ABS là một loại hệ thống an toàn chủ động của xe. Nó còn được gọi là hệ thống phanh chống trượt. Hệ thống này hoạt động khi người lái phanh gấp trong trường hợp khẩn cấp. Việc sử dụng hệ thống chống bó cứng phanh trên ô tô và xe máy hiện là điều bắt buộc ở hầu hết các nơi trên thế giới.
ABS là một thuật ngữ Kỹ thuật ô tô, là từ viết tắt của Anti-lock Brake System: Hệ thống chống bó cứng phanh. ABS là một hệ thống an toàn được lắp đặt trên xe, liên kết với hệ thống phanh để nhằm kiểm soát, đảm bảo các bánh xe không bị bó cứng khi phanh, do đó không xảy ra hiện tượng trượt và mất lái khi phanh, rút ngắn quãng đường phanh. AN TOÀN.
Hệ thống ABS được phát minh bởi hãng Robert Bosch GmbH và hiện nay là một hệ thống bắt buộc của xe ở nhiều nước.
Hãng Bosch của Đức đã có ý tưởng và phát triển hệ thống này từ thập niên 1930, sau đó đến năm 1978 lần đầu tiên sản xuất được hệ thống ABS điện. Hệ thống ABS áp dụng lần đầu tiên trên xe ô tô là dòng xe S-serie của Mercedes-Benz vào năm 1978 sau đấy thì được áp dụng trên cả những phương tiện khác kể cả mô tô nhưng dựa trên loại má phanh có tính ăn mềm (ăn từ từ, chậm dần).
Hình ảnh trên cho thấy, khi đường trơn trượt, dù là một lái xe chuyên nghiệp thì cũng khó có thể kiểm soát được quãng đường phanh và dẫn hướng xe.
Hệ thống chống bó cứng phanh ABS là gì?
Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) là hệ thống phanh chống trượt an toàn được sử dụng trên máy bay và các phương tiện trên bộ, chẳng hạn như ô tô, xe máy, xe tải và xe buýt. ABS hoạt động bằng cách ngăn không cho bánh xe bị bó cứng trong quá trình phanh, do đó duy trì lực kéo tiếp xúc với mặt đường và cho phép người lái duy trì khả năng kiểm soát xe nhiều hơn.
ABS là một hệ thống tự động sử dụng các nguyên tắc của phanh theo ngưỡng và phanh theo nhịp. Đây là những kỹ thuật đã từng được thực hành bởi những người lái xe thành thạo trước khi ABS phổ biến. ABS hoạt động với tốc độ nhanh hơn nhiều và hiệu quả hơn lái xe có thể kiểm soát.
Mặc dù ABS thường giúp cải thiện khả năng kiểm soát xe và giảm khoảng cách dừng xe trên các bề mặt khô và trơn trượt, nhưng trên các bề mặt có nhiều sỏi đá hoặc tuyết, ABS có thể làm tăng đáng kể quãng đường phanh, trong khi vẫn cải thiện khả năng kiểm soát lái.
Các phiên bản hiện đại không chỉ ngăn chặn tình trạng bó cứng bánh xe khi phanh mà còn có thể thay đổi tỷ lệ của phanh trước-sau. Chức năng thứ hai này, tùy thuộc vào khả năng và cách thực hiện cụ thể, được biết đến với nhiều tên gọi khác nhau là phân phối lực phanh điện tử, hệ thống kiểm soát lực kéo, hỗ trợ phanh khẩn cấp hoặc kiểm soát ổn định điện tử (ESC).
Bất cứ khi nào lái xe đạp phanh đột ngột đối với một chiếc xe đang ở tốc độ cao, thì luôn có khả năng xảy ra hiện tượng ‘khóa bánh xe.’ Khóa bánh xe có nghĩa là bánh xe tương ứng dừng quay đột ngột thay vì từ từ dừng lại. Do bị khóa bánh xe nên nên việc đánh lái là vô tác dụng, chiếc xe sẽ bị mất kiểm soát. Để tránh những trường hợp như vậy, các nhà sản xuất sử dụng ABS.
Cấu Tạo của ABS
Về cơ bản, tất cả ABS đều được cấu tạo từ 5 bộ phận chính:
- Bộ điều khiển phanh
- Mô-đun điều khiển ABS
- Cảm biến tốc độ bánh xe
- Van
- Bơm
1. ECU – Bộ điều khiển phanh
Bộ phận điều khiển điện tử ECU được thiết lập một Chương trình, nhận biết các tín hiệu từ cảm biến, phân tích đánh giá tốc độ, sau đó đưa các tín hiệu điều khiển đến bơm và các van để điều chỉnh áp suất dầu phanh ở các bánh xe.
