ASI101 - Chương 9: Hệ thống phanh

Đáp án đúng: "It is converted into heat energy by friction". Phanh không làm mất động năng mà chuyển nó sang dạng khác: má phanh ép vào đĩa hoặc tang trống, ma sát sinh nhiệt và nhiệt đó toả ra không khí, nên cơ cấu phanh nóng lên sau mỗi lần phanh gấp. Lựa chọn "It is stored in the battery" chỉ đúng với phanh tái sinh trên xe điện và xe lai, nơi mô tơ chạy ngược thành máy phát; hệ phanh ma sát thuần tuý không có đường nào dẫn năng lượng về ắc quy. Lựa chọn "It increases the vehicle's speed" trái với chính định nghĩa phanh, vì động năng giảm thì vận tốc phải giảm. Lựa chọn "It is expelled as noise" nhầm hiện tượng phụ với cơ chế chính: tiếng rít khi phanh chỉ mang một phần năng lượng rất nhỏ, phần áp đảo vẫn đi vào nhiệt.

Đáp án đúng: "By preventing the wheels from locking up". Trên mặt đường trơn hay lầy, hệ số bám rất thấp nên bánh dễ bị bó cứng; khi bánh ngừng quay, lốp chuyển từ lăn sang trượt, lực bám tụt xuống và bánh dẫn hướng mất hẳn khả năng lái. Hệ thống chống bó cứng đo tốc độ từng bánh, phát hiện bánh sắp bó rồi nhả và nạp lại áp suất dầu phanh nhiều lần mỗi giây để bánh vẫn lăn, nhờ đó xe vừa giảm tốc vừa còn lái được. Lựa chọn "By increasing the braking force" hiểu ngược vai trò của nó: cơ cấu này chỉ điều tiết, thậm chí giảm bớt áp suất khi bánh sắp trượt, chứ không tạo thêm lực. Lựa chọn "By reducing the vehicle's weight" không khả thi về mặt vật lý vì khối lượng xe là hằng số trong lúc phanh. Lựa chọn "By automatically adjusting tire pressure" là việc của hệ giám sát áp suất lốp, nằm ngoài mạch thuỷ lực phanh.

Đáp án đúng: "They do not provide adequate braking force". Trợ lực chân không lấy độ chênh áp giữa khí quyển và đường nạp động cơ; mức chênh này nhỏ nên lực tăng thêm bị giới hạn bởi diện tích màng trợ lực. Xe tải nặng có khối lượng và quán tính lớn, đòi hỏi lực ép má phanh vượt xa khả năng đó nên phải chuyển sang dẫn động khí nén. Lựa chọn "They are too expensive" không đúng thực tế, vì bầu trợ lực chân không là cụm rẻ và phổ biến trên xe con, giá không phải lý do loại bỏ. Lựa chọn "They are too complex to maintain" cũng sai hướng: kết cấu màng cùng van một chiều khá đơn giản, hệ khí nén với máy nén, bình chứa và van điều áp mới là thứ phức tạp hơn. Lựa chọn "They require too much energy" lẫn lộn, bởi trợ lực chân không tận dụng độ chân không sẵn có của động cơ nên hao phí không đáng kể.

Đáp án đúng: "It sends signals to the solenoid discharge valve to manage brake pressure". Cảm biến tốc độ bánh gửi về chuỗi xung có tần số tỉ lệ với vòng quay; bộ điều khiển so sánh tốc độ từng bánh với tốc độ tham chiếu của xe, tính độ trượt, và khi thấy một bánh giảm tốc bất thường thì cấp dòng cho van điện từ trong cụm thuỷ lực để giữ, xả rồi nạp lại áp suất dầu phanh. Lựa chọn "It increases engine power" không nằm trong vòng điều khiển phanh, tăng mô men động cơ lúc đang phanh còn làm xe lâu dừng hơn. Lựa chọn "It adjusts tire pressure" nhầm sang hệ giám sát áp suất lốp, vốn chỉ đo và cảnh báo chứ không có cơ cấu bơm xả. Lựa chọn "It activates the steering system" cũng sai, vì chống bó cứng chỉ gián tiếp giúp người lái giữ được khả năng đánh lái chứ không điều khiển cơ cấu lái.

Đáp án đúng: "It provides consistent braking performance under heavy loads.". Khí nén được máy nén nạp sẵn vào bình chứa dung tích lớn, nên mỗi lần đạp phanh bầu phanh vẫn nhận đủ áp suất làm việc dù xe chở nặng hay phanh liên tục trên đèo dốc; lực ép guốc phanh không phụ thuộc sức chân người lái như mạch dầu đơn thuần. Lựa chọn "It uses less energy than other braking systems." sai vì máy nén lấy công suất từ động cơ và chạy gần như thường xuyên, tiêu hao nhiều hơn mạch thuỷ lực kín. Lựa chọn "It is easier to install than hydraulic systems." không đúng: hệ khí nén cần máy nén, bình chứa, bộ sấy khí, nhiều van và đường ống dài hơn hẳn. Lựa chọn "It requires no maintenance." trái với thực tế bảo dưỡng, bởi phải xả nước ngưng trong bình, thay lọc và kiểm tra rò rỉ khí định kỳ.

