Tài liệu Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của nội ma sát trong vi sai tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRỊNH TRUNG DUY NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NỘI MA SÁT TRONG VI SAI TỚI KHẢ NĂNG PHÁT HUY LỰC KÉO TRÊN CẦU CHỦ ĐỘNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC GVHD:PGS.TS.NGUYỄN TRỌNG HOAN HÀ NỘI - 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC.......................................................................................................................................... 1 LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................................. 4 LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................... 5 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU ............................................................... 6 DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................................. 10 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ.......................................................................................................... 11 MỞ ĐẦU.......................................................................................................................................... 14 1.Lý do chọn đề tài ........................................................................................................................... 14 2.Mục đích nghiên cứu..................................................................................................................... 14 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. ............................................................................................... 14 3.1 Đối tượng nghiên cứu. ........................................................................................................... 14 3.2 Phạm vi nghiên cứu................................................................................................................ 14 4. Nhiệm vụ nghiên cứu. .................................................................................................................. 14 5. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................................. 15 6. Cấu trúc của luận văn. .................................................................................................................. 15 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VI SAI TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ..................... 16 1. Công dụng và phân loại vi sai ...................................................................................................... 16 1.1. Công dụng ............................................................................................................................. 16 1.2. Phân loại................................................................................................................................ 16 1.2.1. Theo công dụng:............................................................................................................. 16 1.2.2. Theo mức độ tự động: .................................................................................................... 16 1.2.3. Theo kết cấu: .................................................................................................................. 16 1.2.4. Theo giá trị hệ số hãm vi sai: ......................................................................................... 17 2. Đặc điểm cấu tạo các loại vi sai điển hình ................................................................................... 17 2.1. Vi sai đối xứng ( giữa hai bánh xe sau chủ động ) ................................................................ 17 2.2. Vi sai tăng ma sát .................................................................................................................. 19 2.2.1. Vi sai tăng ma sát bằng ly hợp nhiều đĩa ....................................................................... 20 2.2.2. Vi sai tăng ma sát sử dụng bánh răng trụ ....................................................................... 22 2.2.3. Vi sai tăng ma sát sử dụng trục vít – bánh vít ................................................................ 23 2.2.4. Vi sai tăng ma sát sử dụng cam. ..................................................................................... 