Tìm hiểu về hệ thống chống bó cứng phanh ABS

No comments

Lợi ích hàng đầu của ABS là cho phép tài xế tiếp tục kiểm soát được hướng lái và chống hiện tượng trượt khi phanh gấp.

Trong các hệ thống an toàn được trang bị trên xe ô tô ngày nay, có lẽ hệ thống chống bó cứng phanh ABS (Anti-Lock Brake System) là hệ thống được nhiều người biết đến nhất.

Đây là hệ thống được phát triển bởi các kỹ sư Pháp vào năm 1929 cho một ứng dụng cho ngành công nghiệp hàng không. Mãi đến năm 1958, ABS mới được chứng minh là cũng có hiệu quả cho các phương tiên như môt ô và ô tô để rồi từ đấy trở đi trở thành một bộ phân quan trọng trong hệ thống an toàn trên các phương tiện sau này. Với xe có trang bị ABS, tài xế phải bỏ kiểu phanh truyền thống “nhấn rồi nhả” và thay bằng phương pháp “nhấn và lái” bởi ABS đã làm hộ việc chống bó cứng phanh.

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống bơm thủy lực của ABS
ABS là viết tắt của cụm từ “Anti-lock Brake”. ABS ra mắt vào năm 1929 và phương tiện đầu tiên được trang bị thiết bị này là máy bay. Sau đó vào năm 1958, ABS bắt đầu được ứng dụng trên ôtô và ngay lập tức được coi là thiết bị an toàn có khả năng giảm đáng kể số vụ tai nạn giao thông và mức độ nghiêm trọng. Các thử nghiệm dưới điều kiện có kiểm soát cho thấy ABS khá hiệu quả và cần thiết cho các xe trong thời điểm hiện tại.

Về nguyên lý hoạt động của hệ thống này thì rất đơn giản. Nhờ vào các cảm biến vận tốc thành phần, ABS sẽ nắm bắt được vận tốc quay của các bánh xe, qua đó phát hiện ngay tức khắc khi các bánh xe có hiện tượng bị “bó cứng” khi người lái đạp phanh đột ngột, dẫn tới hiện tượng bị trượt khỏi mặt đường. Khi một số bánh xe rơi vào tình trạng bị trượt, tức là độ bám đường giảm xuống thấp hơn mức cho phép của bánh xe, dẫn tới lực truyền tới bánh từ động cơ không giúp cho xe tiến lên mà ngược lại gây ra sự mất kiểm soát.

So sánh giữa ABS và không ABS
Khi xảy ra phanh đột ngột, ABS sẽ thực hiện động tác ấn – nhả thanh kẹp trên phanh đĩa khoảng 15 mỗi giây, thay vì tác động một lần cực mạnh khiến bánh có thể bị “chết” như trên các xe không có ABS. Trong lúc này, máy tính của hệ thống sẽ dựa vào những thông số của các cảm biến vận tốc và cả những thao tác của người lái để đưa ra những áp lực phanh tối ưu cho từng bánh qua đó đảm bảo được tính ổn định của xe và vẫn cho phép người lái kiểm soát được quỹ đạo của xe. Ví dụ, nếu CPU nhận thấy một hay nhiều bánh có tốc độ quay chậm hơn mức quy định nào đó so với các bánh còn lại, thông qua bơm và van thủy lực, ABS tự động giảm áp suất tác động lên đĩa (quá trình nhả), giúp bánh xe không bị chết cứng (hay còn gọi là “bó”). 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.

Tác dụng của ABS là giúp quá trình phanh được trơn tru, an toàn. Nếu không có ABS, khi tài xế nhấn chân phanh một cách đột ngột, bánh dẫn hướng sẽ bị cứng nên không thể điều khiển được, dẫn đến mất lái và gây nguy hiểm. ABS chỉ kích hoạt trong những tình huống phanh khẩn cấp và chân phanh sẽ rung giật để báo cho tài xế biết nó đang hoạt động.

Phân loại

Hệ thống ABS có nhiều thiết kế khác nhau, phụ thuộc vào hệ thống phanh sử dụng trên từng xe. Có thể phân chia các thiết kế ABS ra dựa theo số lượng kênh – tương đương với số lượng van thuỷ lực được điều khiển độc lập và dựa theo số lượng cảm biến vận tốc :

