Vỏ bộ vi sai lắp chặt với bánh răng vành chậu hay bánh răng trung gian lớn.
Trục chữ thập đặt cố định trong vỏ vi sai, đầu trục chữ thập lắp tự do bốn bánh răng hành tinh. Trục chữ thập và các bánh răng hành tinh luôn quay cùng với vỏ vi sai. Các bánh răng hành tinh luôn ăn khớp với hai bánh răng bán trục. Phía trong bánh răng bán trục có rãnh then hoa để lắp với bán trục. Giữa bánh răng bán trục và vỏ hộp vi sai có tấm đệm một mặt trơn một mặt có hốc chứa dầu bôi trơn. ( Ở
một số xe công suất nhỏ, hộp vi sai chỉ có hai bánh răng hành tinh lắp tự do trên một trục thẳng ).
Bộ vi sai được quay trên 2 vòng bi côn đặt trong hốc của vỏ cầu, phía ngoài vòng bi có các căn đệm và đai ốc hãm hoặc có đai ốc điều chỉnh để chỉnh độ dơ dọc và điều chỉnh vị trí của bộ vi sai.
a) Vi sai đối xứng có vỏ vi sai chể tạo liền
Hình 10.1: Vi sai đối xứng có vỏ vi sai chể tạo liền
Hình 10.1 là vi sai đối xứng có ma sát trong nhỏ. Hiện nay trên ô tô du lịch phần lớn sử dụng loại này. Sự khác nhau của các vi sai đối xứng là số bánh răng vi sai và kết cấu vỏ vi sai. ở bộ vi sai trên có hai bánh răng vệ tinh (bánh răng vi sai) và hai bánh răng hành tinh (bánh răng bán trục) được lắp trong vỏ vi sai. Hai bánh răng vi sai được lắp trên trục vi sai và có thể quay trơn trên trục, trục vi sai được lắp trên vỏ vi sai và định vị chống xoay bằng chốt. Lưng mỗi bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều có đệm tiếp xúc với vỏ vi sai. Vỏ vi sai được chế tạo liền ở vị trí lắp các bánh răng vi sai và bán trục chế tạo khuyết, mặt ngoài vỏ vi sai chế tạo mặt phẳng để lắp bánh răng vành chậu. Hai đầu của vỏ vi sai đặt trong hai vòng bi và gối lên vỏ cầu.
b) Vi sai đối xứng có vỏ vi sai chể tạo rời
Hình10. 2: Vi sai đối xứng có vỏ vi sai chể tạo rời
1,5. Vỏ vi sai; 2. Vòng bi; 3,10. Bánh răng hành tinh; 4. Bánh răng vệ tinh;
6. Buloong; 7. Vòng đệm; 8. Trục chữ thập; 9. Bánh răng vành chậu.
Hình 10.2 là vi sai đối xứng có ma sát trong nhỏ như vỏ vi sai được chế tạo rời và sử dụng 4 bánh răng vệ tinh có cấu tạo cụ thể như sau:
Hai bánh răng hành tinh số 3,10 đặt trong hai nửa vỏ vi sai 1,5. Bốn bánh răng vệ tinh 4 được lồng vào trục chữ thập. Bốn bánh răng này quay tự do trên trục chữ thập. Mỗi bánh răng vệ tinh sau khi lồng vào trục chữ thập đều có một vòng đệm tiếp xúc với vỏ hộp vi sai. Hai nửa hộp vi sai được gắn chặt với nhau bằng bu
lông, hình thành một khối chung với bánh răng vành chậu. Hai đầu của vỏ vi sai đặt trong hai vòng bi và gối lên vỏ cầu.
2.2. Nguyên lý hoạt động
Bộ vi sai dùng phân phối mômen từ trục truyền động (trục các đăng) đến bán trục. Bộ vi sai phải cung cấp mômen xoắn tới cả hai bán trục, ngay cả khi chúng quay với tốc độ khác nhau (Ví dụ: khi xe quay vòng).
Nếu có cơ cấu hãm cứng giữa mỗi bán trục và vỏ vi sai, bất cứ lúc nào người lái xe đánh vô lăng quay vòng, lốp xe sẽ bị trượt, phát tiếng kêu và bị mài mòn. Bộ vi sai chủ yếu là để ngăn ngừa vấn đề này.
+ Khi xe chạy thẳng:
Khi xe di chuyển trên đường thẳng (hình A), cả hai bánh xe sau quay cùng tốc độ. Vỏ vi sai, trục bánh răng vệ tinh quay làm các bánh răng vệ tinh quay theo.
Các bánh răng vệ tinh truyền mômen xoắn đến các bánh răng hanh tinh (bán trục) và bán trục. Các lực cân bằng làm bộ vi sai gần như bị khóa hãm. Trong trường hợp truyền động này tất cả các chi tiết của bộ vi sai cùng quay với nhau như một khối thống nhất. Tốc độ quay của các bánh răng bán trục như nhau và bằng tốc độ quay của vỏ vi sai.
Hình 10. 3: Sự hoạt động của vi sai cho phép bánh răng quay.