24 1 3. Bôi trơn bộ vi sai .......................................................................................................................... 26 4. Nhược điểm của vi sai và các giải pháp khắc phục...................................................................... 26 4.1. Nhược điểm ........................................................................................................................... 26 4.2. Các giải pháp khắc phục ....................................................................................................... 27 5. Truyền lực trên ô tô có 2 chủ động và vi sai giữa các cầu. .......................................................... 27 5.1. Sự cần thiết của việc bố trí 2 cầu chủ động........................................................................... 27 5.2. Hiện tượng tuần hoàn công suất. .......................................................................................... 28 5.3. Các giải pháp tránh hiện tượng tuần hoàn công suất............................................................. 30 5.4. Vai trò của vi sai giữa các cầu............................................................................................... 30 5.5. Hệ thống truyền lực trên ô tô có 2 chủ động. ........................................................................ 31 5.5.1. Giới thiệu ....................................................................................................................... 31 5.5.2. Phân loại. ........................................................................................................................ 32 6. Các công trình nghiên cứu đã công bố ......................................................................................... 35 Chương 2: ĐỘNG HỌC, ĐỘNG LỰC HỌC VI SAI BÁNH RĂNG CÔN .................................... 37 1. Quan hệ động học và động lực học trong vi sai [3]: .................................................................... 37 2. Vai trò của nội ma sát trong vi sai................................................................................................ 38 3. Một số loại vi sai tăng nội ma sát................................................................................................. 42 3.1. Vi sai bánh răng côn.............................................................................................................. 42 3.2. Vi sai cam.............................................................................................................................. 43 3.3. Vi sai trục vít ......................................................................................................................... 46 4. Ma sát và hiệu suất của cơ cấu hành tinh ..................................................................................... 49 4.1. Vi sai không có nội ma sát .................................................................................................... 49 4.2. Vi sai có nội ma sát [1]: ....................................................................................................... 50 5. Gia tốc lớn nhất có thể đạt được .................................................................................................. 51 Chương 3:ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NỘI MA SÁT TỚI KHẢ NĂNG PHÁT HUY LỰC KÉO TRÊN CẦU CHỦ ĐỘNG....................................................................................................... 56 1. Khảo sát ảnh hưởng của nội ma sát tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động của một số xe cơ bản. ......................................................................................................................................... 56 1.1. Xe tải cẩu HD 120, HINO 72013, HINO 72813 ................................................................... 56 1.1.1. Thông số kỹ thuật. .......................................................................................................... 56 1.1.2 Khảo sát........................................................................................................................... 59 1.2. Xe BMW X5 x DRIVE 35i ( 2 cầu chủ động) ...................................................................... 65 1.2.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................................................... 