Chi tiết bài viết

Bánh xe sau bó cứng khi phanh nguy hiểm hơn, tại sao ?

Trên nhiều phương tiện thông tin đại chúng trong thời gian gần đây rộ lên câu chuyện lỗi kỹ thuật về áp suất dầu phanh lớn hơn mức tiêu chuẩn tại cầu sau của xe Toyota  Inova lắp ráp tại Việt Nam.  Xung quanh vấn đề này có rất nhiều tranh luận, quan điểm khác nhau, nhưng bất kể nhà chuyên môn hay người người sử dụng xe đều thống nhất với nhau rằng, áp lực dầu phanh quá lớn sẽ có thể làm bánh xe bị bó cứng và dễ dẫn tới việc xe bị lệch khỏi quỹ đạo chuyển động mà vẫn thường được gọi nôm na là hiện tượng “ văng đuôi xe “. Vậy, sự tương quan về mức độ nguy hiểm trong trường hợp khi chỉ các bánh xe của cầu trước hoặc của cầu sau bị bó cứng như thế nào ?  Đối với nhà chuyên môn về lĩnh vực ô tô thì đây là một vấn đề cơ bản, không có gì mới;  nhiều tài liệu, giáo trình đã viết cụ thể về vấn đề này và bằng các công thức tính toán, các đồ thị ,đường đặc tính ...người ta có thể thấy rõ sự nguy hiểm khi các bánh xe  sau bị bó cứng lớn hơn hẳn trường hợp các bánh xe trước bị bó cứng. Tuy nhiên, để mọi người, kể cả người có chuyên môn lẫn người “ ngoại đạo “  có thể hiểu được  một cách dễ dàng hơn lý do tại sao việc bó cứng các bánh xe của cầu sau nguy hiểm hơn so với của cầu trước và cần trang bị bộ điều hòa lực phanh ở cầu sau thì ở đây xin giới thiệu với bạn đọc sơ đồ và cách lý giải dễ hiểu của Anfred Jante  (  1908-1985  ) – một trong số  rất ít Giáo sư xuất sắc hàng đầu của Đức trong lĩnh vực ô tô và động cơ đốt trong.

Về nguyên tắc chung,  khi bánh xe bị bó cứng, ma sát giữa bánh xe và mặt đường sẽ chuyển sang dạng ma sát trượt có hệ số ma sát rất nhỏ, bánh xe mất hẳn khả năng dẫn hướng.

Để đánh giá về mức độ nguy hiểm đối với các trạng thái phanh khác nhau, trong các hình  dưới đây có trình bầy một số trường hợp xảy ra khi phanh xe ô tô .

Hình 1 a) cho thấy:  khi phanh, chỉ các bánh xe trước bị bó cứng và  lực quán tính mF.a  trùng  với trục dọc của xe. Trường hợp này xe ở trạng thải ổn định bền và  giữ nguyên hướng chuyển động.

Hình 1 b) cho thấy :  khi phanh chỉ các bánh xe sau  bị bó cứng,   lực quán tính   mF.a

trùng  với trục dọc của xe. Trường hợp này, tuy xe giữ nguyên hướng chuyển động nhưng xe ở trạng thải ổn định không bền vững .

Hình 1 c) cho thấy: khi phanh, chỉ các bánh xe trước bị bó cứng và lực quán tính mF.a

không trùng với với trục dọc của xe ( như  do kết cấu của xe hoặc việc xếp hàng lên xe  hoặc phân bố chỗ ngồi trên xe không đều ). Trong trường hợp này, xuất hiện cánh tay đòn x; dưới tác dụng của mô mem MB = mF.a.x,  đầu xe sẽ bị dịch chuyển sang trái so với trục chuyển động của xe. Tuy nhiên, khi dịch chuyển tới một vị trí nhất định nào đó, khi  mà điểm B ở bên trái so với điểm đặt lực quán tính mF.a  thì sẽ lại xuất hiện mô men MR có cánh tay đòn là y,  kéo ngược đầu xe trở lại vị trí ban đầu; quá trình này lặp đi lặp lại và giữ cho xe tiếp tục chuyển động  theo quỹ đạo ban đầu.

Hình 1 d) cho thấy trường hợp khi phanh, chỉ các bánh xe sau bị bó cứng và lực quán tính mF.a không trùng với với trục dọc của xe. Trong trường hợp này,  mô men MB = mF.a.x  sẽ làm cho  đuôi xe  bị dịch chuyển sang trái so với trục chuyển động. Khi dịch chuyển, cùng với sự gia tăng của cánh tay đòn x thì Mô men MA tiếp tục tăng lên và  làm cho xe càng bị lệch  thêm so với quy đạo ban đầu.

    Hình 1. Một số trường hợp xảy ra khi phanh

Từ việc phân tích các trương hợp trên cho thấy, khi phanh:

-     Nếu chỉ các bánh xe trước bị bó cứng thì xe vẫn có khả năng tự trở về theo hướng chuyển động ban đầu;

-     Nếu  các bánh xe sau bị bó cứng thì việc xe  bị lệch so với quỹ đạo chuyển động, người lái  khó có thể điều khiển được  xe  và khả năng dẫn tới tai nạn là vô cùng lớn.

Vì vậy khi  thiết kế hệ thống phanh, người ta cần có  các biện pháp để hạn chế việc các bánh xe bị bó cứng mà đặc biệt là các bánh sau.

 Trong thực tế, khả năng bó cứng bánh xe phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như áp lực dầu phanh, phân bố tải trọng lên bánh xe...Đối với các loại xe có tải trọng phân bố lên cầu sau biến động trong phạm vi rộng như xe chở hàng, xe chở người nhiều chỗ ngồi....thì với hệ thống phanh đơn giản  khó có thể có được lực phanh chung, phù hợp với các mức tải trọng khác nhau. Để giải quyết vấn đề này, các nhà thiết kế đã sử dụng bộ điều chỉnh lực phanh có khả năng tự điều chỉnh áp suất dầu  phanh giữa cầu trước và cầu sau và bộ điều chỉnh lực phanh theo tải trọng lắp ở cầu sau của xe ( hình 2 ).

Hình 2. Sơ đồ nguyên lý bộ điều chỉnh lực phanh theo tải trọng phân bố lên cầu xe

Hy vọng rằng các thông tin vừa trình bầy có thể giúp cho bạn đọc hiểu được lý do tại sao việc bó cứng các bánh xe cầu sau của xe ô tô lại nguy hiểm hơn so với khi các bánh xe trước bị bó cứng.

Dr CAR

Tài liệu tham khảo

/1/  Herbert Schutlz     Wirtschaftliches Fahren – Technische Grundlagen

                                     Transpress VEB Verlag fuer Verkehrswesen Berlin

/2/       -                         http://de.wikipedia.org/wiki/Bremszylinder

/3/       -                       Tài liệu đào tạo của TMV