Bộ trợ lực phanh chân không (vacuum brake booster) có thể sẽ còn tồn tại lâu dài. Đây là cách hiệu quả và tiết kiệm nhất để khuếch đại lực tác động từ người lái lên bàn đạp phanh. Tuy nhiên, nguồn tạo ra chân không cho bộ trợ lực đang thay đổi. Nhiều hãng xe, cả nội địa lẫn nhập khẩu, hiện đang sử dụng bơm trợ lực chân không để cung cấp áp suất âm cho bộ trợ lực phanh trên các dòng xe chạy xăng, dầu diesel và thậm chí là xe điện.
Bộ trợ lực phanh là gì?
Bộ trợ lực phanh chân không (tiếng anh: “brake servo” hoặc “vacuum booster”) đúng như tên gọi của nó – là thiết bị giúp “tăng cường” hiệu suất phanh. Thiết bị này giúp người lái phanh dễ dàng hơn bằng cách tăng lực tác động lên hệ thống phanh mà không cần người lái phải dùng thêm lực trên bàn đạp.
Hiệu quả này đạt được thông qua hệ thống chân không, có nhiệm vụ khuếch đại áp lực từ bàn đạp phanh lên xy-lanh chính, và từ đó lên các má phanh. Bộ trợ lực giúp đảm bảo má phanh ép chặt vào đĩa hoặc trống phanh với lực đủ mạnh, tăng hiệu quả dừng xe.
Hiện nay có nhiều loại bộ trợ lực phanh khác nhau, phổ biến nhất gồm:
- Xy-lanh chính hai piston (dual-piston master cylinder)
- Bộ trợ lực chân không (vacuum boost brakes)
- Bộ trợ lực chân không màng đôi (dual-diaphragm vacuum boost brakes)
- Bộ trợ lực thủy lực (hydro-boost brakes)
- Bộ trợ lực điện-thủy lực (electric hydro-boost brakes)
Loại nào được trang bị trên xe bạn sẽ phụ thuộc vào kích thước và năm sản xuất của xe. Tuy nhiên, loại bộ trợ lực chân không tiêu chuẩn vẫn là kiểu truyền thống và phổ biến nhất.
Tại sao cần đến bơm chân không?
Để bộ trợ lực phanh chân không hoạt động, nó cần một nguồn tạo ra chân không. Trước đây, chỉ cần một cổng hút trên cổ hút (intake manifold) là đủ. Ngày nay, bơm chân không được lựa chọn để tạo áp suất âm cần thiết.
Trong mỗi động cơ piston, chân không được tạo ra khi piston đi xuống trong xi lanh trong kỳ hút và van hút mở. Tuy nhiên, động cơ hiện đại đã thay đổi:
- Tăng hiệu suất khiến lượng chân không tạo ra giảm.
- Động cơ ngày nay nhỏ hơn – chỉ 2.0L hoặc thậm chí 1.4L – nên dung tích xi-lanh ít hơn, tạo ra ít chân không hơn.
- Hệ thống điều khiển van biến thiên (VVT) càng làm giảm chân không vì thời điểm mở van được điều chỉnh để tạo hiệu ứng quét (scavenging), cho phép một phần khí nạp lọt qua van xả – khí này nhằm hỗ trợ bộ xúc tác (catalyst) đốt cháy các hydrocarbon chưa cháy.
Ngoài ra, tăng áp (turbocharging) cũng loại bỏ hoàn toàn chân không trong cổ hút vì bộ tăng áp tạo ra áp suất dương. Chỉ khi động cơ giảm tốc và bướm ga đóng thì mới có thể có chân không.
Đặc điểm của bộ trợ lực phanh (Booster)
Dù lấy chân không từ bơm hay động cơ, nếu bộ trợ lực bị hư thì hiệu quả bàn đạp phanh sẽ thay đổi.
Màng cao su bên trong bộ trợ lực rất quan trọng — nếu nứt, rách hoặc rò rỉ, nó sẽ không giữ được chân không và không hỗ trợ được lực phanh.
Rò rỉ dầu từ xy-lanh chính cũng có thể khiến dầu phanh bị hút vào bên trong bộ trợ lực, làm màng cao su bị hỏng nhanh hơn.
Nếu bạn thấy dầu phanh trong ống chân không, điều đó cho thấy xy-lanh chính bị rò rỉ, cần được thay thế hoặc đại tu. Ngoài ra, vết ẩm quanh phía sau xi lanh chính cũng là một dấu hiệu rõ ràng.
