Phanh ABS: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động trên xe ô tô và xe máy

1. Sơ lược về hệ thống phanh ABS

1.1. Phanh ABS là gì?

ABS (viết tắt của Anti-Lock Braking System) được hiểu là hệ thống chống bó cứng phanh, giúp bánh xe không bị khóa cứng khi phanh để tránh tình trạng mất độ bám đường. Từ khi có sự xuất hiện của ABS số lượng các vụ tai nạn giao thông đã giảm tương đối đáng kể.

Có thể thấy cách hệ thống phanh ABS làm được tương ứng với cách xử lý tính huống của một tài xế chuyên nghiệp thực hiện khi hệ thống này chưa ra đời. Nếu với tốc độ bình thường, tài xế sẽ không thể phân biệt sự khác nhau giữa xe có lắp đặt hệ thống ABS và xe không lắp đặt. Bởi hệ thống này chỉ hoạt động khi tài xế thực hiện hành động phanh xe.

1.2. Nguyên lý hoạt động

• Phanh ABS hoạt động trên nguyên lý chống bó cứng phanh. Khi đó, với tác dụng của cảm biến và hệ thống điều khiển trên từng bánh xe. Trong quá trình phanh gấp. Hệ thống phanh ABS giúp má phanh liên tục kẹp và nhả đĩa phanh. Điều này tránh khỏi việc má phanh ôm cứng vào đĩa phanh khiến bánh xe không quay trên đường mà trượt dài. Với hệ thống phanh ABS, bánh xe vẫn tiếp tục quay, nhưng với tốc độ chậm và vẫn bám đường.
• Bạn có thể hiểu đơn giản là nếu như đang lái xe với vận tốc lớn đột nhiên xuất hiện những tình huống bất ngờ. Có những khúc cua nguy hiểm cần phải thắng gấp và có hướng đi khác để tránh tai nạn. Lúc này mọi cố gắng bị đổ đi vì bánh xe đã bị phanh bó xiết cứng lại không thể di chuyển theo ý muốn được. Và hệ thống phanh ABS ra đời nhằm khắc phục điều đó.

2. Cấu tạo hệ thống ABS trên ôtô

Hệ thống phanh ABS được cấu tạo bởi các bộ phận như: Cảm biến tốc độ, hệ thống thủy lực và van thủy lực, bơm thủy lực và hệ thống điều khiển.

Cảm biến tốc độ ABS: Giúp hệ thống ABS nhận biết được các bánh xe có bị rơi vào tình trạng “bó cứng” hay không. Cảm biến ABS này thường được đặt ở trên mỗi bánh xe hoặc ở bộ vi sai tùy theo trường hợp.

Van thủy lực của hệ thống ABS: Đây là van kiểm soát các má phanh ở mỗi bánh. Có 3 vị trí của van thủy lực ABS cơ bản:

• Van mở: Áp lực phanh tương đương áp lực của người lái lên bàn đạp phanh được truyền trực tiếp đến bánh xe.
• Van khoá: Tăng áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạp phanh lên bánh xe.
• Van nhả: Làm giảm áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạp phanh lên bánh xe.

Bơm thuỷ lực của hệ thống phanh ABS: Có nhiệm vụ bơm và xả để thay đổi áp lực lên các bánh xe thông qua hệ thống van thuỷ lực.

Máy tính – hệ thống điều khiển phanh ABS: Có nhiệm vụ nhận dữ liệu và thông số từ các cảm biến tốc độ để tính toán và đưa ra các hiệu chỉnh về áp lực phanh tối ưu cho mỗi bánh.

