Bầu trợ lực chân không: Cấu tạo, cách vận hành và 7 lỗi phổ biến

Bầu trợ lực chân không giúp khuếch đại lực đạp phanh của người lái, giúp việc phanh xe trở nên nhẹ nhàng và dễ dàng hơn, đặc biệt là trong các tình huống phanh gấp. Hiểu về cấu tạo, cách vận hành và các lỗi thường gặp sẽ giúp bạn phát hiện sớm vấn đề, đảm bảo an toàn khi lái xe.

Bầu trợ lực chân không là gì?

Bầu trợ lực chân không (còn gọi là servo phanh hoặc bầu hơi trợ lực) là một bộ phận quan trọng trong hệ thống phanh của ô tô. Nó có chức năng chính là khuếch đại lực đạp phanh của người lái, giúp việc phanh xe trở nên nhẹ nhàng và dễ dàng hơn, đặc biệt là trong các tình huống phanh gấp.

Nói một cách đơn giản, bầu trợ lực chân không sử dụng sự chênh lệch áp suất giữa chân không (thường được tạo ra từ động cơ) và áp suất khí quyển để tạo ra một lực hỗ trợ thêm cho bàn đạp phanh. Nhờ có bộ phận này, người lái không cần phải tốn quá nhiều sức để đạp phanh, đồng thời vẫn đảm bảo hiệu quả phanh an toàn.

Vị trí của bầu trợ lực chân không thường nằm giữa bàn đạp phanh và xi-lanh phanh chính (master cylinder) trong khoang động cơ. Nó được kết nối với động cơ thông qua một ống dẫn chân không.

Cấu tạo của bầu trợ lực chân không trong ô tô

Cấu tạo của bầu trợ lực chân không ô tô bao gồm các bộ phận chính sau:

1. Thanh điều khiển van không khí: Thanh này được kết nối với bàn đạp phanh và có vai trò điều khiển hoạt động của van không khí bên trong bầu trợ lực. Khi người lái đạp phanh, thanh này sẽ di chuyển, tác động lên van để điều chỉnh lượng không khí đi vào buồng áp suất biến đổi.
2. Cần đẩy: Cần đẩy này kết nối với thanh điều khiển van không khí và piston bộ trợ lực. Khi van không khí hoạt động, cần đẩy sẽ truyền lực đến piston, giúp khuếch đại lực phanh.
3. Piston bộ trợ lực: Đây là một piston nằm bên trong bầu trợ lực, được màng ngăn chia thành hai phần. Khi có sự chênh lệch áp suất giữa hai buồng do tác động của chân không và không khí, piston này sẽ di chuyển, tạo ra lực đẩy tác động lên xi-lanh phanh chính.
4. Thân bộ trợ lực: Đây là vỏ ngoài của bầu trợ lực, chứa tất cả các bộ phận bên trong và tạo thành hai buồng kín (buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi).
5. Màng ngăn: Một miếng cao su hoặc vật liệu đàn hồi chia bầu trợ lực thành hai buồng kín:
   • Buồng áp suất không đổi: Buồng này được duy trì ở trạng thái chân không khi động cơ hoạt động.
   • Buồng áp suất biến đổi: Áp suất trong buồng này sẽ thay đổi tùy thuộc vào lực đạp phanh của người lái.

1. Lò xo màng: Lò xo này nằm ở phía buồng áp suất biến đổi và có tác dụng đẩy màng ngăn và piston trở về vị trí ban đầu khi người lái nhả phanh.
2. Thân van: Thân van chứa các van điều khiển không khí và chân không, có vai trò điều phối luồng khí vào và ra khỏi các buồng của bầu trợ lực.
3. Đĩa phản lực: Đĩa này nằm giữa piston bộ trợ lực và cần đẩy, tạo ra cảm giác phản hồi lực cho người lái khi đạp phanh, giúp họ cảm nhận được mức độ tác động của phanh.
4. Bộ lọc khí: Bộ lọc này được đặt ở đường dẫn khí vào buồng áp suất biến đổi, có tác dụng ngăn bụi bẩn và tạp chất lọt vào bên trong bầu trợ lực.
5. Phớt thân bộ trợ lực: Các phớt này được sử dụng để làm kín các vị trí kết nối giữa các bộ phận của bầu trợ lực, ngăn chặn rò rỉ chân không và không khí. Trong sơ đồ, có thể thấy phớt được đặt ở vị trí kết nối với xi-lanh phanh chính và ở vị trí khác trên thân bầu trợ lực.
6. Van một chiều: Van này được lắp trên đường ống dẫn chân không từ động cơ đến bầu trợ lực. Nó có tác dụng chỉ cho phép không khí đi từ bầu trợ lực ra động cơ (tạo chân không) mà không cho không khí đi ngược lại, giúp duy trì chân không trong bầu trợ lực ngay cả khi áp suất trong đường ống hút của động cơ thay đổi hoặc khi động cơ tắt.

