Bộ vi sai là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bộ vi sai (differential) là một trong những bộ phận cơ khí quan trọng nhất trong hệ thống truyền động của xe hơi. Nó cho phép các bánh xe quay với tốc độ khác nhau khi xe vào cua, đồng thời đảm bảo truyền lực một cách hiệu quả từ động cơ đến các bánh xe.
Bộ vi sai thường xuất hiện trong các dòng xe dẫn động cầu trước (FWD), cầu sau (RWD) hoặc cả bốn bánh (AWD). Ngoài ra, trong các ứng dụng đặc biệt như xe tải hay xe đua, bộ vi sai còn được cải tiến với các thiết kế và tính năng đặc biệt. Cùng trung tâm VCE tìm hiểu chi tiết về vi sai ô tô trong bài dưới đây.
Cấu tạo của bộ vi sai
Cấu tạo chính của bộ vi sai bao gồm:
- Bánh răng quả dứa (pinion gear): Kết nối trực tiếp với trục truyền động, chuyển động quay từ trục truyền động sang bánh răng vành chậu.
- Bánh răng vành chậu (ring gear): Được lắp liền với vỏ vi sai, có nhiệm vụ dẫn động các bánh răng hành tinh.
- Bánh răng hành tinh (spider gear): Cho phép các bánh xe quay với tốc độ khác nhau.
- Bánh răng bán trục (side gear): Nối trực tiếp với bánh xe, truyền lực từ bánh răng hành tinh tới các bánh xe.
Tùy thuộc vào loại xe và thiết kế, bộ vi sai có thể gồm 2-4 bánh răng hành tinh để tăng cường khả năng chịu tải và độ bền.
Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai
Khi xe đi thẳng, cả hai bánh xe quay với cùng tốc độ, mô-men xoắn được phân phối đều. Khi xe vào cua, bánh xe bên ngoài cua phải quay nhanh hơn bánh xe bên trong cua. Bộ vi sai sẽ tự động điều chỉnh tốc độ quay của hai bánh xe để phù hợp với bán kính cua, giúp xe chuyển hướng một cách trơn tru.
Bộ vi sai hoạt động dựa trên nguyên lý phân phối mô men xoắn giữa các bánh xe. Khi xe di chuyển trên đường thẳng, mô men xoắn được truyền đều tới cả hai bánh xe. Tuy nhiên, khi vào cua, bánh xe bên ngoài cần quay nhanh hơn bánh xe bên trong để bù đắp cho khoảng cách lớn hơn.
- Khi xe đi thẳng: Các bánh răng hành tinh không chuyển động tương đối so với nhau, lực được truyền đồng đều.
- Khi vào cua: Các bánh răng hành tinh bắt đầu quay, điều chỉnh tốc độ giữa các bánh xe, đảm bảo khả năng bám đường và tránh hao mòn lốp.
Ứng dụng của bộ vi sai
- Phân phối mô-men xoắn: Giúp xe chuyển hướng linh hoạt.
- Tăng khả năng bám đường: Đặc biệt là đối với các loại xe off-road.
- Cải thiện độ ổn định của xe: Nhờ khả năng phân phối mô-men xoắn một cách hợp lý.
Các loại bộ vi sai
Vi sai mở (Open Differential): Là loại phổ biến nhất, có cấu tạo đơn giản và chi phí thấp. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm là khi một bánh xe bị mất độ bám đường, bánh xe còn lại sẽ quay nhanh hơn, gây ra hiện tượng trượt bánh.
- Loại phổ biến nhất, dễ sản xuất và bảo dưỡng.
- Nhược điểm: Hạn chế khi xe mất lực kéo trên một bánh.
Vi sai hạn chế trượt (LSD – Limited Slip Differential): Giúp giảm thiểu hiện tượng trượt bánh bằng cách sử dụng các đĩa ma sát hoặc các cơ cấu khác để phân phối mô-men xoắn một cách hợp lý hơn.
- Cải thiện khả năng bám đường bằng cách hạn chế sự chênh lệch tốc độ quá lớn giữa hai bánh.
Vi sai khóa (Locking Differential): Tự động khóa khi một bánh xe bị mất độ bám đường, giúp phân phối mô-men xoắn đều cho cả hai bánh xe
- Khóa hai bánh xe cùng quay với tốc độ giống nhau.
- Thích hợp cho xe địa hình.
Vi sai tự động (Torsen Differential): Sử dụng các cảm biến và bộ điều khiển điện tử để điều khiển việc phân phối mô-men xoắn một cách chính xác và linh hoạt.
- Tự động phân phối lực kéo dựa trên lực bám của bánh xe.
Những biểu hiện và lỗi thường gặp trên bộ vi sai ô tô
Bộ vi sai là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động của ô tô. Khi bộ vi sai gặp vấn đề, xe sẽ xuất hiện một số dấu hiệu bất thường. Dưới đây là những biểu hiện và lỗi thường gặp nhất:
5 biểu hiện và lỗi thường gặp trên bộ vi sai ô tô
Tiếng ồn bất thường
- Tiếng kêu rít, hú: Khi bánh răng vi sai bị mòn hoặc hư hỏng, chúng sẽ ma sát với nhau gây ra tiếng kêu rít hoặc hú. Tiếng kêu này thường rõ ràng hơn khi vào cua hoặc tăng tốc.
