Hệ thống phanh đĩa đóng một vai trò không thể phủ nhận trong việc tăng cường an toàn cho các phương tiện ô tô. Không chỉ cải thiện hiệu suất phanh, hệ thống này còn là bước tiến quan trọng trong công nghệ ô tô hiện đại. Sau đây Wuling EV Việt Nam sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cơ cấu và nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh này, cùng theo dõi nhé!
1. Cấu tạo hệ thống phanh đĩa trên ô tô
Hệ thống phanh đĩa ô tô là một hệ thống được thiết kế để giảm tốc độ và dừng xe thông qua ma sát. Hệ thống này bao gồm các đĩa phanh được lắp đặt tại mỗi bánh xe, ngàm phanh (calipers) chứa má phanh và piston. Ngoài ra còn có hệ thống thủy lực hoặc điện tử để kích hoạt phanh. Khi người lái đạp vào bàn đạp phanh, hệ thống thủy lực sẽ tạo ra áp lực dầu, đẩy piston trong ngàm phanh. Áp lực này làm cho má phanh tiếp xúc và tạo ma sát với đĩa phanh, từ đó giảm tốc độ quay của bánh xe và làm chậm xe lại. Dưới đây là cấu tạo và chức năng của từng bộ phận chính trong hệ thống phanh đĩa.
Mô tả chi tiết cấu tạo hệ thống phanh đĩa ô tô
1.1. Đĩa phanh
Đĩa phanh là bộ phận được làm từ thép chịu nhiệt hoặc hợp kim, có hình dạng giống như đĩa và được gắn trực tiếp vào bánh xe. Khi tài xế đạp phanh, ma sát giữa đĩa phanh và má phanh sẽ tạo ra lực cản, giúp giảm tốc độ xe. Đĩa phanh có thể được thiết kế dạng rắn hoặc có lỗ thông hơi để tăng cường khả năng tản nhiệt.
Chất liệu: Thông thường làm từ thép chịu lực, hợp kim sắt hoặc ceramic. Các đĩa phanh ceramic cung cấp hiệu suất cao và độ bền lớn hơn nhưng lại đắt hơn.
Thiết kế: Có thể là đĩa rắn hoặc đĩa có lỗ. Đĩa có lỗ giúp tản nhiệt tốt hơn và giảm trọng lượng nhưng có thể dễ bị hỏng hơn so với đĩa rắn. Ngoài ra, còn có đĩa phanh dạng khe giúp loại bỏ bụi phanh nhanh chóng.
Bảo dưỡng: Cần kiểm tra định kỳ để phát hiện các vấn đề như mòn không đều hoặc nứt.
Đĩa phanh ô tô dạng đĩa thông gió
1.2. Ngàm phanh
Ngàm phanh là bộ phận chứa piston và má phanh, được lắp đặt ôm sát quanh một phần của đĩa phanh. Ngàm phanh có thể di chuyển một phần hoặc cố định tùy thuộc vào thiết kế. Khi hệ thống phanh được kích hoạt, ngàm phanh áp dụng lực thông qua piston đến má phanh, tạo ra ma sát với đĩa phanh để giảm tốc độ xe.
Loại: Có hai loại chính là ngàm phanh cố định và di động. Ngàm cố định có nhiều piston và má phanh từ cả hai phía, cung cấp lực phanh đồng đều hơn. Ngàm di động chỉ có piston ở một bên nhưng đơn giản và ít tốn kém hơn.
Chất liệu: Thường được làm từ nhôm để giảm trọng lượng, tuy nhiên cũng có thể được làm từ thép hoặc hợp kim.
Bảo dưỡng: Cần được bảo dưỡng định kỳ để tránh kẹt hoặc rò rỉ dầu phanh.
Ngàm phanh ô tô giúp tạo ma sát với má phanh
1.3. Má phanh
Má phanh là miếng ma sát được làm từ vật liệu cứng như gốm, hợp kim hoặc composite. Má phanh được lắp đặt trong ngàm phanh và tiếp xúc trực tiếp với đĩa phanh khi hệ thống phanh được kích hoạt. Sự ma sát giữa má phanh và đĩa phanh giúp giảm tốc độ và dừng xe.
