Đề tài nghiên cứu khoa học về "Nguyên tắc vận hành bơm ABS" mang tính chất quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật công nghệ an toàn ô tô, đặc biệt trong bối cảnh vấn đề an toàn và ổn định giao thông ngày càng được chú trọng. Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) là một phát minh quan trọng giúp cải thiện khả năng kiểm soát và an toàn của phương tiện trong quá trình phanh gấp. Bơm ABS đóng vai trò then chốt trong việc duy trì áp suất phanh tối ưu, giúp ngăn chặn hiện tượng bánh xe bị khóa cứng, từ đó giảm thiểu nguy cơ trượt và mất lái.
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sẽ đi sâu vào việc phân tích nguyên tắc hoạt động của bơm ABS, từ cấu tạo vai trò, tính năng, nguyên tắc vận hành và một số gợi ý về một số phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng bơm. Đồng thời, nghiên cứu cũng sẽ khám phá những cải tiến công nghệ gần đây nhằm nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống ABS. Qua đó, đề tài không chỉ cung cấp kiến thức nền tảng mà còn mở ra các hướng phát triển mới cho việc thiết kế và ứng dụng hệ thống phanh tiên tiến, góp phần nâng cao an toàn giao thông và trải nghiệm người dùng.
Hình 1: Cụm bơm thủy lực ABS. (nguồn internet)
Tính năng và vai trò của bơm ABS ô tô
Tính Năng Của Bơm ABS
- Điều khiển áp suất phanh: Khả năng điều chỉnh áp suất phanh các bánh xe, ngăn chặn hiện tượng bó cứng khi phanh gấ à duy trì sự kiểm soát của người lái và ổn định của xe.
- Khả năng hồi tiếp nhanh chóng: Bơm phản ứng rất nhanh với sự thay đổi điều kiện đường và tốc độ bánh xe, nó điều chỉnh áp suất phanh theo thời gian thực để tối ưu hóa hiệu quả phanh.
- Phanh khẩn cấp: Tối ưu hóa lực phanh để giảm quãng đường và thời gian phanh, đồng thời tránh trạng thái xe bị mất lái bởi sự bị khóa cứng bánh xe.
- Tích hợp với các hệ thống khác: Bơm thường được tích hợp với các hệ thống an toàn khác như: Hệ thống ổn định điện tử (ESP), Hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD), …
Vai Trò Của Bơm ABS
- Tăng tính an toàn: Nó giúp người lái duy trì khả năng điều khiển xe ngay cả khi phanh gấp.
- Cải thiện khả năng điều khiển: Người lái có thể điều khiển dễ dàng hơn trong các tình huống phanh gấp hoặc với điều kiện đường xấu (ướt, băng tuyết, …) à giúp xe không bị trượt và giữ được hướng di chuyển mong muốn.
- Giảm mài mòn lốp xe: Bằng cách ngăn chặn bánh xe bị khóa cứng và trượt trên mặt đường, bơm cũng giúp giảm mài mòn, kéo dài tuổi thọ lốp.
Hỗ trợ hệ thống an toàn khác: Bơm ABS hoạt động như một phần của hệ thống an toàn tổng thể của xe, giúp các hệ thống khác (ESP, EBD, …) hoạt động hiệu quả hơn. Điều này, cung cấp môi trường lái xe an toàn và tin cậy hơn khi vận hành xe.
Hình 2: Cấu tạo tổng quan cụm bơm ABS. (nguồn internet)
Cụm bơm ABS thường bao gồm: Bộ điều khiển (ABS/ESP Control Module) ABS, động cơ điện, các van điện từ được vận hành bằng cuộn dây điện từ và một đế nơi các ống dẫn dầu phanh (từ xi-lanh chính à xi-lanh phanh ở mỗi bánh xe) được kết nối. Bộ điều khiển ABS là máy tính nhận tín hiệu từ các cảm biến tốc độ bánh xe và các cảm biến khác, chẳng hạn như: công tắc bàn đạp phanh, cảm biến góc lái, cảm biến gia tốc, ECU ABS sau đó tính toán áp suất phanh tối ưu cho từng bánh xe và gửi lệnh đến bơm để điều chỉnh áp suất phù hợp.
