Hệ thống lái bánh răng và thanh răng hoạt động như thế nào?

Bạn có bao giờ thắc mắc khi thực hiện hành động quay vô lăng, chuyện gì thực sự đang xảy ra với chiếc xe của mình?

Thực ra hệ thống này hoạt động theo nguyên lý rất đơn giản, với điểm cốt lõi là sự thay đổi từ chuyển động quay tròn sang chuyển động tịnh tiến. Khi vô lăng quay, trụ lái (steering column) cũng sẽ quay, đồng thời kéo theo bánh răng dẫn hướng (pinion).

Bánh răng được đặt trên một thanh kim loại có răng được gọi là thước lái (rack). Bánh răng sẽ quay ăn khớp với các răng trên thước lái để di chuyển trái phải, tùy thuộc vào sự điều khiển của người lái.

Thước lái được kết nối thông qua thanh rô-tuyn (tie rod) bắt vào khớp bánh (king pin), cố định với ổ bánh xe (wheel hub). Thiết kế này khắc phục được các nhược điểm của hệ thống lái trục vít (recirculating ball). Lý do là bởi vì hệ thống này nhẹ, vận hành tự do hơn và không có điểm chết ở vị trí trung tâm.

Dù việc biến thiên tỷ số truyền là hoàn toàn khả thi, thông thường tỷ số truyền lái được quyết định bởi số răng trên thước lái. Một số thước lái có các răng gần nhau ở vị trí trung tâm và dãn ra về phía ngoài. Thiết kế này giúp người lái nhàn tay hơn trên đường thẳng (chẳng hạn như cao tốc) và đem lại cảm giác nhanh nhạy khi vào cua.

Một hệ thống trợ lực cũng được bổ sung vào một bên của thước lái với một piston thủy lực. Một van quay có nhiệm vụ điều hướng trợ lực sang bên trái hoặc phải của piston (tùy thuộc vào vô lăng). Hệ thống trợ lực điện nếu được lắp đặt sẽ thay thế toàn bộ các piston và van bằng một môtơ điện.

Thường thì người lái sẽ muốn có cảm giác lái chân thực hơn, do đó việc nâng cấp và thay đổi hệ thống lái là hoàn toàn khả thi. Cụ thể, thước lái có thể được trao đổi giữa các mẫu xe khác nhau. Các nhà sản xuất bên thứ ba như Quaife và Bilstien vẫn luôn nổi tiếng với các phụ tùng aftermarket.

Tóm lại, hệ thống lái bánh răng là một hệ thống đơn giản nhưng rất thông minh, và được sử dụng trên hầu hết các xe hiện nay. Hy vọng qua bài viết này, mỗi khi quay vô lăng, chúng ta đều hiểu rõ được chuyện gì đang diễn ra với chiếc xe của mình.