Hệ thống lái trợ lực thủy lực là gì? Bạn đã nắm rõ những tác dụng quan trọng của nó chưa?

Có thể nói, hệ thống lái trợ lực thủy lực là một bước tiến lớn trong ngành công nghiệp ô tô. Nó giúp người lái điều khiển xe dễ dàng với lực lái nhẹ nhàng nhưng vẫn giữ được cảm giác chân thực. Hệ thống này còn mang đến nhiều lợi ích khác. Cùng khám phá thêm chi tiết trong bài viết dưới đây từ Mytour.

Hệ thống lái trợ lực thủy lực là gì? Tìm hiểu ngay những thông tin cơ bản.

Hệ thống lái trợ lực thủy lực là một hệ thống kín sử dụng áp suất dầu để hỗ trợ việc điều khiển vô lăng, giúp việc lái xe trở nên nhẹ nhàng hơn. Đây là công nghệ phổ biến được trang bị trên hầu hết các dòng ô tô hiện nay.

Bộ trợ lực thủy lực bao gồm các thành phần cơ bản như bơm trợ lực lái, bình chứa dầu, van phân phối và các pít-tông gắn với thanh răng. Khi người lái điều khiển vô lăng, bơm thủy lực đẩy chất lỏng và tác dụng lực lên các pít-tông, từ đó thanh răng chuyển động theo hướng vô lăng quay.

Khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai đầu pít-tông, lực đẩy sinh ra sẽ giảm bớt lực mà người lái phải dùng để quay vô lăng.

Phân tích sơ đồ cấu tạo của hệ thống lái trợ lực thủy lực

Bình chứa

Bình chứa cung cấp chất lỏng cho hệ thống trợ lực lái. Nó có thể được lắp trực tiếp vào thân bơm hoặc tách rời và nối với bơm qua hai ống mềm.

Thông thường, nắp bình chứa được trang bị thước đo mức để kiểm tra lượng dầu. Nếu mức dầu trong bình thấp hơn mức chuẩn, bơm sẽ hút không khí vào và gây ra sự cố trong quá trình hoạt động.

Bơm trợ lực lái

Bơm được truyền động từ puli trục khuỷu động cơ qua dây đai và cung cấp dầu nén đến hộp lái. Lưu lượng dầu của bơm phụ thuộc vào tốc độ động cơ, tuy nhiên lưu lượng dầu vào hộp lái sẽ được điều chỉnh qua van điều chỉnh và dầu thừa sẽ quay lại bơm để tái sử dụng.

Van điều khiển

Van điều khiển có chức năng dẫn hướng dòng dầu trở lại bình chứa hoặc chuyển đến xi lanh.

Hộp cơ cấu lái

Piston trong xi lanh trợ lực được lắp trên thanh răng, và khi áp suất dầu do bơm trợ lực lái tạo ra tác động lên piston, thanh răng sẽ di chuyển theo cả hai hướng. Miếng đệm dầu trên piston giúp ngăn không cho dầu bị rò rỉ ra ngoài.

Trục van điều khiển được kết nối với vô lăng. Khi vô lăng quay theo một hướng nhất định, van điều khiển sẽ điều chỉnh bộ truyền động để dầu chảy vào một khoang nhất định. Dầu trong khoang đối diện sẽ bị đẩy ra ngoài và trở lại bình chứa.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lái trợ lực thủy lực

Hệ thống lái cơ học truyền thống sử dụng bánh răng và đòn bẩy để nối vô lăng với cơ cấu lái của ô tô. Điều này làm cho việc điều khiển xe trở nên khó khăn hơn, đặc biệt là khi xe đang dừng hoặc khi xe có kích thước lớn.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà sản xuất ô tô đã phát triển hệ thống lái trợ lực thủy lực với một máy bơm. Máy bơm này nhận công suất từ động cơ, tạo áp lực cho dầu trong hệ thống khép kín, giúp việc điều khiển vô lăng trở nên dễ dàng hơn nhờ trợ lực qua các đường ống dầu.

Khi bạn xoay vô lăng, máy bơm sẽ hút chất lỏng thủy lực từ bình chứa và tuần hoàn qua hệ thống, giúp người lái dễ dàng hơn khi điều khiển xe. Một số mẫu xe cũ, cũng như một số xe SUV và xe thương mại, vẫn sử dụng hệ thống lái trợ lực thủy lực truyền thống vì chi phí thấp.