Đáp án đúng: "Offer better heat dissipation and more consistent performance". Đĩa phanh phơi trực tiếp ra luồng không khí và thường được xẻ rãnh thông gió, nên nhiệt do ma sát sinh ra thoát đi nhanh; tang trống bọc kín guốc phanh bên trong nên nhiệt tích lại, hệ số ma sát tụt dần và lực phanh thay đổi giữa các lần đạp. Lựa chọn "Are less resistant to water and heat" đảo ngược thực tế, vì mặt đĩa quay nhanh tự văng nước ra ngoài còn tang trống lại giữ nước bên trong. Lựa chọn "Require no hydraulics" sai vì càng phanh đĩa vẫn do piston thuỷ lực ép má vào đĩa, lại không có hiệu ứng tự cường hoá nên còn cần áp suất dầu cao hơn. Lựa chọn "Eliminate the need for a parking brake" nhầm chức năng: phanh dừng là cơ cấu giữ xe độc lập khi đỗ, xe dùng phanh đĩa vẫn phải có cơ cấu cơ khí hoặc mô tơ điện khoá bánh.

Đáp án đúng: "Wheel lock-up to maintain steerability during hard braking". Bánh bị bó cứng là bánh trượt lê, khi đó vết tiếp xúc chuyển sang ma sát trượt và lốp mất gần hết khả năng sinh lực ngang, nên vô lăng đánh mà xe vẫn đi thẳng. Cảm biến tốc độ bánh phát hiện độ trượt tăng vọt, bộ chấp hành nhả rồi ép lại áp suất dầu nhiều lần mỗi giây để giữ bánh lăn ở vùng trượt tối ưu, nhờ đó người lái còn lái tránh được. Lựa chọn "Brake fade at high temperature" nói về suy giảm ma sát do nhiệt, thuộc về vật liệu má và khả năng tản nhiệt, nằm ngoài tầm can thiệp của bộ điều khiển áp suất. Lựa chọn "Caliper seal wear" là hao mòn phớt theo thời gian, không liên quan tới điều tiết trượt. Lựa chọn "Hydraulic pressure rise" trái với cách làm việc của hệ, vì hệ chỉ giảm áp tạm thời rồi tăng trở lại chứ không nhằm chặn việc tăng áp.

Đáp án đúng: "The force required for braking continuously changes". Lực phanh thực sự dừng được xe bị chặn trên bởi ma sát giữa lốp và mặt đường, mà hệ số bám thay đổi liên tục theo mặt đường khô, ướt, cát, sỏi hay băng; cùng một lực đạp bàn đạp sẽ cho quãng đường phanh rất khác nhau, nên người lái và hệ thống điều khiển phải điều chỉnh lực phanh theo điều kiện mặt đường. Lựa chọn "It does not affect braking performance" phủ nhận chính quan hệ bám đó, trong khi quãng đường phanh trên đường trơn dài hơn hẳn đường khô. Lựa chọn "It only affects braking in heavy vehicles" giới hạn sai, vì hệ số bám tác động lên mọi khối lượng xe, xe nhẹ còn dễ trượt hơn do tải trọng ép lốp nhỏ. Lựa chọn "It only affects braking in dry conditions" ngược hẳn với thực tế, bởi chính mặt đường ướt và đóng băng mới là nơi ảnh hưởng rõ nhất.

Đáp án đúng: "Service brakes". Câu hỏi nhắm vào cơ cấu dùng để giảm tốc và dừng xe trong vận hành hằng ngày, đó là hệ phanh chính điều khiển bằng bàn đạp, truyền lực thuỷ lực tới cả bốn bánh và có trợ lực chân không để lực đạp vừa sức người lái. Lựa chọn "Parking/hand brakes" là cơ cấu giữ xe đứng yên sau khi đã dừng, thường chỉ tác động hai bánh sau bằng cáp hoặc mô tơ điện, không đủ khả năng tản nhiệt cho việc phanh liên tục. Lựa chọn "Emergency brakes" chỉ là đường dự phòng khi hệ chính hỏng, theo thiết kế không dùng thường xuyên. Lựa chọn "Anti-lock brakes" không phải một loại phanh riêng mà là phần điều tiết áp suất gắn thêm vào hệ phanh chính, chỉ can thiệp khi bánh sắp bó cứng chứ không tự tạo ra lực phanh.

Đáp án đúng: "Excessive heat reducing friction coefficient of pads/shoes". Vật liệu ma sát chỉ giữ được hệ số ma sát ổn định trong một dải nhiệt nhất định; phanh dài trên đèo dốc nạp nhiệt nhanh hơn tốc độ tản nhiệt, chất kết dính trong má bắt đầu phân huỷ và sinh lớp khí mỏng ở bề mặt tiếp xúc, khiến cùng một lực ép mà lực phanh thu được giảm hẳn. Lựa chọn "Cold brakes and wet pads" mô tả tình trạng phanh ăn kém lúc mới chạy hoặc vừa lội nước, hiện tượng này tự mất sau vài lần đạp và không phải suy giảm do nhiệt. Lựa chọn "Air in lines increasing hydraulic pressure" sai cả về cơ chế, vì khí lọt vào đường dầu bị nén lại làm bàn đạp mềm và áp suất tới xi lanh bánh xe thấp đi chứ không tăng. Lựa chọn "Properly bedded pads" mô tả má đã rà đúng cách, là điều kiện giúp phanh làm việc tốt hơn.