Hệ thống lái ô tô: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và phân loại

Hệ thống lái là bộ phận quyết định hướng di chuyển của ô tô, ảnh hưởng trực tiếp đến độ an toàn và trải nghiệm lái. Bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động, phân loại và cách sử dụng hiệu quả hệ thống lái.

Hệ thống lái ô tô là gì?

Hệ thống lái là cơ cấu kỹ thuật giúp người lái kiểm soát hướng chuyển động của xe thông qua vô lăng, đóng vai trò trung gian truyền lực và chuyển động từ tay lái đến bánh dẫn hướng, thường là bánh trước. Không chỉ điều chỉnh hướng đi, hệ thống lái còn đảm bảo độ ổn định, chính xác và an toàn khi xe vận hành ở các tốc độ khác nhau.

Trên các dòng xe cao cấp như Mercedes-Benz, hệ thống lái thường được trang bị nhiều công nghệ tiên tiến như trợ lực điện biến thiên theo tốc độ hay đánh lái trục sau, mang lại cảm giác lái mượt mà, phản hồi nhanh nhạy và giảm thiểu tối đa sự mệt mỏi cho người điều khiển trong những hành trình dài hoặc khi di chuyển ở tốc độ cao.

Tùy từng hãng, dòng xe và điều kiện vận hành, hệ thống lái sẽ có những cải tiến riêng nhằm tối ưu hiệu quả hoạt động và trải nghiệm lái.

Cấu tạo hệ thống lái trên ô tô

Hệ thống lái ô tô bao gồm những bộ phận chính sau:

• Vô lăng (tay lái): Đây là nơi tiếp xúc trực tiếp giữa người lái và hệ thống lái. Mọi thao tác xoay vô lăng đều được truyền lực đến các bánh xe dẫn hướng.
• Trục lái (cột tay lái): Là trục nối giữa vô lăng và hộp cơ cấu lái. Trục lái đảm nhận vai trò truyền mô-men xoắn từ vô lăng đến hộp số lái. 
• Hộp số lái (cơ cấu lái): Đây là trung tâm xử lý chính của hệ thống lái. Nó có nhiệm vụ khuếch đại lực từ trục lái và biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, đồng thời điều hướng chính xác bánh xe. 
• Cơ cấu truyền động (thanh truyền và khớp nối): Bao gồm thanh kéo lái, rô-tuyn lái trong và ngoài, thanh giằng… Hệ thống này chịu trách nhiệm truyền chuyển động từ cơ cấu lái đến bánh xe dẫn hướng, đồng thời đảm bảo độ chính xác và linh hoạt khi bánh xe quay ở nhiều góc khác nhau.
• Bộ trợ lực lái: Đây là thành phần giúp giảm đáng kể lực mà người lái cần tác động lên vô lăng. Hệ thống trợ lực có thể là:
  • Trợ lực thủy lực (HPS): Sử dụng áp suất dầu để hỗ trợ chuyển động.
  • Trợ lực điện (EPS): Dùng mô-tơ điện điều khiển bằng cảm biến mô-men xoắn.
  • Trợ lực điện – thủy lực (EHPS): Kết hợp ưu điểm của cả hai hệ thống trên.

Cách thức vận hành của hệ thống lái

Hệ thống lái ô tô hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi lực và hướng từ vô lăng xuống các bánh xe dẫn hướng. Khi người lái xoay vô lăng, chuyển động quay này được truyền qua trục lái đến cơ cấu lái. Tại đây, chuyển động quay sẽ được biến đổi thành chuyển động tịnh tiến giúp bánh xe quay sang trái hoặc phải theo ý muốn.

Ở các hệ thống trợ lực hiện đại như trợ lực điện (EPS) hoặc trợ lực thủy lực (HPS), mô-men xoắn từ tay lái sẽ được cảm biến ghi nhận và bộ điều khiển ECU sẽ tính toán lực hỗ trợ phù hợp. Điều này không chỉ giảm sức nặng cho người lái mà còn nâng cao độ chính xác và an toàn khi vận hành.

Trong điều kiện bình thường, hệ thống lái sẽ đảm bảo cho bánh xe quay với góc đánh lái tối ưu, hạn chế hiện tượng mòn lốp không đều và tăng độ ổn định khi vào cua hay di chuyển ở tốc độ cao.

