Bộ truyền vi sai là gì? Tìm hiểu vài nét về bộ vi sai trong động cơ ô tô

Chắc hẳn với nhiều người, việc di chuyển của một chiếc xe điện hay xe ô tô với tải trọng khác nhau phụ thuộc lớn vào trình độ “bẻ lái” của các bác tài nhưng bộ phận quan trọng nhất giúp chiếc xe di chuyển dễ dàng và vượt chướng ngại vật là bộ truyền vi sai. Vậy bộ truyền vi sai là gì? Lợi ích của việc sử dụng bộ truyền vi sai ở một số loại ô tô hiện nay như thế nào? Hãy cùng với chúng tôi tìm hiểu kĩ hơn về tính năng quan trọng của nó ngay dưới bài viết này nhé!

Bộ truyền vi sai là gì?

Bộ truyền vi sai tiếng Anh là Differential, thuật ngữ sử dụng để nói về tính năng của một bộ phận được thiết kế ở hầu hết các động cơ xe 4 bánh. Bộ truyền vi sai là phần hình trục dài nối giữa trục trước và trục sau của động cơ. Bên trong nó là sự liên kết chặt chẽ giữa các bánh răng để việc di chuyển của xe được thuận tiện và dễ dàng.

Cấu tạo

Cấu tạo bộ vi sai thông thường (bộ truyền vi sai mở) sẽ chia theo một số tiêu chí sau đây
Theo cấu tạo chung về kết cấu từng phần: Bộ vi sai chia thành 3 phần chính – Trục các đăng: Là bộ phận truyền lực giữa lực giữa hai trục của động cơ, giúp các bánh răng liên kết giảm độ tốc độ và tăng momen lực

• Vỏ vi sai: Là phần bên ngoài được gắn trên các trục bánh răng bị động
  
• Hệ thống bánh răng: Bao gồm 2 bánh răng mặt trời, 2 bánh răng hành tinh, 1 bánh răng hình trái dứa và 1 bánh răng cố định nằm trên trục các đăng.

Phân theo cấu tạo lực mô men tác động:

• Vi sai đối xứng: Phân phối mômen giữa các bán trục, được đặt trong cầu chủ động.
  
• Vi sai không đối xứng: Dùng lực momen phân phối trong các cầu chủ động, được đặt trong hộp phân phối còn gọi là bộ vi sai trung tâm. 

Với các xe dẫn động cầu sau bộ vi sai được lắp giữa 2 bán trục (bộ vi sai cầu sau), xe dẫn động 2 cầu được thiết kế như cầu nối giữa cầu trước và cầu sau và xe dẫn động cầu trước được tích hợp ở hộp số nằm ở trung tâm. Ngoài ra trên hệ thống xe điện, bộ truyền vi sai được lắp đặt cố định với hộp động cơ và một số
bánh răng phụ.

Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai

• Trường hợp khi xe di chuyển theo chiều 1 đường thẳng, cả 2 bánh xe quay đều cùng một tốc độ di chuyển, khi đó bánh răng cố định hai trục xe được gắn chặt với vỏ vi sai quay đều trên trục, mà không có một bánh răng vệ tinh nào quay cùng. Lúc này bộ vi sai làm vai trò phân lực giữa hai bánh xe, tạo ra chuyển động dần đều và liên tục, cung cấp lực xoắn momen như nhau tới các bánh xe
  
• Trường hợp xe gặp khúc cua hoặc vật cản, thì bộ truyền vi sai lúc này được phân phối lực tác động lên bánh răng cố định, bánh răng trên vỏ vi sai sẽ quay với tốc độ khác so với hệ thống bánh răng nhỏ trong bộ vi sai. Hai bánh răng vệ tinh sẽ quay đều theo quỹ đạo và tốc độ của nó tạo ra trên bán trục, các rãnh của bánh răng vệ tinh khớp với rãnh của bánh răng mặt trời. Các bánh răng mặt trời và bánh răng bị động liên kết với nhau khớp răng để tạo lực đẩy cho bánh răng cố định. Lúc này các bánh trong sẽ có vận tốc nhỏ hơn so với tốc độ của các bánh bên ngoài. Bánh gặp vật cản sẽ chịu lực ma sát nhiều hơn so với các bánh xe còn lại. Khi đó bộ vi sai đóng vai trò giảm tốc độ quay và tăng lực xoắn lên trục giúp việc “bẻ lái”, vượt khỏi vũng lầy được thực hiện dễ dàng hơn.

