Bộ vi sai đóng một vai trò thiết yếu trong việc đẩy hoặc kéo ô tô trên một đường thẳng và di chuyển ô tô qua một góc cua một cách hiệu quả và thoải mái. Về cơ bản, nó là một thiết bị cho phép hai mặt của trục vận hành ở các tốc độ khác nhau. Tùy thuộc vào hướng ô tô đang rẽ và cấu hình dẫn động cầu trước, sau hoặc tất cả các bánh, nó sẽ phân chia công suất từ hệ thống truyền động đến các bánh.
Nếu không có bộ vi sai, việc rẽ sẽ khá khó chịu. Trong khi ô tô đang quay, bánh xe bên ngoài và bánh xe bên trong quay với tốc độ khác nhau. Bánh xe bên ngoài đang quay nhanh hơn vì nó có quãng đường dài hơn một chút so với bánh xe bên trong. Nếu không có bộ vi sai để phân bổ lực giữa hai lốp, cũng như chỉ tính đến sự khác biệt về tốc độ khi không cấp lực, nó sẽ tạo ra nhiều tiếng ồn do lốp bên trong sẽ quay nhanh hơn mức cần thiết. . Việc thiếu bộ vi sai cũng sẽ mở rộng đáng kể bán kính quay vòng của xe, khiến một việc đơn giản như lái xe qua một bãi đậu xe chật hẹp cũng trở nên đau cổ.
Rất may, hơn 100 năm nghiên cứu và phát triển ô tô đã giúp liên tục tinh chỉnh và hiện đại hóa bộ vi sai để giúp lái xe dễ dàng hơn và thậm chí tăng lực kéo trong một số tình huống nhất định, chẳng hạn như trên đường đua trong đua xe thể thao. Chúng cũng hỗ trợ địa hình bằng cách đảm bảo rằng xe tải có thể dễ dàng vượt qua các chướng ngại vật lớn. Chúng ta hãy thảo luận không chỉ vi sai là gì và nó hoạt động như thế nào, mà còn thảo luận về các loại vi sai phổ biến hiện có.
Một bộ vi sai lấy năng lượng từ động cơ thông qua hệ thống truyền lực và chia nó ra giữa các bánh xe mà nó được chỉ định để điều khiển. Ở ô tô dẫn động cầu trước, bộ vi sai và hộp số là một bộ phận, được gọi là hộp số. Ở ô tô dẫn động cầu sau, cấu hình phổ biến nhất có động cơ và hộp số ở phía trước với bộ vi sai ở phía sau để phân chia lực giữa hai bánh sau.
Trong ô tô dẫn động bốn bánh hoặc dẫn động bốn bánh, phương pháp phổ biến nhất để phân chia sức mạnh là thông qua hộp chuyển số gắn với hộp số, hộp số này sẽ gửi một lượng công suất nhất định tới bánh sau và phần còn lại tới các bánh trước. Một số có cài đặt để thay đổi mức tiêu thụ năng lượng, nhưng đó là blog của một ngày khác.
Tuy nhiên, hộp số không chỉ dành cho hệ dẫn động cầu trước mà chúng còn tồn tại ở những chiếc xe dẫn động cầu sau. Tất cả phụ thuộc vào cân bằng trọng lượng được thiết kế và đóng gói của nhà sản xuất. Aston Martin Vantage mới nhất có động cơ V8 4.0 lít tăng áp kép ở phía trước, nhưng hộp số và bộ vi sai ở phía sau được bọc trong một hộp số. Xe đua Lexus RC F GT3 cũng vậy. Động cơ của Porsche 911 nằm phía sau bánh sau và hộp số nằm phía trước giữa các bánh sau. Hoang dã, phải không?
Phương pháp đơn giản nhất để giải thích điều này là nhìn vào một chiếc ô tô dẫn động cầu sau. Chuyển động quay của trục truyền động đi đến bánh răng đầu vào bên trong vỏ vi sai. Điều này làm quay một bánh răng vành khuyên mà chính bộ vi sai được gắn vào, sau đó, thông qua một loạt các bánh răng, sẽ quay các trục truyền động sau. Tỷ lệ giữa bánh răng đầu vào và bánh răng bao là tỷ số truyền động cuối cùng, còn được gọi là tỷ số truyền động cầu sau. Nếu tỷ lệ truyền động cuối cùng là 3,73 dựa trên hiệu suất (ít nhất là khi nói đến những chiếc BMW đầu những năm 2010), điều đó có nghĩa là bánh răng bao có số răng nhiều hơn 3,73 lần so với bánh răng đầu vào.
