Trong hệ thống lái của ô tô hiện đại, bơm trợ lực lái đóng vai trò then chốt giúp người lái điều khiển vô lăng nhẹ nhàng và chính xác hơn, đặc biệt khi vận hành ở tốc độ thấp hoặc trong không gian hẹp. Để hệ thống trợ lực hoạt động hiệu quả và bền bỉ, việc hiểu rõ cấu tạo bơm trợ lực lái là điều vô cùng quan trọng. Bài viết dưới đây Suzuki Việt Thắng sẽ giúp bạn khám phá chi tiết từng bộ phận trong bơm trợ lực, từ nguyên lý thiết kế đến vai trò của từng linh kiện, qua đó hỗ trợ kiểm tra, bảo dưỡng và sử dụng xe an toàn, hiệu quả hơn.
Bơm trợ lực lái là gì?
Bơm trợ lực lái là một bộ phận quan trọng trong hệ thống lái của ô tô, có nhiệm vụ tạo ra áp suất thủy lực hoặc áp suất dầu để hỗ trợ người lái xoay vô lăng nhẹ nhàng hơn, đặc biệt khi xe di chuyển ở tốc độ thấp hoặc khi quay đầu trong không gian hẹp.
Bơm trợ lực lái thường xuất hiện trong các hệ thống trợ lực lái thủy lực (Hydraulic Power Steering – HPS) hoặc trợ lực lái thủy cơ (Electro-Hydraulic Power Steering – EHPS). Trong các xe đời mới sử dụng trợ lực lái điện (Electric Power Steering – EPS), vai trò của bơm thủy lực đã được thay thế bởi mô tơ điện.
Cấu tạo của bơm trợ lực lái
Bơm trợ lực lái là bộ phận trung tâm trong hệ thống trợ lực thủy lực hoặc bán thủy lực của ô tô, có nhiệm vụ tạo ra áp suất dầu giúp hỗ trợ người lái dễ dàng xoay vô lăng. Cấu tạo bơm trợ lực lái tuy có sự khác nhau tùy theo loại bơm (bánh răng, cánh gạt hay piston hướng tâm), nhưng về cơ bản vẫn gồm các thành phần chính sau:
- Vỏ bơm (Housing): Vỏ bơm là bộ khung bảo vệ toàn bộ các chi tiết bên trong của bơm trợ lực lái. Nó được làm từ vật liệu kim loại cứng như nhôm đúc hoặc gang, có khả năng chịu được áp suất cao và nhiệt độ lớn trong quá trình hoạt động. Ngoài ra, vỏ bơm còn được thiết kế với các lỗ bắt bu lông để gắn kết với động cơ và đường dẫn dầu ra vào hệ thống.
- Trục dẫn động (Drive Shaft): Trục dẫn động là chi tiết kết nối giữa động cơ và rotor của bơm. Khi động cơ hoạt động, dây curoa quay puli làm trục dẫn động quay theo, từ đó tạo ra chuyển động quay cho rotor bên trong bơm. Trục này phải được chế tạo chính xác và có độ bền cơ học cao để đảm bảo hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt.
- Rotor (Bánh quay trung tâm): Rotor là bộ phận quay chính bên trong bơm trợ lực. Nó có nhiệm vụ quay cùng trục dẫn động và tạo ra chuyển động tuần hoàn cho dòng dầu. Trên rotor thường có nhiều rãnh nhỏ để gắn các cánh gạt (trong bơm cánh gạt) hoặc ăn khớp với bánh răng (trong bơm bánh răng). Chuyển động quay của rotor tạo ra sự thay đổi thể tích bên trong bơm, giúp hút và đẩy dầu hiệu quả.
- Cánh gạt (Vanes): Cánh gạt là những thanh mảnh, phẳng được đặt trong các rãnh của rotor và có khả năng trượt ra vào khi rotor quay. Nhờ lực ly tâm, cánh gạt ép sát vào cam vòng, tạo nên các buồng kín có thể thay đổi thể tích. Sự thay đổi thể tích này giúp dầu được hút vào và đẩy ra, tạo áp suất cần thiết cho hệ thống trợ lực lái.
- Cam vòng (Cam Ring): Cam vòng là một bộ phận tĩnh có hình elip lệch tâm so với rotor. Khi rotor quay bên trong cam vòng, các cánh gạt sẽ di chuyển theo biên dạng elip này, từ đó tạo ra các khoang biến đổi thể tích để bơm dầu. Cam vòng đóng vai trò rất quan trọng trong việc định hình dòng chảy và áp suất dầu bên trong bơm.
