Vi Sai Là Gì? - Máy Phay, Tiện CNC

Vi sai là gì? Vi sai là một bánh răng có ba trục. Chúng có đặc tính là tốc độ quay một trục là trung bình của tốc độ các trục khác. Hay là bội số cố định của trung bình đó.

Mục lục

• Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ vi sai
  • Cấu tạo
  • Nguyên lý làm việc
    • Khi xe chạy trên đường thẳng:
    • Khi xe quay vòng:
  • Lý do tồn tại bộ vi sai
  • Nhiệm vị chính của bộ vi sai
  • Phân loại cơ cấu Vi sai
• Khoá vi sai để làm gì?
• Các loại khóa vi sai cơ bản
• Ưu nhược điểm của khoa vi sai
  • Ưu điểm:
  • Nhược điểm:

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ vi sai

Cấu tạo

Hộp vi sai ôtô gồm 2 phần cơ bản : truyền lực cuối và truyền lực vi sai.

Truyền lực cuối : bánh răng chủ động  ăn khớp với bánh bị động  -> giảm số vòng quay để tăng momen.

Truyền lực vi sai : tạo ra tốc độ quay chênh lệch giữa 2 bánh xe khi chạy đượng vòng

Vỏ bộ vi sai gắn trên bánh răng bị động.

Bánh răng vi sai lắp trên vỏ bộ vi sai.

Bánh răng bán trục ăn khớp với bán trục.

Nguyên lý làm việc

Khi xe chạy trên đường thẳng:

Khi xe chạy trên đường thẳng, sức cản lăn trên 2 bánh và như nhau, do đó vận tốc góc 2 bánh và như nhau :

w1 = w3 = wc .

wc là vận tốc góc của bánh bị động Z5

Các bánh răng bị động, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục ăn khớp với nhau thành một khối liền để truyền lực dẫn động tới các bánh xe.

Khi xe quay vòng:

Do sức cản lăn trên bánh lớn hơn trên bánh.

Vì vậy bánh quay chậm lại, vận tốc góc w1của bánh 1 giảm xuống, còn vận tốc góc w3 của bánh tăng.

Lúc này , bên trong bộ vi sai bánh răng bán trục Z1 quay chậm và bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng bán trục Z3 phía ngoài quay nhanh hơn. Nhờ đó xe đi vòng dễ dàng không bị trượt trên mặt đường.

Lý do tồn tại bộ vi sai

Các bánh xe chỉ cùng một tốc độ nếu xe vận hành trên một đường thẳng, còn khi vào cua các bánh xe có tốc độ 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 trong cùng khoảng thời gian.

Nếu không có vi sai, khi vào cua 2 bánh hai bên sẽ bị khoá với nhau, buộc phải quay cùng tốc độ như nhau. Điều này sẽ làm cho việc quay vòng của xe rất khó khăn, dễ xảy ra hiện tượng trượt quay.

Nhiệm vị chính của bộ vi sai

Thay đổi tốc độ của các bánh xe (trái, phải) khi xe đi vào đường cong cua

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.

Loại xe sử dụng cơ cấu vi sai

Động cơ ở phía trước: Xe dẫn động bánh trước nên bộ visai đặt trước.

Động cơ ở phía sau: Xe dẫn động bánh sau thông qua trục các đăng nên bộ vi sai đặt ở bánh sau

Phân loại cơ cấu Vi sai

* Phân loại theo kết cấu

Vi sai bánh răng nón

Vi sai bánh răng trụ

Vi sai trục vít

Phân loại theo Loại Vi sai:

Loại không có cơ cấu khóa vi sai

Loại có cơ cấu khóa vi sai

Khoá vi sai để làm gì?

Khóa vi sai (Differential) là thuật ngữ dùng để nói về bộ phận có tác dụng truyền năng lượng động cơ từ hộp số đến các bánh xe. Với sự xuất hiện của khóa vi sai, các bánh xe sẽ di chuyển với những tốc độ khác nhau và tạo ra sự cân bằng, giúp xe di chuyển ổn định, nhất là khi xe vào cua. Thông thường khi xe vào cua, bánh xe phía ngoài sẽ phải di chuyển quãng đường dài hơn so với bánh xe phía trong, chính vì vậy để xe được cân bằng, bánh xe phía ngoài phải chạy nhanh hơn. 

Cụ thể hơn, khóa vi sai là hệ thống bao gồm các bánh răng nằm trên trục nối hai bánh xe, nó sẽ nhận mô-men xoắn từ trục truyền động và phân bổ lực cho từng bánh xe, giúp cho mỗi bánh xe quay ở vận tốc khác nhau. Và nếu không có khóa vi sai, khi xe vào cua, 2 bánh xe sẽ bị khóa lại với nhau khiến chúng di chuyển với 1 tốc độ giống nhau. Điều này khiến cho xe lăn bánh khó khăn và rất dễ xảy ra tình trạng trượt quay bánh xe.

Các loại khóa vi sai cơ bản

Trên thị trường hiện nay có 2 loại khóa vi sai cơ bản, bao gồm khóa vi sai mở và vi sai khóa:

Vi sai mở (open differential): Đây là loại khóa vi sai được đề cao về độ bền bỉ và giá thành thấp. Tuy nhiên, loại vi sai này lại có nhược điểm là không phân bổ đều mô-men xoắn đến các bánh xe, dễ gây ra tình trạng trượt khi đi trên đường trơn.

Vi sai khóa (lock differential): Khi cần lực kéo, xe có thể khóa các trục để tăng sức mạnh cho bánh xe. Nhưng khi vào cua lại hơi rườm rà khi phải mở khóa vi sai. Loại khóa vi sai này thường xuất hiện trên các dòng xe off-road.

Ngoài 2 loại vi sai trên, theo các chuyên gia tư vấn xe, hiện còn có vi sai hạn chế trượt kết hợp với phanh với tác dụng hạn chế bánh xe bị trượt, tăng độ bám để giúp xe chuyển động chắc chắn hơn. 

Ưu nhược điểm của khoa vi sai

Ưu điểm:

Khóa vi sai giúp cho xe di chuyển cân bằng và ổn định. Ngoài ra, khóa vi sai còn có tác dụng tăng độ bám đường để xe vượt qua chướng ngại vật. Đặc biệt là hạn chế tình trạng bánh xe bị trượt khi đi qua vũng lầy. 

Nhược điểm:

Nhược điểm của khóa vi sai chính là phát ra tiếng ồn. Điều này đặc biệt dễ nhận diện nhất khi xe vào cua. Ngoài ra, theo các nhà nghiên cứu. Khóa vi sai là 1 trong tác nhân khiến cho lốp xe bị mài mòn. Và nếu như lắp đặt khóa vi sai ở cầu trước thì xe rất khó để điều khiển và di chuyển không được mượt mà.