Ưu và nhược điểm của hệ thống lái trợ lực thủy lực

Ưu điểm

Một trong những ưu điểm đáng chú ý của hệ thống lái trợ lực thủy lực là cảm giác lái chân thực mà nó mang lại. Nguyên lý hoạt động của hệ thống này dựa vào áp suất dầu tương tác với mặt đường, tạo ra lực đẩy ngược lên vô lăng giúp người lái cảm nhận rõ rệt hơn.

Hơn nữa, tốc độ trả lái về vị trí trung tâm trong hệ thống lái trợ lực thủy lực diễn ra rất nhanh chóng, giúp xe dễ dàng giữ thăng bằng hơn.

Một điểm mạnh nữa của hệ thống lái trợ lực thủy lực là cấu tạo đơn giản, độ ổn định cao và tuổi thọ lâu dài. Việc bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống này khá đơn giản và chi phí không cao.

Các kỹ sư ô tô cho biết hệ thống lái trợ lực thủy lực đôi khi gặp phải những lỗi đơn giản như rò rỉ dầu hoặc hỏng van phân phối, nhưng những lỗi này không gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của xe.

Những sự cố này có thể dễ dàng được khắc phục qua việc bảo dưỡng định kỳ, kiểm tra và thay thế dầu trợ lực lái khi cần thiết.

Hệ thống lái trợ lực thủy lực lần đầu tiên được ứng dụng vào năm 1951. Tính đến nay, nó vẫn giữ vị trí quan trọng và là hệ thống trợ lực lái được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành ô tô.

Nhược điểm 

Hệ thống trợ lực thủy lực chiếm diện tích không nhỏ trong nội thất xe và đôi khi gây cảm giác khó chịu cho người lái khi có sự thay đổi cảm giác lái giữa các tốc độ thấp và cao. Nguyên nhân là do hệ thống này phụ thuộc vào vòng tua máy và máy bơm để tạo ra áp suất trợ lực.

Khi xe di chuyển ở tốc độ thấp, áp suất trong hệ thống trợ lực thủy lực cũng giảm, làm cho việc trợ lực trở nên yếu. Ngược lại, khi xe chạy ở tốc độ cao, hệ thống dễ gặp phải tình trạng tạo ra lực trợ quá mức. Điều này khiến người lái không thể có cảm giác lái thoải mái và chính xác trên tất cả các loại đường.

Khi sử dụng xe có hệ thống lái trợ lực thủy lực, người lái cần phải bảo dưỡng thường xuyên bằng cách tra dầu trợ lực và thay thế khi cần thiết. So với hệ thống trợ lực điện, trợ lực thủy lực tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn vì luôn hoạt động và lấy năng lượng từ động cơ.

Sau gần 70 năm phát triển và cải tiến, hệ thống lái trợ lực thủy lực vẫn duy trì vai trò quan trọng và là hệ thống trợ lực lái phổ biến nhất trong ngành công nghiệp ô tô toàn cầu.

So sánh hệ thống lái trợ lực thủy lực và hệ thống lái trợ lực điện

Khi so sánh hệ thống lái trợ lực thủy lực với hệ thống lái trợ lực điện, chúng ta sẽ thấy sự khác biệt rõ rệt về cấu trúc, nguyên lý hoạt động và những ưu điểm, nhược điểm của từng loại. Điều này giúp người dùng có thể đưa ra sự lựa chọn phù hợp và chính xác nhất.

Hãy cùng khám phá hệ thống lái trợ lực điện và tìm hiểu những điểm khác biệt giữa nó và hệ thống lái trợ lực thủy lực nhé!

Cấu tạo của hệ thống lái trợ lực điện

Hệ thống lái trợ lực điện được cải tiến từ những đặc điểm của các hệ thống lái truyền thống, kết hợp với công nghệ hiện đại, giúp khắc phục nhiều vấn đề mà các hệ thống trước đây gặp phải. Cấu tạo cơ bản của hệ thống này bao gồm những thành phần sau đây:

Hệ thống gồm 3 phần chính

• ECU của EPS: Đây là bộ phận điều khiển hệ thống, có chức năng cấp điện cho động cơ trợ lực lái.
• Động cơ DC: Được thiết kế để quay theo hai hướng khi có nguồn điện vào.
• Cảm biến mô men xoắn: Được lắp trên trục vô lăng, giúp ghi lại hướng và góc quay của vô lăng, sau đó chuyển tín hiệu về ECU.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống trợ lực điện

Hệ thống lái trợ lực điện tử hoạt động tương tự như hệ thống lái thủy lực, tuy nhiên thay vì sử dụng chất lỏng, nó sử dụng động cơ điện để hỗ trợ người lái khi điều khiển vô lăng.

