Buzz
Hệ thống lái là bộ phận quan trọng giúp điều khiển hướng di chuyển của xe. Nó sử dụng chuyển động quay của vô-lăng và truyền nó đến thước lái để điều chỉnh hướng di chuyển của bánh xe theo ý muốn của người lái. Bên cạnh đó, các bộ phận bên trong hỗ trợ giảm lực hoặc được trang bị hệ thống trợ lực giúp việc điều khiển xe trở nên dễ dàng hơn.
Hệ thống lái hoạt động như thế nào?
Hãy tưởng tượng, một vô-lăng có đường kính khoảng gần 400 mm sẽ phải quay một đường tròn có bán kính gần 5 mét, tương đương khoảng 4 vòng quay để xoay bánh xe từ trái sang phải. Trong khi đó, bánh xe chỉ di chuyển từ trái sang phải khoảng 300 mm. Nếu không có các khớp nối đa chiều, người lái sẽ cần sử dụng lực lượng lớn gấp 16 lần để quay hết vô-lăng khi xe đứng yên.
Trước khi đến với bánh xe, thước lái sẽ được nối với một khớp trục để ngăn chặn hiện tượng lệch hướng khi hệ thống treo hoạt động. Khớp này cũng có chức năng điều chỉnh góc quay. Khi điều khiển hướng, bánh xe phía trong sẽ có góc quay nhỏ hơn so với bánh xe bên ngoài. Các khớp này cần được điều chỉnh và bôi trơn thường xuyên để tránh lỏng và nguy cơ gây ra các tai nạn.
Thước lái có thể được phân thành hai loại bao gồm trục vít - thanh răng (rack & pinion) và trục vít - con lăn (worm & roller / steering box).
Thước lái kiểu trục vít - thanh răng sẽ có một bánh răng chéo đặt trên thanh răng và khi vô-lăng quay, bánh răng sẽ xoay, đẩy thước lái di chuyển. Bên trong, có khớp đa chiều giúp trục lái không bị lệch khi thước lái di chuyển. Cấu tạo của thước lái này đơn giản, giảm chi phí sửa chữa và bảo dưỡng, cũng như tăng độ bền.
Loại thứ hai là thước lái kiểu trục vít - con lăn, có bánh răng xoắn ốc ở cuối trục lái. Khi vô-lăng quay, răng xoắn ốc đẩy con lăn kết nối với thước lái, di chuyển bánh xe. Thiết kế này có nhiều chi tiết hơn và không chính xác bằng kiểu trước. Hệ thống này đắt hơn và dễ hỏng.
Trên xe hơi hiện đại, để giảm lực cần thiết khi lái, các nhà sản xuất trang bị hệ thống trợ lực lái. Về phân loại hệ thống lái, sẽ được nêu ở reply tiếp.
Phân loại hệ thống lái
Hệ thống lái trên xe có nhiều loại, phụ thuộc vào cấu trúc, vị trí trục dẫn và khả năng trợ lực.
Phân loại theo kiểu trợ lực
+ Không trợ lực: Hệ thống lái cơ khí truyền thống, hiện nay ít xuất hiện trên xe thương mại. Vẫn dùng trên xe đua hoặc xe thể thao như Alfa Romeo, Lotus, Caterham…
+ Trợ lực thủy lực: Là một trong hai loại trợ lực chính, đang được sử dụng phổ biến trên các loại xe thương mại, xe tải, xe khách lớn. Loại này dần được thay thế bởi trợ lực điện. Mặc dù mang lại cảm giác lái tốt hơn nhưng không hiện đại bằng trợ lực điện.
+ Trợ lực điện: Hiện nay, đây là loại trợ lực phổ biến nhất với thiết kế nhỏ gọn, hiện đại và tối ưu hơn so với trợ lực thủy lực. Có thể điều chỉnh độ nặng/nhẹ của tay lái, tạo cảm giác lái khác nhau.
Phân loại theo vị trí vô-lăng
Vô-lăng thường được bố trí ở bên trái hoặc bên phải tùy thuộc vào thị trường bán xe. Đa số quốc gia tuân theo quy tắc bên trái với vô-lăng ở bên trái, nhưng có ngoại lệ như Ấn Độ, Thái Lan, Anh Quốc, Singapore… Một số quốc gia cho phép cả hai kiểu lái.
Ngoài ra, một số mẫu siêu xe như BAC Mono, McLaren F1, McLaren Speedtail, GMA T.50 có vô-lăng giữa.
Phân loại theo phương pháp chuyển hướng
+ Đánh lái trục bánh trước: Đây là hệ thống phổ biến nhất trên xe hiện nay. Vô-lăng điều khiển trục bánh trước dẫn hướng xe.
+ Đánh lái trục bánh sau: Hệ thống lái này thường được áp dụng trên các loại xe di chuyển nội bộ như xe nâng, xe kéo trong nhà máy, siêu thị…
+ Đánh lái cả hai trục bánh: Loại hệ thống lái này trước đây chỉ dùng cho xe công trường lớn nhưng đã phổ biến hơn ở xe thương mại. Với hệ thống này, bánh sau có thể đánh lái một góc nhất định, cải thiện khả năng quay và độ ổn định ở tốc độ cao cũng như sự linh hoạt trong đô thị.
Phân loại theo cách vận hành
+ Vận hành trực tiếp: Vô-lăng kết nối trực tiếp với thước lái và được trợ lực qua hệ thống trên đường truyền.
+ Steer by wire: Hệ thống lái hiện đại này điều khiển thước lái qua bộ điều khiển, nhận tín hiệu từ cảm biến góc vô-lăng và cảm biến góc lái dưới. Cảm giác lái có thể thay đổi tùy chế độ lái và phù hợp với công nghệ xe tự hành.
Phân loại theo tỉ số truyền
+ Tỉ số truyền cố định: Hệ thống này sử dụng tỉ số truyền cố định từ cột lái đến thước lái.
+ Tỉ số truyền linh hoạt: Hệ thống này có khả năng tự điều chỉnh tỉ số truyền (thường được sử dụng trên công nghệ steer by wire). Ở tốc độ thấp, hệ thống điều chỉnh để giảm việc xoay vô-lăng, cải thiện thời gian đỗ xe trong những khu vực giao thông chật chội. Ở tốc độ cao, hệ thống giúp cải thiện độ ổn định khi lái xe.
