(News.oto-hui.com) – Nếu bạn tìm hiểu sâu về hệ thống lái thì chúng ta sẽ nhận thấy việc tỷ số truyền hệ thống lái biến thiên rất cần thiết. Vậy sao các hãng xe ô tô đa phần vẫn chỉ trang bị hệ thống lái với tỷ số truyền cố định?
Tỷ số truyền hệ thống lái là gì?
Tỉ số truyền hệ thống lái được định nghĩa bằng tỉ số của góc quay trên vành tay lái (vô lăng) với góc mà bánh xe dẫn hướng quay được. Ví dụ, nếu vành tay lái quay được một vòng (360 độ) mà chiếc xe đổi hướng 20 độ, thì khi đó tỉ số truyền hệ thống lái là 360 chia 20 bằng 18:1.
Vì sao tỷ số truyền hệ thống lái biến thiên rất cần thiết?
Điều này xuất phát từ điều kiện thực tế khi vận hành một chiếc xe ô tô.
Ở vận tốc cao cần tỷ số truyền lớn
Khi ô tô chuyển động trên đường thẳng với vận tốc cao sẽ xảy ra 2 vấn đề cơ bản sau:
- Lực cản đánh lái thấp nên lực đánh lái nhẹ hơn bình thường. Tỷ số truyền lớn giúp đảm bảo cảm giác lái về lực. Ví dụ bình thường với một lực thì trên vô lăng quay 18 độ thì bánh xe quay 1 độ. Lực cản vô lăng giảm, với lực tương ứng bằng như vậy thì chắc chắn góc quay trên vô lăng sẽ lớn hơn 18 độ. Khi đó cần tỷ truyền lớn hơn 18 để đảm bảo chỉ làm bánh xe dẫn hướng quay 1 độ.
- Người lái chỉ đánh lái với các góc rất nhỏ xung quanh vị trí trung gian vì nếu điều khiển không tốt rất dễ thiếu lái hoặc thừa lái rất uy hiểm ở vận tốc cao. Tỷ số truyền hệ thống lái lớn như một cơ cấu an toàn. Giả sử người lái vô tình mất tập trung tác dụng lực lên vô lăng thì nhờ tỷ số truyền lớn khiến tại bánh dẫn hướng chỉ quay góc rất bé không đáng kể.
Sự “tiện nghi” khiến tỷ số truyền phải lớn
Tỷ số truyền hệ thống lái nó cũng được hiểu như một hộp giảm tốc. Khi góc quay trên vô lăng càng lớn tức vận tốc góc trên vô lăng tăng, xét cùng một khoảng thời gian. Theo nguyên lý hộp giảm tốc bảo toàn công suất, momen đánh lái hay cụ thể hơn là lực đánh lái sẽ giảm. Điều này giúp cho người lái điều khiển ô tô nhẹ nhàng hơn.
Không chỉ vậy, va đập truyền ngược từ mặt đường tác dụng lên bánh xe dẫn hướng truyền lên vô lăng sẽ giảm xuống theo lập luận bảo toàn công suất P=Momen x Vận tốc góc.
Ở vận tốc thấp, tỷ truyền nhỏ lại có ưu điểm vượt trội hơn.
Ở các góc đánh lái lớn, tức những trường hợp điều khiển ô tô quay vòng trong những chỗ hẹp, bán kính quay vòng nhỏ thì tỷ số truyền nhỏ giúp cho việc điều khiển trở nên linh hoạt nhanh chóng hơn. Chưa kể việc “đánh lái chết” tại chỗ lực cản đánh lái là lớn nhất, đòi hỏi lực người lái phải lớn hơn. Ví dụ khi cần bánh dẫn hướng quay 35 độ cần quay vô lăng tận 630 độ (gần 2 vòng) thì bạn chỉ cần quay vô lăng 420 độ khi tỷ số truyền chỉ bằng 12. Nó thật nhanh và tiết kiệm thời gian và đỡ vất vả vần vô lăng phải không nào!
Thực tế, tỷ số truyền hệ thống lái biến thiên hay cố định?
Sau một loạt phân tích chuyên sâu kể, chắc hẳn nhiều bạn đang rất thắc mắc các hãng xe đã tạo ra giải pháp gì với thông số kỹ thuật của hệ thống lái vô cùng quan trọng này.
Dưới đây 2 giải pháp mà hiện nay các hãng xe đang lựa chọn:
1.“Cách trực tiếp” – Tạo ra hệ thống lái có tỷ số truyền thay đổi
Các bạn sẽ dễ dàng nhận ra chúng thông qua công nghệ mang tên Hệ thống lái chủ động – Active Front Steering. Với hệ thống lái này sẽ trang bị cơ cấu bánh răng hành tinh trên trục lái nhằm tạo sự biến thiên tỷ số truyền từ vô lăng đến trục đầu vào của cơ cấu lái. Đồng thời, kết hợp với các công nghệ khác như ABS – chống bó cứng phanh, ESP – cân bằng điện tử, TCS – Kiểm soát lực kéo … để giúp bạn điều khiển chiếc xe an toàn và tối ưu hơn.
Tuy nhiên, cách này đòi hỏi cơ cấu phức tạp cùng hệ thống điện tử điều khiển thông minh khiến giải pháp chỉ được trang bị trên các mẫu xe sang trọng đắt tiền.
2. “Cách gián tiếp” – Trang bị trợ lực cho hệ thống lái với tỷ số truyền cố định
Nguyên tắc vận hành rất đơn giản. Hệ thống lái trang bị thêm trợ lực sẽ làm cho nặng tay lái ở vận tốc cao và nhẹ ở vận tốc thấp. Thông thường hiện này trợ lực dựa trên áp dụng áp suất dầu thủy lực hoặc momen từ motor điện. Đây được cho là “lựa chọn khôn ngoan”. Thay vì chú tâm thay đổi tỷ số truyền để thỏa mãn cho các trường hợp đặc biệt đã phân tích phần trên thì họ lựa chọn giữ nguyên quan hệ vận tốc góc, biến thiên cộng trừ momen đánh lái.
- Cộng thêm momen cản (làm nặng tay lái) vận tốc cao đồng nghĩa, lực người lái phải rất lớn mới làm cho bánh xe quay được 1 độ so với lực thông thường.
- Hỗ trợ momen đánh lái (làm nhẹ tay lái) giúp việc đánh lái tại chỗ dù phải quay vô lăng góc lớn nhưng bù lại lực rất nhẹ nhàng.
- “Cộng trừ” với lực tác động từ mặt đường để triệt tiêu nó không tác động lên vô lăng, giúp xe ổn định đi thẳng.
Đây là giải pháp mặc dù không được tối ưu bằng như cách “trực tiếp” nhưng nó thỏa mãn về mặt chi phí hợp lý, đơn giản hơn đồng nghĩa sẽ trang bị được trên các dòng xe phổ thông lẫn cao cấp hạng sang.
Hy vọng, sau bài viết này OTO-HUI đã cung cấp những kiến thức vô cùng thú vị về thông số tỷ số truyền hệ thống lái đến tới bạn!
Bài viết liên quan:
- Các cách để phân loại hệ thống lái trên ô tô hiện nay
- Hệ thống lái thanh răng trợ lực lái thủy lực
- Hệ thống lái trên xe hơi hoạt động như thế nào ?
