(Thienthanhauto.com) Với công nghệ an toàn trên các dòng xe phổ biến ở thị trường Việt Nam hiện nay, hẳn bạn không còn xa lạ gì với thuật ngữ ABS. Và hẳn bạn cũng đã biết đến vai trò cơ bản của hệ thống ABS là chống bó cứng phanh, giúp cho các bánh trên chiếc xe của bạn không bị “khóa chết” và bị trượt trên đường trong quá trình phanh.

Hệ thống ABS trên ô tô

Vậy hệ thống ABS thực hiện chức năng đó như thế nào, và để đảm bảo được nhiệm vụ chống khóa bánh, chống trượt trong quá trình phanh thì hệ thống chống bó cứng ABS được cấu tạo gồm những bộ phận nào, chúng ta hãy cùng nghiên cứu cụ thể hơn trong bài viết dưới đây:
1. Vì sao xe ô tô phải trang bị hệ thống chống bó cứng phanh ABS?
Về nguyên lý động học, khi ta thực hiện thao tác phanh xe, nếu tất cả các bánh xe của bạn bị khóa cứng và trượt trên mặt đường (còn gọi là tình huống “phanh cháy đường”), khi đó lực bám biên giữa các bánh xe và mặt đường sẽ biến mất hoàn toàn. Nếu như chỉ có trước – bánh chuyển động, điều hướng bị khóa cứng và trượt trên mặt đường, còn bánh sau vẫn lăn, thì khi đó xe sẽ không còn khả năng chuyển hướng (bị khóa hướng chuyển động). Ngược lại, nếu chỉ có bánh sau bị khóa cứng và trượt trên mặt đường, trong khi bánh trước vẫn tiếp tục lăn thì sẽ cũng sẽ rơi vào tình trạng bị trượt biên (trượt đuôi), kể cả trong trường hợp lực hướng biên không đủ lớn. Đây là những tình huống cực kỳ nguy hiểm, bởi vì khi đó hệ thống lái – điều hướng trên xe của bạn sẽ trở nên vô dụng, và khi đó nguy cơ xảy ra tai nạn là vô cùng lớn. Vì vậy, yêu cầu của quá trình phanh để đảm bảo an toàn là cần hạn chế phanh tới mức bánh xe trượt trên mặt đường (phanh cháy đường), mà cần phải đạt đến trạng thái phanh làm sao để bánh xe vừa trượt, vừa lăn. Đối với các dòng xe trước đây, để hạn chế tình trạng bánh xe bị trượt trên đường gây nguy hiểm, các bác tài giả thường sử dụng kỹ thuật phanh nhấp - nhả. Tuy nhiên, đây là kỹ thuật khó, đặc biệt là trong những tình huống phanh gấp, cần giảm tốc độ nhanh chóng thì kỹ thuật trên là vô cùng khó khả thi. Hơn nữa, một tình huống nguy hiểm hơn là tình huống bạn vừa phải điều khiển xe vòng tránh, vừa phải thực hiện thao tác phanh để vòng tránh chướng ngại vật. Nếu hệ thống lái bị vô hiệu hóa (do bánh xe bị khóa cứng) thì điều đó cũng đồng nghĩa với việc bạn không thể thực hiện thao tác vòng tránh trong quá trình phanh xe. Điều đó là vô cùng nguy hiểm vì khả năng tai nạn là hoàn toàn có thể xảy ra.
Và hệ thống ABS ra đời là để giải bài toán: làm thế nào để chiếc xe của bạn vừa có thể giảm tốc nhanh chóng đồng thời vừa giữ được lực bám biên để nó không bị văng trượt trên đường.

