• Trường hợp hai: ảnh hưởng của lực ly tâm
Lực ly tâm làm nâng bánh xe i của cầu chủ động khi quay vịng và do đó làm giảm khả năng bám của bánh xe này cũng như của cả cầu. (Hình b) mơ tả quan hệ giữa giá trị
(Fk/Fkmax) và tỉ số Zi/Z0, thông số thay đổi vẫn là ηr. Tương tự chúng ta có các quan hệ sau:
+Đối với cầu không vi sai
Fk = Fki + Fke = Zi. φ0+ Ze. φ0 = (Ze + Zi)φ0
Fk/Fkmax = (Zi+ Ze)φ0/(Zi+ Ze)φ0 = 1 là phương trình đường thẳng
khơng vi sai
+Đối với cầu có vi sai khơng ma sát ηr = 1 Fk = Fki + Fke = 2Fki = 2Zi. φ0 Fk/Fkmax = 2Zi. φ0/2Z. φ0 = Zi/Z
Fk = Fki + Fke = Fki + Fki/ηr = Zi. φ0(1 + 1/ηr)
Fk/Fkmax = Zi. φ0(1 + 1/ηr)/2Z. φ0 = 0,5(Zi/Z)(1 + 1/ηr) (#)
Trên đồ thị có đường dấu chấm chấm tương ứng với phương trình Fk/Fkmax = 0,5(1 + Zi/Z). Giao điểm của đường này với đường (#) cho bởi toạ độ:
0,5(Zi/Z)(1 + 1/ηr) = 0,5(1 + Zi/Z) ⟹ ηr = Zi/Z
Nhận xét:
Tương ứng như với trường hợp trước, các quan hệ tuyến tính chỉ có ý nghĩa trong khoảng [0,0] tới đường thẳng “không vi sai” và cũng chỉ trong khoảng này cầu mới phân bố moment theo quan hệ Me/Mi = ηr, ngoài khoảng này cầu sẽ ứng xử như cầu khơng vi sai. Ngồi ra cầu có hiệu suất riêng càng thấp thì cho sức kéo càng lớn khi Zi giảm nhưng khoảng ứng xử như cầu khơng có vi sai càng rộng.
4.2.1.7 Kết luận
Nhược điểm với loại vi sai không ma sát với ηr = 1 là việc giảm lực kéo của cầu chủ
động khi khả năng bám của một trong hai bánh xe bị giảm. khi một bánh xe bị sa lầy cầu xe sẽ không đủ sức kéo để vượt qua. Để khắc phục điều này ở một số xe tải và xe du lịch cơ động cao có trang bị cơ cấu khóa hãm vi sai ( gọi là vi sai khóa hãm được), nó thường được cấu tạo như một ly hợp S (kiểu răng hay kiểu chốt) nối giữa vỏ vi sai và một bán trục. Khi nối vi sai ly hợp S thì vi sai mất tác dụng bởi vì tốc độ của hai bán trục và vỏ vi sai luôn luôn bằng nhau, cầu xe làm việc như khơng có vi sai. Khi bị sa lầy moment sẽ dồn hết cho bánh xe còn bám tốt để sử dụng hết khả năng bám của bánh xe này. Khi muốn vượt qua quãng đường trơn thì người lái đóng ly hợp S nhưng sau đó phải ngắt ly hợp ngay nếu khơng có thể gây hư hỏng cho cầu gây bởi hiện tượng lưu thông công suất.
Ở những xe du lịch cơ động cao hay xe thể thao thường sử dụng vi sai có hiệu suất riêng thấp (vi sai có ma sát) chúng thường là vi sai trục vít hay vi sai nón nhưng đã làm xấu
đặc tính hiệu suất bằng các phần tử ma sát. Các phần tử ma sát này thường được nối giữa một bên bán trục với vỏ vi sai. Lực ép A lên các tấm ma sát có thể cố định (do lị xo – (hình a) hoặc thay đổi được tùy theo moment truyền (hình b), đơi khi phối hợp cả hai phương pháp. Cần chú ý rằng tổn hao ma sát trong vi sai (liên quan đến việc giảm hiệu suất riêng) phụ thuộc vào hai yếu tố: lực ép lên các đĩa ma sát và tốc độ trượt tương đối giữa các phần tử ma sát (tức là chênh lệch tốc độ giữa bán trục và vỏ vi sai). Từ đó chúng ta có những phân tích như sau:
Khi ô tô chuyển động thẳng trên đường tốt sức cản hai bên bánh xe là như nhau thì tốc độ góc của bán trục sẽ bằng tốc độ của vỏ vi sai, khi đó các phần tử ma sát khơng trượt lên nhau do đó khơng tạo ra ma sát, ηr = 1 và Me = Mi, cầu xe vẫn chuyển động ổn định.
Khi ơ tơ quay vịng hoặc chuyển động trên đường bám kém, tốc độ góc giữa hai bán trục sẽ khác nhau và khác tốc độ của vỏ vi sai, khi đó các phần tử ma sát bắt đầu trượt lên nhau tạo ra tổn hao và hiệu suất riêng giảm (ηr < 1 và Me < Mi ). Nếu một trong hai bánh xe bị trượt càng nhiều thì chênh lệch tốc độ càng lớn càng làm tăng hiệu suất ma sát. Hiệu quả này càng lớn nếu sự gia tăng của lực ép trên lò xo tỉ lệ với moment truyền.