- Van điều áp (Relief Valve): Van điều áp là thiết bị an toàn trong hệ thống bơm, có chức năng xả áp suất dầu dư khi vượt quá mức cho phép. Van này giúp bảo vệ bơm và hệ thống ống dẫn khỏi tình trạng quá áp, tránh nguy cơ nổ hoặc hỏng hóc. Khi áp suất vượt ngưỡng, van sẽ tự động mở để đưa dầu trở lại bình chứa.
- Van điều chỉnh lưu lượng (Flow Control Valve): Van điều chỉnh lưu lượng có nhiệm vụ kiểm soát lượng dầu được đưa ra từ bơm. Dù tốc độ động cơ thay đổi, van này vẫn giữ cho lưu lượng dầu ổn định để đảm bảo hệ thống lái hoạt động hiệu quả. Khi lưu lượng vượt quá mức thiết kế, van sẽ điều tiết dòng dầu dư thừa quay lại bể chứa.
- Phốt chắn dầu (Oil Seal): Phốt chắn dầu được đặt ở nơi trục bơm xuyên qua vỏ, nhằm ngăn không cho dầu bị rò rỉ ra ngoài. Đồng thời, phốt cũng ngăn bụi bẩn và tạp chất từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào bơm. Phốt thường được làm từ cao su tổng hợp hoặc vật liệu chịu dầu và nhiệt tốt, đảm bảo độ kín cao và tuổi thọ dài.
- Ống hút và ống xả dầu (Inlet & Outlet Ports): Bơm trợ lực lái được thiết kế với hai cổng chính: một cổng hút dầu từ bình chứa và một cổng đẩy dầu đến hệ thống trợ lực. Các cổng này thường có kết cấu ren hoặc khớp nối tiêu chuẩn để kết nối chắc chắn với ống dẫn dầu. Việc bố trí hợp lý giúp dầu lưu thông thuận lợi, hạn chế thất thoát và đảm bảo áp suất ổn định.
- Bánh đai/puli truyền động: Bánh đai (puli) là bộ phận gắn với trục bơm để nhận lực truyền từ động cơ thông qua dây curoa. Khi động cơ quay, bánh đai quay theo, kéo theo trục và rotor hoạt động. Puli thường được làm bằng hợp kim nhẹ và bền, thiết kế để giảm lực cản và tăng hiệu suất truyền động.
Một số trường hợp hỏng trợ lực lái phổ biến
Hệ thống trợ lực lái, đặc biệt là loại trợ lực lái thủy lực, đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ người lái điều khiển vô lăng nhẹ nhàng và an toàn hơn. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, hệ thống này có thể gặp trục trặc do nhiều nguyên nhân khác nhau. Dưới đây là những trường hợp hỏng hóc phổ biến thường gặp ở trợ lực lái:
- Rò rỉ dầu trợ lực: Đây là lỗi phổ biến nhất trong hệ thống trợ lực lái thủy lực. Khi các gioăng cao su, ống dẫn dầu hoặc phớt bơm bị lão hóa, nứt vỡ do thời gian sử dụng lâu hoặc tác động nhiệt, dầu trợ lực sẽ rò rỉ ra ngoài. Dấu hiệu nhận biết thường là có vết dầu dưới gầm xe, mức dầu trong bình chứa giảm nhanh, hoặc tay lái trở nên nặng hơn bình thường.
- Bơm trợ lực lái bị hỏng: Bơm trợ lực có thể hỏng do mòn cơ khí, mất áp suất hoặc cánh gạt bị gãy. Khi bơm không tạo đủ áp suất dầu, hệ thống trợ lực không còn hiệu quả. Biểu hiện thường gặp là vô lăng trở nên rất nặng, đặc biệt khi đánh lái ở tốc độ thấp hoặc quay đầu xe. Đôi khi còn xuất hiện tiếng rít hoặc tiếng gầm gừ từ khoang động cơ.
- Dây curoa dẫn động bị trùng, mòn hoặc đứt: Dây curoa là bộ phận truyền động từ động cơ đến bơm trợ lực. Nếu dây curoa bị trùng, mòn hoặc đứt, bơm trợ lực sẽ không hoạt động, dẫn đến mất hoàn toàn chức năng trợ lực. Người lái sẽ cảm thấy tay lái rất nặng, không phản hồi như bình thường. Ngoài ra, còn có thể nghe thấy tiếng rít khi dây trượt trên puli.