Tùy thuộc vào thiết kế của từng loại xe, cấu tạo của bầu trợ lực chân không có thể có một số khác biệt nhỏ, nhưng các thành phần cơ bản trên thường có mặt trong hầu hết các loại bầu trợ lực.

Cách vận hành của bầu trợ lực chân không ô tô

Cơ chế vận hành của bầu trợ lực chân không ô tô, một kiến thức ô tô cơ bản nhưng rất quan trọng, dựa trên việc tận dụng sự chênh lệch áp suất giữa chân không (từ động cơ) và áp suất khí quyển để khuếch đại lực đạp phanh của người lái.

Trạng thái khi không đạp phanh

Khi động cơ hoạt động, nó tạo ra một lực hút chân không. Lực hút này được truyền qua van một chiều đến bầu trợ lực, duy trì trạng thái chân không ổn định trong buồng áp suất không đổi.

Đồng thời, van điều khiển, chịu tác động của thanh điều khiển van không khí và cần đẩy, ở vị trí đóng. Điều này giúp ngăn chặn không khí bên ngoài lọt vào khoang áp suất thay đổi.

Kết quả là, cả buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi đều có áp suất gần như bằng nhau (áp suất chân không). Do đó, màng ngăn và piston bộ trợ lực không chịu tác động của lực đáng kể nào, và hệ thống phanh ở trạng thái nghỉ. Lò xo màng giữ các bộ phận này ở vị trí ban đầu.

Trạng thái khi đạp phanh

Khi người lái tác dụng lực lên bàn đạp phanh, thanh điều khiển van không khí sẽ di chuyển. Sự di chuyển này làm thay đổi vị trí của van điều khiển. Van chân không đóng lại, ngắt kết nối buồng áp suất biến đổi với nguồn chân không.

Đồng thời, van khí quyển mở ra, cho phép không khí từ bên ngoài tràn vào buồng áp suất biến đổi. 

Lúc này, xuất hiện sự chênh lệch áp suất rõ rệt: buồng áp suất không đổi vẫn duy trì chân không, trong khi buồng áp suất biến đổi có áp suất cao hơn do không khí bên ngoài tràn vào. Sự chênh lệch áp suất này tạo ra một lực đẩy mạnh lên màng ngăn. Màng ngăn di chuyển, kéo theo piston bộ trợ lực.

Piston bộ trợ lực tác động trực tiếp lên piston của xi-lanh phanh chính, làm tăng tổng lực tác động lên hệ thống phanh, giúp người lái phanh xe dễ dàng hơn. Đĩa phản lực tạo cảm giác phản hồi lực phanh cho người lái.

Trạng thái khi giữ phanh

Khi người lái giữ một lực ổn định trên bàn đạp phanh, van điều khiển sẽ duy trì một trạng thái cân bằng. Không khí từ bên ngoài tiếp tục được kiểm soát để duy trì sự chênh lệch áp suất cần thiết giữa buồng áp suất không đổi và buồng áp suất biến đổi. Điều này giúp piston bộ trợ lực giữ nguyên vị trí, duy trì lực phanh mà không đòi hỏi người lái phải tiếp tục dồn nhiều lực lên bàn đạp.

Khi người lái nhả phanh, các van sẽ trở về vị trí ban đầu, buồng áp suất biến đổi lại được kết nối với chân không, cân bằng áp suất được thiết lập lại, và lò xo màng sẽ đẩy các bộ phận trở về vị trí ban đầu, giải phóng lực phanh.

7 lỗi phổ biến của bầu trợ lực chân không ô tô

Dưới đây là các lỗi phổ biến của bầu trợ lực chân không ô tô mà bạn cần lưu ý:

Bàn đạp phanh cứng hoặc nặng

Khi đạp phanh, nếu bạn cảm thấy bàn đạp trở nên rất cứng, đòi hỏi phải dùng lực lớn hơn nhiều so với bình thường để có thể giảm tốc độ hoặc dừng xe, đây có thể là dấu hiệu của lỗi ở bầu trợ lực chân không. Hiện tượng này không chỉ khiến việc phanh trở nên khó khăn mà còn tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn khi lái xe, đặc biệt trong các tình huống cần phanh gấp.