+ Khi xe quay vòng:
Hình B minh họa hoạt động của bộ vi sai khi xe quay vòng. Khi xe quay vòng (chẳng hạn quay vòng sang phải), vỏ vi sai vẫn quay mang theo trục và các bánh răng vệ tinh. Lúc này các bánh xe ngoài quay nhanh hơn bánh xe trong, do bánh xe ngoài di chuyển quãng đường dài hơn bánh xe trong nên bánh răng bán trục ngoài quay nhanh hơn bánh răng bán trục trong. Lúc đó các bánh răng hành tinh không những chỉ kéo hai bánh răng bán trục mà còn vừa kéo vừa đi trên bánh răng bán trục phía trong, nhằm điều chỉnh cho các bánh răng này quay chậm hơn bánh răng bán trục ngoài. Trong trường hợp này, bánh răng vệ tinh vừa quay theo vỏ vi sai vừa quay quanh trục của nó.
Động tác tự xoay trên trục của bánh răng vệ tinh cộng với vận tốc đang quay của trục vệ tinh làm bánh răng bán trục bên ngoài quay nhanh hơn vỏ vi sai. Động
Trục b.răng vệ tinh
tác quay chậm dừng của bánh răng vệ tinh trên bánh răng bán trục bên trong làm cho bánh răng này quay chậm lại.
Sự hoạt động của bánh răng bán trục như trên cho phép mỗi bán trục được thay đổi tốc độ trong truyền mômen xoắn truyền tới vi sai không thay đổi. Với đặc tính truyền động này, bộ vi sai tự động điều chỉnh ở bất cứ sự thay đổi nào của vận tốc giữa hai bánh xe chủ động.
Không có bộ vi sai (hay hãm cứng cầu xe), có thể gây gẫy bán trục hay mòn lốp xe do tốc độ quay của các bánh xe chủ động khi xe quay vòng.
Tóm lại khi xe chạy trên đường thẳng, các chi tiết của bộ vi sai cùng quay với vỏ như một khối thống nhất. Còn khi xe quay vòng, các bánh răng vừa quay cùng với vỏ vi sai, vừa quay quanh trục của mình. Các bánh răng chuyển động tương đối với vỏ vi sai làm các bán trục quay với tốc độ khác nhau
2.3. Cơ cấu khoá vi sai a. Nhiệm vụ
Khi xe bị sa lầy, bộ vi sai sẽ hoạt động tương tự như xe chuyển động trên đường vòng. Bánh xe trên đất khô sẽ đứng yên, còn bánh xe trong sình lầy quay trượt với tốc độ gấp đôi vỏ bộ vi sai. Xe không tiến được để thoát sa lầy.
Cải tiến tình trạng này bằng cách dùng cơ cấu khóa vi sai hay dùng bộ vi sai giới hạn trượt hoặc không trượt.
Cơ cấu này dùng cho loại xe có tính năng việt dã cao, hoạt động trên các loại đường lầy lội.
b. Cấu tạo: (hình 10.4)
Cơ cấu khoá vi sai gồm có bộ phận điều khiển và khớp gài vi sai. Khớp gài vi sai có vành răng trong lắp di trượt bằng then hoa với vành răng cố định trên vỏ vi sai và vành răng ngoài tương ứng trên bán trục.
Hình 10.4 Cơ cấu khóa vi sai
a.Cấu tạo bộ vi sai có cơ cấu khoá cứng vi sai b.Sơ đồ cấu tạo bộ vi sai có cơ cấu khóa cứng vi sai
c. Hoạt động
Khi xe bị sa lầy, di trượt khớp gài vi sai để vành răng trong ăn khớp với vành răng ngoài trên bán trục làm bán trục được nối cứng với vỏ bộ vi sai, khoá cho bộ vi sai không hoạt động. Mômen động cơ tập trung cho bánh xe trên nền đất cứng và xe dễ dàng vượt qua sa lầy.
Sau khi xe vượt sa lầy, phải ngắt cơ cấu khoá vi sai để bộ vi sai hoạt động bình thường.
Cơ cấu khoá vi sai được điều khiển bằng tay hoặc điều khiển điện từ - khí nén, bằng thủy lực hay cơ khí - thủy lực.
Dẫn động khóa vi sai loại cơ khí có cần gạt bố trí trên dầm cầu chủ động hoặc đặt cạnh người lái. Loại này có nhược điểm là chỉ sử dụng khi ôtô đã bị trượt quay và không có khả năng tự chuyển động nữa. Sau khi ôtô vượt được đoạn trượt quay rồi, người lái phải trả cần gạt ngay về vị trí cũ. Nếu không, khi ôtô chuyển động trên đường với cơ cấu vi sai đã hãm cứng làm mòn lốp nhanh, có thể làm gãy bán trục và khó quay vòng.
Trên các ôtô hiện nay hay dùng cơ cấu khóa vi sai cưỡng bức điều khiển bằng điện tử. Khi bật công tắt điều khiển khóa hãm vi sai, hộp điều khiển điện tử (ECU) điều khiển bộ chấp hành khóa vi sai lắp trên vỏ cầu sẽ đẩy càng gạt bên trong cầu làm khớp trượt trên then hoa bán trục nối cứng các bán trục với vỏ vi sai.
Trong bộ chấp hành khóa vi sai có động cơ điện dùng để đẩy khớp trượt. Hoạt động của động cơ điện được thực hiện theo tín hiệu từ hộp điện tử ECU, dựa trên
các tín hiệu từ công tắc, các cảm biến như: Cảm biến tốc độ, cảm biến độ trượt của bánh xe, ...
Hình 10. 5: Cơ cấu khóa vi sai cưỡng bức điều khiển bằng điện- cơ khí
MÃ BÀI