Tìm hiểu về hệ thống phanh trên xe hơi (Phần 1)

Hình minh họa

Để giảm tốc độ của một xe đang chạy, việc cần thiết phải làm là tạo ra một lực làm cho các bánh xe quay chậm lại. Khi người lái đạp bàn đạp phanh, cơ cấu phanh tạo ra một lực (phản lực của mặt đường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực quán tính đang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do đó làm cho xe dừng lại. Nói khác đi, năng lượng (động năng) của các bánh xe quay được chuyển thành nhiệt do ma sát (nhiệt năng) bằng cách tác động lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay. Người lái không những phải biết dừng xe mà còn phải biết cách cho xe dừng lại theo ý định của mình. Chẳng hạn như, các cụm phanh phải giúp xe giảm tốc độ theo mức thích hợp và dừng xe tương đối ổn định trong một đoạn đường tương đối ngắn khi phanh khẩn cấp.

Các cơ cấu chính tạo ra chức năng dừng xe này là hệ thống phanh như là bàn đạp phanh và các lốp xe. Có hai loại hệ thống phanh: - Hệ thống phanh chính được sử dụng khi xe đang chạy là hệ thống phanh chân. Có loại phanh kiểu tang trống và phanh đĩa, thường được điều khiển bằng áp suất thuỷ lực.- Hệ thống phanh đỗ xe được sử dụng khi đã đỗ xe. Hệ thống phanh đỗ xe tác động vào các phanh bánh sau qua các dây kéo để xe không dịch chuyển được.

ABS (hệ thống phanh chống bó cứng): là bộ điều khiển phanh bằng máy tính để tự động tránh hiện tượng bó cứng các lốp xe do phanh khẩn cấp. Hệ thống này làm tăng độ ổn định của xe và rút ngắn quãng đường phanh. Do đó các lốp không bị bó cứng và vô lăng vẫn có thể xoay được ngay cả khi nhấn phanh đột ngột, tài xế vẫn có thể điều khiển được xe và dừng xe an toàn.

ABS có EBD: là chữ viết tắt của phân phối lực phanh bằng điện tử hoặc điều khiển phân phối lực phanh của hệ thống ABS bằng điện tử. Ngoài chức năng thông thường của ABS, lực phanh được phân phối giữa các bánh trước và bánh sau và các bánh bên phải và bên trái một cách phù hợp với trạng thái của xe nhờ bộ điều khiển phanh ABS bằng thuỷ lực.

BA (hệ thống hỗ trợ khi phanh): là một hệ thống hỗ trợ vận hành phanh khi người lái không thể đạp đủ lực lên bàn đạp phanh. Đạp lên bàn đạp phanh đột ngột được coi là sự dừng xe khẩn cấp và hệ thống này tự động tạo ra một lực phanh lớn hơn giúp xe có thể mau chóng dừng an toàn.

Sau đây, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các hệ thống phanh thông dụng trên xe hơi.

1. Phanh guốc (phanh tang trống): Phanh guốc hay còn gọi là phanh trống, là loại phanh sử dụng má phanh áp vào mặt của guốc phanh. Khi tác động lực sẽ ép má phanh vào mặt trong của trống phanh - bộ phận được liên kết với bánh xe. Hầu hết guốc phanh của xe du lịch được cấu tạo bởi hai miếng ghép lại. Độ cong của vành guốc phải phù hợp với mặt trong của trống phanh, bề mặt của vành guốc được gắn với má phanh.

Guốc phanh: Chi tiết này được chế tạo từ nhôm đúc, có trọng lượng nhẹ và tản nhiệt tốt. Guốc phanh có nhiều hình dáng khác nhau, các kiểu đa dạng của guốc phanh được nhân dạng bằng số hiệu guốc được chỉ định bởi viện Tiêu chuẩn vật liệu ma sát (FMSI: Fricho n Materials Standards Institute). Thông thường guốc phanh được đặt hàng theo sự chế tạo, kiểu xe, năm sản xuất đối với từng loại xe riêng để đạt được sự chuẩn xác.

