Tìm Hiểu Về Cơ Cấu Phanh Tang Trống Trên Ô Tô
Trong hệ thống phanh của ô tô, cơ cấu phanh tang trống là một trong những bộ phận quan trọng, đóng vai trò quyết định trong việc đảm bảo an toàn khi xe di chuyển. Dù không còn phổ biến như phanh đĩa, phanh tang trống vẫn được sử dụng rộng rãi nhờ vào những ưu điểm nhất định. Hiểu rõ về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của cơ cấu phanh tang trống sẽ giúp chúng ta đánh giá đúng vai trò và hiệu quả của nó trong hệ thống phanh xe. Bài viết này sẽ đi sâu vào tìm hiểu cơ cấu phanh tang trống trên ô tô, từ đó cung cấp cái nhìn tổng quan và chi tiết về bộ phận quan trọng này.
Hệ thống phanh trên ô tô dùng để làm hãm làm giảm tốc độ của xe
Lực được tác động tại một điểm được chuyển đến điểm khác bằng cách sử dụng một chất lỏng không nén được. Hầu hết các hệ thống phanh cũng nhân lực trong quá trình này, do khi phanh thực tế đòi hỏi một lực lớn hơn rất nhiều so với lực đạp của chân. Lực này được nhân lên theo 2 cách:
(1) Nhân lực thủy lực
(2) Nhân lực cơ học (đòn bẩy)
Hệ thống phanh truyền lực tới lốp xe bằng cách sử dụng ma sát, và các loại lốp truyền lực tới mặt đường cũng sử dụng ma sát. Hình ảnh trên mô tả nguyên lý hoạt động căn bản của phanh trống và phanh đĩa thủy lực. Khi nhấn bàn đạp phanh, các pít-tông trong xi-lanh chính truyền áp lực (thông qua các đường ống dầu phanh) cho xi-lanh bánh xe trong càng phanh đĩa và trống phanh. Ma sát má phanh-tới-đĩa phanh và guốc phanh-tới-trống phanh làm dừng xe, chuyển đổi lực quán tính thành năng lượng nhiệt.
Phanh tang trống
Hầu hết tất cả các loại xe trang bị phanh đĩa ở phía trước, phanh trống là loại có chi phí sản xuất rẻ hơn cho các bánh xe phía sau. Lý do chính là hệ thống phanh đỗ. Trong trống phanh, lắp thêm một phanh đỗ đơn giản là việc bổ sung một thanh đòn bẩy, trong khi với phanh đĩa, một cơ chế hoàn chỉnh, trong một số trường hợp, một bộ phanh trống cơ khí hoàn chỉnh phải lắp bên trong các đĩa phanh. Trống phanh bao gồm một đĩa đỡ, guốc phanh, trống phanh, và xi-lanh bánh xe, lò xo hồi và trong một số trường hợp, một cơ cấu tự động hoặc tự điều chỉnh. Khi phanh, tác dụng lực lên dầu phanh, dưới áp lực, đẩy vào trong xi lanh bánh xe, sau đó tiếp tục đẩy guốc phanh tiếp xúc với bề mặt làm việc ở mặt trong của trống phanh. Khi nhả phanh áp suất giảm, lò xo hồi kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu. Nhiều trống phanh là loại tự lựa. Hình 1 cho thấy khi guốc phanh tiếp xúc với trống phanh, có xu hướng ép vào, có tác dụng làm guốc phanh tác động vào trống phanh với lực lớn hơn. Lực chèn này trong phanh trống cho phép sử dụng một pít tông nhỏ hơn so với phanh đĩa.
1. Lò xo
Do có xu hướng chèn chặt vào, guốc phanh phải được kéo ra khỏi trống phanh khi nhả phanh. Lò xo hồi kéo guốc phanh trở lại vị trí ban đầu sau khi nhả phanh giảm lực từ xi-lanh bánh xe. Nếu lò xo yếu và không thường xuyên kéo guốc phanh hồi lại, nó sẽ gây ra mòn nhanh vì guốc phanh sẽ vẫn tiếp xúc với trống phanh. Một lò xo khác giữ guốc phanh không xê dịch và đẩy thanh điều chỉnh về vị trí ban đầu sau khi điều chỉnh.
2. Đĩa đỡ
Đĩa đỡ giữ tất cả mọi thứ lại với nhau. Nó gắn vào trục xe và tạo thành một bề mặt đỡ vững chắc cho xi-lanh bánh xe, guốc phanh và các bộ phận khác.
3. Trống phanh
Trống phanh làm bằng sắt và có một bề mặt gia công ở bên trong, nơi tiếp xúc với guốc phanh. Cùng với đĩa phanh, trống phanh cũng có dấu hiệu mòn giống như mòn má phanh tại chỗ tiếp xúc với bề mặt gia công của trống phanh. Khi thay guốc phanh mới, mặt tiếp xúc trống phanh cần được làm mịn. Trống phanh có đặc điểm kỹ thuật là đường kính tối đa được đóng trên bên ngoài của trống phanh. Khi gia công trống phanh, đường kính không bao giờ được vượt quá mức cho phép. Nếu bề mặt có thể không được gia công trong phạm vi giới hạn đó, trống phanh phải được thay mới.
