BỘ VI SAI Ô TÔ TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ

TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG CHUYÊN HÙNG VƯƠNG
11L
_________*_________

BỘ VI SAI Ơ TƠ

TIỂU LUẬN CƠNG NGHỆ
Nhóm thực hiện:
1. Hồng Anh Quốc
2. Phan Thanh Nam

1

Tỉnh Bình Dương
Tháng 5 năm 2021


Lời nói đầu
Với lịch sử hơn 100 năm kể từ khi những chiếc xe ô tô đầu tiên được ra đời do Karl Benz
chế tạo vào những năm cuối thế kỷ XIX, cho đến nay, nền công nghiệp ô tô đã đạt được những
bước tiến vượt bậc với những sáng chế mới, công nghệ mới. Từ những chiếc xe ôtô thô sơ với
công suất nhỏ, giá thành cao đến những chiếc xe ô tô hiện đại ngày nay, những chiếc xe thể thaoo
với công suất lớn, hay những chiếc siêu xe, và trong tương lai gần chúng ta sẽ cố những chiếc xe
“sạch”, xe ơ tơ bay,… Có thể nói, ôtô là ngành tập trung thành tựu nổi bật nhất của thời đại lúc
bấy giờ.
Trước một phương tiện vận hành hiện đại như vậy, nhiều người chắc chắn sẽ có những
thắc mắc về cấu tạo, vai trò và nguyên lý hoạt động của các bộ phận bên trong lẫn bên ngồi ơ tơ.
Vậy nên, việc tìm hiểu về các chi tiết cấu thành nên một chiếc ô tô là không cần bàn cãi.
Chính vì thế, nhóm chúng em mạnh dạn thực hiện bài tiểu luận này. Bài tiểu luận về bộ vi
sai trên ơ tơ, được nhóm thực hiện trên cơ sở những kiến thức có được từ việc tham khảo thư viện
trường, từ internet, từ nhiều nguồn tài liệu tin cậy và các giáo trình có liên quan, đồng thời nhận

được sự quan tâm giúp đỡ từ các nhóm khác.
Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Văn Cường đã tạo cơ hội cho
chúng em được học hỏi và bước đầu làm quen với nghiên cứu khoa học. Tuy cố gắng rất nhiều
nhưng do trình độ chuyên môn hạn chế, kinh nghiệm kiến thức thực tế chưa có nhiều nên chắc
chắn trong bài cịn có nhiều thiếu sót. Mong thầy thơng cảm và giúp nhóm em sửa chữa để bài
luận thêm hồn hảo.
Trân Trọng!
Bình Dương, ngày 01 tháng 05 năm 2021
Nhóm thực hiện
Hồng Anh Quốc
Phan Thanh Nam

2


Chương 1
Khái quát chung về bộ vi sai
1.1. Giới thiệu về bộ vi sai
Chúng ta đã biết động cơ làm việc như thế nào và cũng đã tìm hiểu nguyên lý làm việc của
hộp số. Tuy nhiên để đưa nguồn động lực của động cơ xuống cắt bánh xe cần phải thơng qua một
hệ thống cuối cùng, đó là bộ vi sai. Bộ vi sai thường được lắp đặt cùng với truyền lực cuối, hay
còn gọi là cầu xe.
Khi các bánh xe quay với các tổ khác nhau, đặc biệt là khi quay vòng, mỗi bánh xe sẽ đi
được những quãng đường khác nhau khi chiếc xe vào cua: các bánh xe phía chồng đi được quãng
đường ngắn hơn các bến xe phía ngồi. Điều đó có nghĩa là các bánh xe bên trong sẽ quay với tốc
độ thấp hơn các bánh xe bên ngoài.
Đối với các bánh xe bị động, ví dụ như cắt bánh trước của chiếc xe dẫn động bánh sau,
khơng có gì liên kết chuyển động giữa chúng nên hoạt động độc lập với nhau. Thế nhưng, hai
bánh sau lại có sự liên kết để cùng nhận được nguồn động lực từ một động cơ và một hộp số duy
nhất. Nếu khơng có bộ vi sai, hai bánh sau sẽ bị khóa lại với nhau, bị bắt buộc phải quay cùng với

