Công nghệ phanh E-Tron của Audi: Hoạt động ra sao và có gì đặc biệt?

1. Tổng quan chung

vấn đề về tiếng ồn khi phanh là một thách thức lớn đối với các nhà sản xuất, đặc biệt trên xe điện và hybrid. Không giống như xe sử dụng động cơ đốt trong, nơi tiếng ồn từ động cơ có thể che bớt âm thanh từ hệ thống phanh, trên xe điện, bất kỳ tiếng động nhỏ nào cũng trở nên rõ ràng hơn, ảnh hưởng đến trải nghiệm lái và cảm nhận của người dùng.

Trong hơn một thập kỷ qua, Audi đã không ngừng phát triển thương hiệu e-tron, tập trung vào dòng xe hybrid và xe điện. Về cơ bản, quy trình bảo dưỡng hệ thống phanh trên các mẫu xe này không có quá nhiều khác biệt so với xe truyền thống. Tuy nhiên, một số dòng e-tron được trang bị kỹ thuật đặc biệt để rút pít-tông và điều chỉnh phanh đỗ, giúp tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu hao mòn. Đáng chú ý, việc bảo dưỡng phanh trên các mẫu xe điện và hybrid không yêu cầu người dùng phải trang bị đồ bảo hộ điện áp cao, giúp quy trình bảo dưỡng trở nên thuận tiện hơn.

Riêng với mẫu Audi Q4 e-tron 2021, hãng đã áp dụng một cách tiếp cận khác biệt bằng việc sử dụng phanh tang trống cho bánh sau một lựa chọn kỹ thuật ít thấy trên các dòng xe điện hiện đại. Audi lý giải rằng, do hệ dẫn động điện thường sử dụng phanh tái sinh để giảm tốc, phanh bánh sau ít khi được kích hoạt trong điều kiện vận hành thông thường. Điều này giúp hệ thống phanh tang trống có độ mòn thấp, giảm nhu cầu bảo trì và hạn chế nguy cơ ăn mòn một vấn đề phổ biến trên hệ thống phanh đĩa khi ít được sử dụng thường xuyên.

Ở cầu trước, Audi trang bị hệ thống phanh đĩa với đường kính từ 13,0 đến 14,1 inch, tùy thuộc vào công suất động cơ. Sự kết hợp giữa phanh đĩa phía trước và phanh tang trống phía sau không chỉ giúp tối ưu chi phí sản xuất mà còn góp phần nâng cao độ bền và giảm thiểu chi phí bảo dưỡng trong dài hạn. Đây là một giải pháp kỹ thuật đáng chú ý của Audi trong việc cải thiện độ tin cậy và hiệu suất hệ thống phanh trên xe điện.

2. Phanh tái sinh

Trên các dòng xe hybrid và xe điện (EV), hệ thống phanh tái sinh (regenerative braking) đóng vai trò then chốt trong việc tận dụng năng lượng và tối ưu hiệu suất vận hành. Thay vì để năng lượng sinh ra trong quá trình phanh bị tiêu tán dưới dạng nhiệt, hệ thống này sẽ thu hồi và chuyển hóa nó thành điện năng, lưu trữ trong bộ pin điện áp cao để tái sử dụng. Nguồn năng lượng tái tạo này sẽ được chuyển đổi thành động năng, hỗ trợ quá trình vận hành của xe, qua đó gia tăng hiệu suất và kéo dài phạm vi di chuyển.

Trên xe hybrid và EV, phanh tái sinh là lựa chọn ưu tiên khi giảm tốc. Khác với hệ thống phanh thủy lực truyền thống, bàn đạp phanh không trực tiếp tác động lên kẹp phanh mà đóng vai trò như một giao diện điều khiển giữa người lái và mô-đun ABS. Khi người lái nhấn phanh, các cảm biến áp suất trong hệ thống sẽ ghi nhận lực tác động và gửi tín hiệu đến bộ điều khiển hệ thống hybrid.