Vai trò của hệ thống ABS

Vậy hệ thống ABS là gì, và nó thực hiện chức năng như thế nào?
2. Vai trò, chức năng của hệ thống chống bó cứng phanh ABS
ABS là một thuật ngữ được viết tắt của từ tiếng Anh Anti-lock Brake System, được hiểu là hệ thống chống bó cứng bánh xe khi phanh, hay gọi vắn tắt là hệ thống chống bó cứng phanh. Và chức năng của hệ thống ABS là đảm bảo cho bánh xe không bị bó cứng trong quá trình phanh để giúp xe giữ được lực bám biên, không bị văng, trượt, nhờ đó mà đảm bảo được sự hoạt động ổn định của bộ phận điều hướng, giúp tài xế vừa có thể thực hiện thao tác phanh đồng thời vừa có thể điều khiển xe để vòng tránh chướng ngại vật (chứ không phải chức năng của hệ thống ABS là làm giảm quãng đường phanh như một số người vẫn lầm tưởng, thậm chí trong một số trường hợp, hệ thống ABS còn làm cho quãng đường phanh tăng lên để đảm bảo an toàn trong quá trình phanh).
- Thông qua việc sử dụng hệ thống cảm biến và điều khiển điện tử, ABS cho phép điều khiển khả năng phanh, vì vậy nó có thể tránh được tình trạng khóa bánh xe trong 3 trường hợp sau:
+ Khi phanh đột ngột trên đường khô hoặc phanh bình thường trên đường ướt. Trong tình huống này, nếu không có hệ thống chống bó cứng phanh ABS thì việc sử dụng lực phanh quá mạnh (phanh ăn) sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới việc chuyển hướng bình thường của bánh xe.
+ Khi bị khóa bánh trước làm cho hệ thống chuyển hướng không thể điều khiển tình trạng của xe.
+ Khi bánh sau bị khóa làm cho xe rơi vào trạng thái tự xoay.
- Hệ thống chống bó cứng phanh ABS thông qua việc duy trì điều khiển 4 chức năng quan trọng dưới đây để thực hiện nhiệm vụ chống khóa bánh xe:
+ Thông qua thao tác vô lăng để đảm bảo tính năng theo dõi chính xác tình trạng của xe nói chung và tình trạng của các bánh xe nói riêng.
+ Thông qua thao tác vô lăng để tránh chướng ngại vật.
+ Thông qua việc ngăn chặn tình trạng tự xoay để đảm bảo tính ổn định của xe.
+ Giảm thiểu khoảng cách dừng xe (đối với một số loại mặt đường, hệ thống ABS sẽ làm kéo dài khoảng cách dừng xe để tránh tình trạng xe bị khóa bánh).
Vậy để thực hiện nhiệm vụ chống bó cứng phanh, hệ thống ABS được cấu tạo như thế nào?
3. Cấu tạo của hệ thống chống bó cứng phanh ABS
Hệ thống ABS trên ô tô hoạt động dựa trên cơ sở lắp thêm bộ cảm biến tốc độ xe, bộ phận điều khiển điện tử ABS, bộ phận điều tiết áp lực phanh và mạch điều khiển phanh để thực hiện chức năng chống bó cứng phanh. Vì vậy, hệ thống ABS được cấu tạo gồm những bộ phận chính sau:
(1) ECU điều khiển trượt
(2) Bộ chấp hành của phanh
(3) Cảm biến tốc độ bánh trước, cảm biến tốc độ bánh sau
(4) Đồng hồ táp lô (đèn báo ABS)
(5) Công tắc đèn phanh
(6) Cảm biến giảm tốc

Cấu tạo hệ thống ABS gồm: ECU điều khiển; bộ chấp hành phanh; cảm biến tốc độ; đèn báo ABS; công tắc đèn phanh; cảm biến giảm tốc

Trong đó, cảm biến tốc độ và bộ phận điều khiển điện tử ABS (ECU) là những bộ phận quan trọng nhất, là xương sống và thần kinh trung ương của toàn bộ hệ thống ABS.
- Cảm biến tốc độ: Cảm biến tốc độ có nhiệm vụ xác định tốc độ của bánh xe và truyền về ECU điều khiển.

Vị trí của cảm biến tốc độ ABS

Về cấu tạo, cảm biến tốc độ bánh xe gồm có 1 nam châm vĩnh cửu cùng 1 cuộn dây điện tử và lõi từ.

Cấu tạo cảm biến tốc độ ABS

Tùy theo từng loại xe mà vị trí lắp đặt cảm biến tốc độ cũng như rô to cảm biến và số lượng răng của rô to cảm biến cũng có sự khác nhau. Rô to cảm biến tốc độ được thiết kế với các răng ở vành phía ngoài, khi xe chuyển động, các bánh xe sẽ làm cho rô to quay và sinh ra nguồn điện áp xoay chiều. Nguồn điện áp này có tần số tỷ lệ thuận với tốc độ quay của rô to. Nhờ vậy mà cảm biến tốc độ xác định được tốc độ của bánh xe.

Vị trí cảm biến tốc độ ABS
 

- Cảm biến giảm tốc: Cảm biến giảm tốc trên xe ô tô được cấu tạo với 2 cặp đèn LED và Transitor quang, một đĩa có rãnh và một mạch biến đổi tín hiệu.

Cấu tạo của cảm biến giảm tốc ABS

Cảm biến giảm tốc trên ô tô có 2 loại là: loại cảm biến giảm tốc đặt ngang và loại cảm biến giảm tốc đặt dọc. Nhờ có cảm biến giảm tốc mà hệ thống ABS có thể xác định được trực tiếp sự giảm tốc của bánh xe khi ta thực hiện thao tác phanh, thông qua đó để điều chỉnh áp suất của dầu phanh cho hợp lý, đảm bảo cho bánh xe không bị khóa cứng và trượt trên mặt đường.

