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.
Về cấu tạo, 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.
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.
Ưu nhược điểm của khóa vi sai
Khóa vi sai có tác dụng tăng độ bám đường để vượt qua chướng ngại vật hoặc khi xe sa lầy do bánh bị trượt. Ngược lại, cài khóa vi sai có thể làm lốp mòn nhanh và khó lái nếu đặt ở cầu trước.
Trục chính, trục sau hay vi sai là những thuật ngữ được sử dụng để mô tả những thành phần có vai trò truyền năng lượng động cơ từ hộp số tới các bánh. Trong số đó, vi sai được coi là bộ phận quan trọng. Nguyên nhân là nó cho phép các bánh quay với vận tốc khác nhau khi xe đi trên mặt đường không bằng phẳng và khi vào cua. Thông thường khi vào cua, bánh phía trong vòng cua sẽ chạy chậm hơn bánh ngoài do phải đi quãng đường ngắn hơn.
Điều này chỉ hữu ích khi các bánh có độ bám đường tốt. Còn trong trường hợp mất độ bám đường do gặp chướng ngại vật hay xe sa lầy thì rất dễ dẫn đến hiện tượng kẹt. Vì thế, một thiết bị khác ra đời, đó là khóa vi sai, thường được trang bị trên những mẫu xe địa hình như Dodge Power wagon, Jeep Wrangler Rubicon hay Mercedes G500. Với một số xe, khách hàng phải trả thêm tiền nếu muốn có khóa vi sai.
Khóa vi sai có tác dụng khóa hai bánh lại với nhau khiến chúng quay cùng một tốc độ để tăng độ bám đường khi cần thiết. Chẳng hạn khi một bánh sa lầy, nếu không có khóa vi sai thì bánh đó sẽ quay tự do trong khi bánh còn lại không hề chuyển động. Bằng khóa vi sai, cả hai bánh sẽ quay cùng nhau và nhờ đó, xe có thể vượt qua.
Ưu điểm lớn nhất của khóa vi sai là giúp xe vượt qua chướng ngại vật hay những nơi có độ bám đường thấp. Hãng sản xuất khóa vi sai nổi tiếng Eaton vừa chứng minh những ưu điểm của thiết bị này trên trục sau các xe bán tải. Thậm chí chúng có tốt hơn cả hệ dẫn động 4 bánh và kiểm soát độ bám đường 4 bánh.
Thông thường, các hãng sử dụng khóa vi sai cho trục sau bởi nếu dùng cho trục trước sẽ rất khó lái. Trên thị trường có hai loại khóa vi sai. Kiểu đầu tiên cho phép tài xế đặt chế độ từ ca-bin. Thông qua cơ cấu khí nén hoặc điều khiển điện, vi sai sẽ được mở hoặc khóa tùy theo việc lựa chọn của tài xế sao cho phù hợp với điều kiện vận hành.
Kiểu thứ hai là loại khóa vi sai tự động. Một loại khóa vi sai tự động được thiết kế để đảm bảo năng lượng từ động cơ luôn luôn được truyền tới cả hai bánh mà không cần quan tâm đến độ bám đường. Khóa sẽ chỉ mở khi một bánh cần phải quay nhanh hơn bánh còn lại khi vào cua.
>>> Khác biệt cơ bản cần biết giữa ô tô số sàn và số tự động
Theo VnExpress
