TẠI SAO CẦN BỘ VI SAI?
Trước khi xem xét kỹ hơn cấu tạo và hoạt động của vi sai, chúng ta hãy xem lý do tại sao cần có vi sai. Trong khi tất cả các bánh xe di chuyển cùng một khoảng cách trong quá trình lái thẳng, tình hình sẽ thay đổi khi vào cua. Nhìn vào lộ trình của từng bánh xe và trục xe trong quá trình vào cua, có thể thấy rằng các bánh xe phải di chuyển những quãng đường khác nhau.
Không chỉ giữa trái và phải, mà còn giữa phía trước và phía sau. Đối với trục không dẫn động, điều này không có vấn đề gì, vì các bánh xe có thể quay tự do. Nhưng đối với trục dẫn động, điều này sẽ gây ra vấn đề nếu đầu ra bên trái và bên phải là một trục cứng duy nhất. Với một trục cứng, cách duy nhất để cân bằng sự khác biệt trong hành trình sẽ là nếu một bánh xe bị trượt.
Do ma sát trên đường lát đá khô cao, nên việc trượt một bánh xe sẽ đòi hỏi một lực đẩy cao, dẫn đến ứng suất lớn trên trục và lốp. Điều này sẽ gây khó chịu khi lái xe, lốp xe bị mòn sớm, bám đường không tốt và thậm chí là hư hỏng các bộ phận của tàu điện. Do đó trục được tách thành hai trục truyền động, được nối với nhau bằng bộ vi sai. Bộ vi sai cho phép chênh lệch tốc độ giữa bên trái và bên phải (đó là lý do tại sao nó được đặt tên như vậy).
Cơ năng như sau: (trong quá trình lái xe thẳng trên đường tốt có hệ số ma sát bằng nhau) mômen từ động cơ truyền đến bánh răng côn qua trục các đăng và làm quay nó. Khi bánh răng côn nằm trong lưới với bánh răng vương miện, bánh răng vương miện cũng quay theo. Khi hai trong số các bánh răng trụ được kết nối với bánh răng vương miện thông qua vỏ bánh răng trụ, chúng sẽ quay cùng với bánh răng trụ. Hai bánh răng trụ này được cố định vào vỏ sao cho chúng vẫn có thể quay quanh trục của chúng.
Do hai bánh răng trụ khác nằm trong lưới với chúng, sự quay của vỏ sẽ gây ra hướng quay ngược lại của mỗi cặp bánh răng trụ. Vì cặp thứ hai có thể quay quanh trục của chúng bằng một tay nhưng được kết nối với trục truyền động, nên chúng không thể làm điều này (yêu cầu phải quay xe quanh tâm của trục dẫn động), do độ cao lực ma sát giữa vỏ xe và mặt đường để vượt, các bánh răng trụ không làm quay bộ vi sai quay toàn bộ: ô tô tiến hoặc lùi.
Trong khi vào cua, các bánh răng trụ vi sai quay ngược lại một chút, vì có một chuyển động tương đối giữa bên trái và bên phải. nhưng điều này có thể xảy ra với một tốc độ liên quan đến sự khác biệt về khoảng cách di chuyển, cả hai bánh xe vẫn được dẫn động. Trong trường hợp một trong các bánh xe nằm trên bề mặt có ma sát thấp thì lực quay của các bánh răng có thể thắng được lực ma sát. Trong trường hợp này bánh răng và bánh xe bên có độ bám tốt hơn sẽ không quay, trong khi bánh răng và bánh xe kia sẽ quay theo hướng ngược lại và với tốc độ gấp đôi của bánh răng vương miện. (Hai bánh răng dẫn động thực tế cũng sẽ quay ngược chiều trong trường hợp này). Chiếc xe sẽ không thể di chuyển trong điều kiện này.
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BỘ VI SAI
Khi xe đang chạy thẳng, quãng đường đi được của các bánh xe là như nhau, tuy nhiên khi xe chạy vòng, quãng đường đi được của cả 4 bánh xe đều khác nhau. Đối với các bánh không dẫn động, hiện tượng này không ảnh hưởng gì vì các bánh xe quay tự do. Đối với các bánh xe dẫn động điều này sẽ dẫn đến sự cố nếu cả hai bánh được nối trên một trục cứng.