- Lọc dầu trợ lực bị tắc: Lọc dầu trợ lực có nhiệm vụ loại bỏ cặn bẩn và tạp chất trong dầu. Sau thời gian dài sử dụng, lọc có thể bị tắc nghẽn do bẩn hoặc không thay thế đúng chu kỳ. Khi đó, dầu trợ lực lưu thông kém, áp suất giảm, khiến trợ lực bị yếu đi. Triệu chứng thường là tay lái lúc nặng lúc nhẹ, hoặc có tiếng kêu bất thường khi đánh lái.
- Dầu trợ lực bị xuống cấp hoặc sử dụng sai loại: Dầu trợ lực nếu không được thay định kỳ sẽ bị biến chất, mất đi độ nhớt và khả năng chịu áp. Ngoài ra, sử dụng sai loại dầu cũng khiến hệ thống hoạt động kém hiệu quả, thậm chí gây hư hỏng bơm hoặc các phớt cao su. Dấu hiệu là vô lăng phản hồi chậm, kêu khi đánh lái hoặc có cảm giác giật khi quay tay lái.
- Van điều áp hoặc van điều chỉnh lưu lượng bị kẹt: Van điều áp có nhiệm vụ giới hạn áp suất tối đa của dầu trong hệ thống, còn van lưu lượng giúp điều tiết dầu phù hợp với tốc độ quay của động cơ. Nếu một trong hai van này bị kẹt, áp suất dầu sẽ không ổn định, dẫn đến tình trạng mất trợ lực hoặc trợ lực không đều. Lái xe sẽ cảm thấy tay lái bất thường, khó kiểm soát.
- Không khí lọt vào hệ thống dầu: Khi có rò rỉ nhẹ ở ống hút hoặc bình chứa dầu, không khí có thể bị hút vào trong hệ thống. Bọt khí trong dầu làm giảm hiệu quả truyền áp suất, gây ra hiện tượng rung lắc vô lăng hoặc tiếng hú, tiếng rít khi đánh lái. Ngoài ra, không khí cũng làm tăng tốc độ oxy hóa dầu, gây hại cho các chi tiết bên trong bơm.
Các bước kiểm tra bơm dầu trợ lực lái
- Bước 1: Kiểm tra mức dầu trợ lực trong bình chứa
- Đầu tiên, hãy mở nắp capo và xác định vị trí bình chứa dầu trợ lực lái, thường được ký hiệu bằng biểu tượng vô lăng trên nắp. Quan sát mức dầu qua vạch hiển thị “MIN” và “MAX” trên thân bình. Nếu mức dầu nằm dưới vạch tối thiểu, rất có thể hệ thống đang bị rò rỉ hoặc dầu đã bị tiêu hao theo thời gian. Trong trường hợp này, bạn cần bổ sung dầu đúng chủng loại theo khuyến cáo của nhà sản xuất để tránh hiện tượng thiếu áp suất trong hệ thống trợ lực.
- Bước 2: Kiểm tra tình trạng và màu sắc dầu trợ lực
- Sau khi xác định được mức dầu, bước tiếp theo là kiểm tra màu sắc và chất lượng dầu. Dầu trợ lực lái còn tốt thường có màu đỏ, vàng nhạt hoặc hổ phách trong suốt. Nếu dầu đổi màu thành nâu đậm, đen hoặc có mùi khét, điều đó cho thấy dầu đã bị lão hóa hoặc nhiễm bẩn. Trường hợp dầu xuất hiện bọt khí hoặc lẫn cặn bẩn có thể là dấu hiệu hệ thống bị lọt không khí hoặc dầu chưa được thay định kỳ.
- Bước 3: Khởi động động cơ và lắng nghe âm thanh từ bơm trợ lực
- Tiếp theo, bạn khởi động xe và để động cơ chạy không tải trong vài phút. Sau đó, nhẹ nhàng xoay vô lăng sang hai bên để kiểm tra âm thanh phát ra từ khu vực bơm trợ lực. Nếu bạn nghe thấy tiếng rít, hú hoặc âm thanh bất thường, rất có thể bơm đang gặp trục trặc do thiếu dầu, mòn cơ khí hoặc dây curoa dẫn động bị trượt. Việc phát hiện tiếng ồn bất thường giúp chẩn đoán sớm tình trạng hỏng hóc.
