Hiểu đúng về kiểm soát áp suất phanh dầu

Hệ thống phanh dầu (thủy lực) ngày nay đã được đưa thêm thiết bị ABS nhằm tăng cường hiệu quả phanh khi xe đi ở tốc độ trung bình và cao. Tuy nhiên, vì lý do xe giá rẻ nên ngày nay Việt nam còn lắp ráp nhiều kiểu xe không sử dụng ABS, thay thế vào đó các nhà sản xuất ô tô lắp ráp với các bộ điều hòa lực phanh (còn gọi là van P) hay là van điều hòa theo tải trọng (LSPV). Với các loại van này vấn đề điều hòa lực phanh được thực hiện thông qua điều chỉnh áp suất phanh ra cầu sau của ô tô.

Ở đây cần dẫn tới khái niệm phân chia lực phanh trên các cầu cho ô tô. Nếu trên ô tô có hệ thống phanh cơ bản (không có bộ điều hòa) tỷ lệ phân chia lực phanh có giá trị không đổi. Để phù hợp với sự thay đổi lực thẳng đứng đặt trên các cầu xe khi phanh, cần thiết thay đổi tỷ lệ phân chia lực phanh thích hợp. Xe có bộ điều hòa lực phanh thực hiện yêu cầu này thông qua các dạng bộ điều hòa khác nhau. Khi chế độ tải thay đổi trong khoảng rộng, ô tô thường bố trí loại điều hòa LSPV.

Có thể nói: bộ điều hòa lực phanh là bộ hạn chế áp suất điều khiển phanh ra các cầu sau sao cho gần đúng với chế độ thay đổi tải trọng đặt trên các cầu sau.

Để thực hiện được điều này, tiêu chuẩn ECE R13 của Châu Âu đã đưa ra quy định kiểm soát các hệ thông phanh không có ABS đối với ô tô con thuộc phân loại M1 (ô tô con dưới 9 ghế ngồi) như trình bày được thể hiện trên đồ thị của hình 1.

Trên đồ thị biểu diễn: trục hoành là cường độ phanh z=j/g (đo bằng gia tốc phanh: j, chia cho gia tốc trọng trường: g), trục tung biểu diễn hệ số bám của mặt đường j, hệ số hiệu quả lực phanh trên các cầu trước h1 và sau h2.

Trường hợp lí tưởng tận dụng hoàn toàn khả năng bám quan hệ h1 và h2 với cường độ phanh nằm trên đường phân giác: j = z. Song điều này khó thực hiện trên ô tô có bộ điều hòa lực phanh. Bởi vậy tiêu chuẩn cho sai lệch hiệu quả phanh trong khoảng hẹp cần thiết. Mọi đường cong của hệ số hiệu quả lực phanh trên các cầu trước và sau h1, h2 buộc phải nằm gần nhất đường phân giác và nằm dưới các đường màu đỏ, có thể gọi đó là các “đường giới hạn”. Đường giới hạn trong, thể hiện yêu cầu khắt khe hơn, tương ứng với gia tốc phanh nằm trong vùng 3 m/s2 đến 4,5 m/s2 (vùng cường độ phanh thường xuyên sử dụng).

Theo tiêu chuẩn, mọi hệ thống phanh không có ABS phải tuân thủ điều kiện này ở mọi chế độ tải trọng của ô tô, mọi kết cấu khác nhau (kể cả ô tô có bộ điều hòa hay không có bộ điều hòa). Đây là cơ sở kỹ thuật trong thiết kế hệ thống phanh. Với đường cong cụ thể của hệ số hiệu quả lực phanh h1, h2: chỗ cách xa nhất của h1, h2 so với đường phân giác (j = z ), tại cường độ lực phanh đó hiệu quả phanh càng thấp.   

Nếu có hai bộ phân chia lực phanh A và B (như minh họa trên hình 2), được tính toán theo công thức đơn giản của tiêu chuẩn ECE R13, có thể thiết lập các đường cong:

+   h1(A): hệ số hiệu quả phanh trên cầu trước của trường hợp A,

+   h2(A): hệ số hiệu quả phanh trên cầu sau của trường hợp A,

+   h1(B): hệ số hiệu quả phanh trên cầu trước của trường hợp B,

+   h2(B): hệ số hiệu quả phanh trên cầu sau của trường hợp B.

So sánh các trường hợp tính toán cho các cấu trúc bộ điều hòa A và B với sự phân chia lực phanh khác nhau, có thể thấy:   

-   Nếu áp suất dẫn động phanh thay đổi dẫn tới thay đổi đường cong hệ số hiệu quả phanh trên các cầu xe.

-   Trên hình vẽ cho thấy trường hợp A các đường cong h1(A), h2(A) không cắt vào đường giới hạn theo tiêu chuẩn và được chấp nhận. Tuy nhiên trong vùng gia tốc phanh từ 3 m/s2 đến 4 m/s2, đường cong hệ số hiệu quả phanh có khoảng cách xa nhất với đường phân giác, nên hiệu quả phanh sẽ kém.

-   Trường hợp B: đường cong h1(B) cắt vào đường giới hạn theo tiêu chuẩn. Tại gia tốc 3m/s2 hệ số hiệu quả phanh có khoảng cách xa nhất với đường phân giác, nên hiệu quả phanh sẽ kém. Như vậy trường hợp B không được chấp nhận.

-   Sự thay đổi hệ số hiệu quả phanh có thể phù hợp với đường giới hạn cho theo tiêu chuẩn hay không, cần kiểm tra cụ thể với các số liệu đo đạc trên xe.

Trong thực tiễn tùy thuộc vào các quốc gia khác nhau bộ điều hòa lực phanh có thể thay đổi tùy thuộc vào trạng thái mặt đường phổ biến của các quốc gia, song trong mọi tình huống, nếu đã chấp nhận theo tiêu chuẩn ECE, các đường cong h1, h2 này phải đảm bảo nằm dưới các đường giới hạn ở mọi chế độ tải trọng và mọi dạng kết cấu của bộ điều hòa liên quan tới sự phân chia tức thời áp suất điều khiển phanh.

Như vậy, vấn đề thay đổi áp suất phanh trong hệ dẫn động điều khiển phanh của ô tô có cơ sở kỹ thuật để kiểm soát.

Nhân việc đang trao đổi về áp suất phanh hiện nay, người viết xin trình bày các vấn đề cơ bản trong vấn đề kiểm soát phanh của công nghệ chế tạo ô tô, nhằm đề cập tới vấn đề thay đổi áp suất trong dẫn động phanh và cùng nhau thấy được khả năng kiểm soát của các tiêu chuẩn quốc tế. Ở Việt nam tiêu chuẩn này chưa đưa ra ở mức độ bắt buộc, do vậy cần xem xét toàn diện nhằm tránh thiệt hại cho người sử dụng và cho nhà sản xuất. Nhưng dù sao đây cũng là cơ sở cơ bản để có thể xem xét vấn đề.