Vai trò của cảm biến giảm tốc ABS

- Hộp điều khiển ABS (ABS Control Module): Hộp điều khiển ABS hay còn gọi là ECU ABS là một bộ vi xử lý, được coi là trung tâm thần kinh của hệ thống ABS. Hộp điều khiển (ECU) ABS gồm có 4 thành phần chính:
+ Bộ phận xử lý tín hiệu nhận về từ cảm biến tốc độ và cảm biến giảm tốc.
+ Bộ phận an toàn
+ Phần logic
+ Bộ phận chẩn đoán và lưu giữ mã lỗi.

Cấu tạo của hộp điều khiển (ECU) ABS

Hộp điều khiển ABS (ABS Control Module) thực hiện các chức năng cơ bản sau:
Thu thập thông tin về tốc độ và góc đặt bánh xe, xử lý các thông tin thu thập được, thông qua đó xác định tốc độ của bánh xe cũng như sự tăng hoặc giảm tốc của bánh xe để từ đó xác định tốc độ chuẩn của bánh xe và ngưỡng trượt để xác định nguy cơ bánh xe có thể bị hãm cứng.
Sau khi đã tính toán được tốc độ bánh xe, tốc độ xe và các nguy cơ hãm cứng đối với các bánh xe, hộp điều khiển ABS sẽ cung cấp tín hiệu để điều khiển bộ chấp hành thủy lực.
Kiểm tra, chẩn đoán lỗi, lưu trữ mã code hư hỏng và chế độ an toàn.

Chức năng của Hộp điều khiển ABS

- Bộ phận chấp hành của phanh ABS:  Bộ chấp hành ABS còn được gọi là van Modulator ABS. Nhiệm vụ của bộ chấp hành ABS là cung cấp hay ngắt khí nén có áp suất cho phanh. Thông qua sự chỉ đạo của bộ phận điều khiển điện tử ABS, bộ phận chấp hành sẽ cung cấp áp suất dầu tối ưu cho hệ thống phanh, cho đến khi các xi lanh phanh bánh xe theo sự điều khiển của bộ phận điều khiển điện tử ABS (ECU ABS) để tránh hiện tượng các bánh xe bị bó cứng trong quá trình phanh.

Vị trí, chức năng của bộ chấp hành ABS
 

Bộ chấp hành ABS trên các xe ô tô hiện nay chủ yếu sử dụng bộ chấp hành thủy lực. Bộ phận chấp hành thủy lực được cấu tạo bao gồm các bộ phận chính sau: mô tơ điện dẫn động bơm dầu phanh; các van điện từ; bơm dầu phanh; bình tích áp.

Cấu tạo của bộ chấp hành ABS
 

Mô tơ điện: Mô tơ điện của bộ chấp hành ABS thực hiện chức năng dẫn động cho bơm dầu để đưa ngược dầu từ bình tích áp về xy lanh chính của hệ thống phanh khi hệ thống ABS ở chế độ giữ và giảm áp. 
Bơm dầu: chức năng chính của bơm dầu phanh là giúp khôi phục áp suất cho phanh thủy lực sau khi van đã giải phóng. Bơm dầu được điều chỉnh bởi bộ điều khiển ABS (ECU). Theo đó, bơm dầu sẽ nhận lệnh từ ECU để điều chỉnh trạng thái nhằm tạo ra áp suất mong muốn, đồng thời làm giảm độ trượt của bánh xe khi phanh. Bơm dầu được cấu tạo với hai buồng độc lập và được điều khiển bằng cam lệch tâm, thông qua pít tông (piston) trái và pít tông phải.
Các van một chiều có nhiệm vụ chỉ cho dòng dầu đi từ bơm về xi lanh chính và ngăn dòng dầu chảy theo chiều ngược lại.
Van điện từ ABS: Van điện từ trong bộ chấp hành ABS có 2 loại, gồm: loại 3 vị trí và loại 2 vị trí. Tuy nhiên cả 2 loại này đều có cấu tạo gồm các bộ phận: van 1 chiều, các cửa van, lõi van và cuộn dây điện. Khi nhận được tín hiệu chỉ thị của ECU ABS, van điện từ sẽ thực hiện đóng hoặc mở các cửa van để điều chỉnh áp suất dầu bơm đến các xy lanh của bánh xe.
Bình tích áp: Bình tích áp trong bộ phận chấp hành ABS có chức năng chứa dầu hồi về từ xy lanh phanh bánh xe, đồng thời có nhiệm vụ làm giảm áp suất dầu ở xy lanh phanh bánh xe.
Như vậy là chúng ta đã nắm được vai trò, chức năng và cấu tạo của hệ thống chống bó cứng phanh ABS. Vậy để thực hiện được chức năng của mình, hệ thống ABS hoạt động theo nguyên lý nào? Mời quý vị cùng tìm hiểu trong bài viết: Nguyên lý hoạt động của hệ thống chống bó cứng phanh ABS