An toàn khi lái xe đã là một trọng tâm chính của ngành công nghiệp ô tô trong nhiều năm. Các nhà sản xuất ô tô đã đổ hàng triệu đô la vào việc nghiên cứu các thiết bị an toàn và quy định và kết quả là sự cải thiện đáng kinh ngạc về mức độ an toàn của ngay cả những phương tiện rẻ tiền nhất. Giờ đây, việc tìm kiếm một chiếc xe cho phép bạn và gia đình bạn thoải mái và an toàn hơn bao giờ hết đã dễ dàng hơn bao giờ hết.
Khá nhiều công nghệ an toàn ô tô mới dựa trên máy tính, vi mạch có thể cảm nhận được xe và người lái của nó đang làm gì và bù đắp cho bất kỳ vấn đề nào có thể đe dọa đến sức khỏe của xe và hành khách trên xe. Một số cải tiến an toàn ấn tượng nhất liên quan đến phanh. Khả năng dừng xe một cách an toàn là rất quan trọng trong việc ngăn ngừa tai nạn. Hệ thống phanh chống bó cứng (ABS) hiện đã được trang bị trên hầu hết các xe ô tô và với việc bổ sung các cải tiến như kiểm soát trượt bánh điện tử (ESC), các hệ thống này cùng với trình điều khiển cảnh báo, có thể ngăn chặn nhiều vụ tai nạn trước khi chúng xảy ra.
Một trong những cải tiến thành công nhất gần đây đối với hệ thống chống bó cứng phanh là điện tử phân phối lực phanh , hoặc EBD. EBD dựa trên nguyên tắc rằng không phải bánh xe nào cũng cần nỗ lực như nhau để đưa xe dừng lại.
EBD dựa trên nguyên tắc rằng trọng lượng được hỗ trợ bởi các bánh xe ô tô của bạn không được phân bổ đồng đều. Một số bánh xe chịu tải nặng hơn những bánh xe khác và sẽ cần nhiều lực phanh hơn để đưa xe dừng lại mà không bị mất kiểm soát. Hơn nữa, trọng lượng được hỗ trợ bởi một bánh xe chuyển dịch trong quá trình phanh, do đó lực cần thiết ở mỗi bánh xe có thể thay đổi nhanh chóng. Hệ thống EBD không chỉ có thể phát hiện trọng lượng đang được hỗ trợ bởi mỗi bánh xe mà còn thay đổi lượng phanh truyền đến mỗi bánh xe trên cơ sở tức thì.
Làm thế nào các nhà sản xuất ô tô đạt được điều kỳ diệu công nghệ nhỏ này? Và điều quan trọng là bạn mua một chiếc xe với hệ thống EBD hiện đại như thế nào? Bạn sẽ tìm thấy câu trả lời cho những câu hỏi này trên một vài trang tiếp theo.
Nội dung
Lốp xe hoạt động nhờ lực ma sát. Khi bạn đạp ga, ma sát giữa lốp xe và mặt đường là yếu tố khiến bạn di chuyển về phía trước. Khi bạn đạp phanh, ma sát giữa lốp xe và mặt đường chính là yếu tố khiến bạn giảm tốc độ. Đó là lý do tại sao trong điều kiện băng giá, đôi khi rất khó để xe của bạn bắt đầu di chuyển khi bạn muốn - và thậm chí còn khó hơn để dừng xe.
Ma sát cũng là thứ giữ cho xe chuyển động theo hướng bạn muốn. Khi chúng ta tăng tốc, chúng ta thường cho rằng xe sẽ chuyển động theo hướng mà các bánh xe đang chỉ; tuy nhiên, nếu không có ma sát giữa lốp và mặt đường, ô tô có thể dễ dàng trượt ngang và mất kiểm soát.
Điều quan trọng đối với việc lái xe an toàn là duy trì ma sát giữa lốp và mặt đường, tuy nhiên có một số điều kiện có thể làm mất ma sát này. Một là tăng tốc trên đường băng giá, như đã đề cập ở trên, nhưng ma sát cũng có thể bị mất nếu bạn phanh quá mạnh. Động lượng về phía trước của ô tô có thể giữ cho ô tô chuyển động với tốc độ lớn hơn đáng kể so với tốc độ quay của lốp xe. Đây được gọi là khóa bánh xe và đó là nguyên nhân phổ biến của các vụ tai nạn khi lái xe. Khi điều này xảy ra, lốp xe không còn bám vào mặt đường và xe tiếp tục di chuyển theo hướng mà nó đã đi khi bắt đầu trượt.
Chìa khóa để tránh trượt bánh là tỷ lệ trượt , hiệu số giữa tốc độ ô tô đang chuyển động và tốc độ quay của lốp. Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) có thể cảm nhận tỷ lệ trượt của từng lốp và điều chỉnh lực phanh tác dụng lên từng lốp để tỷ lệ trượt duy trì trong phạm vi an toàn, do đó tránh bị trượt bánh.