Những dạng hệ thống lái thường gặp trên ô tô hiện nay

Hiện nay, trên thị trường ô tô, hệ thống lái được phân thành nhiều loại khác nhau, dựa theo kết cấu và nguyên lý hoạt động. Dưới đây là các loại hệ thống lái thường thấy trên ô tô:

Hệ thống lái thuần cơ (không tích hợp trợ lực)

Là loại cơ bản nhất, sử dụng hoàn toàn lực cơ học từ tay người lái để điều khiển bánh xe. Loại này có kết cấu đơn giản, ít hỏng hóc nhưng yêu cầu lực đánh lái lớn, nhất là khi xe dừng hoặc di chuyển chậm.

Hệ thống lái có hỗ trợ lực bằng áp suất thủy lực (HPS)

Sử dụng áp suất dầu do bơm thủy lực tạo ra để hỗ trợ quá trình đánh lái. Ưu điểm của loại này là cho cảm giác lái thật tay, tuy nhiên nhược điểm là tiêu tốn năng lượng do bơm hoạt động liên tục kể cả khi không đánh lái.

Hệ thống lái sử dụng mô-tơ điện (EPS)

Sử dụng mô-tơ điện để tạo lực hỗ trợ khi đánh lái. Đây là loại phổ biến trên các dòng xe hiện đại nhờ tiết kiệm nhiên liệu, dễ điều chỉnh theo tốc độ xe và dễ tích hợp với các công nghệ an toàn như tự động giữ làn đường.

Hệ thống lái điện tử không cơ khí (Steer-by-wire)

Là công nghệ tiên tiến, loại bỏ hoàn toàn kết nối cơ khí giữa vô lăng và bánh xe. Tín hiệu điện tử sẽ điều khiển hướng lái, mang lại độ chính xác cực cao và tăng khả năng tùy biến khi tích hợp các hệ thống tự lái. Mỗi loại hệ thống lái có đặc điểm và ứng dụng khác nhau, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và phân khúc xe.

Một số lưu ý khi sử dụng hệ thống lái ô tô

Để hệ thống lái ô tô vận hành bền bỉ, chính xác và đảm bảo an toàn tối đa, người lái cần chú ý một số yếu tố quan trọng sau đây:

• Kiểm tra định kỳ và bảo dưỡng đúng cách: Hệ thống lái cần được kiểm tra thường xuyên, đặc biệt là các bộ phận như dầu trợ lực, rô tuyn lái, thanh giằng… Việc phát hiện và xử lý sớm các hư hỏng sẽ giúp tránh tình trạng mất lái nguy hiểm.
• Tránh đánh lái khi xe đứng yên: Việc xoay vô lăng khi xe chưa lăn bánh sẽ tạo áp lực lớn lên các khớp nối, gây mòn nhanh các chi tiết của hệ thống lái.
• Cảm nhận bất thường khi vận hành: Nếu cảm thấy vô lăng bị nặng, rung lắc, có tiếng kêu lạ hoặc xe lệch hướng khi lái, đó có thể là dấu hiệu hệ thống lái gặp vấn đề. Nên đưa xe đến trung tâm kỹ thuật để kiểm tra kịp thời.
• Lưu ý khi thay lốp hoặc nâng cấp bánh xe: Thay đổi kích thước bánh xe ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống lái, có thể gây sai lệch góc đặt bánh. Cần điều chỉnh lại độ chụm và cân bằng lái sau khi thay lốp để đảm bảo xe vận hành ổn định.

Duy trì hệ thống lái trong tình trạng tốt không chỉ giúp xe di chuyển linh hoạt mà còn bảo vệ an toàn cho bạn và hành khách trên mọi hành trình.

Hệ thống lái đóng vai trò then chốt trong việc điều khiển và đảm bảo an toàn khi vận hành ô tô. Việc hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lựa chọn đúng loại hệ thống phù hợp sẽ giúp bạn sử dụng xe hiệu quả hơn, tránh những hỏng hóc không đáng có. 

Nếu bạn đang cần tư vấn hoặc tìm kiếm phụ tùng liên quan đến hệ thống lái ô tô, đừng ngần ngại liên hệ Phụ Tùng Đức Anh – đơn vị uy tín chuyên cung cấp linh kiện ô tô chất lượng cao. Gọi ngay hotline 0979722210 để được hỗ trợ nhanh chóng và tận tâm!