65 1.2.2. Khảo sát.......................................................................................................................... 66 2 2. Tính toán khả năng gia tốc tối đa mà xe có thể đạt được. ............................................................ 74 2.1. Tính toán khả năng gia tốc của các loại xe khảo sát. ............................................................ 75 2.1.1. Cơ sở lý thuyết. .............................................................................................................. 75 2.1.2. Tính toán khả năng gia tốc cho các xe HD 120; HINO 72013; ..................................... 76 HINO 72813 ............................................................................................................................. 76 2.1.3. Tính toán khả năng gia tốc cho xe BMW X5 x Drive 35i.............................................. 77 2.1.4. Khảo sát sự phụ thuộc của ax theo các thông số khác .................................................... 78 3. Đánh giá hiệu quả của nội ma sát trong việc tăng cường lực kéo trong điều kiện đường xá xấu. 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................................................... 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................ 88 3 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan. Đề tài được thực hiện tại Bộ môn Ô tô và Xe chuyên dụng, Viện Cơ khí động lực, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào. Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Trịnh Trung Duy 4 LỜI CẢM ƠN Với tư cách là tác giả của luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trọng Hoan, thầy đã hướng dẫn cho em hết sức tận tình và chu đáo về mặt chuyên môn để em hoàn thành luận văn này. Đồng thời tôi cũng xin chân thành cảm ơn quí thầy, cô và các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện về cơ sở vật chất trong thời gian tôi học và làm luận văn này. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè, những người đã động viên và chia sẻ với tôi rất nhiều trong suốt thời gian tôi học tập và làm luận văn. Tác giả Trịnh Trung Duy 5 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC KÝ HIỆU 1.Các chữ viết tắt. ECU : Electronic Control Unit 4WD: 4 Wheel Drive. 2WD: 2 Wheel Drive. FF: Front - Front FR: Front - Rear CVT: Continuously Variable Transmission 2. Các kí hiệu. TT Ký hiệu Đơn vị Ý nghĩa 1 k Hệ số hãm vi sai 2 k Hệ số khóa vi sai 3 Mms Nm Moment ma sát 4 M0 Nm Moment từ trục đầu vào vi sai 5 Mt Nm Moment của bánh xe bên trái 6 Mp Nm Moment của bánh xe bên phải 7 -Pk N Lực kéo tiếp tuyến (ở trục có bánh xe quay nhanh) 8 Pk N Lực kéo tiếp tuyến (ở trục có bánh xe quay chậm) 9  10 min Hệ số bám nhỏ nhất 11 max Hệ số bám lớn nhất 12 n1 v/ph Vận tốc của bán trục bên trái 13 n2 v/ph Vận tốc của bán trục bên phải 14 M1 Nm Moment của bán trục bên trái 15 M2 Nm Moment của bán trục bên phải 16 M0 Nm Moment của trục đầu vào bộ vi sai Hệ số bám 6 17 Mms Nm Moment ma sát của vi sai 18 Nms 19 0 rad/s Vận tốc góc của trục đầu vào bộ vi sai 20 1 rad/s Vận tốc góc của bán trục bên trái 21 2 rad/s Vận tốc góc của bán trục bên phải 22 Pk1 N Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe bên trái 23 Pk2 N Lực kéo tiếp tuyến của bánh xe bên phải 24 Pkmax N Lực kéo lớn nhất có thể phát huy trên cầu chủ Năng lượng ma sát của vi sai động N Trọng lượng tác dụng lên cầu chủ động 25 G 26  Hiệu suất của bộ vi sai 27  Hệ số ma sát 28  Góc ăn khớp của các bánh răng trong vi sai 29 rb mm Bán kính vòng lăn trung bình của bánh răng đầu bán trục 30 rd mm Bán kính trung bình của mặt côn 31 rmd mm Bán kính trung bình ở mặt đầu của đĩa côn 32 rh mm Bán kính trung bình của mặt tì của các bánh răng hành tinh 33  độ Góc vát trên các trục của bánh răng hành tinh trong vi sai bánh răng côn tăng ma sát mm Bán kính điểm đặt lực tại mặt vát trên vỏ vi sai 34 R 35 zb Số răng của bánh răng đầu bán trục 36 zh Số răng của bánh răng hành tinh 37 F N Lực tác dụng lên con trượt từ vòng cách 1 38 F1 N Lực tác dụng lên con trượt từ vòng 3 39 F2 N Lực tác dụng lên con trượt từ ống 4 40 F1 Hình chiếu của lực F1 7 41 F2 42 cd 43 1 Hình chiếu của lực F2 N/mm2 Ứng suất chèn dập Bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc và các cam tại điểm đặt lực F1 44 2 Bán kính cong của các bề mặt tiếp xúc và các cam tại điểm đặt lực F2 45 l mm Độ dài của vết tiếp