Với mọi thứ khác là như nhau, chẳng hạn như hộp số sàn 6 cấp của BMW 128i 2011, số vòng quay sẽ ở mỗi bánh răng truyền động cao hơn so với khi có tỷ số truyền động cuối cùng là 3,23. Mặc dù vậy, có những yếu tố khác tác động để xác định những điều này, chẳng hạn như thay đổi bánh răng truyền động.
Có ba loại vi sai phổ biến:mở, hạn chế trượt và khóa.
Vi sai mở là loại phổ biến nhất và ít tốn kém nhất để sản xuất. Về cơ bản, nó phân chia sức mạnh giữa các bánh dẫn động, mặc dù trong trường hợp bị trượt, nhiều lực hơn sẽ được truyền đến bánh bị trượt có ít lực kéo hơn. Nó giống như điện, vì nó luôn đi theo con đường ít điện trở nhất. Vấn đề này thường được khắc phục bằng hệ thống kiểm soát lực kéo điện tử, mặc dù đây không phải lúc nào cũng là cách hiệu quả nhất để cải thiện lực kéo.
Mặt khác, bộ vi sai chống trượt giới hạn (LSD) phân bổ lực cho lốp có lực kéo hoặc lực cản nhiều hơn, do đó thực hiện công việc tốt hơn khi thoát khỏi tình huống lực kéo thấp, chẳng hạn như lao qua vũng nước hoặc lái xe trên một mảng đường nước đá.
Một bộ vi sai bị khóa khởi đầu là một bộ vi sai mở, nhưng khi nó được kích hoạt thông qua hệ thống điện hoặc khí nén, nó sẽ chia đều công suất theo tỷ lệ 50/50 giữa hai bánh dẫn động. Điều này tốt cho việc duy trì khả năng truyền động của lốp bằng lực kéo, hoặc ngay cả khi một bánh xe bị treo lơ lửng trên mặt đất. Bánh xe tiếp xúc với mặt đất sẽ vẫn đẩy xe về phía trước.
Tuy nhiên, khi bị khóa, bán kính quay vòng của xe được mở rộng đáng kể và lốp xe gắn với bộ vi sai bị khóa sẽ phát ra tiếng kêu khi chúng quay cùng tốc độ. Khi được mở khóa, bộ vi sai sẽ cho phép các tốc độ bánh xe khác nhau xảy ra trong khi quay và trở lại các thuộc tính của bộ vi sai mở.
Một bộ vi sai hàn, thực sự chỉ phổ biến khi lái xe, giống như một bộ vi sai bị khóa không thể mở khóa. Các bánh dẫn động luôn có tỷ lệ chia lực 50/50, điều này tốt cho việc tạo ra sự kiệt sức và sẵn sàng cho xe trôi, nhưng một lần nữa, điều đó có thể trở nên khó chịu khi rẽ trong các tình huống không trôi.
Có hai loại vi sai hạn chế trượt phổ biến cần thảo luận:loại ly hợp và loại cơ khí (còn được gọi là vi sai hạn chế trượt xoắn ốc). Ngoài ra còn có loại nhớt, nhưng chúng tôi sẽ lưu nó cho một blog trong tương lai.
Loại ly hợp thường chỉ dành cho mục đích sử dụng trên đường đua và có các biến thể một chiều, một chiều rưỡi hoặc hai chiều. Theo loại ly hợp, chúng tôi muốn nói rằng có các gói ly hợp bên trong bộ vi sai để khóa lại với nhau và truyền một lượng công suất bằng nhau tới mỗi bánh sau. Tốc độ mà các đĩa ly hợp khóa lại với nhau và truyền một lượng công suất bằng nhau tới mỗi bánh xe được gọi là tốc độ khóa. Thông thường, tỷ lệ khóa càng khắc nghiệt thì đầu vào của một người càng phải chính xác và khéo léo hơn.
