Hai bánh xe cùng một cầu, cùng kéo chiếc xe đi. Vậy tại sao không nối chúng bằng một trục liền cho đơn giản?

Khi ô tô vào cua, hai bánh xe cùng một cầu đi những quãng đường khác nhau. Bánh phía ngoài đi xa hơn nên phải quay nhanh hơn bánh phía trong. Với hai bánh không chủ động, việc này khá đơn giản vì mỗi bánh có thể quay độc lập. Nhưng với hai bánh chủ động, cùng nhận lực từ động cơ, làm thế nào để chúng vừa kéo xe vừa quay khác tốc độ?

Nếu nối cứng hai bánh bằng một trục liền thì khi vào cua, sẽ có bánh phải trượt trên mặt đường để bù lại quãng đường chênh lệch, gây mòn lốp và cản trở xe chuyển hướng. Vì vậy, giữa hai bán trục cần có một cơ cấu cho phép chúng quay khác tốc độ nhưng vẫn truyền lực đến cả hai. Đó là bộ vi sai.




Trong bộ vi sai bánh răng côn thông thường, mỗi bánh răng bán trục nối với một bán trục dẫn ra bánh xe; các bánh răng hành tinh nằm trong vỏ vi sai ăn khớp với cả hai bánh răng bán trục. Khi xe đi thẳng, hai bánh quay cùng tốc độ, các bánh răng hành tinh được mang theo cùng vỏ vi sai mà không quay quanh trục riêng. Khi vào cua, chúng quay thêm quanh trục riêng, cho phép một bên bán trục quay chậm lại, bên kia quay nhanh hơn. Nếu bỏ qua biến dạng và trượt của lốp, tốc độ hai bánh tự thay đổi theo quãng đường thực tế phải đi, không cần người lái điều khiển.




Tuy nhiên, bộ vi sai mở này có một nhược điểm mà nhiều người từng gặp khi xe sa lầy: một bánh quay tít dưới bùn trong khi bánh bên kia nằm trên nền chắc lại đứng im. Đạp thêm ga cũng không đưa được xe lên. Nguyên nhân là mô-men truyền đến hai bán trục gần bằng nhau; bánh dưới bùn chỉ chịu được một mô-men nhỏ trước khi trượt nên bánh còn bám đường cũng chỉ nhận được mô-men tương đương, không đủ kéo xe ra. Nhìn thấy một bánh quay, một bánh đứng, ta dễ nghĩ toàn bộ lực đã truyền sang bánh quay trượt, nhưng thực tế không phải vậy.




Để xử lý nhược điểm này, ô tô có thể được trang bị vi sai hạn chế trượt, khóa vi sai hoặc hệ thống kiểm soát lực kéo dùng phanh tác động lên bánh đang trượt. Với khóa vi sai, hai bán trục bị khóa với nhau và quay cùng tốc độ, giúp bánh còn bám đường tiếp tục kéo xe. Qua chỗ lầy, trở lại nền đường chắc thì cần mở khóa theo hướng dẫn sử dụng để hai bánh lại có thể quay khác tốc độ khi vào cua. Cũng vì vậy, khóa vi sai hữu ích khi xe mắc lầy nhưng không phải cứ khóa lại là xe sẽ chạy tốt hơn trong mọi điều kiện.


Nguồn: Zingxe