Nguyên nhân phổ biến nhất của tình trạng này là do mất chân không, có thể xuất phát từ rò rỉ ở đường ống chân không, van một chiều bị hỏng, gioăng hoặc phớt bên trong bầu trợ lực bị chai cứng, nứt vỡ, hoặc thậm chí là lỗi ở bơm chân không (đối với một số loại xe).

Phanh chậm hoặc không ăn

Nếu bạn đạp phanh mà xe giảm tốc rất chậm hoặc thậm chí không phản ứng dù đã dùng lực mạnh, đó có thể là dấu hiệu bầu trợ lực đã hỏng nặng. Lỗi này thường đi kèm với cảm giác bàn đạp phanh rất nặng, giống như khi hệ thống trợ lực không hoạt động, khiến xe khó giảm tốc hiệu quả.

Tình trạng này càng nguy hiểm hơn nếu đi kèm với các vấn đề khác của hệ thống phanh. Nguyên nhân có thể do bầu trợ lực mất hoàn toàn hoặc gần như mất khả năng trợ lực, hoặc các bộ phận bên trong bị hư hỏng nghiêm trọng. Đây là sự cố nghiêm trọng cần được kiểm tra và sửa chữa ngay lập tức để đảm bảo an toàn khi lái xe.

Nếu xe của bạn có dấu hiệu này, hãy liên hệ ngay Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline/Zalo 0979722210 để được tư vấn bầu trợ lực chân không chất lượng, hỗ trợ thay thế đảm bảo hiệu suất phanh tối ưu.

Bàn đạp phanh cao hoặc thấp hơn so với bình thường

Nếu bạn nhận thấy bàn đạp phanh cao hơn vị trí ban đầu, có thể nguyên nhân là do kẹt hoặc có vật cản bên trong bầu trợ lực, khiến bàn đạp không thể trở về vị trí hoàn toàn. Tình trạng này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phanh và gây cảm giác không thoải mái khi lái xe.

Ngược lại, nếu bàn đạp phanh thấp hơn bình thường, đi xuống sâu hơn gần sát sàn xe khi đạp, hoặc có cảm giác “lỏng lẻo”, đây có thể do rò rỉ chân không bên trong bầu trợ lực, hỏng màng ngăn bên trong, hoặc có không khí trong hệ thống phanh. Mặc dù không khí lọt vào hệ thống không phải lỗi trực tiếp của bầu trợ lực, nhưng nó vẫn có thể ảnh hưởng đến hiệu suất phanh và cần được kiểm tra kịp thời.

Tốc độ động cơ không ổn định

Khi bạn đạp phanh, đặc biệt ở tốc độ thấp hoặc trung bình, nếu xe bị khựng lại đột ngột, giật cục hoặc rung lắc, rất có thể bầu trợ lực đang hoạt động không ổn định. Nguyên nhân có thể do sự cố bên trong bầu trợ lực khiến lực trợ lực phân phối không đều, hoặc van điều khiển bên trong bị lỗi, làm ảnh hưởng đến quá trình phanh.

Hiện tượng này cũng có thể xuất phát từ các nguyên nhân khác, chẳng hạn như đĩa phanh bị cong vênh. Tuy nhiên, nếu nó đi kèm với các dấu hiệu khác liên quan đến bầu trợ lực, thì nhiều khả năng vấn đề nằm ở bộ phận này. Khi phanh, bạn sẽ cảm nhận rõ sự rung lắc, giật cục hoặc xe bị khựng lại, ảnh hưởng đến sự êm ái và an toàn khi lái xe.

Xe bị khựng, giật hoặc rung khi đạp phanh

Bạn có thể nhận thấy vòng tua máy dao động bất thường, đặc biệt là khi đạp phanh hoặc ngay sau khi nhả phanh. Động cơ có thể bị hụt hơi, khó nổ hoặc thậm chí chết máy. Nguyên nhân thường là do rò rỉ chân không lớn từ bầu trợ lực hoặc đường ống dẫn chân không, làm ảnh hưởng đến lượng chân không cần thiết cho hoạt động ổn định của động cơ.

Tiếng rít lạ khi phanh

Nếu mỗi lần đạp hoặc nhả phanh, bạn nghe thấy tiếng rít gió, xì xì hoặc âm thanh giống như tiếng hút khí phát ra từ khu vực bàn đạp phanh hoặc khoang động cơ, rất có thể bầu trợ lực đang gặp vấn đề. Điều này xảy ra do không khí bị hút vào hoặc thoát ra khỏi bầu trợ lực thông qua các vết nứt, lỗ hở ở đường ống chân không, van một chiều hoặc các gioăng, phớt bị hỏng.