Chất liệu: Vật liệu làm má phanh rất đa dạng, bao gồm hợp kim sắt, gốm và các hợp chất tổng hợp. Mỗi loại vật liệu có ưu và nhược điểm riêng, ví dụ như má phanh gốm ít tạo ra bụi phanh nhưng lại đắt hơn.
Thay thế: Má phanh mòn là điều không tránh khỏi và cần được thay thế định kỳ để đảm bảo hiệu suất phanh tốt nhất.
Hiệu suất: Một số loại má phanh được thiết kế cho điều kiện lái xe cụ thể, như đua xe hoặc lái xe trong điều kiện khí hậu lạnh.
Má phanh được lắp đặt trực tiếp với ngàm phanh
1.4. Piston
Piston trong hệ thống phanh đĩa là bộ phận có nhiệm vụ đẩy má phanh vào đĩa phanh để tạo ra lực ma sát. Piston thường được làm từ thép hoặc nhôm và hoạt động dựa trên áp lực dầu từ hệ thống phanh thủy lực. Khi tài xế đạp vào bàn đạp phanh, dầu phanh được bơm tới các piston trong ngàm phanh, khiến chúng đẩy má phanh vào đĩa phanh.
Chức năng: Piston trong ngàm phanh đóng vai trò đẩy má phanh vào đĩa phanh và số lượng piston có thể ảnh hưởng đến lực phanh.
Chất liệu: Thường được làm từ nhôm hoặc thép không gỉ để tránh gỉ sét và giảm trọng lượng.
Bảo dưỡng: Rò rỉ dầu phanh ở piston có thể dẫn đến giảm hiệu quả phanh và cần được sửa chữa ngay lập tức.
Piston kết hợp với xi lanh và nắp máy tạo thành buồng đốt giúp xe chạy
Bên cạnh 4 bộ phận chính là đĩa phanh, ngàm phanh, má phanh và dầu phanh. Cấu tạo phanh đĩa ô tô còn bao gồm một số bộ phận phụ trợ khác như bộ lọc khí, lò xo, cảm biến ABS, ống dẫn dầu, chốt hãm,...
2. Cơ chế hoạt động của phanh đĩa
Cơ chế hoạt động của phanh đĩa trên ô tô dựa trên nguyên lý tạo ra ma sát giữa má phanh và đĩa phanh để giảm tốc độ quay của bánh xe. Điều này giúp xe giảm tốc độ và dừng lại. Khi người lái đạp vào bàn đạp phanh, hành động này tạo ra áp lực lên hệ thống thủy lực của xe. Áp lực từ bàn đạp phanh được truyền qua dầu phanh trong hệ thống ống dẫn thủy lực đến ngàm phanh tại mỗi bánh xe. Trong hệ thống phanh điện tử, tín hiệu được gửi đến bộ điều khiển phanh, sau đó điều khiển các bộ phận hoạt động.
Quy trình hoạt động của hệ thống đĩa phanh xe ô tô
Áp lực thủy lực đẩy piston trong ngàm phanh ra ngoài. Trong hệ thống phanh đĩa, ngàm phanh có thể là loại cố định hoặc di động và thường chứa một hoặc nhiều piston. Piston đẩy má phanh vào đĩa phanh, tạo ra ma sát giữa bề mặt của má phanh và đĩa phanh. Đĩa phanh, được gắn với trục bánh xe, bắt đầu giảm tốc độ quay do ma sát này.
Sự ma sát giữa má phanh và đĩa phanh chuyển đổi năng lượng động của xe thành nhiệt, làm giảm tốc độ quay của bánh xe. Nhiệt độ tăng cao ở đĩa phanh và má phanh là điều bình thường trong quá trình này. Khi người lái nhả bàn đạp phanh, áp suất trong hệ thống thủy lực giảm, cho phép lò xo trở lại kéo má phanh về vị trí ban đầu. Việc piston và má phanh di chuyển về vị trí ban đầu sẽ giảm bớt áp lực lên đĩa phanh và cho phép bánh xe quay tự do trở lại.