Nếu hai bánh gắn trên một trục cứng, khi đó để đảm bảo cân bằng thì bánh chạy quãng đướng ngắn hơn phải trượt dẫn đến mô men xoắn lớn tác động lên trục xe và mòn lốp và gây hư hại cho hệ truyền động. Với cơ cấu vi sai, trục dẫn động được chia làm hai và nối với nhau bằng cơ cấu vi sai và cơ cấu vi sai cho phép tốc độ khác nhau giữa bên trái và bên phải
CẤU TẠO BỘ VI SAI
Khi xe chạy thẳng và hệ số ma sát hai bánh xe làn nhau, động cơ truyền chuyển động đến bánh răng nghiêng thông qua hộp số và trục các đăng. Khi bánh răng nghiêng quay thì hai bánh răng vi sai lớn cũng quay theo. Hai bánh răng vi sai nhỏ lắp trên hộp vi sai và quay cùng hộp vi sai, đồng thời, hai bánh răng nhỏ ăn khớp với hai bánh răng lớn và có thê quay độc lập trên từng trục của mình.
Khi cua góc, trong khi hai bánh răng lớn vẫn quay tuyệt đối cùng với vỏ vi sai và bánh răng nghiêng thì hai bánh răng nhỏ sẽ quay theo hai chiều ngược nhau làm cho hai bánh răng bi sai lớn quay tương đối và ngược chiều với nhau, một chiều quay tương đối sẽ làm tăng tốc độ quay tuyệt đối, một chiều quay tương đối còn lại sẽ làm giảm tốc độ quay tuyệt đối. Do đó,quãnh đường đi được của hai bánh xe ở hai bên sẽ khác nhau phù hợp với quãng đường khi cua góc.
CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN CỦA VI SAI Ô TÔ
- Trục các đăng
- Bánh răng dẫn động
- Bánh răng Visai nhỏ
- Trục láp phải
- Vỏ visai
- Bánh răng Visai lớn
- Trục láp trái
- Bánh răng nghiêng
PHÂN TÍCH CẤU TẠO BỘ VI SAI
1. Vi sai đối xứng:
– Khi xe chạy thẳng trên đường bằng phẳng, lực cản lăn của hai bánh xe chủ động bằng nhau, truyền lực chính kéo vỏ vi sai quay, trục chữ thập và bánh răng hành tinh quay theo. Các bánh răng bán trục ăn khớp với các bánh răng hành tinh cũng quay theo với tốc độ giống nhau, lúc này bánh răng hành tinh không quay trên trục của nó, do đó hai bánh xe quay cùng tốc độ như nhau.
– Khi xe quay vòng, trục phía trong chịu lực cản lớn hơn nên quay chậm lại, lúc này bánh răng hành tinh bắt đầu quay trên trục của nó do chịu tác dụng của lực cản bánh xe phía trong truyền đến cho bánh răng hành tinh. Do đó làm tăng thêm tốc độ bánh xe phía ngoài.
2. Vi sai không đối xứng:
– Đặc điểm của loại vi sai này là kích thước bánh răng bán trục bên trái và bên phải khác nhau.
– Nhiệm vụ của vi sai là dùng để phân phối moment xoắn không điều ra các trục.
3. Cơ cấu gài vi sai cưỡng bức:
– Có công dụng để tăng tính năng thông qua của xe dùng cơ cấu vi sai cưỡng bức. Nghĩa là nối cứng hai bán trục thành một trục liền, lúc đó moment ở vỏ vi sai có thể truyền hết về một bán trục nào đấy nếu khả năng bám của bánh xe với đường ở bán trục đó cho phép, như vậy tạo điều kiện vượt lầy rất tốt.
– Khi xe bị trượt tài xế gài vi sai kịp thời để lợi dụng động năng của xe mà vượt lầy. Khi qua chỗ trượt rồi thì phải mở vi sai ngay để tránh mòn lốp và gây cưỡng bức cho các chi tiết.