một tốc độ như nhau. Điều này sẽ làm cho việc quay vòng của xe rất khó khăn. Để chiếc xe vào
cua được, chắc chắn một bánh xe sẽ bị trượt quay. Với công nghệ chế tạo bánh xe và đường bê
tông như hiện nay, lực tác động sẽ làm trượt quay một bánh xe. Lực này sẽ được chuyển từ bánh
xe bên này sang bên kia qua trục bánh xe, làm tăng lực xoắn tác dụng lên trục bánh xe.
Vậy bộ vi sai là gì?
Bộ vi sai là một thiết bị dùng để chia mô men xoắn của động cơ thành hai đường, cho phép
hai bên bánh xe quay với hai tốc độ khác nhau. Chúng ta có thể tìm thấy bộ vi sai ở tất cả các xe
hơi và xe tải hiện đại, và đặc biệt ở các xe bốn bánh chủ động hoàn toàn. Mỗi câu chủ động của
những xe này đều cần một bộ vi sai và đương nhiên giữa bánh trước và bánh sau cũng cần vì khi
vào cua quãng đường mà bánh trước và bánh sau đi được cũng khác nhau.

1.2. Công dụng của bộ vi sai
3


Bộ vi sai trên xe có ba nhiệm vụ chính sau:
- Truyền mô men của động cơ tới các bánh xe.
- Đóng vai trị là cơ cấu giảm tốc cuối cùng trước khi mô men xoắn truyền tới các bánh
-

xe.
Truyền mô men tới bánh xe trong khi cho phép chúng quay với tốc độ khác nhau.

Sơ đồ khi xe quay vòng:

1.3. Phân loại bộ vi sai
Vi sai được phân loại dựa vào: công dụng, mức dộ tự động, kết cấu và giá trị hệ số gài vi
sai
a) Theo công dụng chia ra:

• Vi sai giữa các bánh xe
• Vi sai giữa các cầu
• Vi sai đối xứng
• Vi sai khơng đối xứng
b) Theo mức độ tự động chia ra:
• Vi sai hãm cưỡng bức
• Vi sai hãm tự động
c) Theo kết cấu vi sai chia ra:
• Vi sai với các bánh răng lớn
• Vi sai với các bánh răng trụ
• Vi sai tăng ma sát
d) Theo giá trị của hệ số gài vi sai
Với là momen ma sát, là momen trên vỏ vi sai
4


Chương 2

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ vi sai
2.1.

Cấu tạo bộ vi sai
(1) Bánh răng chủ động
(2) Bánh răng bị động
(3) Vỏ vi sai
(4) Vỏ vi sai
(5) Bánh răng bán trục
(6) Bánh răng côn vi sai
(7) Trục bánh răng vi sai
(8) Bán trục

(9) Bán trục

Hộp vi sai ô tô gồm 2 phần cơ bản: truyền lực cuối và truyền lực vi sai.
5


Truyền lực cuối: bánh răng chủ động (1) ăn khớp với bánh bị động (2) -> giảm số vòng
quay để tăng momen.
Truyền lực vi sai: tạo ra tốc độ quay chênh lệch giữa 2 bánh xe khi chạy đường vòng.
Vỏ bộ vi sai (3,4) gắn trên bánh răng bị động (2).

•

Bánh răng vi sai (6) lắp trên vỏ bộ vi sai.

•

Bánh răng bán trục (5) ăn khớp với bán trục (8,9).

2.2.

•

Nguyên lý làm việc bộ vi sai
2.2.1

Khi xe chạy thẳng

Khi xe chạy thẳng, một lực cản đều nhau tác động lên cả bánh xe bên phải và bánh xe bên
trái, vì vậy bánh răng vành chậu, bánh răng vi sai và bánh răng bán trục đều quay như một khối

liền để truyền lực dẫn động đến cả hai bánh xe.
2.2.2

Khi xe chạy trên đường vòng

Khi xe chạy trên đường vòng, tốc độ quay của lốp ngoài và lốp trong sẽ khác nhau. Nói
khác đi, bên trong bộ vi sai, bánh răng bán trục B phía trong quay chậm và bánh răng vi sai phải
quay sao cho bánh răng bán trục A phía ngồi quay nhanh hơn. Đó là cách mà bộ vi sai làm cho
xe chạy êm qua các đường vòng.
GỢI Ý:
Bộ vi sai hoạt động để tác động cùng một mômen quay vào cả bánh xe bên phải và bánh
xe bên trái. Vì vậy, trong khi điều này có ưu điểm là làm cho xe chạy được êm qua các đường

6


vịng, thì lại có nhược điểm là làm giảm lực dẫn động đến cả hai bánh xe khi lực dẫn động của
một
2.3.