3. Ưu nhược điểm của hệ thống phanh đĩa trên xe hơi
Hệ thống phanh đĩa trên xe hơi mang lại nhiều lợi ích về hiệu suất và an toàn nhưng cũng có một số hạn chế cần được xem xét. Sau đây là chi tiết về ưu và nhược điểm của hệ thống phanh đĩa ô tô.
3.1. Ưu điểm
Hệ thống phanh đĩa mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với phanh tang trống, giúp nâng cao hiệu quả phanh và an toàn cho người lái xe. Cụ thể:
- Hiệu quả phanh cao: Nhờ lực ma sát lớn giữa má phanh và đĩa phanh, phanh đĩa có khả năng giảm tốc độ nhanh và hiệu quả hơn phanh tang trống. Ưu điểm này đặc biệt thể hiện rõ trong điều kiện đường trơn ướt hoặc khi cần phanh gấp.
- Thời gian thực hiện nhanh: Hệ thống phanh đĩa có tốc độ phản ứng cực kỳ nhanh, chỉ mất chưa đến 0.5 giây từ lúc tài xế đạp phanh đến khi xe dừng hẳn.
- Tản nhiệt tốt: Nhờ thiết kế mở, phanh đĩa tản nhiệt tốt hơn so với phanh tang trống. Điều này giúp giảm thiểu hiện tượng "phanh bốc hơi" hoặc giảm hiệu suất do quá nhiệt khi phanh trong thời gian dài.
- Bảo dưỡng dễ dàng: Phanh đĩa có cấu tạo đơn giản hơn phanh tang trống. Do đó việc kiểm tra và thay thế thường đơn giản hơn so với hệ thống phanh tang trống. Hơn nữa, có thể dễ dàng thấy được mức độ mòn qua thiết kế mở.
- Độ bền cao: Phanh đĩa thường có tuổi thọ lâu hơn so với phanh tang trống, nhờ vào khả năng tản nhiệt tốt và ít bị hao mòn.
- Hiệu suất ổn định trong các điều kiện khác nhau: Hệ thống phanh đĩa ô tô hoạt động tốt trong nhiều điều kiện thời tiết và môi trường khác nhau, từ nóng bức đến ướt át.
- Tính thẩm mỹ cao: Phanh đĩa có thiết kế hiện đại, gọn nhẹ hơn rất nhiều so với phanh tang trống góp phần tăng tính thẩm mỹ cho xe.
Phanh đĩa có cấu tạo đẹp hơn phanh tang trống
3.2. Nhược điểm
Hệ thống phanh đĩa tuy có nhiều ưu điểm nhưng cũng có một số nhược điểm cần cân nhắc trước khi lựa chọn.
- Chi phí cao hơn: Phanh đĩa thường có giá thành cao hơn so với hệ thống phanh tang trống, cả về chi phí ban đầu và chi phí thay thế các bộ phận.
- Quá nhiệt: Mặc dù phanh đĩa tản nhiệt tốt hơn phanh tang trống, nhưng vẫn có thể bị quá nhiệt trong các tình huống phanh gấp liên tục ở tốc độ cao. Điều này dẫn đến hiện tượng phanh mất hiệu quả tạm thời.
- Dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn: Bụi bẩn và cát có thể bám vào đĩa phanh và làm giảm hiệu quả phanh.
- Gây tiếng ồn: Phanh đĩa có thể phát ra tiếng ồn lớn hơn phanh tang trống khi phanh gấp.
- Dễ bị gỉ sét: Do cấu tạo hở, các bộ phận của phanh đĩa dễ bị gỉ sét nếu không được bảo dưỡng thường xuyên.