2.1. Nguyên lý hoạt đọng của phanh ABS trên xe ôtô

• ABS hoạt động trên nền tảng nguyên lý khá cơ bản. Nguyên lý hoạt động của ABS là nhờ vào các cảm biến tốc độ trên từng bánh xe. Gửi thông tin về cho ECU ABS và từ đó ECU ABS sẽ nắm bắt được vận tốc quay trên từng bánh xe và phát hiện ngay tức khắc khi bánh xe nào có hiện tượng bị “bó cứng” khi người lái đạp phanh đột ngột, dẫn tới hiện tượng bị trượt khỏi mặt đường.
• Nếu xe không được trang bị ABS thì khi bánh xe rơi vào tình trạng bị trượt. Tức độ bám đường giảm xuống thấp hơn mức cho phép của bánh xe. Sẽ dẫn tới lực truyền cho bánh xe từ động cơ không giúp cho xe tiến lên mà ngược lại gây ra sự mất kiểm soát.
• Khi xảy ra việc phanh đột ngột của tài xe. Lúc này hệ thống phanh ABS – Anti-Lock Brake System sẽ thực hiện động tác ấn – nhả thanh kẹp trên phanh đĩa khoảng 15 lần mỗi giây, thay vì tác động một lực cực mạnh trong 1 khoảng thời gian khiến bánh có thể bị “chết” như trên các xe không có ABS.
• Khi xe có ABS, máy tính của hệ thống sẽ dựa vào các thông số mà các cảm biến vận tốc và cả thao tác của người lái để đưa ra những áp lực phanh tối ưu nhất cho từng bánh, qua đó đảm bảo tính ổn định của xe và vẫn cho phép người lái kiểm soát được quỹ đạo của xe.

2.2. Chi tiết nguyên lí hoạt động của hệ thống ABS

• Nếu ECU (Electronic Control Unit – bộ xử lý và điều khiển điện tử trung tâm). Nhận thấy có một hay nhiều bánh có tốc độ chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại. Lúc này, thông qua bơm và van thủy lực, hệ thống phanh tự động giảm áp suất tác động lên đĩa. Giúp bánh xe không bị bó cứng. Tương tự, nếu một trong các bánh quay quá nhanh. Máy tính cũng tự động tác động lực trở lại, đảm bảo quá trình hãm.
• Hệ thống này sẽ ngay lập tức đã phát huy tác dụng giảm thiểu đáng kể số vụ tai nạn giao thông. Và mức độ nghiêm trọng của những vụ tai nạn này. Sau nhiều thử nghiệm khắc nghiệt thì cho đến nay. Hệ thống phanh chống bó cứng đã trở nên hoàn thiện hơn. Và là một hệ thống an toàn không thể thiếu trên ô tô đời mới.

2.3. Các loại phanh ABS trên xe ôtô

Trong quá trình phát triển hệ thống chống bó cứng phanh ABS ngày càng được cải tiến với nhiều thế hệ khác nhau. Tính đến thời điểm hiện tại, ABS được chia thành 3 loại cơ bản:

• ABS bánh sau (loại 1 kênh): loại này được sử dụng 1 cảm biến lắp cầu chủ động và 1 kênh điều khiển thuỷ lực cho 2 bánh sau. Loại này thường được dùng cho xe Van, xe tải nhẹ nhưng không quá phổ biển.
• Loại 3 kênh: có thể có 3 hoặc 4 cảm biến tốc độ bánh xe, đối với loại có 3 cảm biến thì sử dụng 2 cảm biến tốc độ bánh xe phía trước và 1 cảm biến ở cầu chủ động sau và 3 kênh điều khiển thuỷ lực riêng biệt trong đó 2 kênh ra 2 bánh trước và 1 kênh chung cho 2 bánh sau.
• Loại 4 kênh: sử dụng cảm biến tốc độ tại 4 bánh và có 4 kênh điều khiển thuỷ lực độc lập tới 4 bánh. Hệ thống chống bó cứng phanh ABS này đang được sử dụng phổ biến hiện nay.

3. Cấu tạo phanh ABS trên xe máy

Về cấu tạo, ABS có bộ phận cảm biến, bộ điều khiển, bơm thủy lực và các van điều chỉnh lực phanh.

