Khóa vi sai là gì? Cấu tạo và các ưu nhược điểm của khóa vi sai

Khóa vi sai đóng vai trò then chốt trong việc phân bổ lực truyền động, giúp xe vượt địa hình khó một cách hiệu quả. Đây là trang bị không thể thiếu cho những ai thường xuyên di chuyển trên địa hình trơn trượt, gồ ghề hoặc có nhu cầu off-road mạnh mẽ.

Khóa vi sai là gì?

Trước khi nói về khóa vi sai, chủ xe cần hiểu về bộ vi sai tiêu chuẩn (bộ vi sai mở). Đây là một bộ phận quan trọng trong hệ thống truyền động, thường nằm trên trục dẫn động của xe. Chức năng chủ yếu của bộ vi sai là giúp các bánh xe trên cùng một trục quay với tốc độ khác nhau khi xe rẽ hoặc di chuyển trên địa hình không bằng phẳng.

Bộ vi sai mở có một nhược điểm là khi một bánh xe mất lực kéo, mô-men xoắn của động cơ có xu hướng truyền tới bánh xe có ma sát kém nhất. Chính vì vậy, khi đi qua địa hình khó như cát lún hay bùn nhão, xe dễ bị kẹt. Và khóa vi sai được phát triển nhằm khắc phục nhược điểm này.

Vậy khóa vi sai là gì? Khóa vi sai là một cơ chế được thiết kế để tạm thời “vô hiệu hóa” chức năng cho phép quay khác tốc độ của bộ vi sai tiêu chuẩn. Khi được kích hoạt (bởi người lái hoặc tự động), khóa vi sai sẽ buộc hai bánh xe trên trục đó phải quay với cùng một vận tốc, bất kể sự chênh lệch về lực cản hay độ bám giữa chúng.

Tính năng này cực kỳ có giá trị khi xe di chuyển trên các bề mặt có độ bám thấp như bùn lầy, cát, tuyết, hoặc khi một bánh xe bị mất ma sát hoặc ở trong tình huống bánh xe nằm trong hố. Bằng cách đảm bảo cả hai bánh xe cùng trục đều truyền lực và quay cùng tốc độ, khóa vi sai giúp tối đa hóa khả năng kéo của xe, hỗ trợ xe vượt qua địa hình khó khăn và thoát khỏi tình trạng bị mắc kẹt.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khóa vi sai trên xe ô tô

Bộ khóa vi sai thường không phải là một bộ phận hoàn toàn tách rời mà là một cơ cấu được tích hợp vào hoặc làm việc cùng với bộ vi sai mở. Cấu tạo chính của hệ thống khóa vi sai ô tô bao gồm:

• Vỏ vi sai: Là bộ phận bên ngoài cùng, chứa toàn bộ cơ cấu bên trong. Vỏ vi sai thường được nối với vành chậu và quay theo tốc độ của trục các đăng.
• Bánh răng bán trục: Có hai bánh răng bán trục, mỗi cái được nối với một bán trục dẫn động bánh xe.
• Bánh răng hành tinh: Các bánh răng nhỏ hơn nằm bên trong vỏ vi sai, ăn khớp với cả hai bánh răng bán trục. Chúng quay quanh trục của chính mình và quay cùng với vỏ vi sai.
• Bộ ly hợp đĩa: Đây là thành phần chính tạo nên khả năng chống trượt. Bộ ly hợp này bao gồm xen kẽ các đĩa thép và đĩa ma sát.
  • Các tai khóa đĩa thép với vỏ vi sai: Các đĩa thép có các tai hoặc ngàm ăn khớp với vỏ vi sai, do đó chúng quay cùng tốc độ với vỏ vi sai.
  • Bánh răng bán trục được ăn khớp với đĩa ma sát: Các đĩa ma sát được gắn hoặc ăn khớp (thường là qua răng then hoa) với bánh răng bán trục, do đó chúng quay cùng tốc độ với bánh răng bán trục tương ứng.
• Lò xo nén: Lò xo này tạo ra một lực ép ban đầu lên bộ ly hợp đĩa. Lực ép này giữ cho các đĩa ma sát và đĩa thép tiếp xúc với nhau.

Nguyên lý hoạt động của khóa vi sai ô tô là thay đổi trạng thái làm việc của bộ vi sai từ trạng thái “mở” sang trạng thái “khóa cứng”. Khi không khóa, bộ vi sai cho phép bánh xe quay khác tốc độ, nhưng khi được kích hoạt, khóa vi sai tạm thời vô hiệu hóa chức năng này, buộc cả hai bánh xe trên cùng trục phải quay với cùng một tốc độ bất kể độ bám. 

Điều này giúp tối đa hóa khả năng truyền lực kéo của trục dẫn động, cho phép xe vượt qua các tình huống mất ma sát và thoát khỏi địa hình khó khăn mà bộ vi sai mở không thể xử lý.

Các ưu điểm và nhược điểm của khóa vi sai ô tô

Ngoài việc nắm rõ vai trò của khóa vi sai trong vận hành xe, người sử dụng cũng nên cân nhắc đến các ưu điểm và nhược điểm của thiết bị này để đưa ra lựa chọn phù hợp nhất với nhu cầu thực tế.

Ưu điểm khi trang bị khóa vi sai cho xe:

• Giúp phân phối mô-men xoắn đồng đều đến các bánh xe.
• Góp phần giữ xe vận hành ổn định và cân bằng, đặc biệt trong điều kiện địa hình khó.
• Tăng độ bám đường, hỗ trợ xe vượt qua các đoạn đường trơn trượt hoặc gồ ghề.
• Giảm thiểu nguy cơ bánh xe bị quay trơn khi gặp bùn lầy.
• Cải thiện khả năng offroad đáng kể.
• Có thể lắp đặt ở cầu trước, cầu sau hoặc cả hai tuỳ theo mục đích sử dụng.
• Một số loại khóa vi sai hiện đại có thể kích hoạt dễ dàng chỉ bằng nút bấm.

