Tìm hiểu về các loại hệ thống lái phổ biến hiện nay – Trung tâm Đăng kiểm thành phố hồ chí minh

Hệ thống lái là bộ phận không hề thiếu với bất kể phương tiện đi lại nào và xe hơi cũng vậy. Hiện nay, ngày càng có nhiều hệ thống lái sinh ra và được nâng cấp cải tiến nhằm mục đích mang đến cho người tinh chỉnh và điều khiển cảm xúc tốt nhất. Trong bài viết này, tất cả chúng ta hãy cùng tìm hiểu và khám phá về những loại hệ thống lái lúc bấy giờ !

​

1. Hệ thống lái thuần cơ khí

Được xuất hiện lần đầu trên các xe thế hệ đầu tiên từ thập kỷ 50 và vẫn liên tục được phát triển, cải tiến cho đến ngày nay. Các nghiên cứu về hệ thống lái cơ khí chủ yếu tập trung vào khả năng quay vòng ô tô trong thời gian ngắn nhất trên một diện tích bé, giữ cho chuyển động thẳng của xe được ổn định, lực tác dụng lên vành tay lái nhỏ, đảm bảo động lực quay vòng đúng để các bánh xe không bị trượt, sự tương ứng động học giữa dẫn động lái và bộ phận dẫn hướng của hệ thống treo, khả năng ngăn được các va đập của các bánh xe dẫn hướng lên vành tay lái, quan hệ chuyển động giữa bánh xe bên phải và bên trái.

Hệ thống lái thuần cơ khí gồm có hai thành phần chính : dẫn động lái và cơ cấu tổ chức lái. Cơ cấu lái là bộ chuyển đổi mô men giữa góc quay vòng những bánh xe dẫn hướng và góc quay vành lái lớn. Dẫn động lái truyền hoạt động từ cơ cấu tổ chức lái đến những bánh xe dẫn hướng đồng thời bảo vệ cho những bánh xe dẫn hướng quay quanh trụ đứng với tốc độ và góc quay khác nhau nhằm mục đích tránh hiện tượng kỳ lạ trượt khi quay vòng .
Về cơ bản thì hệ thống thuần lái cơ khí phân phối được nhu yếu bắt đầu để xe hoạt động trên đường bảo vệ những bánh xe ít bị trượt khi quay vòng. Tuy nhiên, do phong cách thiết kế đơn thuần nên vẫn có nhiều yếu tố cần nâng cấp cải tiến trên hệ thống lái này :
– Người lái phải sử dụng 100 % nguồn năng lượng để thực thi việc quay vòng bánh xe trong quy trình hoạt động, đồng thời cũng đảm nhiệm những phản hồi không mong ước từ mặt đường điều này làm cho người lái cảm thấy stress khi sử dụng và gặp khó khăn vất vả trong nhiều trường hợp giật mình .
– Quỹ đạo hoạt động quay vòng chịu ảnh hưởng tác động của góc quay thân xe và thực trạng đánh lái. Trong khi hệ thống lái này chỉ tập trung chuyên sâu vào bài toán góc quay dẫn hướng bánh hoạt động theo vô lăng do đó tác động ảnh hưởng của di dời thân xe đặc biệt quan trọng khi đánh lái ở vận tốc cao là rõ nét và chưa trấn áp được .
– Chưa tối ưu khối lượng, size những chi tiết cụ thể cơ khí nên cơ cấu tổ chức cồng kềnh, nặng chiếm nhiều khoảng trống sắp xếp. Sự va đập khi xảy ra sự cố tác động ảnh hưởng nhiều đến người sử dụng và những cụ thể trong xe là điều khó tránh khỏi .

2. Hệ thống lái trợ lực thủy lực (HPS-Hydraulic Power Steering)

HPS là sự nâng cấp cải tiến của hệ thống lái thuần cơ khí nhằm mục đích xử lý yếu tố chính là tương hỗ một phần nguồn năng lượng của người lái trong quy trình điều khiển và tinh chỉnh xe tạo cảm xúc tự do khi lái xe. Tùy theo phong cách thiết kế và chính sách hoạt động của xe, nguồn năng lượng tương hỗ của bộ trợ lực do động cơ tạo ra hoàn toàn có thể lên đến 80 % nguồn năng lượng tổn hao cho việc đánh lái. Việc trang bị hệ thống lái trợ lực sẽ giúp cho người lái ít tổn hao nguồn năng lượng khi quay vòng xe và giảm được những va đập từ bánh xe lên vô lăng. Không những thế, nó còn nâng cao được tính năng bảo đảm an toàn trong trường hợp bánh xe gặp sự cố. Đây là một trong những ưu điểm điển hình nổi bật hệ thống lái trợ lực thủy lực .