Khi một ô tô giảm tốc độ, trọng lượng của nó sẽ dịch chuyển về phía trước. Ở ô tô động cơ đặt trước, trọng lượng tăng thêm phía trước làm tăng độ bám của lốp trước trong khi giảm độ bám của lốp sau. Điều này làm cho lốp sau dễ bị bó cứng trong quá trình phanh. Khi bánh sau bị trượt, xe có thể bắt đầu bị đuôi cá hoặc thậm chí đi vào vòng xoáy. Theo truyền thống, hệ thống phanh bao gồm một van tỷ lệ để phân bổ lực phanh chính xác đến lốp trước và lốp sau. Tuy nhiên, với ABS, van điều tiết không còn cung cấp giải pháp lý tưởng cho vấn đề này nữa.
Đây là nơi phân phối lực phanh điện tử (EBD). Với EBD, một máy tính gọi là bộ điều khiển điện tử (ECU) sẽ xác định tỷ lệ trượt của từng lốp riêng lẻ. Nếu ECU nhận thấy rằng bánh sau có nguy cơ bị trượt, nó sẽ tác động ít lực hơn lên chúng trong khi duy trì (hoặc, nếu cần, tăng) lực tác dụng lên bánh trước. EBD cũng hữu ích khi xe đang phanh trong khi lái xe quanh một góc cua. Trong khi quay, bánh xe bên ngoài quay nhanh hơn bánh xe bên trong. Nếu quá nhiều lực phanh được tác động vào các bánh xe bên trong, chúng có thể bị bó cứng, khiến xe bị chệch hướng và mất kiểm soát. EBD có thể cảm nhận độ trượt của các bánh xe bên trong và giảm lực phanh trên các bánh xe đó mà không làm giảm lực trên các bánh xe bên ngoài.
Làm thế nào những điều kỳ diệu điện tử này được thực hiện? Trên trang tiếp theo, chúng ta sẽ kiểm tra phần cứng và phần mềm mà hệ thống EBD sử dụng để điều khiển riêng lượng lực phanh tác dụng lên mỗi lốp.
Phần cứng điều tiết và an toàn được sử dụng bởi hệ thống phân phối lực phanh điện tử cũng giống như phần cứng được sử dụng bởi hệ thống chống bó cứng phanh không có EBD. Nó chỉ được lập trình khác. Đối với mục đích của EBD, ba phần cứng khác nhau là cần thiết:cảm biến có thể xác định tỷ lệ trượt của mỗi bánh xe, van có thể điều chỉnh lượng lực phanh truyền đến mỗi bánh xe và một bộ phận điều khiển điện tử có thể tính toán lượng bắt buộc phải có.
Cảm biến tốc độ: Để xác định tỷ số trượt của bánh xe, hệ thống EBD cần hai thông tin:tốc độ quay của bánh xe và tốc độ của ô tô. Nếu tốc độ quay của bánh xe chậm hơn tốc độ quay của ô tô thì bánh xe bị trượt và có thể xảy ra trượt bánh. Một cảm biến được đặt ở mỗi bánh xe để xác định tốc độ của bánh xe. Không có cảm biến cụ thể để đo chuyển động tịnh tiến của ô tô. Thay vào đó, các phép đo tốc độ từ cả bốn bánh được tính trung bình để tạo ra ước tính về tốc độ tổng thể của xe.
Bộ điều biến lực phanh: Lực phanh được tác dụng lên các bánh xe bằng thủy lực, với dầu phanh được bơm vào các đường phanh để kích hoạt khí nén các xi lanh phanh. Hệ thống EBD có thể điều chỉnh lượng dầu phanh đi đến mỗi bánh xe thông qua các van được kích hoạt bằng điện.
Bộ Điều khiển Điện tử (ECU): ECU là một máy tính nhỏ được nhúng trong hệ thống chống bó cứng phanh. Nó nhận đầu vào từ các cảm biến tốc độ, tính toán tỷ lệ trượt của các bánh xe và sử dụng bộ điều biến lực phanh để tác động một lực thích hợp nhằm giữ cho tỷ số trượt của mỗi bánh xe trong phạm vi hợp lý.