Những nhược điểm khi sử dụng khóa vi sai:

• Việc sử dụng khóa vi sai có thể làm tăng tốc độ mài mòn của lốp xe.
• Khi vào cua, bánh xe có thể phát ra tiếng rít do sự khác biệt vận tốc quay.
• Hệ thống khóa vi sai thường có cấu tạo phức tạp, gây khó khăn khi sửa chữa.
• Nếu lắp ở cầu trước, xe có thể trở nên khó điều khiển hơn, đặc biệt khi vận hành ở tốc độ thấp hoặc quay đầu.

Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng (như đi địa hình off-road hay thường xuyên di chuyển qua những đoạn đường khó) người dùng có thể cân nhắc lắp thêm khóa vi sai. Trong nhiều trường hợp, lựa chọn khóa vi sai cầu sau là phương án tối ưu để vừa nâng cao hiệu suất vận hành, vừa giữ được sự linh hoạt trong điều khiển.

Để đưa ra quyết định chính xác và lựa chọn được bộ khóa vi sai ô tô chất lượng phù hợp với xe của mình, bạn có thể liên hệ Phụ Tùng Đức Anh qua Zalo/Hotline: 0979722210 để được tư vấn và cung cấp các bộ khóa vi sai chất lượng.

Phân loại các loại khóa vi sai 

Khóa vi sai có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, phổ biến nhất là dựa vào vị trí lắp đặt và phương thức kích hoạt:

Phân loại khóa vi sai theo vị trí lắp đặt:

• Khóa vi sai cầu trước: Được lắp ở bộ vi sai cầu trước. Khi khóa, hai bánh xe trước sẽ quay cùng tốc độ.
• Khóa vi sai cầu sau: Được lắp ở bộ vi sai cầu sau. Khi khóa, hai bánh xe sau sẽ quay cùng tốc độ. Đây là loại phổ biến nhất trên các xe off-road.
• Khóa vi sai trung tâm: Có trên các xe dẫn động 4 bánh toàn thời gian (Full-time 4WD) có bộ vi sai trung tâm. Khi khóa, nó kết nối cứng trục truyền động trước và sau, buộc chúng quay cùng tốc độ.
• Hệ thống khóa vi sai kép/ba: Một số xe được trang bị khóa ở cả cầu trước và cầu sau, hoặc cả ba vị trí (trước, trung tâm, sau) để đạt khả năng vượt địa hình tối đa.

Phân loại khóa vi sai theo phương thức kích hoạt:

• Khóa vi sai điều khiển bằng tay: Loại này yêu cầu người lái tự quyết định thời điểm gài hoặc nhả khóa, thường thông qua một công tắc điện (E-locker), nút bấm khí nén (Air Locker), hoặc cần gạt cơ khí. Việc khóa chỉ xảy ra khi người lái chủ động.
• Khóa vi sai tự động: Loại này sẽ tự động gài khóa khi phát hiện sự chênh lệch tốc độ quay đáng kể giữa hai bánh xe trên cùng trục (ví dụ: một bánh quay tít). Chúng thường hoạt động dựa trên cơ chế cơ khí bên trong và không cần người lái tác động. Chúng sẽ tự động nhả khi tốc độ hai bánh cân bằng trở lại.

Những lưu ý khi sử dụng khóa vi sai ô tô

Sử dụng khóa vi sai đúng cách là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả, an toàn và độ bền cho xe. Dưới đây là những lưu ý chính khi sử dụng khóa vi sai ô tô:

• Khóa vi sai được sinh ra để dùng khi xe gặp bùn lầy, cát lún, băng trơn, hoặc khi một bánh xe không còn độ bám.
• Tuyệt đối KHÔNG sử dụng trên đường khô ráo, có độ bám tốt hoặc khi vào gài. Sử dụng khóa vi sai trong điều kiện này sẽ gây áp lực cực lớn lên hệ thống truyền động, làm mòn lốp rất nhanh, khiến xe khó điều khiển nghiêm trọng và tiềm ẩn nguy cơ tai nạn cao.
• Luôn di chuyển ở tốc độ rất thấp khi khóa vi sai đang gài, giúp giảm thiểu ứng suất lên các bộ phận khi khóa hoạt động.
• Gài khóa trước hoặc ngay khi cần, nhả khóa ngay lập tức sau khi thoát khỏi tình huống khó, đây là chìa khóa để bảo vệ xe và duy trì khả năng điều khiển.
• Nắm được khóa vi sai được trang bị ở cầu nào (trước, sau, hay trung tâm) vì mỗi vị trí ảnh hưởng khác nhau đến cách xe vận hành khi bị khóa.

Việc ghi nhớ và áp dụng đúng các lưu ý này sẽ giúp bạn khai thác hiệu quả tối đa chức năng của khóa vi sai ô tô trong những tình huống cần thiết, đồng thời bảo vệ xe khỏi những hư hỏng không đáng có và đảm bảo an toàn khi lái xe.

Khóa vi sai không chỉ tăng độ bám đường mà còn giúp xe vận hành ổn định trong những điều kiện khắc nghiệt. Để lựa chọn đúng loại khóa vi sai ô tô phù hợp và đảm bảo chất lượng, hãy liên hệ Phụ Tùng Đức Anh qua Zalo/Hotline 0979722210 để được tư vấn.