Điều hòa lực phanh trên hệ thống phanh dầu

Chúng tôi xin giới thiệu bài viết Điều hòa lực phanh trên hệ thống phanh dầu của
PGS.TS Nguyễn Khắc Trai, trường ĐHBK Hà Nội để cùng nghiên cứu: Bộ điều hòa lực phanh được ra đời trước năm 1990 và tồn tại đến ngày nay trên
các loại ô tô con có giá rẻ. Tuy nhiên, từ năm 1995 nhiều quốc gia đã bắt buộc
chế tạo ô tô có thiết bị ABS. Cơ sở lý luận về điều hòa lực phanh dần dần ít
được nhắc tới. Nhân dịp dư luận bàn về lỗi áp suất dầu phanh trên ô tô, xin
trình bày tóm tắt một số vấn đề cơ bản về điều hòa lực phanh.
A. Cơ sở lý thuyết trong việc bố trí điều hòa lực phanh
Quá trình phanh ô tô đều dẫn tới hiện tượng tăng tải trọng tác dụng lên cầu trước,
giảm tải trọng ở cầu sau. Sự phân bố lực phanh cần thiết phải đảm bảo mối quan
hệ giữa mô men phanh sinh ra ở cầu phanh (hay lực phanh sinh ra ở bánh xe) tỷ lệ
với phản lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe. Thực hiện được yêu cầu này sẽ
nâng cao chất lượng phanh, giảm mài mòn lốp, tăng khả năng điều khiển xe và
nâng cao an toàn chuyển động (hạn chế trượt ngang cầu xe). Bộ điều hoà lực
phanh là một trong các kết cấu bố trí trên xe nhằm thực hiện mục đích này.

Trên hình 1 biểu diễn mối quan hệ của lực phanh trên cầu trước (F1) và lực phanh
cầu sau (F2) theo hệ số bám (hay có thể tính theo gia tốc phanh j và được gọi là
cường độ phanh j/g). Trong quá trình phanh, do sự thay đổi theo các đường cong
F1
yc
và F2
yc
. Mô men phanh sinh ra do cơ cấu phanh tỷ lệ thuận với áp suất phanh
điều khiển dẫn tới các cầu p
1
và p

- Khi e
tt
<e
yc
hiệu quả phanh không cao, cầu trước không tận dụng hết lực phanh.
Để hạn chế các ảnh hưởng không có lợi kể trên, với các hệ thống dẫn động không
có bộ điều chỉnh, tiêu chuẩn quốc tế đã đưa ra một phạm vi sai lệch cho phép giữa
chúng (ECE R13).
Quay trở lại đồ thị quan hệ lực phanh thực tế ở hình 1. lực phanh khi đó sẽ tăng
theo đường thẳng (F
1tt
và F
2tt
). Từ đó nhận thấy: tại gia tốc phanh đạt 6m/s
2
, hiệu
quả tận dụng trọng lượng bám cao nhất và hiệu quả phanh cao. Khi xem xét tới
ảnh hưởng của tải trọng từ không tải tới đầy tải, kết quả được mô tả trên hình 3.
Trên hình 3 biểu diễn mối quan hệ của áp suất điều khiển phanh giữa cầu trước
(p
1
) và cầu sau (p
2
) khi đầy tải (e
yc
) và khi không tải (y
ec
không tải). Nếu giá trị sai
lệch của e
tt

B
1
, … OA
4
B
4
…) biểu
diễn trên hình 6. Bộ điều hòa theo tải trọng này được sử dụng trên ô tô có tải trọng
thay đổi trong khoảng lớn, nhằm giúp bảo đảm sai lệch của e
tt
và e
yc
nằm trong
giới hạn cho phép.

B. Cấu trúc điển hình bộ điều hòa tĩnh
Bộ điều hòa tính dạng nhấp nháy được lắp ngay trên đường cấp dầu từ xi lanh
chính đến xi lanh bánh xe của cầu sau trên ô tô sử dụng dẫn động phanh hai dòng
kiểu chữ T với xi lanh chính hai buồng trợ lực phanh chân không. Mạch dầu cấp
cho cầu sau xi lanh chính, được điều hoà (hiệu chỉnh) bởi bộ điều hòa, ở cầu trước
cấp dầu trực tiếp từ xi lanh thứ cấp của xi lanh chính tới xi lanh bánh xe. Bộ điều
hòa thực chất là cụm van hạn chế áp suất, song lại làm việc theo dạng đóng mở
đường dầu nhấp nháy.
Các bộ phận chính của bộ điều hòa tĩnh dạng nhấp nháy được mô tả trên hình 7.
Pit tông van có diện tích chịu áp lực của hai phía khác nhau: bên phải lớn hơn bên
trái. Pit tông 4 được gọi là “pit tông vi sai”. Lò xo 6 ôm ngoài pit tông và luôn đẩy
pit tông về bên phải. Phớt van 5 bằng cao su mềm, và được bố trí có thể di chuyển
trong rãnh của pit tông 4. Mặt đầu bên phải của pit tông có “buồng dầu pit tông”
nối thông với đường dầu cấp từ xi lanh chính. Phớt cao su 2 làm nhiệm vụ bao kín
mặt đầu bên trái của pit tông.

áp suất sau xi lanh chính để điều khiển phanh cho bánh xe cầu trước. Các xi lanh
phanh cầu sau nhận áp suất trong cùng một buồng xi lanh chính và được điều
chỉnh để cấp cho bánh xe cầu sau.
Trên hình 8b mô tả bộ điều hòa tĩnh có pit tông hỗ trợ. Trong vỏ của bộ điều hòa
có bố trí đường dầu cấp cho các bánh xe trước, đường dầu này được nối tắt qua
van điều hòa và không được hiệu chỉnh. Tuy nhiên bên trái bộ điều hòa có thêm
pit tông hỗ trợ 2.
Khi tăng áp suất dầu phanh, áp suất trên cầu trước đẩy pit tông hỗ trợ sang trái, tạo
điều kiện đóng sớm van điều hòa cho bánh sau. Khi một dòng phanh trước bị hở
(mất áp suất), dầu cấp cho dòng phanh sau đưa tới buồng bên trái pit tông vi sai,
đẩy pit tông hỗ trợ và pit tông vi sai dịch sang bên phải, giúp làm sớm và mở rộng
van điều hòa cho các bánh xe sau, tăng áp suất phanh cho các xi lanh bánh xe sau.
Nhờ bố trí thêm van hỗ trợ, sẽ hạn chế được việc giảm hiệu quả phanh quá mức,
khi bị hỏng dòng phanh tới các bánh xe trước. Khả năng hạn chế áp lực dầu phanh
cho bánh xe sau đảm bảo phân bố gần đúng lực phanh, giảm được hiện tượng bó
cứng bánh xe sau, tăng khả năng ổn định chuyển động của ô tô.
Các bộ điều hòa tĩnh này có thể thích hợp với ô tô con có 5 chỗ ngồi.