Phanh đĩa dễ bị gỉ sét do cấu tạo hở ra phía bên ngoài
4. Nên dùng phanh đĩa hay phanh tang trống?
Lựa chọn giữa phanh đĩa và phanh tang trống phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nhu cầu sử dụng, loại xe, điều kiện lái xe và ngân sách. Sau đây là một số khía cạnh bạn cần xem xét trước khi đưa ra quyết định nên dùng phanh đĩa hay phanh tang trống.
Nên sử dụng phanh đĩa khi:
- Điều kiện lái xe đòi hỏi hiệu suất cao: Nếu bạn thường xuyên lái xe trên địa hình dốc hoặc trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt, phanh đĩa cung cấp hiệu suất phanh tốt hơn.
- Ưu tiên an toàn và độ tin cậy: Do khả năng tản nhiệt và đáp ứng nhanh chóng, phanh đĩa là lựa chọn tốt nếu an toàn là ưu tiên hàng đầu của bạn.
- Xe có trọng lượng nặng hoặc sử dụng cho mục đích đua: Xe lớn, xe tải nhẹ hoặc xe được sử dụng trong đua xe cần hệ thống phanh mạnh mẽ để đối phó với lực động học lớn hơn.
Nên sử dụng phanh tang trống khi:
- Ngân sách eo hẹp: Phanh tang trống thường có giá thành rẻ hơn phanh đĩa cũng như chi phí bảo dưỡng thấp hơn. Nếu chi phí là một yếu tố quan trọng đối với bạn, phanh tang trống có thể là lựa chọn tốt hơn.
- Lái xe trong điều kiện bình thường và không yêu cầu hiệu suất cao: Đối với việc sử dụng hàng ngày trong thành phố, phanh tang trống có thể cung cấp đủ hiệu suất phanh mà không cần đến sức mạnh của phanh đĩa.
- Ưu tiên tiết kiệm nhiên liệu và hiệu suất: Phanh tang trống nhẹ hơn so với phanh đĩa, có thể giúp cải thiện một chút hiệu suất nhiên liệu và cảm giác lái.
Xe ô tô điện Wuling Mini EV sử dụng phanh loại tang trống cho phanh trước và sau
Trong nhiều trường hợp, các nhà sản xuất xe hơi kết hợp cả hai loại phanh. Sử dụng phanh đĩa cho bánh trước và phanh tang trống cho bánh sau để tận dụng ưu điểm của cả hai loại. Tiêu biểu như dòng xe Wuling Mini EV, Hyundai Grand i10, Kia Morning, Toyota Wigo, Vinfast Fadil...
Bên cạnh đó, thì các dòng xe thuộc phân khúc cao hơn, có giá thành đắt hơn đều được trang bị phanh đĩa ở cả phía trước và sau. Phải kể đến như Toyota Vios, Vinfast Lux, Hyundai Santa Fe, Mazda 3-5-8, Kia Cerato... Có thể sử dụng loại đĩa đặc, đĩa thông gió hoặc như là đĩa tản nhiệt tùy từng dòng xe.
5. Cách bảo dưỡng phanh đĩa ô tô bền bỉ
Chỉ với vài giờ đồng hồ dành cho việc bảo dưỡng phanh ô tô, bạn đã có thể đảm bảo an toàn cho bản thân và mọi người trên mỗi hành trình. Quá trình này tuy đơn giản nhưng mang lại lợi ích to lớn. Dưới đây là một số bước quan trọng bạn nên thực hiện để bảo dưỡng phanh đĩa.
Bước 1: Tháo ốc ở bộ giá phanh
Sử dụng cờ lê phù hợp để tháo các ốc ở phía sau bộ giá phanh. Đối với các xe có cảm biến độ mòn, cần rút chốt cắm và nhấc bộ giá phanh ra khỏi đĩa phanh trước khi tháo má phanh.
Bước 2: Rút suốt trượt
Sau khi tháo rời, bảo quản suốt trượt ở nơi sạch sẽ, tránh bụi bẩn.
