Hệ thống lái trợ lực điện với hai loại là thuỷ lực và điện giúp tài xế dễ dàng đánh lái. Hiện nay, hệ thống trợ này được trang bị trên nhiều mẫu xe cao cấp, để vận hành có hiệu quả.
Xem thêm: Tìm hiểu hệ thống phanh ABS: Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động
1. Hệ thống lái trợ lực điện là gì?
Hệ thống trợ lực lái điện có tên viết tắt là EPS (Electronic Power Steering). Đây là tiêu chuẩn mới trên các dòng xe ô tô hiện đại với việc sử dụng một hệ thống động cơ điện thông minh để hỗ trợ việc điều khiển tay lái và lấy năng lượng từ hệ thống điện của xe.
Hệ thống trợ lực lái điện giúp giảm thiểu lượng nhiên liệu tiêu hao, tạo cảm giác an toàn, thoải mái cho người lái. Đặc biệt, nếu xe gặp sự cố hư hỏng, hệ thống này còn giúp xe dễ dàng sửa chữa hơn.
Xem thêm: Tổng hợp các hệ thống điện ô tô, điện tử ô tô phổ biến hiện nay
Hệ thống EPS có nhiệm vụ hỗ trợ việc điều khiển tay lái luôn an toàn (Nguồn: xedienXANH.net)
2. Cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện
Cấu tạo hệ thống lái trợ lực điện EPS gồm 6 bộ phận với nhiệm vụ riêng, nhưng có sự liên kết với nhau chặt chẽ và hoạt động như một thể thống nhất, cụ thể:
- EPS ECU có chức năng vận hành mô tơ DC bố trí trên trục lái, căn cứ vào tín hiệu từ các cảm biến, tốc độ xe và tốc độ động cơ để tạo ra lực trợ lực. EPS ECU sẽ vận hành mô tơ DC với trợ lực phù hợp tùy vào tín hiệu nhận về mạnh hay yếu.
- Cảm biến mô-men xoắn: Bộ phận này sẽ gửi tín hiệu về hộp điều khiển sau khi đo chỉ số mô men đánh lái. Khi xe vận hành, cảm biến dựa vào sự thay đổi điện áp để phát hiện và tính toán tác dụng lên thanh xoắn, đưa tín hiệu điện áp đó về hệ thống trung tâm EPS ECU.
- Mô tơ điện DC hoạt động tạo ra trợ lực phù hợp với cơ chế hoạt động và tín hiệu EPS ECU phát ra.
- ECU động cơ có vai trò đưa tín hiệu tốc độ cơ tới EPS ECU khi hoạt động.
- Cụm đồng hồ được bố trí trên bảng táp lô sẽ đưa tín hiệu tốc độ đến hệ thống EPS ECU xử lý.
- Đèn cảnh báo P/S có nhiệm vụ bật đèn cảnh báo khi hệ thống bên trong gặp sự cố hư hỏng.
Do cấu tạo đơn giản và chỉ dùng lực điện (không sử dụng sức mạnh động cơ) để hoạt động nên những loại mẫu xe được trang bị hệ thống trợ lực lái có thể tiết kiệm nhiên liệu khoảng 2% – 3% so với xe cùng loại. Bên cạnh đó, thiết bị này cũng giúp trọng lượng của xe nhẹ hơn và hỗ trợ người lái kiểm soát phương tiện tốt hơn, cho cảm giác lái chân thực khi đi ở tốc độ cao.
Xem thêm: Hệ thống treo khí nén ô tô: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hệ thống EPS có cấu tạo đơn giản (Nguồn: xedienXANH.net)
3. Nguyên lý hoạt động của hệ thống EPS
Hệ thống lái trợ lực điện hoạt động dựa trên tín hiệu của cảm biến mô-men được bố trí trong cụm trợ lực lái. Khi người điều khiển phương tiện tác động lên vô lăng để chuyển hướng, với lực ma sát của mặt đường lên bánh xe, thước lái sẽ tác động lên thanh xoắn được bố trí trong cụm trợ lực điện. Lúc này, cảm biến mô-men sẽ bắt đầu đo mô men đánh lái và chuyển về hộp điều khiển. Sau khi nhận được tín hiệu gửi đến, mô tơ trợ lực sẽ hoạt động dựa vào dòng điện phát ra từ hộp điều khiển. Lực phát ra sẽ đủ lớn để giúp người lái xoay trục lái theo phương hướng mong muốn.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống trợ lực lái điện như sau:
- Nhiệm vụ của hệ thống trợ lực chính là định mức dòng điện: Dòng điện với định lượng phù hợp, cấp tới mô tơ trợ lực lái phụ thuộc vào giá trị độ xoắn của thanh lái và vận tốc của xe cao hay thấp.
- Mô tơ trợ lực lái sẽ vận hành khi người lái quay vô lăng tại những điểm bù quán tính.
- Trường hợp tài xế đánh hết vô lăng sang một bên thì hệ thống điều khiển trả lái sẽ kiểm soát lượng trợ lực hồi về của bánh xe sau.
- Để giảm rung trong độ lệch của thân xe, hệ thống giúp điều khiển trợ lực khi lái xe quay vô lăng ở tốc độ cao.
- Điều khiển bảo vệ quá nhiệt có chức năng tính toán nhiệt của mô tơ dựa trên cơ sở áp lực điện đầu vào và cường độ dòng điện. Cường độ dòng điện vào sẽ giảm nếu nhiệt độ của mô tơ và ECU trợ lực lái cao, điều này giúp tránh tình trạng ECU và mô tơ bị quá nhiệt.
Hệ thống lái trợ lực điện hoạt động dựa trên tín hiệu của cảm biến mô-men (Nguồn: xedienXANH.net)
Hiện nay, những mẫu xe thế hệ mới trên thị trường thuộc phân khúc cao cấp hầu như đều được trang bị hệ thống lái trợ lực điện. Nhờ hệ thống này, việc quay xe, đánh lái hay di chuyển trong những cung đường chật hẹp trở nên nhẹ nhàng và đơn giản hơn rất nhiều.
