Trợ lực lái là một thiết bị cơ khí được trang bị trên ô tô có động cơ giúp người lái điều khiển phương tiện bằng cách tăng lực lái cần thiết để quay vô lăng, giúp xe dễ dàng quay đầu hoặc di chuyển ở tốc độ thấp hơn.
Các bộ truyền động thủy lực hoặc điện bổ sung năng lượng có kiểm soát cho cơ cấu lái, do đó người lái có thể giảm thiểu nỗ lực để quay các bánh lái khi lái xe ở tốc độ thông thường và giảm đáng kể nỗ lực vật lý cần thiết để quay các bánh xe khi xe dừng hoặc chuyển động chậm.
Hệ thống lái trợ lực cũng có thể được thiết kế để cung cấp một số phản hồi nhân tạo của các lực tác động lên các bánh lái.
Hệ thống lái trợ lực thủy lực cho ô tô tăng cường khả năng lái thông qua một cơ cấu truyền động, một xi lanh thủy lực là một phần của hệ thống servo. Các hệ thống này có kết nối cơ học trực tiếp giữa vô lăng và liên kết dẫn động các bánh xe.
Điều này có nghĩa là hệ thống trợ lực lái bị hỏng (để tăng cường nỗ lực) vẫn cho phép xe được điều khiển chỉ bằng tay.
Hệ thống lái trợ lực điện sử dụng động cơ điện để hỗ trợ thay vì hệ thống thủy lực. Giống như các loại thủy lực, công suất tới cơ cấu chấp hành (trong trường hợp này là động cơ) được điều khiển bởi phần còn lại của hệ thống lái trợ lực.
Các hệ thống lái trợ lực khác không có kết nối cơ khí trực tiếp với liên kết lái; chúng yêu cầu năng lượng điện. Các hệ thống kiểu này, không có kết nối cơ học, đôi khi được gọi là “truyền động bằng dây” hoặc “điều khiển bằng dây”, tương tự với “bay bằng dây” của ngành hàng không.
Trong ngữ cảnh này, "dây" đề cập đến cáp điện mang điện và dữ liệu, không phải cáp điều khiển cơ học dây mảnh.
Hệ thống lái trợ lực đầu tiên được trang bị cho một chiếc ô tô sản xuất ra mắt lần đầu tiên vào năm 1951 Chrysler Imperial, và cuộc cạnh tranh đã nhanh chóng diễn ra sau đó.
Hệ thống lái trợ lực không chỉ cho phép người lái điều khiển một chiếc xe hạng nặng với ít nỗ lực hơn và thoải mái hơn mà còn cho phép các kỹ sư cải thiện phản ứng lái, đó là tốc độ xe chuyển hướng khi người lái quay bánh xe.
Trước khi có trợ lực điện, hệ thống lái của ô tô đã được sang số để có thể phải mất nhiều vòng lái để điều chỉnh các ngã rẽ hoặc đỗ xe.
Việc sang số chậm này giúp người lái có thêm đòn bẩy so với nỗ lực cao cần thiết để điều khiển bánh trước. Nhưng sự ra đời của hệ thống lái trợ lực đã cho phép các kỹ sư tăng nhanh tỷ số lái.
Vô lăng phải quay bao nhiêu so với góc của bánh trước thay đổi bao nhiêu vì nỗ lực đánh lái bổ sung bây giờ có thể được bù đắp bởi hệ thống mới. Trên thực tế, nó không chỉ là bù đắp; lái một chiếc ô tô gần như trở nên dễ dàng.
Hệ thống lái trợ lực sử dụng các thiết bị điện hoặc thủy lực trung gian để giảm nỗ lực cần thiết để đánh lái các bánh trước của xe sang hai bên. Nó nhân lên lực tác dụng của người lái qua vô lăng để chuyển hướng của xe một cách mượt mà và nhanh chóng.