Sự thay đổi hành trình bàn đạp phanh

Nếu bạn nhận thấy hành trình đạp phanh dài hơn hoặc ngắn hơn so với bình thường, hoặc cảm thấy bàn đạp phanh “lún” xuống từ từ khi giữ chân trên đó, có thể là do rò rỉ chân không bên trong bầu trợ lực, hỏng màng ngăn hoặc lỗi ở van điều khiển. 

Mặc dù hiện tượng bàn đạp “lún” xuống cũng có thể do có không khí trong hệ thống phanh, nhưng sự thay đổi bất thường về hành trình đạp phanh vẫn là một dấu hiệu cần được kiểm tra liên quan đến bầu trợ lực.

Nếu bạn đang gặp phải bất kỳ dấu hiệu nào trong số 7 lỗi phổ biến của bầu trợ lực chân không ô tô đã nêu trên, hãy liên hệ ngay với Phụ tùng Đức Anh qua Zalo/Hotline: 0979722210 để được tư vấn và cung cấp các phụ tùng chất lượng cao, đảm bảo an toàn cho chiếc xe của bạn.

Các loại bầu trợ lực chân không trên ô tô

Có một số loại bầu trợ lực chân không được sử dụng trên ô tô, chủ yếu phân loại dựa trên thiết kế và số lượng màng ngăn bên trong. Dưới đây là các loại phổ biến:

Bầu trợ lực chân không màng đơn (Single diaphragm brake booster)

Đây là loại bầu trợ lực phổ biến nhất và được sử dụng rộng rãi trên nhiều loại xe ô tô. Thiết kế đơn giản với một màng ngăn lớn chia bầu trợ lực thành hai khoang: một khoang kết nối với nguồn chân không từ động cơ và một khoang thông với khí quyển.

Khi người lái đạp phanh, van điều khiển sẽ cho phép không khí từ khoang khí quyển tác động lên một mặt của màng ngăn, trong khi mặt còn lại chịu tác động của chân không. Sự chênh lệch áp suất này tạo ra lực đẩy hỗ trợ lực đạp phanh. Loại này thường đủ cho các xe có trọng lượng và tải trọng trung bình.

Bầu trợ lực chân không màng đôi (Tandem diaphragm brake booster)

Loại bầu trợ lực này sử dụng hai màng ngăn nối tiếp nhau bên trong một vỏ duy nhất. Thiết kế này cung cấp diện tích bề mặt lớn hơn để chân không và áp suất khí quyển tác động, do đó tạo ra lực hỗ trợ phanh lớn hơn so với loại màng đơn.

Bầu trợ lực màng đôi thường được sử dụng trên các xe có trọng lượng lớn hơn, xe tải nhẹ, SUV, hoặc những xe đòi hỏi lực phanh lớn hơn. Mặc dù phức tạp hơn về cấu tạo, nhưng nó mang lại hiệu quả phanh tốt hơn cho các xe nặng.

Bầu trợ lực phanh thủy lực (Hydraulic brake booster)

Trong hệ thống này, thay vì sử dụng chân không từ động cơ, lực hỗ trợ phanh được cung cấp bởi áp suất thủy lực từ bơm trợ lực lái.

Hệ thống Hydro-Boost thường được sử dụng trên các xe động cơ diesel (vốn không tạo ra đủ chân không như động cơ xăng), xe tải lớn, hoặc những xe có hệ thống phanh hiệu suất cao.

Ưu điểm của hệ thống này là cung cấp lực hỗ trợ phanh mạnh mẽ và ổn định, không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của áp suất chân không động cơ.

Hai loại bầu trợ lực chân không phổ biến nhất là loại màng đơn và màng đôi, hệ thống trợ lực phanh thủy lực là giải pháp thay thế, đặc biệt phù hợp với các loại xe và yêu cầu khác nhau về hiệu suất phanh. Khi nói đến “bầu trợ lực chân không”, người ta thường đề cập đến hai loại đầu tiên.

Những lỗi ở bầu trợ lực chân không có thể khiến hệ thống phanh hoạt động kém hiệu quả, gây nguy hiểm khi lái xe. Nếu bạn nhận thấy bất kỳ dấu hiệu bất thường nào, hãy kiểm tra và thay thế kịp thời. Liên hệ ngay Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline/Zalo 0979722210 để được tư vấn và mua hàng chất lượng cao.