Sau khi xem phần 1 các bạn xem tiếp phần 2: Tại link đây
Hệ thống truyền lực trong ôtô có nhiệm vụ truyền công suất từ động cơ đến các bánh xe. Hiện nay, ôtô thường dùng hệ thống dẫn động trong xe FF, FR hoặc xe 4WD, MR. Trong đó, bộ vi sai là một bộ phận quan trọng trong hệ thống dẫn động. Nó giúp cho xe di chuyển ổn định và bảo vệ các lốp xe khi quay vòng.
Người ta thường chia hệ thống dẫn động ra làm 2 loại gồm:
Xe FF (động cơ đặt trước – dẫn động bánh trước): ở loại này, lực dẫn động từ động cơ đặt theo chiều ngang xe qua hộp số, rồi đến bộ vi sai và cuối cùng đến các bánh xe phía trước. Trong hệ thống này, bánh trước của xe làm hai nhiệm vụ vừa dẫn động cho xe, vừa dẫn hướng cho xe. Ưu điểm của loại này là kết cấu của hệ thống truyền lực đơn giản, gọn nhẹ hơn do không có trục các đăng, do vậy giảm được chi phí chế tạo. Ngoài ra do công suất được truyền trực tiếp vào bánh dẫn động nên độ bám đường tốt hơn, xe di chuyển ổn định hơn, thêm vào đó nó tiết kiệm được nhiên liệu hơn và tăng được diện tích buồng lái.
Khác với xe FF, xe FR (động cơ đặt trước – dẫn động bánh sau) công suất từ động cơ qua hộp số, trục các đăng, bộ vi sai rồi mới đến các bánh dẫn động phía sau. Do vậy, đây chính là nhược điểm của nó. Hệ thống dẫn động cồng kềnh hơn khiến cho trọng lượng của xe tăng lên. Tuy nhiên, nó cũng có những ưu điểm nhất định so với xe FF đó là khả năng tăng tốc tốt hơn và giải thoát được bánh trước khỏi nhiệm vụ dẫn động.
Ngoài hai hệ thống dẫn động chủ yếu trên, thực tế các nhà sản xuất còn chế tạo các hệ thống dẫn động khác như hệ dẫn động 4 bánh (4WD) và hệ dẫn động với động cơ đặt giữa, cầu sau chủ động (MR).
Bộ vi sai
Chúng ta đã biết để đưa được lực dẫn động từ động cơ xuống các bánh dẫn động cần phải qua một bộ phận cuối cùng gọi là bộ vi sai, chúng thường được lắp cùng với truyền lực cuối gọi là cầu xe. Bộ vi sai có nhiệm vụ là tiếp tục tăng mômen từ hộp số và phân phối các lực dẫn động đến các bán trục bên trái và bên phải. Ngoài ra vi sai còn tạo ra sự chênh lệch tốc độ quay giữa các bánh xe bên trái và bên phải và giúp cho xe chuyển động êm hơn khi đi vào đường vòng.
Một bộ vi sai thường gồm 2 phần cơ bản là truyền lực cuối cùng và truyền lực vi sai. Truyền lực cuối cùng có nhiệm vụ giảm số vòng quay từ hộp số ngang hoặc hộp số dọc, từ đó tăng mômen quay. Truyền lực vi sai có tác dụng khi xe đi vào đường vòng nó tạo ra sự chênh lệch về tốc độ quay giữa các bánh phía trong và phía ngoài, do vậy tránh được hiện tượng trượt của các lốp khi xe quay vòng, giảm độ mòn cho lốp xe và giúp xe quay vòng tốt hơn, ổn định hơn. Sau đây ta sẽ tìm hiểu cấu tạo của các bộ vi sai trong xe FF và FR.
Bộ vi sai trong xe FF
Bộ vi sai gắn với vỏ hộp số ngang trong xe FF
Trong xe FF, động cơ được đặt ngang và bộ vi sai được gắn liền với vỏ hộp truyền lực. Các nhà chế tạo lắp cụm vi sai ở giữa vỏ hộp truyền lực và vỏ hộp số ngang. Chính điều này giúp cho kết cấu của hệ thống gọn nhẹ hơn và giảm chi phí chế tạo.
Bánh răng lớn trong bộ vi sai thường là loại bánh răng xoắn, nó tựa trên hai vòng bi bán trục và gắn trên vỏ của hộp số ngang, nhận mômen xoắn trực tiếp từ trục thứ cấp của hộp số ngang. Bánh răng lớn có các trục cố định để gắn bánh răng vi sai. Các bán trục ăn khớp với các bánh răng bán trục bằng then. Thông thường trong bộ vi sai có hai bánh răng vi sai (hay bánh răng hành tinh) để dẫn động cho các bánh răng bán trục, nhưng ở các bộ vi sai dùng cho các động cơ có công suất lớn, có khi dùng đến 4 bánh răng vi sai để dẫn động. Các bánh răng vi sai có thể tham gia cùng lúc hai chuyển động: chuyển động quay cùng với bánh răng lớn khi xe đi thẳng và chuyển động quay quanh trục của nó khi xe đi vào đường vòng.
Bộ vi sai trong xe FR
Trong thực tế bộ vi sai và truyền lực cuối cùng được lắp thành một cụm và được lắp đặt trực tiếp trong vỏ hộp vi sai, rồi tiếp tục được lắp đặt vào hộp cầu sau, thân xe hoặc khung xe.
Bánh răng quả dứa được nhận mômen xoắn từ trục các đăng thông qua một bích nối. Bánh răng quả dứa này được lắp trong vỏ hộp vi sai và lăn trên 2 ổ bi côn có tác dụng hạn chế lực dọc trục phát sinh khi bánh răng quả dứa làm việc. Người ta lắp bánh răng vành chậu liền với vỏ hộp vi sai vào giá đỡ vi sai qua hai vòng bi bán trục. Các bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu là các bánh răng côn xoắn có đường tâm trục lệch nhau vì vậy người ta phải sử dụng loại dầu bánh răng hypoit đặc biệt để bôi trơn cho chúng. Các bánh răng bán trục được lắp vào các bán trục sau bằng rãnh then.
Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai
Nguyên lý hoạt động của bộ vi sai của xe FF hay FR đều gồm hai quá trình như sau:
– Khi xe chạy thẳng: do lực cản tác động như nhau lên cả hai bánh xe dẫn động bên trái và bên phải nên các bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục ăn khớp với nhau thành một khối liền để truyền lực dẫn động đến các bánh xe. Các bánh xe dẫn động quay với tốc độ như nhau, mômen xoắn của các bánh răng bán trục bên trái và bên phải như nhau.
– Khi xe đi vào đường vòng: do lực cản tác động lên hai bánh dẫn động khác nhau, chẳng hạn như lực cản tác động lên lốp A lớn hơn tác động lên lốp B khiến cho tốc độ quay của lốp A nhỏ hơn tốc độ quay của lốp B. Hay nói khác đi, bên trong bộ vi sai, bánh răng bán trục A quay chậm và bánh răng vi sai phải quay sao cho bánh răng bán trục B phía ngoài quay nhanh hơn. Đó chính là cách mà bộ vi sai giúp cho xe chạy êm qua đường vòng. Như vậy là khi mà bộ vi sai hoạt động nó phân phối mômen khác nhau vào các bánh xe bên trái và bên phải. Trong khi điều này có ưu điểm là làm cho xe chạy được êm qua các đoạn đường vòng thì ngược lại nó lại có nhược điểm là làm giảm lực dẫn động đến cả 2 bánh xe khi mà lực dẫn động lên một bánh xe bị giảm.
Related Articles