ quay chênh lệch giữa 2 bánh xe khi xe vào cua
  • Vỏ bộ vi sai gắn trên bánh răng bị động
  • Bánh răng hành tinh: kết nối với các bánh răng bán trục để điều khiển tốc độ
  • Bán trục trong/ngoài: kết nối các bánh răng bán trục với bánh xe. Bánh răng nằm cuối trục truyền động có chức năng quay bánh răng. Giúp truyền lực cho tổ hợp bánh răng vi sai, bánh răng quay kết hợp đảm bảo mỗi bánh xe có một vận tốc riêng.

Nguyên lý làm việc của bộ vi sai là gì

Khi xe chạy thẳng

Khi ta chạy xe trên đường thẳng, các bánh xe hành tinh sẽ chỉ quay quanh trục của bộ vi sai. Khi đó, hai bán trục trong/ngoài quay cùng một tốc độ góc, một vận tốc nên trong cùng một khoảng thời gian, hai bánh xe có quãng đường di chuyển giống nhau. Cả bánh xe bên phải và bánh xe bên trái đều nhận một lực cản đều nhau.

Do đó, bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều quay thành một khối liền để truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe.

Nguyên lý làm việc của bộ vi sai
Nguyên lý làm việc của bộ vi sai

Khi xe vào cua

Khi xe vào cua, bánh xe ở trong sẽ quay chậm hơn bánh bên ngoài. Các bánh răng hành tinh vừa chuyển động quay quanh trục vỏ bộ vi sai vừa tự quay quanh trục của nó. Nhờ đó, hai bán trục quay khác vận tốc góc, hai bánh xe có thể di chuyển quãng đường khác nhau mà không gặp phải hiện tượng trượt.

Nói cách khác, chính nhờ bộ vi sai giúp 2 bán trục có cơ cấu quay độc lập với tốc độ khác nhau mà xe vào cua, đường vòng dễ dàng và êm du. Đến đây chắc các bạn đã hiểu vì sao vi sai lại quan trọng đến vậy đối với ô tô rồi phải không?

Trên đây là tổng hợp những kiến thức vi sai là gì, công dụng của bộ vi sai. Hy vọng bài viết giúp mọi người nắm được cấu tạo, nguyên lý làm việc và công dụng của bộ vi sai để áp dụng trong công việc, cuộc sống nhé!

About Quynh Vu

Tôi là Quỳnh Vũ. Tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm nghiên cứu, đánh giá chuyên sâu về các sản phẩm điện máy, xe máy, ô tô và các kiến thức liên quan. Hy vọng những thông tin tôi chia sẻ sẽ giúp ích cho quý vị và các bạn!

View all posts by Quynh Vu →

Trả lời

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