LSD (Bộ vi sai hạn chế trượt)
LSD là một cơ cấu hạn chế bộ vi sai khi một trong các bánh xe bắt đầu trượt để tạo ra một
lực dẫn động phù hợp ở bánh xe kia làm cho xe chạy êm.Có các loại LSD khác nhau.
2.3.1 LSD nối khớp thuỷ lực
Khớp nối thuỷ lực là một loại khớp (ly hợp) thuỷ lực truyền mômen quay bằng sức cản
nhớt của dầu. Nó sử dụng sức cản nhớt này để hạn chế sự trượt vi sai.
LSD nối khớp thuỷ lực được sử dụng như một cơ cấu hạn chế vi sai ở bộ vi sai trung tâm
của các xe 4WD và một số LSD nối khớp thuỷ lực được sử dụng ở các bộ vi sai của các xe kiểu
FF và FR.

2.3.2

LSD cảm biến momen kiểu bánh răng xoắn

Độ hạn chế trượt được thực hiện chủ yếu nhờ lực ma sát được tạo ra giữa các đỉnh răng
của bánh răng hành tinh và vách trong của hộp vi sai, và ma sát được tạo ra giữa mặt đầu của
bánh răng bán trục và vòng đệm chặn.
Nguyên tắc của bộ hạn chế trượt là làm cho phản lực F1 (được hợp thành từ phản lực ăn
khớp của bánh răng hành tinh và bánh răng bán trục, và phản lực ăn khớp của bản thân các bánh
răng hành tinh) có thể đẩy bánh răng hành tinh theo chiều của hộp vi sai theo tỷ lệ với mômen
đầu vào.
Do phản lực F1 lực ma sát μF1 (được tạo ra giữa đỉnh răng của bánh răng hành tinh và
vách trong của hộp vi sai) sẽ tác động theo hướng làm bánh răng hành tinh ngừng quay.
7


8


2.3.3

LSD cảm nhận momen quay

Lực hạn chế vi sai được tạo ra từ ma sát cạnh răng giữa các bánh răng bán trục và các trục
vít, và ma sát giữa vỏ hộp vi sai, các vòng đệm chặn và các bánh răng bán trục.
Trong loại LSD cảm nhận mômen quay này, lực hạn chế vi sai thay đổi mạnh và nhanh
theo mơmen quay tác động vào nó.Do đó, nếu nhả bàn đạp ga trong khi xe đang quay vòng, bộ vi
sai sẽ làm việc êm dịu như một bộ vi sai bình thường.Tuy nhiên, trong trường hợp có mơmen lớn
hơn tác động, thì lực hạn chế vi sai lớn hơn sẽ được tạo ra.

Loại nhiều đĩa
Lị xo nén hình ống được lắp giữa các bánh răng bán trục trái và phải để giữ các vịng đệm

2.3.4

chặn ln ép vào các tấm ly hợp qua các vòng cách và các bánh răng bán trục. Do đó, ma sát
được tạo ra giữa giữa tấm ly hợp và vòng đệm chặn sẽ hạn chế bộ vi sai.
Dùng dầu LSD đặc biệt cho các LSD kiểu nhiều đĩa.

9


10


Chương 3

Các bộ vi sai thường gặp
3.1. Bộ vi sai của loại xe FF

Bộ vi sai dùng trong các xe FF có động cơ lắp ngang được gắn liền với hộp truyền lực.
Người ta lắp cụm vi sai ở giữa vỏ hộp số ngang và vỏ hộp truyền lực. Bánh răng lớn là loại bánh
răng xoắn. Bánh răng này được kết hợp với hộp vi sai và lắp trên vỏ hộp số ngang qua hai vòng
bi bán trục. Bán trục ăn khớp với then hoa trong của bánh răng bán trục. Thường có hai bánh răng
vi sai để dẫn động, nhưng ở các bộ vi dùng cho các động cơ có cơng suất cao thường dùng bốn
bánh răng vi sai để dẫn động.

11

3.2. Bộ vi sai của loại xe FR

Truyền lực cuối cùng và bộ vi sai trong thực tế được lắp liền thành một cụm, như được thể
hiện ở hình bên trên, và được lắp đặt trực tiếp trong vỏ hộp vi sai và được tiếp tục lắp vào hộp
cầu sau, thân xe hoặc khung xe. Khớp nối các đăng của trục các đăng được lắp cố định vào mặt
bích nối làm quay bánh răng quả dứa được nối với bích này. Bánh răng quả dứa được lắp trong vỏ
hộp vi sai trên 2 ổ lăn côn. Người ta lắp bánh răng vành chậu liền với vỏ hộp vi sai vào giá đỡ vi
sai qua hai vòng bi bán trục. Bánh răng quả dứa và bánh răng vành chậu là các bánh răng cơn
xoắn có đường tâm của trục lệch nhau, vì vậy phải dùng loại dầu bánh răng hypoit đặc biệt để bôi
trơn cho chúng. Người ta lắp các bánh răng bán trục vào các bán trục sau bằng rãnh then.

