Vô lăng trợ lực điện so với thuỷ lực, loại nào tốt hơn?

Toyota là một trong những hãng xe vẫn ưu tiên sử dụng vô lăng trợ lực thuỷ lực cho đa phần các mẫu xe

Thế giới ô tô đang sống trong thời kỳ khoa học công nghệ phát triển vượt bậc. Cùng với sự phát triển của động cơ ô tô ứng dụng công nghệ điện - điện tử và phanh điện tử, tay lái trợ lực điện (Electrically assisted power steering, EPS) trở thành công nghệ mới nhất đang được các nhà sản xuất ô tô dần thay thế tay lái trợ lực thủy lực vốn đã thống trị trong công nghiệp ô tô hơn nửa thế kỷ qua.

Tay lái là bộ phận quan trọng của một chiếc xe, nếu không muốn nói là quan trọng nhất. Thông qua tay lái, ta buộc xe phải di chuyển theo hướng mong muốn để đến đích và tránh tai nạn.

Vô lăng trợ lực thuỷ lực (HPS)

Mitsubishi Pajero Sport là một mẫu xe điển hình sử dụng vô lăng trợ lực thuỷ lực

Để việc điều khiển tay lái được nhẹ nhàng mà không làm chậm phản ứng lái, các nhà sản xuất ô tô trang bị hệ thống lái thủy lực. Ở hệ thống trợ lực thủy lực, thanh răng được hàn thêm 1 pít tông và được đặt trong ống xy lanh (rack housing). Ở 2 đầu xy lanh nối với 2 ống thủy lực được điều khiển bởi van thủy lực (hydraulic control valve). Van thủy lực được điều khiển bởi trục lái. Khi tài xế bẻ tay lái, van thủy lực sẽ cung cấp thủy lực vào một đầu xy lanh, đẩy pít tông về phía bên kia.

Vô lăng trợ lực điện (EPS)

Vô lăng trợ lực điện đang được phổ biến rộng rãi từ những mẫu xe bình dân cho đến xe sang

EPS gồm các thành phần: 1/ Bánh răng trục lái. 2/ Cảm ứng mô men xoắn tay lái. 3/ Vỏ bọc thanh răng và bánh răng. 4/ Động cơ điện. 5/Vít me bi. 6/ Thanh răng lái. 7/ Dây đai. Ngoài 7 thành phần nêu trên, còn phải kể đến bộ điều khiển trong tâm (ECU), trong đó có cảm biến tốc độ xe. ECU có nhiệm vụ tiếp nhân dữ liệu từ cảm ứng mô men xoắn tay lái và tốc độ xe và ra lệnh cho động cơ điện hoạt động.

Vào khoảng năm 2000, EPS được các nhà cung ứng giới thiệu với các nhà sản xuất ô tô. Năm 2005, EPS nhanh chóng chiếm được 25,8% thị phần xe mới, không bằng một nửa tay lái thủy lực (HPS) với 56,3%, tay lái không trợ lực vẫn được khách hàng lớn tuổi ưa chuộng chiếm 17,9% thị phần. Chỉ 6 năm sau, năm 2011, EPS nhanh chóng chiếm 58,2%, HPS thu hẹp chỉ còn 30,9% và tay lái không trợ lực còn 10,9%.

So sánh EPS và HPS

Ưu điểm đầu tiên của trợ lực lái thủy lực là cảm giác lái. Hệ thống này có kết cấu hoàn toàn bằng cơ khí nên phản ứng với mặt đường chân thực nhất. Tài xế có thể cảm nhận được lực dội ngược lên vô-lăng. Tuy nhiên, sự phát triển mạnh của hệ thống trợ lực lái điện giúp cảm giác lái ngày một chân thực. Nhiều mẫu xe đắt tiền dùng trợ lực điện và không nhiều người phàn nàn về chúng.

Bên cạnh đó, chi phí bảo dưỡng hệ thống trợ lực lái thủy lực thấp hơn vì đã thông dụng từ lâu. Chỉ thường gặp một số hỏng hóc như rò rỉ dầu, hay hỏng van phân phối. Tuy nhiên, cần thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng, kiểm tra dầu trợ lực lái.

Hệ thống trợ lực điện ít phải kiểm tra, dễ dàng sửa chữa, nhưng nếu hỏng hóc phần cứng, các gara thường khuyên nên thay toàn bộ, kéo theo chi phí lớn. Vì sửa chữa không thể đảm bảo tuyệt đối, gây sự cố ở hệ thống lái, thậm chí có tình huống vô-lăng quay liên tục không thể kiểm soát.

Trợ lực lái thủy lực phức tạp hơn, nặng hơn và chiếm nhiều không gian hơn. Cộng với cơ cấu nhận công suất từ động cơ nên lúc nào cũng trong trạng thái hoạt động, nên tiêu hao nhiên liệu nhiều hơn. Còn hệ thống trợ lực điện chỉ hoạt động khi nào nhận được tín hiệu từ cảm biến. Theo tính toán của các chuyên gia, trợ lực điện giúp tiết kiệm hơn 2%-3% nhiên liệu so với trợ lực lái thủy lực.

Trợ lực lái điện rất được lòng khách hàng. Bởi lẽ, do hoạt động theo cơ cấu điện tử nên được kết nối với cảm biến tốc độ, cảm biến trượt ở bánh xe, cảm biến va chạm và con quay hồi chuyển để điều chỉnh lực vô-lăng phù hợp. Chính vì thế, khi xe di chuyển chậm hay vào bãi đỗ xe, vô-lăng nhẹ nhàng và dễ dàng đánh lái. Khi đi tốc độ cao, vô-lăng tự động trở nên nặng hơn.

Vô lăng trợ lực thuỷ lực trở nên an toàn hơn khi di chuyển trên cao tốc

Trợ lực lái thủy lực ngược lại, nặng ở tốc độ thấp và nhẹ ở tốc độ cao (do áp suất dầu lớn). Tuy nhiên, trợ lực lái thủy lực lại có tốc độ trả vô-lăng về trung tâm nhanh hơn, đồng nghĩa với việc giữ xe đi thẳng tốt hơn (nhất là khi điều khiển xe trên cao tốc).

Dù còn nhược điểm nhưng tay lái điện rõ ràng có những ưu điểm vượt trội tay lái thủy lực và sẽ dần thay thế trên các mẫu xe đời mới.