xúc giữa con trượt và cam dọc theo đường sinh của biến dạng cam 46  Hiệu suất truyền động của tất cả các cặp bánh vít - trục vít nối tiếp nhau trong vi sai trục vít 47 12 Hiệu suất truyền động của cặp bánh vít - trục vít 1,2 trong vi sai trục vít 48 23 Hiệu suất truyền động của cặp bánh vít - trục vít 2,3 trong vi sai trục vít 49 34 Hiệu suất truyền động của cặp bánh vít - trục vít 3,4 trong vi sai trục vít 50 45 Hiệu suất truyền động của cặp bánh vít - trục vít 4,5 trong vi sai trục vít 51  độ Góc nghiêng đường ren trục vít trong vi sai trục vít 52  53 HRC 54  độ Góc ma sát giữa bánh vít – trục vít Độ cứng bề mặt rad/s Vận tốc góc của trục đầu vào của cơ cấu hành tinh 55 1 rad/s Vận tốc góc của trục đầu ra thứ 1 của cơ cấu hành tinh 56 2 rad/s Vận tốc góc của trục đầu ra thứ 2 của cơ cấu hành tinh 8 57 M Nm Moment trục đầu vào của cơ cấu hành tinh 58 M1 Nm Moment trục đầu ra thứ 1 của cơ cấu hành tinh 59 M2 Nm Moment trục đầu ra thứ 2 của cơ cấu hành tinh 60 r 61 h mm Trọng tâm theo chiều cao 62 L mm Chiều dài cơ sở 63 Z1 , Z 2 N Tỉ số truyền động học của cơ cấu hành tinh Phản lực thẳng đứng tại các cầu ở trạng thái tăng tốc 64 Fz1, Fz2 N Phản lực thẳng đứng tại các cầu ở trạng thái tĩnh; 65 Pj N Lực quán tính; 66 Fx1, Fx2 N Lực kéo tại các cầu chủ động; 67 x N Hệ số lực kéo 68 G N Trọng lượng của ô tô 69 ax g Gia tốc dọc 70 i 71 Pktrmax N Lực kéo lớn nhất ở cầu trước 72 Pksmax N Lực kéo lớn nhất ở cầu sau 73 a0 ; b 0 mm Trọng tâm ô tô theo chiều dọc khi không tải 74 hg*c mm Trọng tâm ô tô theo chiều cao khi không tải 75 a ;b mm Trọng tâm ô tô theo chiều dọc khi đầy tải 76 hg**c mm Trọng tâm ô tô theo chiều cao khi đầy tải Hệ số phân bô lực kéo 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên các bảng Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật cơ bản của xe HD120 Bảng 3.2:Thông số kỹ thuật cơ bản của xe HINO 72013 Bảng 3.3:Thông số kỹ thuật cơ bản của xe 72813 Bảng 3.4:Thông số kỹ thuật cơ bản của xe BMW X5 x Driver 35i Bảng 3.5 : Bảng kết quả tính toán trọng tâm ô tô Bảng 3.6 :Thông số kỹ thuật cơ bản của xe HD 72 Bảng 3.7 :Bảng kết quả tính toán lực kéoPkmax theo k của xe HD 72 Bảng 3.8 :Bảng kết quả tính toán lực kéo Pkmax theo k của xe HD 72 10 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên các hình và đồ thị Hình 1.1: Vi sai đối xứng loại hai bánh răng hành tinh Hình 1.2: Cấu tạo bộ vi sai đối xứng loại hai bánh răng hành tinh Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ khóa vi sai Hình 1.4: Sơ đồ cấu tạo và kết cấu của bộ vi sai tăng ma sát sử dụng 1 khớp ma sát Hình 1.5: Kết cấu của bộ vi sai ma sát trong cao sử dụng hai khớp ma sát Hình 1.6: Sơ đồ cấu tạo của bộ vi sai tăng ma sát sử dụng bánh răng trụ Hình 1.7: Sơ đồ cấu tạo của bộ vi sai ma sát trong cao sử dụng trục vít – bánh vít Hình 1.8: Sơ đồ cấu tạo của bộ vi sai ma sát trong cao loại vi sai cam Hình 1.9: Sơ đồ minh họa hiện tượng tuần hoàn công suất Hình 1.10 : Bố trí vi sai trên xe 2 cầu chủ động Hình 1.11: Truyền lực trên 4WD loại không thường xuyên Hình 1.12 Truyền lực trên 4WD loại thường xuyên Hình 2.1: Sơ đồ vi sai bánh răng côn đối xứng Hình 2.2 :Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa x và k Hình 2.3: Vi sai tăng nội ma sát Hình 2.4: Vi sai cam với các cam bố trí theo hướng kính Hình 2.5: Sơ đồ lực tác dụng lên con trượt Hình 2.6: Vi sai trục vít Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý của cơ cấu hành tinh 3 khâu Hình 2.8. Sơ đồ tính toán ô tô khi tăng tốc Hình 2.9. Đồ thị biến thiên gia tốc cực đại của ô tô theo hệ số bám Hình 3.1: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k.với min = 0,1. Hình 3.2: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k.với min = 0,2. 11 Hình 3.3: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k.với min = 0,3. Hình 3.4: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k.với min = 0,4. Hình 3.5: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,1. Hình 3.6: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,2. Hình 3.7: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,3. Hình 3.8: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,4. Hình 3.9: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,1. Hình 3.10: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,2. Hình 3.11: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,4. Hình 3.12: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,6. Hình 3.13: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,1 Hình 3.14: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,2 Hình 3.15: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,4 Hình 3.16: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Pkmax và k với min = 0,6 Hình 3.17: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Hình 3.18: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g.