• Bộ phận cảm biến có nhiệm vụ phát hiện khi có lực phanh, đo tốc độ quay, khả năng cân bằng, độ trượt không nằm trong giới hạn an toàn. Thành phần chính của bộ cảm biến là loại cảm biến tốc độ.
• Phanh ABS dễ nhận ra bởi bộ phận đĩa nhỏ có các khe hở nằm sát trục quay của bánh.
• Bộ điều khiển ECU là bộ não của phanh ABS. Nhiệm vụ của ECU là tiếp nhận, phân tích, so sánh các thông tin do cảm biến gửi về. Ngoài ra, ECU còn có tính năng “ghi nhớ”. Dựa trên những thông số đã kích hoạt trước đó, ECU sẽ ghi nhớ cho những lần sau khi cùng tình huống.
• Cũng giống như các hệ thống phanh đĩa khác, bơm thủy lực cũng gồm piston và xi-lanh, tác dụng điều chỉnh lực đẩy lượng dầu lên má phanh, trong đó có sự trợ giúp của các van. Các van này sẽ trợ giúp điều chỉnh lực tác động vào má phanh.

3.1. Nguyên lý hoạt động của phanh ABS xe máy

Khi bạn lái xe trong điều kiện đường có độ bám kém hoặc ở tốc độ cao. Gặp tình huống bất ngờ, phản xạ tự nhiên của người lái là hãm phanh gấp. Dẫn tới tình trạng khóa cứng bánh xe. Tuy nhiên, do quán tính, chiếc xe đang chạy nhanh không thể dừng lại ngay được. Bánh xe bị khóa cứng vẫn sẽ bị lê thêm một đoạn đường nữa khiến xe bị mất kiểm soát, rất dễ gây tai nạn.

Lúc này, phanh ABS gần như đã trở thành một tiêu chuẩn trên các mẫu xe phân khối lớn. Với khối lượng nặng và quán tính lớn. Cảm biến thuộc thiết bị sẽ cảm nhận lực phanh, tốc độ quay của bánh.

• Khi nhận thấy xe có thể gặp nguy hiểm các cảm biến sẽ cũng cấp thông tin cho bộ điều khiển để kích hoạt ABS.
• Chống bó cứng phanh sẽ hoạt động bằng cách bóp nhả liên tục chỉ trong một phần nhỏ của một giây. Điều này giúp xe giảm tốc mà không khóa cứng bánh xe.
• Duy trì độ trượt của bánh với mặt đường trong giới hạn cho phép. Giúp xe không bị mất lực bám ngang, gây hiện tượng lắc đuôi xe.
• Sau tình huống nguy hiểm tránh được, hệ thống sẽ tái áp dụng lực phanh lớn nhất. Để xe dừng lại kịp thời, hoặc cho tới khi phát hiện mối nguy khóa bánh mới.

4. Những lưu ý khi dùng hệ thống chống bó cứng phanh ABS

Khi dùng hệ thống chống bó cứng phanh ABS, bạn cũng cần nắm rõ những lưu ý sau đây:

• Không chủ quan trong việc điều chỉnh tốc độ khi chạy và dùng phanh. Bởi hệ thống dù tốt đến mấy thì không phải trường hợp nào nó cũng hoạt động tốt 100%.
• Bên cạnh đó, với những mẫu xe ô tô chưa được trang bị hệ thống này cùng không nên sử dụng bàn phanh quá mạnh và có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ của hệ thống phanh.
• Không nhấp phanh quá nhiều: Khi bạn nhấp phanh quá nhiều sẽ ảnh hưởng xấu đến hiệu quả làm việc của hệ thống chống bó cứng phanh. Và lâu ngày sẽ làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của phanh.
• Không tăng tốc khi vào cua: Mặc dù hệ thống ABS khá nhạy bén và hiện đại. Nhưng với vận tốc quán tính thì chiếc xe cũng ít nhiều bị lệch tâm và di chuyển theo hương khác không theo ý muốn. Do vậy nên để đảm bảo an toàn tối đa. Hãy điều chỉnh tốc độ hợp lý khi di chuyển trên đường và đặc biệt là khi vào đường cua.

Trên đây là những thông tin về hệ thống chống bó cứng phanh ABS trên xe ô tô và xe máy. Hy vọng với những thông tin mà Topnews.com.vn cung cấp sẽ giúp bạn hiểu hơn về về một trong những bộ phận an toàn trên xe để có thể sử dụng nó một cách an toàn hơn.

Gia Vĩ tổng hợp