Hầu hết các hệ thống EBD cũng bao gồm một cảm biến yaw , phát hiện chuyển động quay của xe khi nó quay. Điều này có thể được so sánh với góc của vô lăng bằng cách sử dụng cảm biến góc vô lăng để phát hiện người vượt mức (quá nhiều vòng quay so với góc của bánh xe) hoặc dấu gạch dưới (không đủ quay so với góc của bánh xe). EBD sau đó có thể điều chỉnh lái bằng cách kích hoạt một trong các phanh sau. Ví dụ, nếu ô tô bắt đầu giảm tốc, phanh sau bên trong sẽ được kích hoạt để tăng vòng quay của ô tô. Nếu xe bắt đầu vượt quá tốc độ, phanh sau bên ngoài sẽ được kích hoạt để giảm vòng quay của xe. Cảm biến yaw cũng có thể được sử dụng cùng với điều khiển ổn định điện tử (ESC) để ngăn ngừa tai nạn khi di chuột qua.
Đối với bạn một chiếc xe có phân phối lực phanh điện tử quan trọng như thế nào? Trên trang tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét cách EBD giúp bạn lái xe an toàn.
Hãy tưởng tượng bạn đang lái xe trên đường cao tốc với tốc độ 50 dặm một giờ (80,5 km một giờ) và bạn nhìn thấy một chướng ngại vật trước mặt - chẳng hạn như một chiếc ô tô đang dừng. Bạn đạp phanh nhưng không đủ chỗ để dừng hẳn trước khi va chạm với cản sau của ô tô. Trong lúc tuyệt vọng, bạn bẻ lái sang một bên để vòng qua chiếc xe đang dừng, ngay cả khi bạn vẫn đang nhấn phanh.
Điều gì xảy ra? Nếu ô tô của bạn có hệ thống phanh truyền thống, bạn có thể không gặp may. Trọng lượng xe thay đổi có thể khiến lốp bị bó cứng, làm giảm khả năng đánh lái của bạn. Bạn có thể thấy rằng bạn không thể vượt qua chướng ngại vật kịp thời. Hoặc xe có thể vượt quá và mất kiểm soát. Mặt khác, với phân phối lực phanh điện tử, lốp xe của bạn không bị bó cứng và bạn vẫn có khả năng đánh lái. Và người lái xe sẽ được ngăn chặn bằng cách duy trì lực phanh thích hợp cho các bánh xe bên trong và bên ngoài. Do đó, nhiều khả năng bạn sẽ thoát khỏi tình huống này với chiếc xe của bạn còn nguyên vẹn và hành khách của bạn không bị thương.
Bây giờ, hãy tưởng tượng rằng bạn đang lái xe trên một bề mặt băng giá hoặc một con đường có nước mưa. Trong những điều kiện này, xe của bạn rất dễ bị trượt bánh. Và mặc dù EBD không thể phát hiện điều kiện đường trực tiếp, nó có thể suy ra chúng từ tỷ lệ trượt của các bánh xe và bù đắp cho phù hợp. Nếu các điều kiện khác nhau đối với mỗi bánh xe - ví dụ, nếu một bánh xe nằm trên một mảng băng và bánh xe kia thì không - điều này có thể được phát hiện thông qua tỷ số trượt. Mặc dù không có giải pháp kỳ diệu nào cho vấn đề dừng xe trong điều kiện đường xấu, EBD có thể giúp phanh khẩn cấp trong những điều kiện này an toàn nhất có thể.
Đây là một lợi ích ít rõ ràng khác của EBD:Khi bạn chất hành lý vào thùng xe, nó sẽ thay đổi lực kéo lên bánh sau của bạn, có nghĩa là có thể tác động nhiều lực hơn lên các bánh này trong quá trình phanh. Một van điều tiết tiêu chuẩn sẽ không nhất thiết phải tính đến trọng lượng tăng thêm này, nhưng phân phối phanh điện tử sẽ bù đắp một cách thích hợp cho phần đuôi xe bây giờ nặng hơn của chiếc xe của bạn. EBD không thể phát hiện trực tiếp trọng lượng tăng thêm này, nhưng hệ thống sẽ nhận biết được nó thông qua ảnh hưởng của nó đến tỷ lệ trượt của lốp xe.
Rõ ràng là, lái xe an toàn là điều quan trọng đối với tất cả mọi người - ngay cả người đi bộ. Công nghệ phân phối phanh điện tử và hệ thống chống bó cứng phanh, đặc biệt khi kết hợp với các công nghệ an toàn khác như kiểm soát độ bám đường và kiểm soát ổn định điện tử, là một đóng góp lớn vào sự an toàn khi lái xe và có thể giúp giữ an toàn cho bạn và gia đình, dù trong những chuyến đi dài hay chỉ lái xe đến cửa hàng tạp hóa địa phương.
Để tìm hiểu thêm về các thiết bị an toàn và quy định cũng như các chủ đề liên quan khác, hãy nhấp vào các liên kết trên trang tiếp theo.
Cách hoạt động của phanh
Cách hoạt động của hệ thống rửa xe tự động
Cách hoạt động của tấm che nắng điện tử
Cách thức hoạt động của ly hợp quạt trên ô tô