Phanh ABS hoạt động thế nào và vì sao không nên nhấp phanh khi phanh gấp?

Trời mưa, mặt đường ướt. Một chiếc xe máy tạt đầu, tài xế đạp phanh hết cỡ. Bàn đạp phanh rung lên từng nhịp dưới chân, xe vẫn đi thẳng rồi dừng lại trước vạch vôi. Nhịp rung đó không phải lỗi, mà là hệ thống chống bó cứng phanh, gọi tắt là ABS, đang nhả rồi bóp phanh liên tục để bánh xe không dừng hẳn giữa đường.

Bánh xe bó cứng thì mất lái ra sao

Đạp phanh là ép má phanh vào đĩa phanh để bánh xe chậm lại. Nếu lực phanh lớn hơn độ bám của lốp với mặt đường, bánh xe dừng quay trong khi xe vẫn lao tới. Khi đó lốp trượt trên mặt đường thay vì lăn, phần tiếp xúc trượt đi nên độ bám giảm mạnh.

Bánh xe đang trượt cũng không còn nghe tay lái. Tài xế xoay vô lăng để tránh chướng ngại vật, nhưng bánh trước đã khóa cứng nên khả năng đổi hướng giảm mạnh. Trên mặt khô và nhiều mặt đường ướt, bánh khóa cứng thường làm quãng đường dừng dài hơn, vì lốp trượt bám đường kém hơn lốp đang lăn.

ABS gồm bốn bộ phận chính: cảm biến tốc độ ở mỗi bánh xe, bộ điều khiển điện tử (ECU), van điện từ trong đường dầu phanh và một bơm. Cảm biến, dùng nam châm với cảm biến Hall hoặc cuộn dây cảm ứng, đo tốc độ quay của từng bánh xe rồi gửi tín hiệu về ECU liên tục.

Khi một bánh giảm tốc đột ngột, dấu hiệu nó sắp bó cứng, ECU ra lệnh cho van nhả bớt áp suất dầu tới phanh bánh đó. Bánh xe quay trở lại, van đóng, bơm đưa áp suất lên và phanh bóp lại. Chu trình gồm tăng, giữ và giảm áp suất, lặp đi lặp lại nhiều lần mỗi giây; tần suất cụ thể tùy hệ thống, nhằm giảm tình trạng bánh bị khóa kéo dài và duy trì khả năng điều khiển.

Sơ đồ nguyên lý ABS trên ô tô 4 kênh: cảm biến báo tốc độ từng bánh về bộ điều khiển; cụm van và bơm điều chỉnh áp suất phanh để hạn chế bó cứng. Ba trạng thái giữ áp, xả áp và tăng áp lại được chuyển đổi theo tình trạng bánh xe. Ảnh: Tinh tế minh họa

Người lái cảm nhận chu trình này qua nhịp rung ở bàn đạp phanh. Đó là dấu hiệu hệ thống đang làm việc, không phải trục trặc. Khi phanh khẩn cấp trên xe có ABS, cách đúng là đạp phanh mạnh và giữ nguyên, để hệ thống tự nhả và bóp thay cho chân người lái.

Từ bằng sáng chế đến ABS điện tử thương mại

Theo lịch sử do Bosch công bố, hãng đăng ký bằng sáng chế cơ cấu chống khóa bánh xe năm 1936 và bắt đầu nghiên cứu nội bộ năm 1969. Khi ấy, Teldix đã có hướng tiếp cận điện tử điều khiển bốn bánh độc lập, nhưng độ bền của mạch tương tự chưa đáp ứng yêu cầu an toàn .

Bosch mua 50% cổ phần Teldix năm 1973, tiếp nhận toàn bộ trách nhiệm phát triển ABS năm 1975 và giới thiệu ABS 2 năm 1978. Đây là hệ thống chống bó cứng phanh điều khiển điện tử đầu tiên của Bosch đủ điều kiện sản xuất thương mại, không có nghĩa là trước đó chưa từng có hệ thống chống trượt phanh nào.

ABS làm được gì, và không làm được gì

Lợi ích lớn nhất của ABS là giữ khả năng lái khi phanh gấp. Trên mặt khô và mặt ướt, ABS thường rút ngắn quãng đường dừng so với bánh khóa cứng, đồng thời cho tài xế đánh lái tránh chướng ngại vật trong lúc phanh.

Nhưng ABS không thắng được giới hạn độ bám của lốp. Trên sỏi rời hoặc tuyết phủ, ABS có thể làm quãng đường dừng dài hơn, vì lốp khóa cứng cào vào mặt sỏi lại dừng sớm hơn, dù xe mất lái. ABS cũng không giúp xe bám đường hơn khi lốp đã mòn hoặc mặt đường đóng băng.

Theo hướng dẫn sử dụng Ford, đèn ABS sáng khi xe đang chạy báo hệ thống có lỗi; phanh thông thường có thể vẫn làm việc nhưng không còn chức năng chống bó cứng, nếu đèn cảnh báo hệ thống phanh không đồng thời sáng. Cần đưa xe đi kiểm tra sớm và đối chiếu manual đúng mẫu xe. Nếu đèn cảnh báo phanh cũng sáng, đã nhả phanh đỗ mà đèn không tắt, hoặc thấy phanh yếu, không được mặc nhiên cho rằng xe vẫn an toàn: dừng ở nơi an toàn và liên hệ hỗ trợ theo hướng dẫn của hãng.

Hiểu ABS giúp tài xế biết mình cần làm gì trong tình huống khẩn cấp: đạp phanh mạnh, giữ nguyên chân phanh, đánh lái tránh chướng ngại vật, và đừng nhả chân khi thấy bàn đạp rung. Hệ thống chỉ giữ bánh xe lăn để tài xế còn lái được; phần còn lại vẫn thuộc về độ bám của lốp và khoảng cách an toàn mà tài xế giữ từ trước.

Nguồn: Bosch — lịch sử phát triển ABS , Ford — hướng dẫn đèn cảnh báo ABS và hệ thống phanh , Wikipedia — Anti-lock braking system, nguồn hỗ trợ kiến thức