12


Chương 4

Ưu nhược điểm của vi sai
4.1. Ưu điểm:
Vi sai giúp cho xe di chuyển cân bằng và ổn định. Ngồi ra, vi sai cịn có tác dụng tăng độ
bám đường để xe vượt qua chướng ngại vật. Đặc biệt là hạn chế tình trạng bánh xe bị trượt khi đi
qua vũng lầy.

4.2. Nhược điểm:
Nhược điểm của vi sai chính là phát ra tiếng ồn. Điều này đặc biệt dễ nhận diện nhất khi
xe vào cua. Ngoài ra, theo các nhà nghiên cứu, vi sai là 1 trong tác nhân khiến cho lốp xe bị mài
mòn. Và nếu như lắp đặt vi sai ở cầu trước thì xe rất khó để điều khiển và di chuyển không được
mượt mà.

13

Tổng kết
Mỗi hệ thống trên ơ tơ đều có một vai trò đặc biệt. Chúng liên kết với nhau để rồi tạo
thành một phương tiện di chuyển hiện đại như ngày hôm nay. Với bài tiểu luận này chúng em đã
nghiên cứu về một hệ thống không thể thiếu trên xe ơ tơ – đó là bộ vi sai. Và cũng qua bài tiểu
luận trên chúng em mong mọi người nắm bắt được:
•
•
•

Cấu tạo bộ vi sai.
Nguyên lý làm việc khi xe chạy trên đường thẳng và khi chạy trên đường vồng.
Ưu nhược điểm của bộ vi sai.
Ngoài ra, chúng em còn đưa ra một số bộ vi sai thường gặp trên các loại xe ô tô chẳng hạn

như bộ vi sai của loại xe FF hay loại xe FR.
Trong quá trình làm tiểu luận, chúng em đã học hỏi được khá nhiều kinh nghiệm và hi
vọng rằng những kinh nghiệm này sẽ giúp ích phần nào trong q trình nghiên cứu “Công nghệ kĩ thuật ô tô” trên con đường đại học sắp tới. Trong thời gian nghiên cứu, chúng em đã tích góp
nhiều ý kiến của nhau rồi từ đó thống nhất để hồn thành một bài tiểu luận đầy đủ với tất cả khả
năng của chúng em. Vì đây là lần đầu tiên mà chúng em bắt đầu biên soạn hoàn chỉnh một bài
tiểu luận nên chắc chắn khơng tránh khỏi thiếu sót. Do vậy em rất mong nhận được nhiều ý kiến
phản hồi từ phía giáo viên để rút kinh nghiệm cho các lần biên soạn sau này.

14


Tài liệu tham khảo
[1]

/>

[2]

/>
[3]

/>
[4]

/>
thanh-duy/

15


Mục lục
Lời nói đầu

1

1

Khái quát chung về bộ vi sai

2

1.1 Giới thiệu về bộ vi sai........................................................................................................
1.2 Công dụng bộ vi sai............................................................................................................
1.3 Phân loại bộ vi sai..............................................................................................................
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động bộ vi sai

3

2.1 Cấu tạo bộ vi sai.................................................................................................................
2.2 Nguyên lý làm việc bộ vi sai..............................................................................................
2.2.1 Khi xe chạy thẳng..................................................................................................
2.2.2 Khi xe chạy trên đường vồng................................................................................
2.3 LSD (Bộ vi sai hạn chế trượt)............................................................................................
2.3.1 LSD nối khớp thuỷ lực..........................................................................................
2.3.2 LSD cảm biến momen kiểu bánh răng xoắn..........................................................
2.3.3 LSD cảm nhận momen quay.................................................................................
2.3.4 Loại nhiều đĩa........................................................................................................
Các bộ vi sai thường gặp
11

4

3.1 Bộ vi sai của loại xe FF....................................................................................................
3.2 Bộ vi sai của loại xe FR...................................................................................................
Ưu nhược điểm của vi sai
13

3.3 Ưu điểm...........................................................................................................................
3.2 Nhược điểm......................................................................................................................
Tổng kết
Tài liệu tham khảo

16