Tìm hiểu cụm vi sai

(AutoPro) - Khi nói đến ô tô, ta thường nghe nói bộ vi sai. Vậy vi sai là gì và công năng của nó ra sao? Điều gì sẽ xảy ra nếu xe không có bộ vi sai? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu.

Nếu không có vi sai, xe sẽ rất khó vào cua, kể cả với tốc độ thấp; ở tốc độ cao thì xe sẽ bị lật. Điều này là hiển nhiên vì các bánh xe chỉ cùng một tốc độ nếu xe vận hành trên một đường thẳng, còn khi vào cua các bánh xe sẽ có tốc độ khác nhau. Ví như, bánh xe phía ngoài góc cua sẽ có tốc độ lớn hơn bánh xe phía trong, do bánh phía ngoài phải di chuyển trên một đoạn đường dài hơn so với bánh xe phía trong trong cùng khoảng thời gian.

Sẽ không thành vấn đề nếu 2 bánh xe không phải là bánh dẫn động, do hai bánh xe độc lập với nhau nên việc mỗi bánh xe có tốc độ khác nhau không hề gây ảnh hưởng lẫn nhau. Nhưng đối với bánh dẫn động, như đã nói trên, khi thay đổi hướng chuyển động xe các bánh xe phải có tốc độ khác nhau. Đó là lý do tồn tại một cơ cấu có tên gọi vi sai. Cụm vi sai sẽ phân bổ mô-men xoắn cho các bánh xe dẫn động sao cho các bánh có thể có được tốc độ khác nhau mỗi khi xe vào cua.

Vi sai hiện diện trên tất cả các loại xe có động cơ, từ xe du lịch đến xe tải hay các loại xe việt dã. Trên các mẫu xe việt dã dẫn động chủ động tất cả các bánh (có thể là 4x4, hay 6x6, 8x8 trên các xe quân sự) ngoài vi sai cho từng cặp bánh, còn có cả cụm vi sai trung tâm phân phối lực cho cầu trước và cầu sau, do tốc độ của bánh xe trên cầu trước cũng khác với tốc độ bánh sau khi xe thay đổi hứơng chuyển động.

Các loại xe việt dã 4 bánh chủ động bán thời gian thường không có cụm vi sai trung tâm, khi xe cài cầu thì cả 2 cầu trước sau đều được phân bổ một lực như nhau. Do vậy những xe này rất khó khăn khi vào cua trong điều kiện đường khô ráo mà lại cài cầu trước, vì bánh xe của 2 cầu phải chuyển động cùng một tốc độ. Ở các loại xe này, nhà sản xuất thường có khuyến cáo không cài cầu khi chạy tốc độ cao hoặc khi bề mặt đường không trơn trượt.

Dưới đây là hình vẽ mô phỏng hoạt động của một bộ vi sai đơn giản. Cấu tạo của một bộ vi sai đơn giản gồm có: bánh răng "quả dứa" truyền lực từ các-đăng đến bánh răng bị động; bánh răng bị động gắn liền với vỏ cụm vi sai; 2 bánh răng “mặt trời” truyền lực tới bánh xe qua láp (một số nơi gọi cardan ngang); 2 bánh xe hành tinh gắn trên 2 trục độc lập trên bánh răng bị động (vỏ vi sai).

Khi vận hành trên đường thẳng bánh răng "quả dứa" truyền lực từ động cơ cho bánh răng bị động, cả vỏ cụm vi sai chuyển động theo bánh răng bị động này. Lúc này tất cả các bánh răng mặt trời và vệ tinh đều đứng im so với bánh răng bị động, cả cụm vi sai quay như một khối thống nhất. Khi xe vào cua hoặc khi lực cản các bánh xe khác nhau, lúc này bánh xe phía ngoài sẽ phải quay nhanh hơn bánh phía sau nên bánh răng mặt trời ngoài phải quay nhanh hơn bánh răng mặt trời trong. Thời điểm này bánh răng hành tinh không chỉ kéo hai bánh răng mặt trời mà còn vừa kéo vừa lăn trên bánh răng mặt trời phía trong nhằm điều chỉnh cho tốc độ của bánh xe phía trong chậm hơn tốc độ bánh xe phía ngoài góc cua.