Nhiệm vụ chính cần xử lý là tỷ suất trợ lực tương thích với điều kiện kèm theo chạy xe và sự biến hóa góc đánh lái. Có thể thấy rõ : khi vận động và di chuyển ở tốc độ thấp ta cần trợ lực nhiều, ngược lại vận tốc cao cần hạn chế trợ lực. Vị trí vô lăng vị trí trung hòa ( chạy thẳng ) cần ít trợ lực, đánh lái nhiều càng xa vị trí trung hòa tỷ suất trợ lực càng tăng. Hay nói những khác hệ thống trợ lực thủy lực cần sắp xếp đổi khác tỷ suất trợ lực theo điều kiện kèm theo hoạt động theo hai thông số kỹ thuật chính : góc đánh lái và tốc độ xe .
Điểm độc lạ quan trọng nhất của hệ thống lái trợ lực thủy lực chính là thanh xoắn ( torsion bar ) sắp xếp trên trục lái. Thanh xoắn này đóng vai trò như bộ phận cảm ứng mô men. Góc đánh lái càng lớn mô men xoắn càng lớn làm cho thanh xoắn biến dạng nhiều khi đó cửa van dầu trợ lực được lan rộng ra áp lực đè nén dầu trợ lực tăng theo. Vận tốc chạy xe tăng làm cho mô men cản tại bánh xe dẫn hướng giảm làm cho biến dạng thanh xoắn cũng giảm độ mở van trợ lực, lực trợ lực giảm theo điều này làm hạn chế năng lực trợ lực khi tăng tốc độ một cách tự nhiên .
Ưu điểm tiên phong của trợ lực lái thủy lực là cảm xúc lái. Hệ thống này có cấu trúc trọn vẹn bằng cơ khí nên phản ứng với mặt đường chân thực nhất. Tài xế hoàn toàn có thể cảm nhận được lực dội ngược lên vô-lăng. Bên cạnh đó, ngân sách bảo trì hệ thống trợ lực lái thủy lực thấp hơn vì đã thông dụng từ lâu. Chỉ thường gặp một số ít hỏng hóc như rò rỉ dầu, hay hỏng van phân phối. Tuy nhiên, cần liên tục kiểm tra bảo trì, kiểm tra dầu trợ lực lái .
Ngoài những ưu điểm trên, hệ thống HPS vẫn còn một số ít điểm yếu kém cần nâng cấp cải tiến :
– Việc tinh chỉnh và điều khiển những van dầu trợ lực bằng thanh xoắn trọn vẹn bằng cơ khí nên dải vận tốc hạn chế ( góc biến dạng thanh xoắn được số lượng giới hạn ), đặc biệt quan trọng khi chạy ở vận tốc cao hiệu suất bơm dầu tăng dẫn đến áp lực đè nén dầu tăng theo, việc hạn chế trợ lực trở lên khó khăn vất vả ( mất cảm xúc lái ) .
– Bơm dầu thao tác liên tục ( do nối trực tiếp với động cơ ) làm tổn hao nguồn năng lượng trong thực trạng không cần trợ lực .
Trên thị trường Nước Ta lúc bấy giờ rất nhiều dòng xe trang bị hệ thống lái này do giá tiền rẻ và tương thích vận tốc chạy xe hạn chế ( < 120 km / h )

3. Hệ thống lái trợ lực thủy lực điều khiển bằng điện tử (EHPS)

Về cơ bản, hệ thống EHPS tương tự như HPS. Sự cải tiến lớn nhất chính là thanh xoắn cảm biến mô men đánh lái không trực tiếp điều khiển van trợ lực. Độ biến dạng của thanh xoắn được chuyển thành tín hiệu điện gửi đến hộp MCU điều khiển  trợ lực. Hộp MCU điều khiển trợ tổng hợp các tín hiệu chạy xe, tính toán và xác định phần tỷ lệ trợ lực từ đó quyết định áp lực trợ lực lái.

So sánh với hệ thống lái trợ lực thủy lực hệ thống lái trợ lực điều khiển và tinh chỉnh bằng điện tử có nhiều ưu điểm hơn như : Dải thao tác thao tác của trợ lực phong phú cung ứng những dải vận tốc khác nhau đặc biệt quan trọng là dải vận tốc cao ( tạo cảm xúc lái ), tạo sự tự do khi lái xe .
Trên thị trường Nước Ta hệ thống lái trợ lực thủy lực tinh chỉnh và điều khiển điện thường được trang bị cho những dòng xe hạng trung và 1 số ít xe hạng sang .

