Hệ thống lái trợ lực điện: Khái niệm, cấu tạo và cách hoạt động

Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) đang dần thay thế trợ lực lái thủy lực nhờ khả năng tiết kiệm nhiên liệu và độ chính xác cao. Vậy hệ thống lái trợ lực điện là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.

Hệ thống lái trợ lực điện là gì?

Hệ thống lái trợ lực điện (Electric Power Steering – EPS) là công nghệ hiện đại giúp giảm bớt lực tác động lên vô lăng, giúp việc điều khiển xe trở nên nhẹ nhàng và chính xác hơn nhờ sự hỗ trợ của động cơ điện. Đây là trang bị phổ biến trên hầu hết các dòng xe đời mới, mang đến trải nghiệm lái tối ưu.

Cấu tạo của hệ thống lái trợ lực điện ô tô

Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) bao gồm nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ để hỗ trợ người lái một cách tối ưu. Dưới đây là các thành phần chính:

• Cảm biến mô-men xoắn: Được đặt ở cột lái, gần thanh xoắn, cảm biến này có nhiệm vụ đo lực tác động lên vô lăng, sau đó chuyển đổi thành tín hiệu gửi đến bộ điều khiển EPS ECU để tính toán mức trợ lực phù hợp.
• Mô-tơ điện DC: Hoạt động dựa trên tín hiệu từ EPS ECU để tạo ra lực hỗ trợ giúp người lái xoay vô lăng nhẹ nhàng hơn. Mô-tơ này bao gồm các bộ phận như chổi than, cổ góp, rôto, cuộn dây và nam châm từ trường.
• Bộ điều khiển EPS ECU: Đây là “bộ não” của hệ thống, tiếp nhận tín hiệu từ cảm biến mô-men xoắn, tốc độ xe và tốc độ động cơ, sau đó điều chỉnh mô-tơ điện để cung cấp lực trợ phù hợp theo điều kiện vận hành.
• ECU động cơ: Gửi tín hiệu về tốc độ động cơ đến EPS ECU, giúp hệ thống hoạt động chính xác hơn.
• Cụm đồng hồ taplo: Cung cấp thông tin về tốc độ xe cho EPS ECU, giúp điều chỉnh lực hỗ trợ phù hợp với tốc độ thực tế.
• Đèn cảnh báo P/S: Nằm trên bảng đồng hồ taplo, đèn này sẽ phát sáng khi hệ thống EPS gặp lỗi hoặc trục trặc, giúp người lái kịp thời phát hiện sự cố.

Nhờ sử dụng điện thay vì hệ thống thủy lực truyền thống, EPS có thiết kế nhỏ gọn hơn, giúp giảm trọng lượng xe và tiết kiệm nhiên liệu.

Nguyên lý hoạt động chính của hệ thống lái trợ lực điện

Khi người lái xoay vô lăng, cảm biến mô-men xoắn đặt ở trục lái sẽ ghi nhận lực tác động cũng như hướng xoay, sau đó gửi tín hiệu về bộ điều khiển EPS ECU. 

Dựa trên dữ liệu này, EPS ECU phân tích và điều chỉnh mô-tơ điện DC để tạo ra lực phù hợp, hỗ trợ việc điều khiển thanh răng trong hệ thống lái, giúp việc đánh lái trở nên nhẹ nhàng hơn.

Nguyên tắc vận hành:

• Điều khiển mức trợ lực: Bộ điều khiển EPS ECU đóng vai trò trung tâm, xác định lượng điện cần thiết cấp cho mô-tơ DC. Dựa trên thông tin từ cảm biến mô-men xoắn, tốc độ xe và tốc độ động cơ.
• Bù quán tính: Khi tay lái chuyển hướng, mô-tơ điện sẽ kích hoạt để hỗ trợ thao tác đánh lái, giúp xe di chuyển chính xác hơn.
• Trả lái: Khi người lái đưa vô lăng về vị trí ban đầu, cảm biến mô-men xoắn tiếp tục gửi dữ liệu về ECU để điều chỉnh mức trợ lực phản hồi từ bánh xe.
• Giảm rung chấn: Khi xe chạy ở tốc độ cao mà có sự thay đổi hướng lái, hệ thống sẽ tự động giảm rung động trên vô lăng, giúp người lái giữ được sự ổn định và kiểm soát tốt hơn.
• Quản lý nhiệt độ: EPS ECU cũng có chức năng theo dõi nhiệt lượng sinh ra trong quá trình hoạt động. Nếu nhiệt độ của mô-tơ điện tăng quá cao, ECU sẽ điều chỉnh giảm dòng điện để bảo vệ hệ thống, hạn chế các hư hỏng không mong muốn.

Các loại hệ thống trợ lực lái điện EPS phổ biến hiện nay

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, hệ thống lái trợ lực điện (EPS) ngày càng được cải tiến để phù hợp với từng dòng xe cũng như điều kiện vận hành. Hiện nay, EPS được chia thành 5 loại chính, mỗi loại có những đặc điểm riêng đáp ứng các nhu cầu sử dụng khác nhau.