- Bước 4: Kiểm tra độ nặng nhẹ của vô lăng khi đánh lái
- Khi xe đứng yên, hãy thử xoay vô lăng từ trái sang phải hết cỡ để cảm nhận độ phản hồi của tay lái. Nếu tay lái nhẹ và mượt ở cả hai phía thì hệ thống trợ lực đang hoạt động bình thường. Ngược lại, nếu vô lăng nặng, giật, rung hoặc có cảm giác kháng lực mạnh bất thường thì có thể bơm đang không cung cấp đủ áp suất, hoặc có sự cố ở các bộ phận liên quan như ống dẫn hoặc van điều áp.
- Bước 5: Kiểm tra rò rỉ dầu tại các khớp nối và ống dẫn
- Tiến hành quan sát kỹ toàn bộ hệ thống ống dẫn dầu từ bình chứa đến bơm và từ bơm đến hộp lái. Đặc biệt chú ý các khớp nối, cổ dê, gioăng cao su và phớt chắn dầu ở trục bơm. Nếu phát hiện dầu rò rỉ hoặc đọng thành vết loang dưới gầm xe, cần xử lý ngay để tránh mất áp suất và làm hư hỏng bơm. Dùng khăn khô lau sạch bề mặt nghi ngờ và kiểm tra lại sau vài phút hoạt động để xác định có tiếp tục rò rỉ không.
- Bước 6: Kiểm tra tình trạng dây curoa truyền động
- Dây curoa là bộ phận kết nối giữa động cơ và bơm trợ lực. Hãy quan sát dây xem có bị trùng, rạn nứt, bong tróc hoặc mòn quá mức hay không. Nếu dây quá trùng hoặc đã cũ, bơm sẽ không quay đúng tốc độ, làm suy giảm áp suất và khiến tay lái trở nên nặng nề. Trong trường hợp này, bạn nên điều chỉnh lại độ căng hoặc thay mới dây curoa để đảm bảo truyền động hiệu quả.
- Bước 7: Kiểm tra áp suất dầu bằng đồng hồ đo chuyên dụng
- Với các garage hoặc kỹ thuật viên có thiết bị chuyên dụng, có thể dùng đồng hồ đo áp suất trợ lực để xác định chính xác tình trạng bơm. Đầu tiên, kết nối đồng hồ vào đường ống áp suất cao của bơm. Sau đó, khởi động xe và xoay vô lăng khi đang đo áp suất. So sánh kết quả với thông số chuẩn từ nhà sản xuất để biết bơm có đang làm việc đúng công suất hay không. Đây là bước đánh giá chuyên sâu và mang tính kỹ thuật cao.
- Bước 8: Kiểm tra hoạt động của van điều áp và van lưu lượng (nếu có)
- Một số bơm trợ lực có tích hợp van điều áp và van điều chỉnh lưu lượng. Van điều áp giúp bảo vệ hệ thống khi áp suất vượt mức cho phép, còn van lưu lượng giữ cho lượng dầu ổn định khi tốc độ động cơ thay đổi. Nếu các van này bị kẹt, rò rỉ hoặc hư hỏng, bơm sẽ không tạo áp hiệu quả, gây hiện tượng tay lái lúc nhẹ lúc nặng. Cần tháo và vệ sinh hoặc thay thế nếu phát hiện dấu hiệu hỏng hóc.
Những cách kiểm tra bơm trợ lực lái bị hỏng
Bơm trợ lực lái đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra áp suất dầu để hỗ trợ người lái điều khiển vô lăng dễ dàng, nhất là khi quay đầu, vào cua hoặc điều khiển xe ở tốc độ thấp. Khi bơm trợ lực gặp sự cố, hệ thống lái có thể mất đi độ mượt mà, gây nguy hiểm trong quá trình vận hành. Dưới đây là những cách kiểm tra bơm trợ lực lái bị hỏng mà bạn có thể thực hiện để xác định tình trạng hoạt động của bộ phận này:
- Cảm nhận độ nặng của vô lăng khi điều khiển: Một trong những dấu hiệu dễ nhận biết nhất khi bơm trợ lực lái gặp sự cố là vô lăng trở nên nặng bất thường, đặc biệt khi xe di chuyển ở tốc độ thấp hoặc đứng yên. Nếu tay lái đột ngột trở nên khó xoay, không còn mượt như bình thường thì khả năng cao là bơm không tạo đủ áp suất dầu để hỗ trợ hệ thống lái.