4. Hệ thống lái trợ lực điện tử (EPS)

Được tăng trưởng cùng thời gian với hệ thống trợ lực lái thủy lực điều khiển và tinh chỉnh điện tử, hệ thống lái trợ lực điện tử có nhiều ưu điểm hơn. Hệ thống lái trợ lực thủy lực tinh chỉnh và điều khiển điện tử sử dụng bộ trợ lực thủy lực thì với bơm thủy lực gắn với động cơ nên hoạt động giải trí liên tục trong quy trình chạy xe gây tiêu tốn lãng phí hiệu suất khi không sử dụng trợ lực lái, thêm vào đó dầu trợ lực lái là một tác nhân gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường. Hệ thống ESP đã khắc phục được điều này. Ngoài ra, do hoạt động giải trí theo cơ cấu tổ chức điện tử nên được liên kết với cảm ứng vận tốc, cảm ứng trượt ở bánh xe, cảm ứng va chạm và con quay hồi chuyển để kiểm soát và điều chỉnh lực vô-lăng tương thích. Chính do đó, khi xe chuyển dời chậm hay vào bãi đỗ xe, vô-lăng nhẹ nhàng và thuận tiện đánh lái. Khi đi vận tốc cao, vô-lăng tự động hóa trở nên nặng hơn. Kết cấu của hệ thống lái trợ lực điện tử cũng gọn hơn .

Cải tiến quan trọng của hệ thống này là thay thế lực tính năng từ bơm dầu trợ lực bằng động cơ điện. Mô tơ điện được tinh chỉnh và điều khiển bằng hộp điều khiển và tinh chỉnh nên những chính sách trợ lực được đổi khác một cách linh động. Hộp tinh chỉnh và điều khiển ECU được lập trình dựa trên thuật toán tinh chỉnh và điều khiển và quy mô toán điều khiển và tinh chỉnh trợ lực hệ thống lái. Tùy theo từng hãng xe, quy mô tinh chỉnh và điều khiển được sử dụng có sự khác nhau. Tuy nhiên, có một đặc thù chung nhất đó là những đặc tính trợ lực được thiết kế xây dựng dựa trên đặc tính cản từ mặt đường. Trong hệ thống này, cảm ứng mô men cản ( sắp xếp trên thanh xoắn ) sẽ xác lập mô men cản từ mặt đường công dụng lên hệ thống, tích hợp với cảm ứng tốc độ và những thông số kỹ thuật chạy xe ứng dụng sẽ quyết định hành động trợ lực tỷ suất trợ lực trải qua việc tinh chỉnh và điều khiển trực tiếp mô tơ điện .
Tuy hệ thống trợ lực điện ít phải kiểm tra, thuận tiện thay thế sửa chữa nhưng nếu hỏng hóc phần cứng, những gara thường khuyên nên thay hàng loạt, kéo theo ngân sách lớn. Vì sửa chữa thay thế không hề bảo vệ tuyệt đối, gây sự cố ở hệ thống lái, thậm chí còn có trường hợp vô-lăng quay liên tục không hề trấn áp .
Trên thị trường xe Nước Ta hệ thống lái trợ lực điện được trang bị cho những dòng xe hạng trung và một số ít xe hạng sang .

5. Hệ thống lái chủ động (AFS – Active Front Steering)

Hệ thống lái dữ thế chủ động AFS được phong cách thiết kế dựa trên nghiên cứu và phân tích về hướng hoạt động thực tiễn của xe khi lưu thông ở những vận tốc khác nhau tại những điều kiện kèm theo khác nhau. Khi xe hơi hoạt động ở dải vận tốc thấp hướng hoạt động của xe hơi được quyết định hành động bởi góc đánh lái. Tuy nhiên khi tốc độ hoạt động lớn hơn 60 Km / h ảnh hưởng tác động của lực quán tính ảnh hưởng tác động lên thân xe làm xoay thân xe ( do lốp biến dạng và tác động ảnh hưởng hệ thống treo ) là rõ nét. Nói những khác hướng hoạt động của xe hơi phụ thuộc vào vào hai tín hiệu góc đánh lái và góc xoay thân xe .