Hệ thống lái trợ lực dựa vào một số bộ phận cơ khí. Hệ thống trợ lực lái có chức năng cung cấp khả năng điều động dễ dàng hơn và mức độ kiểm soát xe tốt hơn, giúp việc lái xe trở nên dễ dàng hơn. Nó đôi khi được gọi là hệ thống hỗ trợ lái hoặc SAS. Nếu không có nó, việc lái xe sẽ rất vất vả và đầy thử thách để thực hiện.
Hệ thống lái trợ lực có thể là thủy lực, điện hoặc kết hợp cả hai. Lái một chiếc xe liên quan đến việc bánh trước của nó quay một cách đồng bộ, sang trái hoặc phải. Điều này đạt được với sự trợ giúp của các hệ thống bánh răng khác nhau. Hai hệ thống cơ cấu lái chính là thanh răng và bánh răng và cơ cấu lái bi tuần hoàn.
Hệ thống lái trợ lực sử dụng các thiết bị điện hoặc thủy lực trung gian để giảm nỗ lực cần thiết để đánh lái các bánh trước của xe sang hai bên. Nó nhân lên lực tác dụng của người lái qua vô lăng để chuyển hướng xe nhanh chóng và mượt mà.
Xe của bạn sẽ phản hồi ngay lập tức với những điều chỉnh dù là nhỏ nhất mà bạn thực hiện và việc đi đúng làn đường của bạn sẽ dễ dàng hơn khi bạn đang tham gia giao thông và thực hiện các thao tác đỗ xe phức tạp.
Hệ thống lái trợ lực thủy lực hoạt động bằng cách sử dụng một hệ thống thủy lực để nhân lực tác dụng lên vô lăng truyền vào bánh xe đường được đánh lái (thường là phía trước) của xe. Áp suất thủy lực thường đến từ máy phát điện hoặc máy bơm cánh quay được điều khiển bởi động cơ của xe.
Một xi lanh thủy lực tác động kép tác dụng một lực lên thiết bị lái, lực này sẽ dẫn các bánh xe đường. Vô lăng vận hành các van để điều khiển dòng chảy đến xi lanh.
Người lái xe tác động càng nhiều mô-men xoắn lên vô lăng và cột, thì van càng cho phép nhiều chất lỏng đến xi lanh hơn và do đó, lực tác dụng lên bánh xe càng nhiều.
Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) hoặc trợ lực lái bằng động cơ (MDPS) sử dụng động cơ điện thay vì hệ thống thủy lực để hỗ trợ người lái xe.
Các cảm biến phát hiện vị trí và mô-men xoắn của cột lái, và một mô-đun máy tính áp dụng mô-men xoắn hỗ trợ thông qua mô-tơ, kết nối với thiết bị lái hoặc cột lái. Điều này cho phép các mức hỗ trợ khác nhau được áp dụng tùy thuộc vào điều kiện lái xe.
Do đó, các kỹ sư có thể điều chỉnh phản ứng của hộp số lái cho phù hợp với hệ thống treo giảm xóc biến thiên và tốc độ biến thiên, tối ưu hóa hành trình, khả năng xử lý và đánh lái cho mỗi chiếc xe.
Trên các xe thuộc nhóm Fiat, mức hỗ trợ có thể được điều chỉnh bằng cách sử dụng nút có tên “CITY” để chuyển đổi giữa hai đường cong hỗ trợ khác nhau, trong khi hầu hết các hệ thống EPS khác có hỗ trợ thay đổi. Những điều này giúp hỗ trợ nhiều hơn khi xe giảm tốc độ và ít hơn ở tốc độ nhanh hơn.
Sau đây là các loại hệ thống lái điện:
Cả ba hệ thống lái trợ lực đều thực hiện cùng một chức năng quan trọng, nhưng chúng thực hiện khác nhau. Hệ thống thủy lực sử dụng chất lỏng áp suất cao được bơm cơ học, hệ thống điện thủy lực sử dụng động cơ điện để tạo áp suất chất lỏng và hệ thống điện sử dụng động cơ điện và các cảm biến.
