Vi sai trên xe hơi để làm gì?

Về cơ bản, bộ vi sai giúp các bánh xe quay với tốc độ khác nhau, tạo sự cân bằng và ổn định cho xe, đặc biệt khi vào cua.
Khi ôtô chạy trên đường thẳng, các bánh xe có tốc độ như nhau, do đó không có ảnh hưởng gì đến độ cân bằng, ổn định của xe. Nhưng khi vào cua, bánh xe phía trong có quãng đường ngắn hơn bánh xe phía ngoài, do đó để xe có thể vào cua, vận tốc của bánh xe phía ngoài lớn hơn.

Khi mới sinh ra ôtô, hai bánh nối với nhau bằng một trục cố định, không thể sinh ra sự khác biệt về vận tốc. Do đó bộ vi sai ra đời với nhiệm vụ tạo ra tốc độ quay khác nhau cho mỗi bánh xe, chính vì thế có tên là Differential trong tiếng Anh.


Nếu không có bộ vi sai xe không thể vào cua nhanh và ổn định.

Về cấu tạo cơ bản, bộ vi sai là một hệ thống các bánh răng nằm trên trục nối hai bánh xe, nhận mô-men xoắn từ trục truyền động và phân chia ra từng bánh xe. Ở các xe thường thấy bộ phận ụ tròn chính giữa cầu sau, đó là vị trí của vi sai.

Bánh răng chủ động ở cuối cùng trục chuyển động sẽ làm quay vành răng, truyền lực cho tổ hợp bánh răng vi sai. Bằng cách kết hợp các bánh răng, bộ vi sai sẽ giúp mỗi bánh xe quay ở từng tốc độ riêng. Tỷ số răng giữa bánh răng chủ động và vành răng gọi là tỷ lệ bánh răng truyền của cầu sau (axle ratio) hay tỷ số truyền động cuối cùng. Tùy vào mục đích di chuyển mà tỷ số này được thiết lập khác nhau, ví dụ giữa xe tải, xe dân dụng thì xe tải cần mô-men xoắn lớn hơn để kéo.

Loại vi sai cơ bản nhất là vi sai mở (open differential) với đặc trưng rẻ, nhẹ và bền. Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất lại là mô-men xoắn truyền tới các bánh không đồng đều, bánh ít độ bám hơn lại nhận nhiều mô-men xoắn tăng khả năng trượt, nhất là khi trên bề mặt trơn ướt. Để khắc phục sinh ra loại vi sai hạn chế trượt LSD giúp truyền mô-men xoắn tới cả bánh có độ bám tốt hơn.


"Bắt bệnh" bộ vi sai.

Loại vi sai thứ hai là vi sai khóa (lock differential) có thể khóa các trục bánh xe khi cần thiết để cung cấp sức mạnh cho bánh xe cần lực kéo, nhưng nhược điểm phải mở khóa trước khi vào cua, thường dùng trên xe off-road.

Thay thế cho hai loại trên là vi sai hạn chế trượt kết hợp phanh. Theo đó, hệ thống điều khiển điện tử sẽ chủ động phanh bánh bị trượt, mất độ bám để tận dụng mô-men xoắn truyền sang bánh còn lại giúp xe chuyển động. Ưu điểm của loại này là sử dụng vi sai mở, kết hợp điều khiển điện tử nên gọn nhẹ, ít phải bảo dưỡng.

Tham khảo các video dưới đây để hiểu rõ nhất về nguồn gốc sinh ra bộ vi sai cũng như nguyên lý hoạt động, phân loại các loại vi sai.

Theo Minh Hy