Má phanh: Ở xe du lịch và xe tải nhẹ má phanh được gắn vào guốc phanh bằng một trong hai cách, dán keo hoặc tán rivê. Còn đối với các xe tải hạng nặng má phanh được khoan lỗ để gắn bulong, cho phép việc thay thế dễ dàng. Tuy nhiên loại má phanh dán thông dụng và được ưa chuộng hơn vì nó tận dụng được tối đa bề dày của má, khi mòn không bị đinh tán cọ làm hỏng mặt trong trống phanh. Má phanh thứ cấp luôn dài hơn má phanh sơ cấp, đôi khi má phanh được gắn ở vị trí cao hay thấp trên guốc để thay đổi đặc tính tự kích hoạt hay trợ động của guốc phanh.

Mâm phanh: Được thiết kế, chế tạo để gắn cụm phanh, mâm phanh được gắn bằng bulong vào trục bánh sau hoặc khớp lái ở cầu trước, trên mâm phanh cũng có các lỗ, vấu lồi để gắn xilanh thủy lực, lò xo giữ guốc phanh và cáp phanh tay.

Lò xo phanh: Cụm phanh tang trống thông thường sử dụng hai lò xo, một bộ kéo guốc phanh về vị trí nhả phanh, một bộ dùng để giữ guốc phanh tựa vào mâm phanh. Các lò xo gắn thêm thường được dùng để vận hành cơ cấu tự điều chỉnh và chống trạng thái chùng lỏng của hệ thống phanh tay. Lò xo trả về của guốc phanh có nhiệm vụ rất then chốt, đặc biệt ở loại phanh trợ động. Trong khi nhả phanh ra, các lò xo này sẽ kéo guốc phanh trở về và đẩy piston trở về trạng thái ban đầu.

Bộ điều chỉnh guốc phanh: Các guốc phanh phải được điều chỉnh theo chu kỳ để giữ cho má phanh phải tương đối sát với bề mặt trống phanh. Nếu khe hở giữa má phanh và bề mặt trống phanh quá lớn sẽ khiến chân phanh phải nhấn một đoạn dài thì phanh mới có tác dụng, điều đó gây nguy hiểm cho chiếc xe. Trước đây, khe hở má phanh được điều chỉnh bằng tay. Ở loại phanh trợ động, bộ điều chỉnh là một cụm bằng ren. Ngày nay hầu hết ô tô sử dụng hệ thống điều chỉnh phanh tự động, có nhiều dạng kết cấu khác nhau tùy theo cấu tạo của guốc phanh và nhà sản xuất.

Trống phanh: Có hình dáng như cái thùng được gắn vào trục bánh xe hoặc mặt bích của moayơ, ở ngay bên trong bánh xe và cùng quay với bánh xe. Trống phanh có bề mặt cứng chịu được mài mòn, có độ bền vật liệu tốt để không bị biến dạng và hoạt động như một bộ phận tiêu nhiệt. Hầu hết trống phanh được chết tạo bằng gang xám, có khả năng chống mài mòn khá tốt. Tuy nhiên nhược điểm là nó khá nặng và dễ nứt vỡ. Do vậy, các trống phanh hiện nay được cải tiến bằng cách chế tạo trống có nhiều thành phần: phần giữa làm bằng thép dập, phần vành và bề mặt ma sát làm bằng gang.

Phân loại: Cơ cấu loại phanh guốc có hai loại, loại guốc phanh quay quanh chốt lệch tâm và loại đặt đối xứng với xilanh làm việc. Phanh guốc có kết cấu đơn giản, điều chỉnh khe hở giữa má phanh và trống bằng cam quay và chốt lệch tâm. Để đảm bảo độ mòn đồng đều ở hai má phanh thì má của guốc phanh có hiệu quả cao (tự siết) được làm dài hơn. Phanh loại bơi, cơ cấu này có hai bậc tự do và không có điểm tựa cố định. Ở cơ cấu này, hai xilanh làm việc đều tác dụng lên đầu trên và đầu dưới của guốc. Khi phanh các guốc sẽ chuyển dịch theo chiều ngang và ép má phanh sát vào trống. Nhờ ma sát má phanh bị cuốn theo ống xilanh làm việc tỳ sát vào điểm tựa cố định. Hiệu quả phanh của ôtô khi tiến hay lùi đều bằng nhau.

Ưu và nhược điểm: Đơn giản, gọn nhẹ, ít hỏng hóc, dễ sửa chữa và thay thế. Cần một lực tương đối lớn để hãm, hiệu suất phanh không cao, dễ bị bó phanh gây mất lái hoặc lệch tâm xe khi phanh.