Loại 1 : 4 kênh, 4 cảm biến vận tốc
Đây là thiết kế tối ưu nhất cho hệ thống ABS. Mỗi bánh được kiểm soát bởi 1 cảm biến vận tốc và áp lực của má phanh lên từng bánh cũng có thể được điều chỉnh độc lập qua từng van ở mỗi bánh.
Loại 2 : 3 kênh, 3 cảm biến vận tốc
Thường được trang bị trên xe dạng bán tải (pick-up). 2 kênh và 2 cảm biến được phân bố đều ở cầu trước trên mỗi bánh, 2 bánh thuộc cầu sau có chung kênh và cảm biến vận tốc. Hệ thống này cho phép tối ưu hoá kiểm soát và áp lực phanh trên 2 bánh trước. Ngược lại, sẽ có khả năng 1 trong 2 bánh sau bị bó cứng trong quá trình phanh, giảm hiểu quả của hệ thống ABS.
Loại 3 : 1 kênh, 1 cảm biến vận tốc
Loại này thường được trang bị trên cầu sau của xe bán tải (pick-up). 2 bánh sau sẽ được kiểm soát chung bởi 1 cảm biến và 1 van thuỷ lực. Cách vận hành của hệ thống này cũng giống như ở cảm biến chung trên loại ABS 3 kênh, 3 cảm biến. Do đó, cũng sẽ có khả năng 1 trong 2 bánh sau bị bó cứng trong quá trình phanh, giảm hiểu quả của hệ thống ABS. Hệ thống này khá dễ nhận biết, thông thường cảm biến vận tốc sẽ được kết nối với trung tâm ở gần bộ vi sai trên cầu sau.
Cấu tạo
Cảm biến vận tốc
Giúp hệ thống ABS nhận biết được các bánh xe bị rơi vào tình trạng “bó cứng”. Thường được đặt ở trên mỗi bánh hoặc ở bộ vi sai trong 1 số trường hợp.
Van thuỷ lực
Đây là van kiểm soát các má phanh ở mỗi bánh. Thường có 3 vị trí của van :
Vị trí 1 : Van mở : áp lực phanh tương đương áp lực của người lái lên bàn đạp phanh được truyền trực tiếp đến bánh xe
Vị trí 2 : Van khoá : tăng áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạp phanh lên bánh xe
Vị trí 3 : Van nhả : làm giảm áp lực phanh mà người lái đặt lên bàn đạp phanh lên bánh xe
Bơm thuỷ lực
Có nhiệm vụ bơm và xả để thay đổi áp lực lên các bánh xe thông qua hệ thống van thuỷ lực.
Máy tính
Nhận các dữ liệu, thông số từ các cảm biến để tính toán nhằm đưa ra các áp lực phanh tối ưu cho mỗi bánh.
Những lưu ý về ABS
Phải biết hệ thống ABS là 1 hệ thống hỗ trợ người lái trong việc kiểm soát chiếc xe, nó không có tác dụng THAY THẾ người lái làm việc này. Người lái chịu hoàn toàn trách nhiệm trong việc điều khiển chiếc xe và ABS chỉ có tác dụng làm cho chiếc xe dễ kiểm soát hơn khi phanh.

Nhiều người lầm tưởng tác động chủ yếu của ABS là giảm quãng đường phanh. Thực tế không phải như vậy. Giảm quãng đường phanh không giúp xe an toàn hơn và trên thực tế, có vô số phương pháp thực hiện điều này mà không cần ABS.

Lợi ích hàng đầu của ABS là cho phép tài xế tiếp tục kiểm soát được hướng lái và chống hiện tượng trượt khi phanh gấp.

Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy tỷ lệ tai nạn giữa xe có và không có ABS gần như không khác biệt. Điều này được giải thích là nhiều người sử dụng, hoặc ít nhất là quan niệm về ABS không đúng. Ngoài ra, tâm lý ỉ lại vào ABS khiến một số người phóng nhanh vượt ẩu trong khi nếu đi xe không có thiết bị này, họ lại rất cẩn thận.

Một quan chức của Cơ quan an toàn giao thông quốc gia Mỹ NHTSA nói: “ABS là công nghệ xa lạ với hầu hết mọi người”. Vì thế, lái xe phải được đào tạo để thực hiện động tác phanh một cách nhẹ nhàng trên những đoạn đường trơn để tránh hiện tượng trượt, trước khi nghĩ tới sự trợ giúp của ABS.

Trong tình huống khẩn cấp, tài xế phải loại bỏ kiểu phanh truyền thống “nhấn rồi nhả”. Phương pháp tốt nhất lúc đó là “nhấn và lái”, bởi ABS đã làm hộ việc chống bó cứng bánh, nhiệm vụ lúc đó của tài xế chỉ là điều khiển sao cho xe an toàn nhất.

Vì vậy, bạn nên tìm một nơi nào đó để thử nghiệm cách lái xe khi phanh gấp mà có ABS. Sự thành thạo trong xử lý tình huống là cơ hội khai thác tối đa hiệu quả của thiết bị này.