2. Cảm biến Tốc độ bánh xe
Cảm biến này có nhiệm vụ theo dõi tốc độ bánh xe, xác định sư tăng tốc, giảm tốc của bánh xe.
Cảm biến này có nhiều loại, nhưng về cơ bản nó được cấu tạo bởi một đầu đọc (cảm ứng từ) và một vành răng để nhận biết số vòng quay.
Cảm biến này nhận tín hiệu quay của bánh xe từ cơ sở các răng của vành răng, biến thành xung điện gửi về ECU, trong ECU đã được lập trình sẵn chương trình để nhận biết xung điện này và đánh giá tốc độ của bánh xe.
3. Valve
Valve có tác dụng điều chỉnh áp lực phanh trong quá trình ABS hoạt động. Thông thường mỗi bánh xe sẽ có một valve điều khiển. Ở một hệ thống ABS cơ bản chuẩn được lắp đặt loại valve 3 vị trí.
Vị Trí 1, Van mở; áp suất từ xilanh chính được truyền thẳng qua phanh.
Vị Trí 2, Van khóa, cô lập áp lực bánh xe và áp lực từ xilanh chính. Có tác dụng ngăn không cho áp lực phanh tại bánh xe tăng lên khi lái xe vẫn cố gắng đạp mạnh bàn đạp phanh.
Vị Trí 3. Van mở xả, có nhiệm vụ làm giảm bớt áp lực phanh tại các bánh xe.
4. Bơm
Bơm trong ABS được sử dụng để khôi phục áp suất cho phanh thủy lực sau khi van đã giải phóng.
Một tín hiệu từ bộ điều khiển sẽ phát hành các van ở việc phát hiện bánh xe trượt. Sau khi van giải phóng áp lực tạo ra từ lái xe, bơm được sử dụng để khôi phục một lượng áp lực mong muốn cho hệ thống phanh. Bộ điều khiển sẽ điều chỉnh trạng thái của bơm để cung cấp lượng áp lực mong muốn và giảm trượt.
ABS hoạt động như thế nào?
Cảm biến tốc độ bánh xe liên tục theo dõi tốc độ của từng bánh xe. Khi tất cả các bánh xe có tốc độ tương đương, hệ thống không can thiệp vào hoạt động của chúng. Tuy nhiên, nếu cảm biến tốc độ nhận thấy rằng bất kỳ tốc độ nào của bánh xe đang giảm mạnh, điều đó có nghĩa là một hoặc một vài bánh xe cụ thể sẽ bị khóa.
Khi bánh xe bị khóa, xe bắt đầu mất ổn định và mất kiểm soát, gây mất an toàn trên đường. Để đảm bảo xe có kiểm soát, hệ thống ABS sẽ can thiệp ngay khi bánh xe có xu hướng bị khóa cứng, nó sẽ nhả phanh bánh xe đó để bánh xe tiếp tục quay mà không bị trượt mất kiểm soát.
Sau khi nhận được tín hiệu tốc độ rất thấp từ cảm biến tốc độ bánh xe, mô-đun ABS ra lệnh cho bộ phận điều khiển phanh giải phóng áp suất, giảm lực phanh của bánh xe đó. Bánh xe bắt đầu quay nhanh hơn khi lực phanh giảm, do đó tránh được bánh xe bị bó cứng. Sau khi Bộ điều khiển phanh khôi phục hoạt động bình thường, nó cũng khôi phục áp suất thủy lực của đường phanh với sự trợ giúp của máy bơm.
Có nhiều biến thể khác nhau và các thuật toán điều khiển cho các loại hệ thống ABS.
Thực tế ABS sẽ luôn hoạt động khi xe chạy trên đường, có thể là hoạt động cục bộ hay toàn bộ.
Khi phanh xe, đây là lúc hệ thống ABS làm việc hết công suất và nhiệm vụ của nó.
Các cảm biến bánh xe sẽ nhận biết tốc độ của bánh xe mà nó đảm nhận, gửi tín hiệu dạn xung điện về ECU. Lúc này, ECU nhận và phân tích tín hiệu, so sánh với dữ liệu đã được lập trình sẵn trong chương trình. Xác định được khi nào bánh xe bó cứng, gần bó cứng (Tùy loại ABS).