(i =0,6) Hình 3.19: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g.(i =0,7) Hình 3.20: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi tăng L (với i =0,6) Hình 3.21: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi tăng L (với i =0,7) Hình 3.22: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi giảm L (với i =0,6) Hình 3.23: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên 12 ax/g. Khi giảm L (với i =0,7) Hình 3.24: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi tăng h (với i =0,6) Hình 3.25: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi tăng h (với i =0,7) Hình 3.26: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi giảm h (với i =0,6) Hình 3.27: Đồ thị quan hệ giữa hệ số lực kéo x và gia tốc không thứ nguyên ax/g. Khi giảm h (với i =0,7) 13 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ô tô là một phương tiện giao thông quan trọng trong các loại phương tiện giao thông đường bộ, nó không những đa dạng về chủng loại mà còn là một phương tiện vận chuyển dễ dàng trên mọi địa hình với giá thành thấp. Ngày nay, các hãng sản xuất ô tô luôn hoàn thiện sản phẩm của mình để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng cũng như sự phát triển của xã hội. Ô tô ngày nay được trang bị những hệ thống hiện đại nhằm cải thiện tính năng của ô tô như: tăng tính an toàn cho ô tô, tăng khả năng tiết kiệm nhiên liệu, kiểm soát lực kéo …vv. Ngoài các hệ thống trên, thì các nhà sản xuất ô tô còn phát triển hệ thống truyền lực cuối cùng nhằm nâng cao hiệu suất truyền lực và tăng khả năng phát huy lực kéo trên ô tô.Trong đó bộ vi sai là yếu tố cấu thành quan trọng nhất. Để tìm hiểu mức độ ảnh hưởng của bộ vi sai đối với khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động của ô tô, em chọn đề tài “Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng của nội ma sát trong vi sai tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động” để làm luận văn tốt nghiệp. 2. Mục đích nghiên cứu. Đánh giá ảnh hưởng của nội ma sát trong vi sai ô tô tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động của ô tô. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. 3.1 Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các loại vi sai trong cầu chủ động của ô tô và vi sai giữa các cầu. 3.2 Phạm vi nghiên cứu. Động học và động lực học các loại vi sai; Phương pháp tính toán, đánh giá ảnh hưởng của nội ma sát tới khả năng phát huy lực kéo cho một số loại ô tô. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu. Nghiên cứu kết cấu của bộ vi sai bánh răng côn. 14 Tìm hiểu quan hệ động học và động lực học trong vi sai, vai trò của nội ma sát trong vi sai. Đánh giá hiệu quả của nội ma sát trong việc tăng cường lực kéo trong điều kiện đường xá xấu. Tính toán, đánh giá hiệu quả của nội ma sát trong việc tăng cường lực kéo cho một số xe cụ thể trong các điều kiện đường xá khác nhau. Xác định gia tốc tối đa mà ô tô có thể đạt được khi sử dụng vi sai có nội ma sát. Xác định hệ số hãm vi sai hợp lý cho một số loại xe. Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số hãm vi sai, hệ số khóa vi sai và lực kéo tại các bánh xe chủ động. Xây dựng đồ thị quan hệ giữa hệ số bám hiệu dụng và gia tốc lớn nhất có thể đạt được. Đưa ra nhận xét sự ảnh hưởng của nội ma sát trong vi sai tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động. 5. Phương pháp nghiên cứu. Hệ thống hóa, phân tích nhiệm vụ và kết cấu của một số loại vi sai thông thường và vi sai có nội ma sát. Tìm hiểu động học và động lực học của vi sai bánh răng côn thông thường và vi sai bánh răng côn có nội ma sát. Tiến hành tính toán, đánh giá hiệu quả của nội ma sát trong việc tăng cường lực kéo cho một số xe lựa chọn tham khảo trong các điều kiện đường xá khác nhau. 6. Cấu trúc của luận văn. Luận văn được thể hiện trong ba chương: Chương 1: Tổng quan về vi sai trong hệ thống truyền lực ô tô. Chương 2: Động học, động