Khi bạn đạp phanh trong khi lái xe, bạn có thể dễ dàng giảm tốc độ và dừng xe. Tuy nhiên, bạn đã bao giờ tự hỏi rằng thực sự diễn ra gì khi bạn đạp phanh không? Lực đạp từ chân bạn được truyền đến bánh xe như thế nào? Làm thế nào để lực chân có thể phanh được một chiếc xe hơi lớn? Bài viết này sẽ cùng các bạn tìm hiểu những nguyên lý cơ bản của hệ thống phanh trên xe hơi để giải đáp những câu hỏi trên.
Hệ Thống Phanh - Đảm Bảo An Toàn Trên Xe Hơi
Hệ thống phanh được coi là một trong những yếu tố quan trọng đảm bảo an toàn trên xe hơi. Không chỉ riêng xe hơi, mà hầu hết các phương tiện đi lại đều cần phải có hệ thống phanh giúp điều khiển tốc độ và dừng lại theo ý muốn. Trên đa số các dòng xe hơi, chúng ta sẽ gặp hai loại phanh cơ bản là phanh chính (thường được vận hành bằng thủy lực) và phanh tay. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung khảo sát về hệ thống phanh chính, và hệ thống phanh tay sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong một bài viết khác.
Nguyên Lý Cơ Bản Của Hệ Thống Phanh
Vấn đề đầu tiên ở đây là, nếu chỉ sử dụng lực của người điều khiển, không thể dừng lại được một chiếc xe lớn và nặng nhiều lần. Do đó, hệ thống phanh là điều cần thiết. Khi bạn đạp phanh, lực sẽ được truyền từ chân bạn xuống cơ cấu phanh thông qua áp suất chất lỏng truyền qua hệ thống ống thủy lực. Để tăng cường lực phanh đến mức cần thiết để dừng xe, hệ thống phanh sử dụng hai cơ cấu trợ lực là đòn bẩy và thủy lực. Lực phanh sau đó được truyền đến bánh xe dưới dạng lực ma sát, trong khi bánh xe truyền lực đó xuống mặt đường thông qua ma sát giúp xe dừng lại.
Hình ảnh: Sơ đồ các thành phần chính của hệ thống phanh trên xe hơi
Trước khi chúng ta đi vào chi tiết hơn về thành phần của hệ thống phanh, hãy tóm tắt ba nguyên tắc cơ bản của một hệ thống phanh trên xe hơi: [Đòn bẩy] + [Thủy lực (phanh dầu), chân không, khí nén hoặc kết hợp] + [Ma sát].
Cơ Cấu Đòn Bẩy Và Thủy Lực
Trong hình minh họa, một lực F được tác động lên đầu bên trái của đòn bẩy. Phần bên trái dài hơn gấp đôi so với phần bên phải, do đó, lực hướng lên phía bên phải cũng lớn hơn gấp đôi lực đẩy xuống phía bên trái. Nguyên tắc cơ bản này của đòn bẩy chúng ta đều biết. Khi kết hợp ý tưởng của đòn bẩy với cơ cấu thủy lực, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách khuếch đại lực phanh trong xe hơi.
Hệ thống trợ lực phanh trên xe hơi hoạt động khá đơn giản: Lực được truyền từ chân người lái đến điểm khác thông qua một chất lỏng không thể nén, thường là dầu nhờn. Hình ảnh minh họa dưới đây cho thấy một hệ thống thủy lực đơn giản.
Hình ảnh: Hai piston (màu đỏ) được lắp vừa vặn bên trong xy lanh chứa dầu
Trong hình ảnh trên, hai piston màu đỏ được lắp vừa trong xy lanh chứa dầu nhờn. Hai xy lanh được kết nối với nhau bằng một ống dẫn cũng chứa dầu. Khi bạn đẩy một piston xuống, lực sẽ được truyền qua dầu và dẫn đến xy lanh bên kia làm nó di chuyển lên. Do tính chất khí nén của dầu trong ống dẫn, gần như toàn bộ lực được truyền giữa hai piston. Đồng thời, đường ống dẫn có thể được thiết kế theo bất kỳ hình dạng và kích thước nào phù hợp với yêu cầu lắp đặt trên xe.
Hình ảnh: Chỉ cần thay đổi kích thước và dung tích của xy lanh, lực sẽ được truyền đi theo một tỷ lệ theo yêu cầu
Chúng ta cũng có thể chia đường ống dẫn ra, để sử dụng một piston chủ truyền lực cho nhiều piston con. Bởi vậy, khi bạn đạp chân tại một điểm nhất định, lực phanh sẽ được chia đều ra hai bánh xe. Kỹ sư chỉ cần thay đổi kích thước và dung tích của xy lanh, lực sẽ được truyền đi theo tỷ lệ theo yêu cầu.
Vậy là chúng ta đã hiểu cơ bản về nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh trên xe hơi. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào chi tiết hơn về cách hoạt động của hệ thống phanh trong xe hơi.
Ảnh đóng dấu của một số hình ảnh trong bài viết gốc không được cung cấp.
