Cơ cấu vi sai trên xe nâng, xe oto đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo việc vào cua an toàn và mượt mà nhất, từ đó giữ an toàn cho người điều khiển xe.

Vậy cơ cấu vi sai là gì? Bao gồm những chi tiết nào cấu thành? Nguyên lý làm việc ra sao? Hãy cùng CNSG tìm hiểu ngay trong bài viết này.

Cơ cấu vi sai là gì?

Cơ cấu vi sai là gì
Cơ cấu vi sai là gì

Cơ cấu vi sai là một hệ thống đóng vai trò truyền momen xoắn từ vị trí của động cơ đến các bánh xe, giúp dẫn động một cặp bánh xe oto, bánh xe nâng,… đồng thời cho phép chúng quay với các tốc độ khác nhau. 

Thông qua hộp số, bộ cơ cấu vi sai có khả năng truyền động từ động cơ và phân phối tới bánh răng với các momen khác nhau, khiến cho cặp bánh xe có tốc độ quay khác nhau.

Vì sao phải sử dụng cơ cấu vi sai? 

Bộ phận cơ cấu vi sai này đóng vai trò rất quan trọng đối với việc vận hành và điều khiển xe. 

Khi xe nâng điện đứng lái, xe oto,…đi thẳng, các bánh xe sẽ đồng bộ quay với cùng tốc độ như nhau. Nhưng khi xe đi vào các vị trí khúc cua, các bánh xe thường sẽ có tốc độ khác nhau, bánh xe bên ngoài góc cua có tốc độ lớn hơn bánh xe bên trong góc cua vì nó phải di chuyển một đoạn đường dài hơn. 

Nhờ việc thiết lập cơ cấu vi sai, khi vào cua cặp bánh xe sẽ không gặp vấn đề bị khóa với nhau, cho phép bánh xe quay khác tốc độ, từ đó giúp ích cho việc vào cua của xe trở nên dễ dàng hơn, hạn chế tối đa xảy ra hiện tượng quay trượt có thể dẫn đến nguy cơ gây tai nạn xe nâng

Cấu tạo của bộ vi sai

Cấu tạo của bộ cơ cấu vi sai (1)
Cấu tạo của bộ cơ cấu vi sai (1)

Dù là cơ cấu vi sai loại xe oto hay xe nâng thương hiệu nào thì cũng có cấu tạo gồm các bộ phận chính sau đây:

Trục dẫn động (propeller shaft)
  • Bao gồm các bánh xe bị động và bánh xe chủ động ăn khớp, có nhiệm vụ tăng momen xoắn đồng thời giảm số vòng quay.
  • Đây còn được gọi là bộ phận truyền lực cuối.
Bánh răng hành tinh (small gear)
  • Bánh răng hành tinh trong bộ cơ cấu vi sai có nhiệm vụ kết nối với bánh răng bán trục để điều khiển tốc độ của chúng.
  • Bánh răng bán trục còn được kết nối với bán trục trong/ngoài tác động trực tiếp tới tốc độ quay của bánh xe.
Bán trục trong/ ngoài (inner/outer half shaft)
  • Bán trục giúp truyền lực tổ hợp bánh răng vi sai tới bánh xe nhờ thực hiện các nhiệm vụ kết nối bánh răng tới bánh xe.
  • Bán trục cũng giúp đảm bảo mỗi bánh xe mang một vận tốc riêng.
Vỏ bộ vi sai (rotating cage)
  • Vỏ của bộ cơ cấu vi sai được gắn trên bánh răng tự động, có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận bên trong cơ cấu vi sai.

Nguyên lý làm việc của cơ cấu vi sai

Khi xe chạy thẳng

Khi các động cơ xe nâng hay xe oto vận hàng, bánh xe hành tinh sẽ liên tục quay quanh trục của cơ cấu vi sai và không bị xoay quanh trục của chính nó. 

Khi đó, hai bán trục trong và ngoài quay cùng một tốc độ và momen truyền từ hộp số tới cặp bánh xe trái, phải là giống nhau. 

Trong cùng một khoảng thời gian di chuyển nhất định, hai bánh xe di chuyển được quãng đường như nhau.

Xem thêm: Cấu tạo ly hợp thủy lực và nhận biết ly hợp bị lỗi

Khi xe vào cua

Khi xe vận hành đi vào các khúc cua hoặc chạy trên đường cong, lực cản thường sẽ có tác dụng lên bánh xe bên trong nhiều hơn so với bánh xe phía ngoài.

Vì quãng đường di chuyển ngắn hơn nên lúc này bánh xe phía trong góc cua sẽ chạy chậm hơn bánh xe phía ngoài góc cua. Những bánh răng hành tinh vừa di chuyển quay quanh trục cơ cấu vi sai, vừa tự quay quanh trục của nó. 