Khác với hệ thống lái thủy lực, hệ thống trợ lực điện tử không cần máy bơm mà lấy nguồn năng lượng từ hệ thống điện của xe. Tùy vào độ phức tạp của hệ thống, mức độ hỗ trợ có thể được điều chỉnh linh hoạt.

Ngoài ra, một số nhà sản xuất, như MG, còn tích hợp cảm biến vào hệ thống trợ lực lái điện tử, giúp điều chỉnh độ nặng hoặc nhẹ của vô lăng tùy theo nhu cầu của người lái.

Ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện

Một trong những đặc điểm dễ nhận thấy là cảm giác lái an toàn hơn khi di chuyển ở tốc độ cao. Vô lăng sẽ tự động trở nên nặng hơn, giúp người lái kiểm soát xe tốt hơn. Các ưu điểm của hệ thống lái trợ lực điện còn bao gồm:

- Tiết kiệm nhiên liệu, giảm khoảng 2-3%. Không giống hệ thống lái thủy lực cần bơm dầu để lấy công suất từ động cơ, hệ thống lái điện sử dụng năng lượng từ máy phát điện và ắc quy, chỉ hoạt động khi cần thiết. - Tăng cảm giác an toàn khi lái xe ở tốc độ cao, vô lăng tự động nặng hơn, mang lại sự ổn định trong khi lái. - Công nghệ tiên tiến với sự kết nối giữa hệ thống lái, phanh và treo qua mạng ECU, giúp xe vận hành hiệu quả và an toàn hơn.

Nhược điểm của tay lái trợ lực điện

Với sự hiện đại hóa, việc sửa chữa và thay thế hệ thống lái trợ lực điện ngày càng trở nên phức tạp và tốn kém. Dưới đây là một số nhược điểm của hệ thống này:

- Cấu tạo phức tạp: Hệ thống lái trợ lực điện có nhiều thành phần hơn so với hệ thống lái thủy lực, khiến việc bảo dưỡng và sửa chữa khó khăn hơn. - Độ tin cậy thấp: Do hệ thống liên quan đến các cảm biến và động cơ điện, nó thường bị đánh giá là không đáng tin cậy. - Mất cảm giác lái: Khi xe di chuyển chậm, vô lăng trở nên quá nhẹ, khiến người lái khó cảm nhận đường đi, đặc biệt khi gặp phải mặt đường xấu. - Chi phí bảo dưỡng và sửa chữa cao: Hệ thống lái trợ lực điện hiếm khi được kiểm tra định kỳ, và nếu xảy ra sự cố, chi phí sửa chữa thường rất cao, vì thường phải thay thế toàn bộ hệ thống hỏng.

Nên chọn hệ thống lái trợ lực thủy lực hay điện tử?

Ngày nay, người dùng phải cân nhắc kỹ lưỡng giữa những ưu điểm và nhược điểm của từng hệ thống trợ lực lái để chọn chiếc xe phù hợp. Tuy nhiên, cảm giác lái lại là yếu tố gây tranh cãi nhất. Những người ưa thích sự linh hoạt của hệ thống lái điện tử sẽ có cảm giác khác biệt so với những người đam mê cảm giác lái chân thực mà hệ thống lái thủy lực mang lại.

Tuy vậy, không khó hiểu khi nhiều hãng xe bắt đầu chuyển sang sử dụng hệ thống lái trợ lực điện tử nhờ vào sự tiện lợi mà nó mang lại. Với hệ thống này, việc lái xe trong điều kiện bình thường sẽ trở nên nhẹ nhàng hơn. Đặc biệt, khi đỗ xe, tay lái còn có thể khóa vô lăng giúp tăng tính an toàn và tiện ích.

Hệ thống lái trợ lực điện tử không chỉ cung cấp các chế độ lái khác nhau mà còn cho phép điều chỉnh độ nặng nhẹ của vô lăng. Quan trọng hơn, hệ thống này vẫn được đánh giá cao về độ tin cậy và không cần phải lo lắng về vấn đề dầu nhớt như các hệ thống truyền thống.

Tóm lại, mỗi loại hệ thống lái đều có những ưu điểm và hạn chế riêng. Việc lựa chọn giữa chúng sẽ phụ thuộc vào nhu cầu, sở thích và mục đích sử dụng của từng người, từ đó giúp khách hàng chọn được phương án phù hợp nhất.