Kết quả cuối cùng là như nhau:Bạn có thể dễ dàng bẻ lái trong mọi điều kiện. Hệ thống lái trợ lực hoàn toàn bằng điện tiết kiệm khoảng một dặm cho mỗi gallon, ít yêu cầu bảo trì hơn và đáng tin cậy hơn hệ thống thủy lực.
Hệ thống này sử dụng chất lỏng trợ lực lái có điều áp, được cung cấp bởi bơm trợ lực lái, để giảm lực đánh lái. Bộ truyền động phụ kiện dẫn động bằng động cơ hoặc dây đai serpentin bật máy bơm và dẫn chất lỏng trợ lực lái cao áp qua ống áp suất cao đến đầu vào của van điều khiển hộp số trợ lực lái.
Áp suất cao tác động lên van điều khiển hỗ trợ người lái khi quay bánh trước. Chất lỏng trợ lực lái được lưu trữ trong bình chứa. Mức chất lỏng thích hợp trong bình chứa được duy trì khi chất lỏng quay trở lại từ thiết bị lái ở áp suất thấp hơn nhiều.
Hệ thống lái trợ lực thủy lực liên tục bơm chất lỏng và dễ bị ảnh hưởng bởi tốc độ động cơ số vòng quay cao trên phút bằng đầu ra áp suất cao, số vòng quay thấp hơn mỗi phút bằng đầu ra áp suất thấp. Để duy trì áp suất không đổi, máy bơm trợ lực sử dụng van rẽ nhánh để duy trì áp suất không đổi cho dù tốc độ động cơ là bao nhiêu.
Các hệ thống này sử dụng động cơ điện không chổi than để dẫn động bơm trợ lực thủy lực thay vì truyền động phụ kiện dẫn động động cơ hoặc dây đai serpentine.
Hệ thống này hoạt động tương tự và mang lại cảm giác giống như hệ thống lái trợ lực thủy lực thông thường.
Hệ thống này loại bỏ thủy lực và chất lỏng có áp suất khỏi hệ thống. Khi người lái quay vô lăng, một động cơ nam châm vĩnh cửu hai chiều không chổi than được kết nối với bánh lái hoặc cột lái sẽ quay bánh trước. Cảm biến phát hiện cách quay vô lăng để hỗ trợ chuyển động của bánh lái theo hướng chính xác.
Bất kể bạn sử dụng loại hệ thống nào, trợ lực lái chỉ tác động lên thiết bị lái khi người lái quay bánh xe.
Hệ thống lái trợ lực thủy lực rất phức tạp, nặng nhọc, cần bảo dưỡng và chiếm nhiều diện tích. Hệ thống lái trợ lực điện sử dụng ít bộ phận hơn đáng kể.
Sử dụng cảm biến góc lái và mô-men lái, cộng với phần mềm tinh vi, các kỹ sư có thể điều chỉnh lượng trợ lực, cũng như cảm giác lái cho người lái bằng cách tái tạo các đặc điểm cảm giác đường khác nhau cho các điều kiện lái xe khác nhau. Và hệ thống lái trợ lực thủy lực sử dụng công suất động cơ nhiều hơn 90% so với hệ thống lái trợ lực điện.
Bởi vì hệ thống lái trợ lực điện lấy ít công suất hơn từ động cơ, nó giúp cải thiện đáng kể khả năng tiết kiệm nhiên liệu và giảm lượng khí thải từ ống xả. Và việc loại bỏ một ròng rọc dẫn động và dây đai khỏi động cơ giúp giảm hao mòn. Điều này sẽ kéo dài tuổi thọ của động cơ và giúp giảm chi phí sửa chữa.
Sau đây là những ưu điểm của hệ thống lái trợ lực:
Sau đây là những nhược điểm của hệ thống lái trợ lực
Chi phí bơm trợ lực lái là gì?
Các loại sự cố trợ lái điện
Chất lỏng trợ lực lái là gì?
Động cơ pittông là gì? - Loại và cách làm việc