Nhờ đó, hai bán trục trong và ngoài quay khác véc tơ vận tốc tức thời góc. Do đó, hai bánh xe có thể di chuyển quãng đường khác nhau với tốc độ khác nhau mà không gặp phải hiện tượng trượt.

Việc thiết lập cơ cấu vi sai cũng là cách phòng tránh tai nạn xe nâng, xe oto rất hiệu quả.

Ưu điểm và nhược điểm của cơ cấu vi sai

Ưu điểm Nhược điểm
  • Cơ cấu vi sai có khả năng thực hiện phân bổ lực đều cho các bánh xe.
  • Cơ cấu vi sai cải thiện mức độ bám mặt đường của bánh xe khi di chuyển ở các địa hình không bằng phẳng.
  • Được trang bị cho cả cầu trước, cầu sau của xe
  • Sử dụng dễ dàng, đơn giản, kích hoạt nhanh chóng chỉ bằng thao tác một nút bấm.
  • Nếu một trọng một cặp bánh xe bị mất lực kéo hoặc bị giảm lực kéo khiến momen xoắn truyền tới bánh xe sẽ có lực kéo nhỏ nhất. Điều này khiến hiệu suất và tốc độ bánh xe bị giảm xuống.
  • Bộ khoá vi sai phát ra tiếng ồn, điều này dễ nhận biết nhất khi xe vào đoạn cua.
  • Bởi cơ cấu vi sai có liên quan đến hộp số nên nếu cơ cấu vi sai bị hỏng, quá trình sửa chữa thường sẽ diễn ra khá phức tạp.

Một số câu hỏi thường gặp khi sử dụng vi sai

Bộ vi sai được lắp đặt ở đâu?

Bộ cơ cấu vi sai thường được lắp đặt ở vị trí cầu xe (hay còn gọi là truyền lực cuối) ở bất kỳ loại xe ô tô hay xe tải, xe nâng nào. 

Cụ thể, cơ cấu vi sai được lắp đặt giữa 2 bánh xe dẫn động. Ngoài ra, mỗi cầu chủ động của các loại xe này đều cần có một bộ vi sai và giữa bánh trước và cả bánh sau bởi khi vào khúc cua thì quãng đường giữa bánh trước và bánh sau là khác nhau.

Chức năng và nhiệm vụ của cơ cấu vi sai là gì?

Bộ cơ cấu vi sai có nhiệm vụ thay đổi tốc độ của bánh xe khi vào cua hoặc khi di chuyển trên đoạn đường cong. 

Để làm được điều này, vi sai thực hiện nhiệm vụ truyền momen và giảm tốc độ cuối cùng của động cơ tới bánh xe.

Xem thêm: Quy trình bảo dưỡng thiết bị công nghiệp

Vì sao vi sai bị hư hỏng?

Cơ cấu vi sai khi hoạt động cũng thường bị hư hỏng do các nguyên nhân xuất phát từ việc lái xe lạm dụng chúng. 

Cơ cấu vi sai hạn chế trượt trong chiếc xe dẫn động cầu sau được đặt ở đó để cung cấp thêm độ bám đường cho bánh xe và một số thao tác trượt, nhưng điều đó không có nghĩa là người lái xe có thể trượt mạnh ở mọi trường hợp. 

Việc lạm dụng cơ cấu vi sai không chỉ nguy hiểm mà còn có thể khiến vi sai và lốp xe nóng lên đáng kể.

Các dấu hiệu của một vi sai bị hư hỏng là gì?

Cơ cấu vi sai bị nếu bị hư hỏng sẽ rất dễ nhận biết. Khi vi sai gặp trục trặc, trục truyền động sẽ rung lên, người dùng sẽ dễ dàng nghe thấy âm thanh lạ phát ra từ bánh răng và các bánh xe. 

Hoặc người lái cũng có thể nhận biết cơ cấu vi sai bị hư hỏng khi việc rẽ vào góc cua sẽ khó hơn và trong trường hợp xấu nhất, vi sai sẽ bị khóa. 

Lốp mòn không đều cũng là dấu hiệu của việc bộ vi sai bắt đầu bị hỏng.

Chi phí sửa chữa vi sai là bao nhiêu?

Đối với các dịch vụ sửa chữa cơ bản như thay dầu mới, chi phí sẽ được các định khoảng vài trăm cho tới 1 triệu đồng. 

Xe nâng hàng có sử dụng cơ cấu vi sai không?

Cơ cấu vi sai trên xe nâng
Cơ cấu vi sai trên xe nâng

Để đảm bảo tối đa an toàn cho người vận hành, hiện nay hầu hết các loại xe nâng hàng chạy bằng động cơ đều được trang bị cơ cấu vi sai.

Mômen xoắn vẫn cần được phân phối giữa các bánh xe, do đó cần phải có bộ vi sai để đảm bảo việc vào cua an toàn và mượt mà nhất.