- Tiếng va đập: Nếu có các mảnh vỡ hoặc vật lạ lọt vào bộ vi sai, chúng có thể gây ra tiếng va đập khi bánh xe quay.
Xe rung lắc
- Rung lắc khi tăng tốc hoặc giảm tốc: Điều này có thể do bánh răng vi sai bị mòn hoặc hư hỏng, hoặc do các khớp nối bị lỏng.
- Rung lắc khi vào cua: Nếu chỉ rung lắc khi vào cua, có thể do bộ vi sai không hoạt động trơn tru hoặc trục truyền động bị cong vênh.
Xe khó vào số hoặc bị trượt bánh
- Khó vào số: Khi bộ vi sai bị hỏng, việc truyền lực đến bánh xe sẽ bị gián đoạn, khiến xe khó vào số hoặc vào số bị hụt.
- Trượt bánh: Đặc biệt khi vào cua hoặc đi trên đường trơn trượt, nếu bộ vi sai không hoạt động tốt, xe sẽ dễ bị trượt bánh.
Dầu nhớt rỉ ra: Nếu thấy dầu nhớt rỉ ra từ bộ vi sai, chứng tỏ gioăng bị hỏng hoặc có vết nứt ở vỏ vi sai.
Mùi khét bất thường: Nếu ngửi thấy mùi khét phát ra từ phía sau xe, có thể do dầu nhớt bị quá nhiệt hoặc ma sát giữa các bánh răng quá lớn.
Nguyên nhân gây ra các lỗi trên
- Mòn tự nhiên: Qua thời gian sử dụng, các bánh răng vi sai sẽ bị mòn dần.
- Tải trọng quá lớn: Vận chuyển quá tải hoặc kéo rơ-moóc quá nặng có thể làm hỏng bộ vi sai.
- Thiếu dầu nhớt hoặc sử dụng loại dầu không phù hợp: Dầu nhớt có vai trò bôi trơn và làm mát các bộ phận bên trong bộ vi sai. Nếu thiếu dầu hoặc sử dụng dầu không đúng loại sẽ làm tăng ma sát và gây hư hỏng.
- Vào ổ gà hoặc va chạm mạnh: Các tác động mạnh có thể làm hỏng các bộ phận bên trong bộ vi sai.
Phương án sửa chữa các biểu hiện hỏng hóc của bộ vi sai ô tô
Khi bộ vi sai ô tô gặp phải các vấn đề như đã liệt kê ở trên, việc sửa chữa là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu suất của xe. Dưới đây là một số phương án sửa chữa phổ biến:
Thay thế dầu nhớt
- Nguyên nhân: Dầu nhớt cũ bị ô nhiễm, mất đi tính năng bôi trơn, gây ma sát và mòn các chi tiết bên trong bộ vi sai.
- Giải pháp: Thay thế dầu nhớt mới theo đúng loại và định kỳ khuyến cáo của nhà sản xuất.
Sửa chữa hoặc thay thế vòng bi:
- Nguyên nhân: Vòng bi bị mòn, hư hỏng gây ra tiếng kêu, rung lắc.
- Giải pháp: Tháo rời bộ vi sai, kiểm tra và thay thế các vòng bi bị hỏng.
Sửa chữa hoặc thay thế bánh răng:
- Nguyên nhân: Bánh răng bị mòn, gãy hoặc biến dạng do quá trình sử dụng hoặc va chạm.
- Giải pháp: Tháo rời bộ vi sai, kiểm tra và thay thế các bánh răng bị hỏng.
Sửa chữa hoặc thay thế gioăng chắn dầu:
- Nguyên nhân: Gioăng bị rách, nứt gây rò rỉ dầu.
- Giải pháp: Thay thế gioăng chắn dầu mới.
Sửa chữa hoặc thay thế trục truyền động:
- Nguyên nhân: Trục truyền động bị cong vênh, biến dạng gây ra rung lắc.
- Giải pháp: Sửa chữa hoặc thay thế trục truyền động mới.
Sửa chữa hoặc thay thế toàn bộ bộ vi sai:
- Nguyên nhân: Bộ vi sai bị hỏng quá nặng, chi phí sửa chữa cao.
- Giải pháp: Thay thế bộ vi sai mới.
Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí sửa chữa
- Mức độ hư hỏng: Hư hỏng càng nặng thì chi phí sửa chữa càng cao.
- Loại xe: Xe đời mới, xe cao cấp thường có chi phí sửa chữa cao hơn.
- Giá cả linh kiện: Giá cả linh kiện thay thế có thể thay đổi tùy thuộc vào từng loại xe và nhà cung cấp.
- Công sức sửa chữa: Độ phức tạp của công việc sửa chữa cũng ảnh hưởng đến chi phí.
Nếu bạn phát hiện bất kỳ dấu hiệu nào nêu trên, hãy mang xe đến garage để kiểm tra và sửa chữa ngay. Việc trì hoãn có thể dẫn đến tình trạng hư hỏng nặng hơn và gây nguy hiểm khi lái xe. Ngoài ra kỹ thuật viên ô tô muốn học sửa chữa thân xe hay máy gầm hoặc bảo dưỡng có thể liên hệ với chúng tôi qua zalo 0901192699 để được tư vấn chi tiết nhất.