Bước 3: Vệ sinh phanh đĩa ô tô bằng dung dịch chuyên dụng
Dùng dung dịch vệ sinh phanh để làm sạch bộ cùm phanh và các chi tiết liên quan. Hãy nhẹ nhàng lau sạch bụi bẩn và gỉ sét ẩn náu trong các khe cạnh của giá đỡ phanh.
Bước 4: Bôi mỡ
Bôi mỡ lên suốt trượt và các bộ phận liên quan. Mỡ bò chịu nhiệt giúp bảo vệ má phanh, loại bỏ tiếng rít và tăng cường độ bền cũng như tuổi thọ cho má phanh. Kiểm tra lại để đảm bảo các bộ phận hoạt động trơn tru.
Bước 5: Lắp ráp và kiểm tra
Lần lượt lắp lại bộ cùm phanh, má phanh và giá đỡ phanh. Siết chặt ốc và cắm lại hệ thống cảm biến nếu có.
Bước 6: Lắp lại bánh xe
Cuối cùng, lắp bánh xe vào vị trí, vặn chặt các ốc bánh và kiểm tra lại một lần nữa để đảm bảo mọi thứ được siết chặt đúng cách.
Bảo dưỡng hệ thống phanh đĩa ô tô thường xuyên giúp duy trì hiệu suất xe
6. Một số vấn đề về phanh đĩa cần lưu ý
Hệ thống phanh đĩa, mặc dù hiệu quả và phổ biến trên nhiều loại xe hiện đại, vẫn có thể gặp phải một số vấn đề. Sau đây là một số vấn đề phổ biến cũng như cách khắc phục chúng:
- Má phanh mòn gây ra tiếng kêu khi phanh, làm giảm hiệu suất phanh. Lúc này bạn cần phải thay thế má phanh mới. Đảm bảo rằng má phanh mới phù hợp với loại xe và hệ thống phanh.
- Đĩa phanh bị mòn hoặc biến dạng gây ra rung lắc khi phanh, hiệu suất phanh không đều. Cách khắc phục đơn giản là đĩa phanh cần được kiểm tra và thay thế nếu cần. Trong một số trường hợp, đĩa phanh có thể được tái sử dụng bằng cách mài phẳng lại, nhưng chỉ nên làm điều này nếu đĩa không quá mòn.
- Mức dầu phanh giảm nhanh chóng do rò rỉ dầu phanh, làm phanh mất hiệu quả. Vậy nên, bạn cần kiểm tra hệ thống thủy lực phanh để tìm ra vị trí bị rò rỉ và thay thế các bộ phận hỏng như ống dẫn dầu, piston ngàm phanh hoặc bộ kín.
- Ngàm phanh bị kẹt, phổ biến nhất là khi thấy phanh đĩa nóng quá mức, một hoặc nhiều bánh xe bị kéo lê khi không phanh. Cách đơn giản nhất là làm sạch và bôi trơn các suốt trượt và piston của ngàm phanh. Nếu vấn đề tiếp tục, có thể cần phải thay thế ngàm phanh.
- Tiếng kêu cọ, rít hoặc còi khi sử dụng phanh. Do vậy, hãy đảm bảo má phanh được lắp đặt chính xác và không bị lỏng. Sử dụng má phanh có lớp chống ồn hoặc bôi một lớp mỡ chuyên dụng cho má phanh (chú ý không để mỡ chạm vào mặt ma sát của má phanh).
Rò rỉ dầu phanh khiến các bộ phận khác của xe bị hỏng theo
Như vậy, chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu sâu hơn về hệ thống phanh đĩa, một thành phần không thể thiếu trên các loại xe hiện đại. Từ cấu tạo cho đến nguyên lý hoạt động, nó không chỉ thể hiện sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ ô tô. Mà hơn thế, chúng còn khẳng định tầm quan trọng của việc đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách. Wuling EV Việt Nam hy vọng rằng thông tin được chia sẻ sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về hệ thống phanh đĩa ô tô. Nhờ đó, bạn sẽ nâng cao ý thức bảo dưỡng và sử dụng xe một cách an toàn.