Vi sai một chiều khóa các bánh sau khi tăng tốc. Bộ vi sai hai chiều khóa các bánh sau khi tăng tốc và giảm tốc. Chênh lệch một điểm năm chiều là mức trung bình với tỷ lệ khóa ít khắc nghiệt hơn.
Bộ vi sai hạn chế trượt cơ học sử dụng bánh răng thay vì ly hợp để truyền lực tới bánh xe có lực kéo nhiều hơn, sau đó lùi lại khi lực kéo tăng, lực cản giảm và độ trượt biến mất. Các loại vi sai xoắn ốc phổ biến là Torsen (viết tắt của cảm biến mô-men xoắn) và Wavetrac, mỗi loại đều sử dụng các cách hạn chế trượt độc đáo, đã được cấp bằng sáng chế của riêng mình.
Có rất nhiều loại và sắc thái để lựa chọn, vì vậy tất cả phụ thuộc vào ứng dụng. Vẻ đẹp của khóa vi sai (một thuật ngữ phổ biến cho khóa vi sai) là người lái sẽ kích hoạt khi khóa. Tuy nhiên, không phải tất cả các tủ khóa đều giống nhau, vì một số sẽ mở khóa nếu xe chạy lùi, trong khi một số sẽ vẫn hoạt động.
Khi nói đến bộ vi sai hạn chế trượt, loại cơ học là phổ biến nhất vì người tiêu dùng có thể mua ngoài sàn trưng bày. Tuy nhiên, chúng bắt đầu giảm hiệu suất một cách khôn ngoan khi nói đến việc đưa sức mạnh đến đường băng một cách hiệu quả nhất có thể, đó là lúc bộ vi sai kiểu ly hợp phát huy tác dụng. Tuy nhiên, bộ vi sai kiểu ly hợp yêu cầu bảo dưỡng liên quan đến việc thay thế bộ ly hợp, trong khi thông thường, việc bảo dưỡng duy nhất mà bộ vi sai cơ học yêu cầu là thay dầu.
Nhưng sau đó, một số vi sai chống trượt giới hạn sẽ khóa điện tử, nghĩa là nếu ai đó muốn giảm bớt tình trạng cháy khét khi thoát khỏi một góc cua trong một tình huống lái xe hiệu suất, trên đường, thì vi sai khóa điện tử sẽ thực hiện việc đó hiệu quả hơn so với vi sai cơ học thông thường . Một ví dụ điển hình về điều này là bộ vi sai Active M của BMW, bộ vi sai này sử dụng nhiều đầu vào khác nhau như đầu vào bướm ga, tỷ lệ lệch hướng, tốc độ bánh xe và tốc độ tổng thể để xác định thời điểm khóa vi sai tốt nhất để đạt được hiệu suất tối ưu.
Một lần nữa, bất kể thiết kế của từng bộ vi sai, ý tưởng là truyền lực tới một trong hai bánh dẫn động được gắn vào trục trước hoặc sau. Một số hướng nhiều hơn đến sự thoải mái (ý định chơi chữ) và chi phí, trong khi những người khác hướng đến hiệu suất tối ưu. Sau đó, có một nền tảng lớn ở giữa sở hữu sự cân bằng nhất định của cả hai.
Nếu tất cả những điều này vẫn chưa rõ ràng, đừng lo lắng, các đồng nghiệp Truyền thông thường xuyên của chúng tôi tại Donut Media tổng hợp thành một video xuất sắc, minh họa trực quan tuyệt vời về cách thức hoạt động của bộ vi sai.
Cuối cùng, hãy xem video này của Giải thích về kỹ thuật để có thêm một chút kiến thức trực quan về sự khác biệt giữa bộ vi sai hạn chế trượt kiểu ly hợp và kiểu xoắn ốc:
Sự phát triển của Hệ thống lái điện
Lốp Michelin:Sức mạnh của Hiệu suất
Bộ siêu nạp so với Bộ tăng áp:Sự khác biệt là gì?
Toyota Tacoma Hybrid cần thêm sức mạnh