Khi đã xác định bánh xe bị bó cứng hoặc có thể bị bó cứng, ECU gửi tín hiệu điều khiển đến các Van, các van này có nhiệm vụ đóng lại, hoặc mở xả áp lực dầu tại các bánh xe mà nó đảm nhận, để đảm bảo cho lực phanh không tăng, bánh xe tiếp tục quay.
Khi van đã đóng, xả, áp lực phanh tại các bánh xe bắt đầu giảm, bánh xe lại quay nhanh, lúc này cảm biến lại gửi tín hiệu về ECU, ECU lại phân tích, so sánh rồi gửi tín hiệu điều khiển đến bơm, bơm nhận tín hiệu rồi thực hiện nhiệm vụ tăng bù áp lực phanh cho các bánh xe.
Quá trình hoạt động cứ lặp lại cho đến khi xe dừng hẳn. Đảm bảo bánh xe không bị trượt khi phanh, xe không bị mất lái, ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO XE VÀ NGƯỜI TRÊN XE.
Ở hệ thống ABS cơ bản, Khi hệ thống ABS đang hoạt động, bạn sẽ cảm thấy một nhịp đập trên bàn đạp phanh; điều này xuất phát từ việc mở và đóng van nhanh chóng. Một số hệ thống ABS có thể chu kỳ đến 15 lần/giây.
Các loại ABS
1. ABS bốn kênh, bốn cảm biến
Mỗi bánh xe sẽ có một cảm biến tốc độ và một kênh điều khiển, van tương ứng. Trong hệ thống này, ABS sẽ kiểm soát, giám sát từng bánh xe riêng lẻ, giúp đảm bảo việc phanh tối ưu nhất.
2. ABS ba kênh, bốn cảm biến
Mỗi bánh xe sẽ có một cảm biến tốc độ. Mỗi bánh trước sẽ có một kênh, van điều khiển, nhưng bánh sau sẽ chỉ có một van cho cả hai. Loại ABS này thường có trên các xe cũ.
3. ABS ba kênh, ba cảm biến
Cấu hình này, thường thấy trên xe bán tải có ABS bốn bánh, mỗi bánh trước sẽ có một cảm biến tốc độ và một van, và chỉ có một van và một cảm biến cho cả hai bánh sau. Cảm biến tốc độ cho bánh sau được đặt ở trục sau.
Hệ thống này cung cấp khả năng kiểm soát riêng từng bánh trước, do đó cả hai đều có thể đạt được lực phanh tối đa. Các bánh sau, được giám sát cùng nhau; cả hai đều phải bắt đầu khóa trước khi ABS kích hoạt ở phía sau. Với hệ thống này, có thể một trong hai bánh sau sẽ bị khóa trong khi dừng, làm giảm hiệu quả phanh. Hệ thống này rất dễ nhận biết, vì không có cảm biến tốc độ riêng cho bánh sau.
4. ABS hai kênh, bốn cảm biến
Hệ thống này, thường thấy trên các xe du lịch từ cuối những năm 80 đến giữa những năm 1990, sử dụng một cảm biến tốc độ ở mỗi bánh xe, với một van điều khiển cặp bánh trước và một van điều khiển cho cặp bánh sau. Nếu cảm biến tốc độ phát hiện bị khóa ở bất kỳ bánh xe riêng lẻ nào, mô-đun điều khiển sẽ đóng van cho cả hai bánh xe trên trục đó.
5. ABS một kênh, một cảm biến
Hệ thống này thường thấy trên xe bán tải, xe SUV và xe tải có ABS cho bánh sau. Nó có một van, điều khiển cả hai bánh sau và một cảm biến tốc độ, nằm ở trục sau. Hệ thống này hoạt động giống như phần cuối của hệ thống ba kênh. Hai bánh sau được giám sát cùng nhau và cả hai đều phải bắt đầu bó cứng trước khi ABS hoạt động. Trong hệ thống này, có thể một trong hai bánh sau sẽ bị khóa, làm giảm hiệu quả phanh. Hệ thống này cũng dễ dàng xác định, vì không có cảm biến tốc độ riêng lẻ cho bất kỳ bánh xe nào.
Ưu điểm của ABS
- Duy trì tính kiểm soát và ổn định khi phanh gấp
- Giảm quãng đường phanh lên đến 10% hoặc hơn khi phanh trên đường ướt, băng.
Nhược điểm của ABS
Nhược điểm duy nhất của ABS chính là giá cả. ABS làm tăng thêm chi phí cho chiếc xe.