– Nhược điểm của cơ cấu này là phải có tác động của người tài xế có kinh nghiệm sử dụng. Để khắc phục nhược điểm này người ta nghiên cứu các kết cấu để tăng hệ số ma sát trong lên để khi xe bị trượt thì tự động gài vi sai và khi qua chỗ trượt thì xe làm việc bình thường như: vi sai cam, vi sai bánh răng côn có thê
4. Vi sai cam:
Vi sai cam đặt theo hướng kính gồm có: bánh răng côn bị động (2) gắn chặt với vỏ vi sai (3), ở một nữa vỏ vi sai (3) có chế tạo các vành ngăn (4), các cam (5) được lắp vào vành ngăn đó và lại tựa trên vành cam ngoài (6) và vành cam trong (7). Trên vành cam (6) và (7) có rãnh then hoa để nối với hai bán trục truyền ra hai bên bánh xe. Khi moment quay truyền từ động cơ đến bánh răng côn bị động (2) qua vỏ vi sai (3) và qua vành ngăn (4) truyền cho cam (5).
Các đầu cam (5) tỳ lên các vành cam (6) và (7) để truyền qua hai bên bán trục qua then hoa. Nếu sức cản ở trên hai bánh xe chủ động như nhau thì cả hai bán trục quay với tốc độ như nhau. Lúc này chốt (5) không dịch chuyển tương đối với bề mặt cam (6) và (7).
Trong trường hợp sức cản trên các bánh xe chủ động khác nhau, sẽ có một bên bánh quay nhanh và một bên bánh quay chậm, cam (5) sẽ quay cùng với bộ phận chủ động (3) đồng thời dịch chuyển theo hướng chiều trục. Khi đó sẽ xảy ra sự trượt ở bề mặt làm việc của cam đối với bề mặt vành cam. Trên mặt cam của bán trục quay chậm, tốc độ trượt của cam hướng theo chiều quay của bộ phận chủ động. Còn trên mặt cam của bán trục quay nhanh hướng về chiều ngược lại.
Vi sai cam có ứng suất tiếp xúc khá lớn, do có sự trượt của cam theo bề mặt theo bề mặt làm việc của vành cam sẽ làm mòn nhanh các chi tiết của vi sai.
CÔNG DỤNG, PHÂN LOẠI, YÊU CẦU BỘ VI SAI
1. Công dụng:
– Bộ vi sai đảm bảo cho các bánh xe quay với tốc độ khác nhau lúc xe quay vòng hay chuyển động trên đường không bằng phẳng, hoặc có sự sai lệch về kích thước của lốp, đồng thời phân phối lại moment xoắn cho hai nữa trục.
2. Phân loại:
– Theo công dụng chia thành: vi sai giữa các bánh xe, vi sai giữa các cầu, vi sai giữa các truyền lực cạnh.
– Theo kết cấu chia thành: vi sai bánh răng nón, vi sai bánh răng trụ, vi sai cam, vi sai trục vít, vi sai ma sát thuỷ lực, vi sai có tỷ số truyền thay đổi.
– Theo đặc tính phân phối moment xoắn chia thành: vi sai đối xứng (moment xoắn phân phối điều trên các trục), vi sai không đối xứng (moment xoắn phân phối không điều trên các trục).
3. Yêu cầu:
– Phân phối moment xoắn từ động cơ cho các bánh xe hay các cầu theo tỷ lệ cho trước, phù hợp với trọng lượng bám của bánh xe với mặt đường.
– Đảm bảo số vòng quay khác nhau giữa các bánh xe chủ động khi ôtô vào đường vòng, chạy trên đường gồ ghề hay trong nhiều trường hợp khác.
– Kích thước truyền động phải nhỏ.
– Hiệu suất truyền động cao.
Liên hệ báo giá sửa chữa và tư vấn kỹ thuật về bộ vi sai trên xe ô tô
Cố vấn dịch vụ: 03.48.68.87.68 – Tư vấn kỹ thuật: 09.62.68.87.68
Mọi tư vấn về bộ vi sai trên xe ô tô của chúng tôi là hoàn toàn miễn phí
TRUNG TÂM KỸ THUẬT Ô TÔ THC – “HƠN CẢ SỰ MONG ĐỢI …”
Địa chỉ cn Mỹ Đình: Số 587&589 Phúc Diễn, Xuân Phương, Nam Từ Liêm, Hà Nội
Địa chỉ cn Hoài Đức: Ô 1, Lô 7, KCN Lai Xá, Kim Chung, Hoài Đức, Hà Nội