Có những loại bơm trợ lực chân không nào?
Động cơ diesel đã sử dụng bơm chân không hơn 40 năm, chủ yếu là loại bơm màng (diaphragm pump). Tuy nhiên, loại này không hiệu quả và ít bền.
Các dòng xe hiện đại sử dụng bơm điện hoặc bơm dẫn động bằng xích cam. Các bơm này dùng cánh trượt (vanes) gắn vào trục lệch tâm. Khi trục quay, các cánh tạo ra các khoang kín với thành bơm. Do trục lệch tâm, thể tích trong các khoang thay đổi, tạo ra chân không ở phía đầu ra.
- Bơm điện thường có nhiều cánh,
- Bơm dẫn động xích cam thường chỉ có một cánh.
Bơm chân không điện được điều khiển bởi hộp điều khiển động cơ (ECM). Hệ thống này sử dụng cảm biến áp suất gắn giữa bơm và bộ trợ lực để xác định khi nào cần bơm. ECM sẽ kiểm tra áp suất chân không, vị trí bàn đạp phanh và các thông số khác, sau đó kích hoạt rơ-le điều khiển bơm chạy trong khoảng 2 đến 3 giây khi khởi động máy.
Bơm chạy bằng xích cam được bôi trơn bằng dầu động cơ. Dầu được cấp từ dầu văng ra từ xích cam và hút vào bơm qua một van điều chỉnh lượng dầu.
Dù hiếm khi các cánh trượt bị mòn, nhưng cặn bẩn hoặc muội than có thể lọt vào trong và làm hỏng các cánh cũng như vỏ bơm. Khi cánh không thể ép sát vào thành bơm, không tạo ra được chân không. Triệu chứng phổ biến nhất của bơm hỏng là bàn đạp phanh cứng.
Bộ trợ lực phanh chân không (Vacuum Brake Booster)
Bộ trợ lực phanh dạng chân không là loại phổ biến nhất được sử dụng trên các xe chở khách. Trên hầu hết các xe chạy xăng, bộ trợ lực chân không được gắn trên vách ngăn giữa bàn đạp phanh và xy-lanh chính của phanh.
Thiết bị này là một buồng kim loại có màng ngăn linh hoạt chia đôi buồng thành hai phía. Các bộ trợ lực chân không thường có đường kính từ 6–8 inch và độ dày khoảng 3–4 inch.
Chân không từ động cơ được cấp vào cả hai bên của màng ngăn cho đến khi người lái nhấn bàn đạp phanh. Khi đó, một thanh kim loại sẽ đẩy một van áp sát màng ngăn, cho phép không khí bên ngoài đi vào phía bàn đạp trong buồng trợ lực. Trong khi đó, phía buồng gắn với xi lanh chính vẫn được giữ ở trạng thái chân không. Sự chênh lệch áp suất giữa hai bên tạo ra lực hỗ trợ (boost) cần thiết khi người lái đạp phanh.
Trong các trường hợp chân không từ động cơ không đủ, máy bơm chân không có thể được sử dụng để cung cấp lượng chân không cần thiết cho bộ trợ lực hoạt động hiệu quả.
Cách kiểm tra bộ trợ lực chân không
- Bơm bàn đạp phanh khi động cơ đang tắt cho đến khi hết chân không còn lại.
- Giữ bàn đạp phanh, khởi động động cơ.
- Nếu bàn đạp hạ xuống một chút, chứng tỏ hệ thống đang hút chân không và màng hoạt động.
- Nếu không có thay đổi, hãy kiểm tra ống hút chân không và nguồn chân không từ động cơ. Nếu tất cả bình thường thì bộ trợ lực đã hỏng và cần thay mới.
Kết luận
Công nghệ trợ lực phanh là một trong những công nghệ thường không nhận được sự ghi nhận xứng đáng. Ai cũng từng nghe đến trợ lực lái, nhưng không nhiều người biết rằng hệ thống phanh cũng được hỗ trợ lực.
Bơm trợ lực chân không và hệ thống trợ lực phanh đã khiến việc lái xe ngày nay trở nên nhẹ nhàng và thoải mái hơn bao giờ hết. Còn gì tuyệt hơn khi bạn chỉ cần dùng rất ít sức lực để điều khiển xe.
Tham khảo những chia sẻ hữu ích khác: Bơm tăng áp
Trả lời
Bạn phải đăng nhập để gửi bình luận.