4. Xi-lanh phanh
Các xi-lanh bánh xe, bao gồm một xi-lanh có hai pít-tông, một ở mỗi bên. Mỗi pít-tông có một phớt cao su và một trục nối pít-tông với guốc phanh. Khi có lực phanh, các pít-tông đẩy ra ngoài và đẩy guốc phanh tiếp xúc với trống phanh. Xi-lanh bánh xe phải được sửa chữa hoặc thay thế nếu có dấu hiệu rò rỉ.
5. Cơ chế tự điều chỉnh
Khi bị mòn, guốc phanh phải di chuyển một khoảng lớn hơn để tiếp xúc với trống phanh. Khi khoảng cách đạt đến một giá trị nhất định, một cơ chế tự điều chỉnh tự động hoạt động bằng cách điều chỉnh khoảng cách của guốc phanh để vị trí của chúng gần hơn với trống phanh. Đối với phanh tang trống để hoạt động tốt, guốc phanh phải nằm gần với trống phanh mà không cần chạm vào nó. Nếu chúng nằm quá xa trống phanh (chẳng hạn như guốc phanh bị mòn dần), các pít-tông sẽ cần nhiều dầu hơn để di chuyển qua khoảng cách đó, và bàn đạp phanh sẽ bị thấp xuống gần với sàn xe khi phanh. Do phanh bị mòn đi, thêm không gian sẽ hình thành giữa guốc phanh và trống phanh. Mỗi lần xe dừng, guốc phanh được kéo sát chặt với trống phanh. Khi khoảng cách đủ lớn, cần điều chỉnh kéo dài đủ để bánh răng điều chỉnh tăng lên một răng. Cần điều chỉnh có làm ren, giống như bu-lông, để nó nới rộng một chút khi quay, kéo dài để bù vào khoảng cách trên. Khi guốc phanh mòn nhiều hơn một chút, cần điều chỉnh có thể điều chỉnh thêm một lần nữa, vì vậy nó luôn luôn giữ cho guốc phanh nằm gần trống phanh. Các bộ phận của cơ cấu tự điều chỉnh được làm sạch và dễ dàng di chuyển để duy trì khả năng điều chỉnh của nó trong suốt thời gian sử dụng. Nếu cơ cấu tự điều chỉnh ngừng làm việc, lái xe sẽ nhận thấy rằng họ phải nhấn bàn đạp phanh sâu hơn và sâu hơn nữa trước khi cảm thấy phanh có hiệu lực.
6. Phanh đỗ
Hệ thống phanh đỗ (phanh khẩn cấp) kiểm soát phanh hai bánh phía sau thông qua cơ cấu cáp được kết nối với một tay đòn hoặc một bàn đạp. Ý tưởng cơ cấu đó phải là hệ thống cơ khí và hoàn toàn bỏ qua hệ thống thuỷ lực để xe có thể được ngừng ngay cả khi hệ thống phanh chính mất tác dụng. Trên trống phanh, cáp kéo gắn vào một tay đòn nằm ở phanh sau và trực tiếp nối với guốc phanh. Xe trang bị đĩa phanh trên bánh xe phía sau cần bổ sung hệ thống phanh đỗ hoàn chỉnh. Có hai kiểu thiết kế chính bố trí thêm phanh đỗ cơ khí cho phanh đĩa bánh phía sau. Loại thứ nhất sử dụng càng phanh có sẵn và lắp thêm một cần bẩy gắn liền với một trục xoắn nằm bên trong pít-tông càng phanh. Khi kéo cáp phanh đỗ, trục xoắn đẩy pít-tông tác động vào má phanh, do đó bỏ qua hệ thống thủy lực để dừng xe. Loại hệ thống này chủ yếu được sử dụng với pít-tông đơn lắp trên một bên càng phanh, nếu càng phanh là loại cố định bốn pít-tông thì hệ thống này không thể sử dụng được. Một kiểu bố trí khác là dùng một cơ cấu phanh trống cơ khí hoàn toàn độc lập gắn bên trong đĩa phanh sau. Guốc phanh của cơ cấu này nối trực tiếp với một cần đẩy được kéo bằng dây cáp phanh xe để kích hoạt phanh đỗ. "Trống" phanh thực ra là một phần bên trong của đĩa phanh bánh sau. Hư hỏng lớn nhất là dây cáp phanh đỗ có thể bị ăn mòn và cuối cùng kẹt cứng gây ra phanh xe mất tác dụng. Việc sử dụng phanh đỗ thường xuyên làm dây cáp sạch sẽ và duy trì chức năng. Một hư hỏng khác có thể thấy từ thực tế là cơ cấu tự điều chỉnh trên hệ thống phanh dùng cần đẩy phanh đỗ để điều chỉnh phanh. Nếu phanh đỗ không bao giờ được sử dụng thì hệ thống phanh không bao giờ được điều chỉnh.
Phanh tang trống, dù không còn chiếm ưu thế như phanh đĩa, vẫn là một phần không thể thiếu trong lịch sử và công nghệ phanh ô tô. Việc hiểu biết về cơ cấu và nguyên lý hoạt động của phanh tang trống giúp chúng ta có cái nhìn sâu sắc hơn về sự phát triển của công nghệ phanh qua thời gian. Hơn thế nữa, kiến thức này còn giúp người dùng ô tô có thể tự tin hơn trong việc bảo dưỡng và sử dụng phương tiện một cách an toàn. Với sự tiến bộ không ngừng của ngành công nghiệp ô tô, hiểu rõ và đánh giá đúng các bộ phận cơ khí truyền thống như phanh tang trống sẽ tiếp tục là nền tảng quan trọng cho những cải tiến trong tương lai.