Dựa trên tín hiệu này, hệ thống sẽ đánh giá lực phanh cần thiết và điều chỉnh mức độ phanh tái sinh, trong đó động cơ điện hoạt động như một máy phát điện, chuyển động năng dư thừa thành điện năng sạc lại cho pin. Mức độ phanh tái sinh càng cao thì năng lượng thu hồi càng lớn.

Tuy nhiên, hệ thống phanh thủy lực vẫn có vai trò nhất định, đặc biệt trong các tình huống:

• Khi xe sắp dừng hẳn hoặc ở tốc độ thấp, hệ thống sẽ tự động kích hoạt phanh thủy lực để giữ xe cố định.
• Trong trường hợp phanh gấp hoặc khi ABS được kích hoạt, xe sẽ ưu tiên sử dụng phanh thủy lực để đảm bảo an toàn.

Do đặc thù hoạt động của phanh tái sinh, trên hầu hết các mẫu hybrid và xe điện, áp suất dầu phanh không phải lúc nào cũng trực tiếp tỉ lệ với lực đạp phanh từ người lái. Thay vào đó, bàn đạp phanh chỉ đóng vai trò kích hoạt cảm biến áp suất, từ đó gửi tín hiệu đến hệ thống điều khiển để xác định mức độ phanh phù hợp.

Điều này cũng có tác động đến quá trình bảo dưỡng hệ thống phanh. Trên các xe hybrid và EV, lịch trình thay và xả gió dầu phanh thường được khuyến nghị mỗi hai năm một lần. Lý do không chỉ đến từ yêu cầu bảo trì thông thường của bộ điều khiển thủy lực ABS, mà còn từ bộ mô phỏng bàn đạp phanh một thành phần quan trọng trong hệ thống phanh tái sinh. Nếu dầu phanh không được thay đúng hạn, chất lượng dầu suy giảm có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của các bộ phận này, thậm chí gây hư hỏng hệ thống phanh.

Nhìn chung, phanh tái sinh không chỉ giúp gia tăng hiệu suất của xe điện và hybrid mà còn góp phần kéo dài tuổi thọ của hệ thống phanh truyền thống. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn và vận hành tối ưu, việc bảo trì hệ thống phanh định kỳ vẫn là yếu tố quan trọng mà người dùng không nên bỏ qua.

3. Tiếng ồn phanh

Mặc dù mang lại trải nghiệm vận hành êm ái và thân thiện với môi trường, xe điện (EV) và xe hybrid vẫn tồn tại một số nhược điểm, trong đó tiếng ồn khi phanh là một vấn đề đáng lưu ý. Do không có tiếng động cơ đốt trong để lấn át, âm thanh phát ra từ hệ thống phanh trở nên dễ nhận biết hơn đối với người lái, có thể ảnh hưởng đến cảm giác lái và sự thoải mái trong khoang cabin.

Nguyên nhân gây ra tiếng ồn khi phanh Tiếng ồn phát ra chủ yếu từ vùng tiếp xúc giữa má phanh và kẹp phanh (caliper) do nhiều nguyên nhân khác nhau. Một số yếu tố thường gặp gồm:

Lực tác động không đồng đều từ kẹp phanh lên bề mặt má phanh, dẫn đến rung động và tiếng rít khi phanh. Bụi phanh và cặn bẩn tích tụ trên rãnh trượt của má phanh, gây cản trở chuyển động của má phanh và tạo ra âm thanh bất thường. Ăn mòn phần cứng phanh, đặc biệt là các tấm đệm trượt (slide clips) và chốt giữ má phanh, khiến má phanh bị mắc kẹt hoặc di chuyển không mượt mà trong kẹp phanh.

Để giảm thiểu tình trạng tiếng ồn khi phanh, quy trình thay thế và bảo dưỡng hệ thống phanh cần được thực hiện đúng tiêu chuẩn. Một số lưu ý quan trọng bao gồm:

Sử dụng linh kiện phanh chất lượng cao:

Khi thay má phanh, không chỉ thay thế riêng phần má mà cần thay toàn bộ phần cứng liên quan, bao gồm chốt định vị, kẹp chống rung và tấm đệm trượt.