Bộ truyền vi sai làm nhiệm vụ gì?

Trước hết, vai trò quan trọng của bộ truyền vi sai là giúp xe di chuyển dễ dàng và thuận lợi hơn trên mọi cung đường. Hiểu được nguyên lý hoạt động của bộ truyền vi sai, chúng ta sẽ rút ra được những nhiệm vụ đảm bảo của bộ truyền vi sai như sau:

• Truyền momen tới các bánh xe qua hệ thống phân phối lực.
  
• Đảm bảo độ xoắn của momen giữa hai trục bánh xe, giảm tốc độ trước khi thực hiện việc phân phối momen.
  
• Đóng vai trò quan trọng trọng việc xác định được độ xoắn cho phép bánh xe hoạt động với tốc độ khác nhau.
  Đến đây có thể hiểu rõ phần nào vai trò của việc sử dụng bộ truyền vi sai cho các động cơ xe tải và ô tô.

Tìm hiểu vài nét về bộ truyền vi sai trên động cơ ô tô

Giống như bộ truyền vi sai thông thường của một số động cơ, vi sai ô tô cũng có cấu tạo và vai trò tương tự với các thiết bị đó. Vậy tại sao động cơ ô tô cần có bộ truyền vi sai, nguyên lý hoạt động của vi sai ô tô như thế nào? Cùng tìm hiểu qua nhé!

Cấu tạo của bộ vi sai ô tô

Theo như phần phân tích phía trên cấu tạo của hộp vi sai ô tô không có gì khác so với cấu tạo của hộp vi sai thông thường. Nhưng nếu phân loại theo tiêu chí phân phối lực thì được chia làm 2 phần chính:

• Truyền lực cuối: bánh răng cố định kết hợp với bánh răng chủ động nhận lực momen giảm tốc độ.
  
• Truyền lực sau: Chịu tác động lực chuyển động của bánh răng cố định và các bánh răng vệ tinh giúp cho bánh xe hoạt động với vận tốc khác nhau khi gặp vật cản hoặc bề mặt di chuyển khó.

Thiết kế của bộ vi sai thông thường sẽ gây hạn chế và không có tác động mạnh đến sự dịch chuyển của xe ô tô hay xe tải mà chỉ có tác động lớn đến xe điện – loại xe có tải trọng và lực nhỏ hơn so với xe điện và xe tải. Để thuận tiện hơn cho việc di chuyển của xe ô tô, thông thường trên bộ truyền vi sai thường có khóa vi sai. Tác dụng của khóa vi sai là cố định bộ vi sai, giúp giảm tốc độ và tăng momen lực lên các bánh răng giúp việc di chuyển của xe được dễ dàng hơn. 

Tại sao ô tô cần phải lắp bộ truyền vi sai?

Theo kinh nghiệm lái ô tô, các bác tài cho biết việc di chuyển trên đường thẳng, bề mặt bằng phẳng là một điều dễ dàng bộ truyền vi sai giúp cân bằng tốc độ của các bánh xe. Nhưng khi gặp điều kiện khó khăn như sa vào vũng lầy, gặp vật cản thì vai trò của bộ truyền vi sai sẽ làm thay đổi tốc độ của các bánh xe, khiến việc di chuyển thoát khỏi vật trở thật dễ dàng hơn.

Đặt trường hợp nếu không có bộ truyền vi sai lắp đặt trên hệ thống xe ô tô mà lái xe gặp trường hợp khẩn cấp đi trên đường băng thì sẽ ra sao? Lúc này hệ thống vi sai không hoạt động, các bánh xe quay cùng vận tốc, trượt dài trên đường do bánh xe và mặt đường không có lực ma sát kết quả sẽ khó khăn trong việc di chuyển của các tài xế.
Như vậy, với câu hỏi đặt ra là “bộ truyền vi sai là gì?”, qua bài viết này chúng tôi đã giải đáp được những vấn đề cơ bản của bộ vi sai. Những lợi ích và hạn chế thường gặp với thiết kế bộ vi sai đã giúp bạn đọc hiểu được nội dung mà bài viết truyền tải. Hy vọng những thông tin trên sẽ giúp những bác tài linh hoạt và an toàn trên mọi cung đường.