Điểm quan trong hệ thống lái này là trên trục lái nối giữa Vô lăng và cơ cấu tổ chức lái được sắp xếp thêm bộ chấp hành AFS ( AFS actuator ) – cơ cấu tổ chức đổi khác tỷ số truyền được biến hóa theo thực trạng chạy xe. Trên hệ thống này Open thêm cảm ứng xoay thân xe, tín hiệu từ cảm ứng này tích hợp với tín hiệu tốc độ, góc đánh lái, tốc độ đánh lái được gửi đến hộp điều khiển và tinh chỉnh. Tín hiệu từ bộ tinh chỉnh và điều khiển quyết định hành động tỉ số truyển tại bộ chấp hành .
Hệ thống lái AFS phối hợp với bộ trợ lực tạo thành hệ thống lái trang bị cho những xe hạng sang. Bộ trợ lực điện này hoàn toàn có thể được sắp xếp trên trục lái ( EPAS-column ), sắp xếp trên thước lái ( EPAS-rack ) hay được gắn thêm bộ phận giảm tốc và sắp xếp trên thước lái ( EPAS-pinion ), đặt song hành cùng với thước lái ( EPAS-dual-pinion ). Hệ thống trợ lực điện có nhiều ưu điểm hơn hệ thống lái trợ lực thủy lực như điều khiển và tinh chỉnh nhẹ hơn và không chiếm khoảng trống nhiều và không làm tiêu tốn nhiều hiệu suất của động cơ .

6. Hệ thống lái Steer by wire

Đối với những hệ thống lái đã trình diễn ở trên, khi quay vòng ở những vận tốc khác nhau người lái chỉ trấn áp được 1 số ít trạng thái động lực học của xe. Ô tô chỉ hoàn toàn có thể được trấn áp trọn vẹn khi quay vòng với hệ thống lái điện ( Steer by wire ). Trong những năm gần đầy, hệ thống lái này đang được tập trung chuyên sâu điều tra và nghiên cứu. Đây là hệ thống lái có năng lực tạo ra lực tương hỗ lái xe quay vành lái với 100 % nguồn năng lượng .

Khái niệm Steer by wire (SBW) được hình thành dựa trên mong muốn xây dựng hệ thống lái đáp ứng được các tình trạng chuyển động theo mong muốn của người điều khiển xe khi quay vòng. Hệ thống Steer by wire có thể được chia thành hai hệ thống: hệ thống Steer by wire độc lập và hệ thống Steer by wire tích hợp. Hệ thống Steer by wire tích hợp với đặc điềm hai bánh dẫn hướng liên kết với nhau qua hình thang lái. Đặc điểm hệ thống Steer by wire độc lập với đặc điểm mỗi bánh xe dẫn hướng bố trí một động cơ điều khiển. Việc điều khiển một cách độc lập tại các bánh xe có ưu điểm giúp tỉ lệ thay đổi góc dẫn hướng bánh xe một cách độc lập theo lý thuyết quay vòng. Tuy nhiên với công nghệ hiện nay, các nghiên cứu mới tập trung vào hệ thống Steer by wire tích hợp.

Trên những hệ thống lái thường thì, mô men từ vành tay lái được truyền trực tiếp xuống cơ cấu tổ chức lái thống qua trục lái. Tuy nhiên ở hệ thống lái điện cơ cấu link trung gian này đã được vô hiệu, chính vì thế việc việc đồng nhất góc quay giữa vành tay lái và cơ cấu tổ chức lái cũng như những ảnh hưởng tác động phản hồi từ mặt đường lên vành lái được xem là một trách nhiệm quan trọng .
Bộ điều khiển và tinh chỉnh hệ thống lái đóng vai trò then chốt trong quy trình tinh chỉnh và điều khiển xe. Mọi thông tin sẽ được xử lí bằng điện tử nên năng lực phản ứng với những thông tin trong quy trình lái xe sẽ nhanh hơn, không những thế nó còn có năng lực hạn chế phản hồi từ mặt đường, theo đó khi xe đi vào mặt đường xấu, không nhẵn những rung động từ mặt đường tác động ảnh hưởng lên vành lái sẽ được vô hiệu, nhờ vậy người lái không bị mỏi tay mà tự do hơn đồng thời khoảng trống sắp xếp cho hệ thống lái giảm, khối lượng giảm. Hệ thống lái này đã và đang điều tra và nghiên cứu và ứng dụng trong những năm gần đây .
Có thể thấy, mỗi loại hệ thống lái có những ưu, điểm yếu kém riêng. Việc nghiên cứu và điều tra, tăng trưởng, nâng cấp cải tiến những hệ thống lái mới vẫn chưa có tín hiệu dừng lại .

Source: https://vh2.com.vn
Category : Chế Tạo