Hệ thống trợ lực tay lái

Trợ lực tay lái thủy lực trợ lực dầu – Hydraulic Power Steering HPS Đây là hệ thống trợ lực ra đời đầu tiên và được biết đến nhiều nhất nhờ vào kết cấu đơn giản, chi phí lắp đặt cũng như

Tổng quan các hệ thống trợ lực lái hiện nay

Ngày nay, các mẫu xe mới đa số đều cĩ được hệ thống trợ lực tay lái do xu hướng bố trí dồn trọng lượng thân xe về phía cầu trước dẫn hướng Tính năng này đặc biệt phát huy tác dụng khi phương tiện đứng yên hoặc di chuyển chậm, bên cạnh đĩ tay lái trợ lực cho khả năng vận hành linh hoạt và

ổn định hơn khi gặp địa hình xấu

Trợ lực tay lái thủy lực (trợ lực dầu) – Hydraulic Power Steering (HPS)

Đây là hệ thống trợ lực ra đời đầu tiên và được biết đến nhiều nhất nhờ vào kết cấu đơn giản, chi phí lắp đặt cũng như bảo trì bảo dưỡng thấp Dịng xe phổ biến tại Việt Nam trước đây cĩ trang bị tay lái trợ lực dầu cĩ thể kể đến Toyota Corolla

Các bộ phận chính của hệ thống gồm: bơm dầu, van phân phối, xi-lanh trợ lực và hộp cơ cấu lái Tùy vào bố trí của van phân phối sẽ cĩ 3 loại trợ lực dầu chính: van phân phối và xi-lanh kết hợp trong cơ cấu lái, van phân phối và xi-lanh kết hợp trong địn kéo, van phân phối và xi-lanh bố trí riêng biệt Bơm trợ lực sẽ nhận cơng suất từ động cơ và tạo ra áp suất dầu cần thiết Khi tài xế đánh vơ-lăng, van phân phối sẽ hoạt động và đưa áp suất dầu vào xi-lanh, từ đĩ piston sẽ di chuyển thanh răng lái

và điều khiển bánh xe dẫn hướng

Nhờ áp suất dầu thuỷ lực mà lực tác dụng lên tay lái giảm đi và khơng phải quay tay lái quá nhiều Do bơm dầu nhận cơng suất từ động cơ nên hệ thống chỉ hoạt động khi nổ máy, việc đánh tay lái khi dừng xe và tắt động cơ sẽ gặp nhiều khĩ khăn Ngồi ra khi ở vận tốc cao, áp lực dầu lớn cĩ thể khiến tay lái nhạy qua mức cần thiết Hư hỏng thường gặp nhất là thiếu dầu trợ lực, nguyên nhân cĩ thể do các nút chặn cao su lão hĩa hoặc bình chứa dầu bị thủng dẫn đến rị rỉ

Một biến thể khác của trợ lực dầu là hệ thống trợ lực thủy lực phi tuyến tính – variable-assist power steering hay speed sensitive steering (PSS)

Cơ cấu này vận hành tương tự như trợ lực dầu thơng thường: sử dụng áp lực dầu để hỗ trợ lực lái Nhưng điểm khác biệt là lực tay lái sẽ là như nhau ở mọi vận tốc mà xe di chuyển chứ khơng phụ thuộc vào tốc độ động cơ

Ưu điểm là tay lái nhẹ ngay cả ở vận tốc thấp, và khi xe ở vận tốc cao thì vơ-lăng “khá nặng”, cho cảm giác điều khiển ổn định và chắc chắn Hệ hống này được giới thiệu lần đầu tiên ở mẫu xe Pháp Citroën SM năm 1970

Trợ lực tay lái điện – thủy lực (Electro-hydraulic power steering – EHPS)

Hệ thống trợ lực điện – thủy lực cịn được gọi là “hệ thống trợ lực lai” (hybrid) sử dụng cơ cấu trợ lực tương tự như trợ lực dầu thơng thường nhưng áp suất thủy lực được cung cấp từ một motor điện, động cơ dẫn động motor này thơng qua một dây đai hoặc cĩ một bộ điều khiển điện tử điều chỉnh hoạt động