Hình 3: Các thành phần của cụm bơm ABS. (nguồn internet)
Nguyên tắc vận hành bơm ABS
- Khi phanh, áp suất dầu phanh từ xi lanh chính à bơm ABS thông qua các ống dẫn dầu phanh.
- Sau đó, bơm ABS phân phối áp suất dầu phanh à từng bánh xe thông qua các van điện từ. Van điện từ có 03 vị trí: mở, đóng và mở một phần.
- Cảm biến tốc độ bánh xe theo dõi trạng thái từng bánh xe và gửi tín hiệu đến ECU ABS.
- ECU ABS so sánh tín hiệu tốc độ bánh xe với giá trị tham chiếu và xác định xem có bánh xe nào có thể đạt trạng bị bó cứng hoặc trượt hay không.
- Nếu một bánh xe sắp bị bó cứng hoặc bị trượt, ECU ABS sẽ gửi lệnh đến van điện từ của bánh xe đó để giảm hoặc giải phóng áp suất phanh à cho phép bánh xe lấy lại lực kéo và tránh các vấn đề “trượt”.
- Mặc khác, nếu một bánh xe cần thêm áp lực phanh, ECU ABS sẽ gửi lệnh đến van điện từ của bánh xe đó để tăng hoặc khôi phục áp suất phanh. Do đó, giúp bánh xe nhận được nhiều lực phanh hơn và dừng nhanh hơn.
- Bơm ABS cũng sử dụng động cơ điện để khôi phục áp suất dầu phanh trong hệ thống. Vì vậy, đảm bảo đủ áp suất dầu phanh cho chu kỳ phanh tiếp theo.
- Bộ điều khiển ABS lặp lại các bước này trong thời gian rất ngắn (có thể vài lần mỗi giây), tùy thuộc vào điều kiện lái và tốc độ xe à tạo ra cảm giác độ rung ở bàn đạp phanh (hệ thống ABS đang hoạt động).
Một số phương pháp bảo trì bơm ABS
+ Kiểm tra mạch điện và kết nối: Đảm bảo rằng tất cả các dây dẫn điện và kết nối đến bơm ABS không bị ăn mòn, đứt gãy.
+ Kiểm Tra Cầu Chì và Relay: Đảm bảo rằng các cầu chì và relay liên quan đến hệ thống ABS không bị hỏng.
- Kiểm tra cảm biến tốc độ bánh xe
+ Vệ sinh cảm biến: Bụi bẩn có thể làm ảnh hưởng đến cảm biến tốc độ bánh xe à đảm bảo chúng hoạt động chính xác.
+ Kiểm tra khoảng cách: Đảm bảo cảm biến được đặt ở khoảng cách đúng so với đĩa xung tín hiệu để cung cấp tín hiệu chính xác.
- Kiểm tra dầu phanh: Kiểm tra và thay dầu phanh định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất à hiệu suất phanh tốt nhất.
- Kiểm tra và vệ sinh bơm ABS: Kiểm tra bơm và các ống dẫn xem có dấu hiệu rò rỉ dầu phanh hay không. Nếu phát hiện rò rỉ, cần sửa chữa hoặc thay thế ngay lập tức.
- Kiểm tra hệ thống phanh
+ Kiểm cụm cơ cấu phanh bánh xe: Đảm bảo rằng đĩa phanh và má phanh không bị mòn quá mức, đạt trạng thái tiêu chuẩn kỹ thuật và được thay thế khi cần thiết.
+ Kiểm tra hiệu suất phanh: Thử nghiệm hệ thống phanh để đảm bảo rằng ABS hoạt động hiệu quả và không có bất kỳ lỗi nào.
- Sử dụng thiết bị chẩn đoán
+ Kiểm tra mã lỗi: Sử dụng thiết bị chẩn đoán để kiểm tra mã lỗi trong hệ thống ABS. Điều này giúp phát hiện sớm các vấn đề và xử lý chúng kịp thời.
+ Cập nhật phần mềm: Đảm bảo rằng phần mềm điều khiển ABS luôn được cập nhật để duy trì hiệu suất tối ưu.
BỘ MÔN CNKT Ô TÔ