- Lắng nghe âm thanh bất thường từ bơm: Khi bơm bị hỏng, bạn có thể nghe thấy tiếng rít, tiếng hú hoặc tiếng lạch cạch phát ra từ khu vực bơm hoặc dây curoa truyền động. Những âm thanh này thường xuất hiện khi đánh lái mạnh hoặc khi quay vô lăng sang hết bên trái hoặc phải. Đây có thể là dấu hiệu cho thấy bơm bị mòn, thiếu dầu hoặc có không khí lọt vào bên trong hệ thống.
- Quan sát tình trạng và mức dầu trợ lực: Hãy mở nắp bình chứa dầu trợ lực lái để kiểm tra mức dầu và màu sắc dầu. Dầu trợ lực còn tốt có màu trong, thường là đỏ, vàng hoặc hổ phách. Nếu dầu bị đổi màu sang nâu đậm, có mùi khét, lẫn bọt khí hoặc cặn bẩn, rất có thể bơm đang làm việc trong điều kiện không lý tưởng. Ngoài ra, nếu mức dầu thấp hơn mức tối thiểu, hệ thống có thể bị rò rỉ khiến bơm hoạt động thiếu ổn định.
- Kiểm tra rò rỉ dầu tại các vị trí quanh bơm: Một bơm trợ lực bị hư hỏng thường gây rò rỉ dầu tại các điểm như trục bơm, các khớp nối ống dẫn, gioăng cao su hoặc phớt chắn dầu. Hãy quan sát kỹ khu vực bơm, nếu phát hiện vết dầu ướt hoặc loang dưới gầm xe thì có khả năng bơm đang bị hở hoặc nứt. Tình trạng này cần xử lý sớm để tránh làm giảm áp suất dầu, gây mất hiệu quả trợ lực.
- Kiểm tra tình trạng dây curoa dẫn động: Dây curoa là bộ phận truyền lực từ động cơ đến bơm. Nếu dây bị trùng, mòn hoặc nứt, bơm sẽ quay không đủ tốc độ, làm giảm hiệu suất hoạt động. Bạn nên kiểm tra xem dây có bị rạn nứt, trượt khỏi puli hay không. Nếu phát hiện bất thường, cần điều chỉnh hoặc thay mới để đảm bảo bơm vận hành trơn tru.
- Đánh lái hết cỡ để kiểm tra áp suất hoạt động: Hãy thử đánh vô lăng hết sang trái rồi hết sang phải trong khi xe nổ máy và đang đứng yên. Nếu bạn cảm thấy vô lăng giật, có điểm cứng, hoặc có âm thanh khác thường thì rất có thể bơm đang yếu hoặc không cung cấp đủ áp lực. Đây là cách kiểm tra đơn giản nhưng mang lại nhiều thông tin ban đầu về hiệu suất của hệ thống trợ lực.
- Sử dụng thiết bị đo áp suất chuyên dụng: Tại các garage chuyên nghiệp, kỹ thuật viên có thể sử dụng đồng hồ đo áp suất dầu để kiểm tra chính xác hiệu suất làm việc của bơm. Đồng hồ sẽ được gắn vào đường ống cao áp dẫn dầu từ bơm đến hệ thống lái. Nếu áp suất thấp hơn tiêu chuẩn của nhà sản xuất (thường trong khoảng 800–1.200 psi), bơm có thể đang bị mòn hoặc mất hiệu quả.
- Thay dầu và xả khí để loại trừ lỗi do dầu xuống cấp: Nếu bạn chưa chắc chắn về tình trạng của bơm, có thể thử thay dầu trợ lực mới và tiến hành xả khí trong hệ thống. Dầu cũ bị ôxi hóa, nhiễm bẩn hoặc lẫn bọt khí cũng có thể gây ra tình trạng tay lái nặng hoặc bơm phát ra tiếng hú. Sau khi thay dầu và loại bỏ không khí, nếu tình trạng cải thiện thì bơm vẫn có thể sử dụng được.
Hiểu rõ cấu tạo bơm trợ lực lái không chỉ giúp người sử dụng xe nâng cao kiến thức kỹ thuật mà còn hỗ trợ hiệu quả trong việc kiểm tra, bảo dưỡng và xử lý sự cố hệ thống lái. Từng bộ phận trong bơm như rotor, cánh gạt, van điều áp hay cam vòng đều có vai trò riêng biệt, hoạt động nhịp nhàng để tạo ra áp suất dầu cần thiết cho quá trình trợ lực. Việc nắm vững cấu trúc và nguyên lý hoạt động của bơm trợ lực lái sẽ giúp bạn sử dụng xe an toàn hơn, tiết kiệm chi phí sửa chữa và duy trì hiệu suất vận hành ổn định trong suốt vòng đời phương tiện.