Hệ thống trợ lực thủy lực – điện được trang bị cho các dịng xe của Ford, Volkswagen, Audi, Peugeot, Citroën, SEAT, Skoda, Suzuki, Opel, MINI, Toyota, Honda, và Mazda

Những ưu điểm chính của hệ thống trợ lực tay lái thủy lực – điện bao gồm:

Bơm hoặc motor điện cĩ kích thước nhỏ gọn hơn bơm thủy lực thơng thường và được bố trí gọn gàng, hợp lý hơn

Áp lực dầu vẫn cĩ được kể cả khi động cơ khơng hoạt động

Bộ phận điều khiển bơm, motor điện chỉ tạo ra áp lực dầu cần thiết cho những tình huống cụ thể khi lái xe, nhờ đĩ tiết kiệm được năng lượng lên đến 20%

Các thơng số tay lái (gĩc đánh lái, lực lái, độ nhạy, tốc độ phản hồi) cĩ thể được cài đặt cho tùy từng loại xe khác nhau thơng qua bộ điều khiển điện tử

Trợ lưc tay lái điện tử – Electric power assisted steering (EPS/EPAS) hay Motor driven power steering (MDPS)

Hệ thống trợ lực điện tử sử dụng motor điện để đẩy thanh răng lái thay cho áp lực dầu như hai hệ thống trợ lực trên Điều khiển motor điện là một ECU điện tử, nhận thơng tin về gĩc đánh lái, mơ-men của cột vơ-lăng từ cảm biến

Kết cấu này cho phép cung cấp nhiều khả năng hỗ trợ người lái tùy theo điều kiện hoạt động cụ thể của phương tiện Các kỹ sư cĩ thể thiết lập các thơng số như tỉ lệ truyền tay lái dựa vào hoạt động của hệ thống treo và các yếu tố khác để tối ưu hĩa khả năng kiểm sốt vơ-lăng cũng như vận hành ổn định cho từng mẫu xe riêng biệt

Đối với hệ thống EPAS, năng lượng của động cơ sẽ khơng bị hao hụt để tạo ra áp lực như trợ lực thủy lực, đồng thời khả năng cung cấp lực hỗ trợ đa dạng và việc thay thế, bảo trì đơn giản và tiết kiệm hơn chính là lợi thế

Ngày nay, EPAS/EPS được cải tiến hơn trước rất nhiều nhờ vào những cơng nghệ tiên tiến và cĩ khả năng mang đếm cảm giác tay lái chân thật cho tài xế, bên cạnh đĩ ưu điểm giúp tiết kiệm nhiên liệu khiến cho trợ lực lái điện tử được ứng dụng rộng rãi từ những hãng xe phổ thơng như Toyota, Ford hay những nhà sản xuất xe sang như Mercedes, BMW và Audi

Lấy ví dụ tại Việt Nam, các dòng xe của Ford như Ranger, EcoSport, Focus hay Fiesta có được trang bị

hệ thống EPAS hiện đại Hệ thống EPAS của Ford không phụ thuộc vào động cơ nên ngay cả khi xe đứng im thì hệ thống lái vẫn được trợ lực Điều này giúp cải thiện tiêu hao nhiên liệu đến 5%, do chức năng điều chỉnh trợ lực vô-lăng chỉ được thực hiện khi ở tốc độ cao hoặc khi điều kiện đường

sá và thời tiết đòi hỏi

Đi kèm là tính năng chống rung lắc chủ động giúp hạn chế tác động mà lốp xe gây ra, giúp tay lái êm

ái và dễ điều khiển hơn, đặc biệt là khả năng “bù lệch hướng” liên tục tự điều chỉnh để giữ cho xe ổn định khi mặt đường không bằng phẳng hoặc có gió tạt ngang

Ngoài ra còn có một kiểu trợ lực khí nén, chuyên sử dụng cho các xe tải và xe đầu kéo hạng nặng Hệ thống này trang bị máy nén khí để tạo ra áp lực cho xi-lanh khí nén, từ đó vận hành tương tự như kiểu trợ lực dầu Do đặc thù về giá thành cao, kích thước và trọng lượng lớn cũng như kết cấu phúc tạp, bảo trì khó khăn nên trợ lực khí nén chỉ được trang bị cho những dòng xe tải trọng lớn