Hệ thống lái EPSc

Thường được trang bị trên các phương tiện hạng trung. Sử dụng vật liệu tiên tiến giúp giảm tác động nhiệt từ động cơ. Tăng tỉ số truyền mô-men xoắn, cải thiện hiệu suất lái.

Hệ thống lái EPSp
Là phiên bản nâng cấp từ EPSc với nhiều cải tiến về hiệu suất. Có tỉ số truyền mô-men cao hơn, giúp xe vận hành mượt mà hơn. Khả năng chịu nhiệt tốt hơn, tăng độ bền khi sử dụng trong thời gian dài.

Hệ thống lái EPSdp
Được thiết kế với bộ trợ lực bổ sung trên bánh răng thứ hai của thanh răng. Giúp tách biệt giữa tỉ số truyền bánh răng dẫn động và tỉ số lái, nâng cao khả năng kiểm soát. Công suất cao hơn 10 – 15% so với EPSc và EPSp, mang lại khả năng vận hành mạnh mẽ hơn.

Hệ thống lái EPSapa
Chủ yếu được sử dụng trên các dòng xe cỡ lớn và xe cao cấp. Công suất mạnh mẽ, khả năng khử rung hiệu quả. Hệ thống truyền động bánh răng song song giúp xe vận hành ổn định và chính xác hơn.

Hệ thống lái EPSrc
Được thiết kế dành cho các dòng xe thể thao, yêu cầu hiệu suất cao nhưng vẫn đảm bảo thiết kế nhỏ gọn. Công suất lớn trong khi kích thước được tối ưu để phù hợp với không gian hạn chế. Đáp ứng nhu cầu đánh lái nhanh, chính xác, giúp tăng trải nghiệm lái thể thao.

Mỗi loại EPS có những đặc điểm riêng, được phát triển để đáp ứng nhu cầu của từng dòng xe, từ xe phổ thông đến xe cao cấp và xe thể thao.

Những nguyên nhân khiến hệ thống trợ lực lái điện nhanh hư hỏng

Một số thói quen lái xe không đúng cách có thể làm giảm tuổi thọ của hệ thống trợ lực lái điện, gây hỏng hóc nghiêm trọng. Dưới đây là những lỗi phổ biến mà người lái cần tránh:

• Đánh lái chết: Việc xoay vô lăng hết cỡ sang trái rồi sang phải liên tục khiến mô-tơ trợ lực quá tải, sinh nhiệt cao, có thể dẫn đến vô lăng bị bó cứng. Ngoài ra, thói quen này còn làm lốp trước mòn nhanh hơn lốp sau, đặc biệt với những người mới lái xe.
• Chạy xe tốc độ cao trên đường xấu: Khi di chuyển nhanh trên địa hình gồ ghề, hệ thống lái trợ lực điện phải chịu tải lớn, không chỉ làm giảm tuổi thọ của hệ thống mà còn ảnh hưởng đến nhiều bộ phận khác.
• Đánh vô lăng quá nhanh: Tăng tốc độ xoay vô lăng đột ngột có thể gây áp lực lên mô-tơ điện và cảm biến, dẫn đến hao mòn nhanh chóng.
• Không căn chỉnh thước lái định kỳ: Nếu không kiểm tra và điều chỉnh hệ thống lái đúng thời gian khuyến nghị, các bộ phận có thể bị lệch, gây ảnh hưởng đến hiệu suất trợ lực.

Nếu xe của bạn gặp phải các tình trạng trên, đừng chần chừ! Hãy liên hệ ngay cho Phụ Tùng Đức Anh qua Zalo/ Hotline: 0979 722 210 để được tư vấn và hỗ trợ kiểm tra nhanh chóng, đảm bảo cung cấp phụ tùng ô tô chất lượng cao và giá cả hợp lý nhất! 

So sánh ưu nhược điểm giữa trợ lực lái điện với trợ lực lái thủy lực

Cả hệ thống trợ lực lái điện và trợ lực lái thủy lực đều hỗ trợ người lái xoay vô lăng dễ dàng hơn. Tuy nhiên, mỗi hệ thống có cách hoạt động, cấu tạo và ưu nhược điểm riêng, tạo ra những trải nghiệm lái khác nhau. Hiểu được sự khác biệt giữa hai hệ thống này sẽ giúp bạn có thêm kiến thức ô tô hữu ích, từ đó lựa chọn loại trợ lực lái phù hợp nhất với nhu cầu sử dụng.

Hệ thống lái trợ lực điện (EPS) ngày càng phổ biến nhờ thiết kế hiện đại, giúp tiết kiệm nhiên liệu và mang lại cảm giác lái chính xác. Bài viết đã phân tích chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các loại EPS phổ biến và so sánh với trợ lực lái thủy lực. Bên cạnh đó, những nguyên nhân gây hư hỏng EPS và cách bảo dưỡng cũng được đề cập để giúp người dùng sử dụng hệ thống bền bỉ, hiệu quả hơn.