Các linh kiện này có thể trông còn tốt sau khi làm sạch bằng dung dịch tẩy rửa phanh, nhưng thực tế chúng có thể đã bị mài mòn hoặc mất độ đàn hồi, dẫn đến hiệu suất phanh kém và tiếng ồn không mong muốn.

Vệ sinh và bôi trơn đúng cách:

• Làm sạch kỹ rãnh trượt của má phanh để loại bỏ bụi bẩn và cặn phanh tích tụ.
• Sử dụng mỡ bôi trơn chuyên dụng cho hệ thống phanh nhằm đảm bảo các bộ phận di chuyển mượt mà, tránh tình trạng kẹt má phanh gây rung động và phát ra tiếng ồn.

Chọn má phanh có lớp bảo vệ chống ăn mòn:

• Trên xe điện và hybrid, do hệ thống phanh tái sinh hỗ trợ giảm tốc độ mà không cần sử dụng phanh ma sát thường xuyên, má phanh có thể tồn tại trên xe trong thời gian dài hơn so với xe truyền thống.
• Việc chọn má phanh có lớp phủ chống ăn mòn sẽ giúp bảo vệ mối liên kết giữa tấm nền và vật liệu ma sát, tránh nguy cơ bong tróc hoặc suy giảm hiệu suất phanh theo thời gian.

4. Phanh mòn

Trên các dòng xe e-tron, nhờ sự hỗ trợ của hệ thống phanh tái tạo (regenerative braking), bộ má phanh có thể duy trì độ bền ấn tượng, thậm chí lên đến 70.000 – 100.000 dặm trước khi cần thay thế. Tuy nhiên, mặc dù má phanh ít bị hao mòn, một số linh kiện liên quan như dây đai, gioăng cao su, thước kẹp và phần cứng phanh lại có thể bị hư hỏng sớm hơn do hiện tượng ăn mòn và rỉ sét, đặc biệt trong điều kiện môi trường ẩm ướt.

Một trong những vấn đề thường gặp trên xe điện là nguy cơ bong tróc má phanh sau một thời gian dài sử dụng. Nguyên nhân chính là do:

Má phanh không đạt đến nhiệt độ vận hành tối ưu:

Trên các mẫu xe e-tron, hệ thống phanh tái tạo xử lý phần lớn lực phanh, khiến phanh ma sát truyền thống ít được sử dụng hơn. Điều này dẫn đến tình trạng hơi ẩm và bụi bẩn tích tụ, gây ăn mòn giữa tấm nền (backing plate) và vật liệu ma sát, khiến má phanh bong tróc theo thời gian. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường:

Trong các khu vực có độ ẩm cao hoặc khí hậu lạnh, muối và nước có thể khiến phần cứng phanh bị rỉ sét nhanh chóng, ảnh hưởng đến hiệu suất phanh và an toàn vận hành.

Để đảm bảo hệ thống phanh duy trì hiệu suất tối ưu trên xe điện e-tron, cần lưu ý các yếu tố sau khi thay thế và bảo dưỡng má phanh:

Lựa chọn má phanh có hiệu suất ổn định ngay từ khi lắp đặt

Khác với xe sử dụng động cơ đốt trong, xe điện thường không thể thực hiện quy trình rà phanh (bedding-in) theo cách truyền thống trong các bài kiểm tra lái thử. Do đó, cần chọn loại má phanh mà nhà sản xuất đảm bảo hiệu suất tốt ngay từ khi xuất xưởng, giúp hệ thống phanh hoạt động ổn định ngay sau khi lắp đặt. Áp dụng công nghệ hoàn thiện bề mặt không định hướng (non-directional finish)

Việc sử dụng bóng mài (abrasive blasting) giúp tạo bề mặt không định hướng trên má phanh mới, giúp lớp vật liệu ma sát phân bố đều lên bề mặt rôto, tối ưu hóa hiệu suất phanh ngay từ những lần sử dụng đầu tiên.

Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ phần cứng phanh

Định kỳ kiểm tra thước kẹp, chốt trượt và phần cứng phanh để phát hiện và xử lý sớm tình trạng rỉ sét, kẹt cứng hoặc lão hóa gioăng cao su. Nếu phát hiện dấu hiệu ăn mòn, cần vệ sinh kỹ các linh kiện liên quan và bôi trơn bằng mỡ chịu nhiệt chuyên dụng, đảm bảo hoạt động trơn tru của hệ thống phanh.

5. Mẹo dịch vụ

Mặc dù nhiều dòng xe điện (EV) và hybrid sử dụng đai ốc và bu lông của hệ thống phanh tương tự như xe động cơ đốt trong, nhưng quá trình bảo dưỡng phanh có thể yêu cầu các bước bổ sung, đặc biệt là khi rút piston và kiểm tra phanh đỗ của thước kẹp. Một số mẫu xe còn yêu cầu công cụ quét chuyên dụng (scan tool) để thực hiện các thao tác kiểm tra và hiệu chỉnh hệ thống.

Trên các dòng xe Audi, thao tác đẩy piston phanh về vị trí ban đầu có thể kích hoạt mã lỗi liên quan đến mạch thủy lực. Điều này xảy ra khi:

Lần đầu tiên nhấn bàn đạp phanh sau khi thay thế hoặc bảo dưỡng, bàn đạp có thể chìm xuống sàn, giống như trên các phương tiện thông thường. Tuy nhiên, Audi sử dụng bộ cảm biến áp suất riêng cho từng mạch thủy lực, và nếu áp suất ghi nhận không khớp với chuyển động bàn đạp, hệ thống sẽ ghi nhận mã lỗi (DTC - Diagnostic Trouble Code). Tin tốt là trong hầu hết các trường hợp, mã lỗi này sẽ tự động biến mất sau một hoặc hai chu kỳ khóa xe, giúp hệ thống trở lại trạng thái bình thường mà không cần can thiệp sâu.

Nhiều mẫu xe điện và hybrid hiện nay được trang bị hệ thống chìa khóa tiệm cận (proximity key), cho phép mở khóa cửa và "đánh thức" hệ thống xe ngay khi người dùng tiếp cận. Tuy nhiên, điều này có thể gây ra những vấn đề trong quá trình bảo dưỡng:

Một số quy trình yêu cầu xe phải được tắt hoàn toàn, điều này đồng nghĩa với việc cần đưa chìa khóa ra khỏi khoang xe trước khi tiến hành bảo trì. Luôn tham khảo tài liệu hướng dẫn dịch vụ của nhà sản xuất, vì mỗi mẫu xe có thể có quy trình tắt hệ thống khác nhau để đảm bảo an toàn trong quá trình sửa chữa.

Một trong những hạng mục thường bị bỏ qua khi bảo dưỡng xe điện hoặc hybrid chính là kiểm tra hệ thống gầm xe. Mặc dù động cơ và hệ thống phanh có ít hao mòn hơn, nhưng hệ thống treo, truyền động và các bộ phận lái vẫn cần được kiểm tra định kỳ.

Hệ thống treo: Cần kiểm tra tình trạng của các thanh giằng, giảm chấn và cao su treo để đảm bảo xe vẫn vận hành ổn định. Hệ thống truyền động: Các dòng xe điện có thể sử dụng bán trục truyền động (half-shaft) hoặc hệ dẫn động trực tiếp, nên cần kiểm tra dầu hộp số (nếu có) và độ rơ của các khớp nối. Hệ thống lái: Trên xe điện, hệ thống lái thường là trợ lực điện (EPS) thay vì thủy lực, do đó cần đảm bảo các cảm biến mô-men xoắn và động cơ trợ lực hoạt động chính xác.