lực học vi sai bánh răng côn. Chương 3: Đánh giá ảnh hưởng của nội ma sát tới khả năng phát huy lực kéo trên cầu chủ động. 15 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VI SAI TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN LỰC Ô TÔ 1. Công dụng và phân loại vi sai 1.1. Công dụng Vi sai đặt giữa các bánh xe chủ động của một cầu nhằm bảo đảm cho các bánh xe đó quay với vận tốc khác nhau khi xe quay vòng, hoặc chuyển động trên đường không bằng phẳng, hoặc có sự khác nhau giữa bán kính lăn của hai bánh xe, đồng thời phân phối lại moment xoắn cho hai nửa trục trong các trường hợp nêu trên. Vi sai đặt giữa các cầu chủ động có công dụng phân phối moment xoắn cho các cầu theo yêu cầu thiết kế nhằm nâng cao tính năng kéo của xe có nhiều cầu. 1.2. Phân loại 1.2.1. Theo công dụng: - Vi sai giữa các bánh xe. - Vi sai giữa các cầu. - Vi sai giữa các truyền lực cạnh. 1.2.2. Theo mức độ tự động: - Vi sai không có hãm. - Vi sai có hãm bằng tay. - Vi sai hãm tự động. 1.2.3. Theo kết cấu: - Vi sai bánh răng nón. - Vi sai bánh răng trụ. - Vi sai cam. - Vi sai trục vít. - Vi sai ma sát thuỷ lực. - Vi sai có tỉ số truyền thay đổi. - Vi sai có hành trình tự do. 16 1.2.4. Theo giá trị hệ số hãm vi sai: - Vi sai ma sát trong nhỏ (k = 0  0,2) - Vi sai ma sát trong lớn (k = 0,21  0,7) - Vi sai hãm cứng (k > 0,7) 2. Đặc điểm cấu tạo các loại vi sai điển hình 2.1. Vi sai đối xứng ( giữa hai bánh xe sau chủ động ) 1. Vỏ visai 2. Bánh răng hành tinh 3. Bánh răng bán trục 4. Trục chữ thập 5. Bánh răng côn chủ động Hình 1.1: Vi sai đối xứng loại hai bánh răng hành tinh Hình 1.2 : Cấu tạo bộ vi sai đối xứng loại hai bánh răng hành tinh 17 Loại vi sai này có ma sát trong nhỏ, trong các loại vi sai hiện nay phần lớn dùng loại này. Sự khác nhau của vi sai đối xứng lắp trên xe này hay xe khác là ở số bánh răng vi sai, ở kết cấu vỏ vi sai và các bánh răng bán trục. Trên ôtô du lịch thường dùng loại vi sai đối xứng với hai bánh răng hành tinh và vỏ vi sai liền, không tháo rời để đảm bảo vững chắc. Trên ôtô tải thường có bốn bánh răng hành tinh và vỏ vi sai tháo rời được. Vỏ vi sai giữ vòng răng, bộ bánh răng hành tinh và đầu trong cùng của bán trục, chúng được cố định và quay trong bán trục. Vỏ vi sai được chế tạo bằng gang rèn, bằng gang hợp kim hoặc bằng thép 45. Ổ bi vỏ vi sai được lắp giữa phần ngoài cùng vỏ vi sai và vỏ cầu. Mặt bích trên vỏ vi sai để gắn bánh răng bị động của truyền lực chính. Hai nửa vỏ vi sai gắn chặt bánh răng bị động bằng bulông hay đinh tán. Bộ bánh răng hành tinh hay bộ bánh răng vi sai gồm có hai bánh răng côn bán trục và hai bánh răng hành tinh (bánh răng quay trơn của bộ vi sai trong vi sai hai bánh răng hành tinh). Bộ bánh răng hành tinh được lắp trong vỏ vi sai, chúng là những bánh răng côn nhỏ. Một trục nhỏ xuyên qua hai bánh răng hành tinh (hoặc trục chữ thập xuyên qua bốn bánh răng hành tinh) và vỏ vi sai. Hai bánh răng bán trục ăn khớp với đầu trong bán trục bằng then hoa. Để tăng khả năng kéo và khả năng thoát lầy của ô tô người ta bố trí thêm cơ cấu khóa vi sai (điều khiển bằng cơ khí hoặc bằng điện tử). 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 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 gãy bán trục và khó quay vòng. 18 Hình 1.3. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ khóa vi sai Trên các ôtô hiện nay hay dùng cơ cấu khóa vi sai cưỡng bức điều khiển bằng điện tử. Khi bật công tắc 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 khớp càng cua bên trong cầu làm khớp trượt trên then hoa bán trục nối cứng các bán trục với vỏ vi sai. 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 ECU. Dựa trên các tín hiệu từ công tắc, các cảm biến như: cảm biến tốc độ. Ngoài cách sử dụng cơ cấu khóa vi sai, để tăng thêm tính việt dã và tiện lợi trong việc điều khiển người ta còn sử dụng vi sai tăng nội ma sát. 2.2. Vi sai tăng ma sát Với bộ vi sai thường có thể không đủ sức kéo thích hợp trên đường trơn, trên đường sình lầy hay trong thời gian tăng tốc. Khi một bánh xe của cầu sau chủ động thiếu sức kéo (Ví dụ: trong băng tuyết, sình lầy), các bánh xe khác sẽ không đủ sức lực đẩy đẩy xe vượt lên. Moment xoắn sẽ truyền qua bánh răng bán trục dễ quay nhất. Tăng tính chất động lực ôtô, dùng vi sai có ma sát (tăng ma sát) bằng cách tạo ra ma sát phụ trên đường truyền lực từ bán trục trái sang bán trục phải. 19