Kết Cấu Hệ Thống Phanh Thủy Lực Trên ô Tô - Tailieuoto

Kết cấu hệ thống phanh trên ô tô có nhiều loại khác nhau từ phanh thủy lực sử dụng trên các ô tô du lịch đến phanh khí nén sử dụng cho các ô tô thương mại, máy kéo Rơ – mooc. Kết cấu hệ thống phanh thủy lực trên ô tô gồm rất nhiều chi tiết cơ khí hay thủy lực cấu tạo thành có công dụng giúp ô tô giảm tốc theo sự điều khiển của người lái hoặc để xe dừng hẳn.

Đồng thời hệ thống phanh còn giúp ô tô dừng lâu dài trên các điều kiện địa hình khác nhau như đường dốc, đường nghiêng,…

Với sự kết hợp của các hệ thống điều khiển điện tử khác nhau. Hiện nay, ta có thể hạn chế tối đa các nhược điểm của hệ thống phanh cơ khí bằng các hệ thống điều khiển điện tử như hệ thống hỗ trợ phanh khẩn cấp, hệ thống điều khiển lực kéo và ổn định xe hay hệ thống cân bằng điện tử đang giúp tăng tối đa tính năng an toàn cho người lái & giảm thiểu các thao tác của tài xế.

Như các bác đã đọc và tìm hiểu giáo trình kết cấu hệ thống phanh ô tô. Hệ thống phanh trên ô tô có thể xem là hệ thống quan trọng nhất trên ô tô (Theo Ad thôi). Do Hệ thống phanh trên ô tô cùng với lốp xe ô tô ảnh hưởng trực tiếp đến “An toàn và Tính mạng của người lái”. Nếu hệ thống phanh ô tô làm việc không đúng theo yêu cầu hoặc không đúng nguyên lý làm việc của hệ thống thì “Đố” tài xế nào dám chạy nhanh. Và nếu người lái không biết hệ thống phanh ô tô bị hư hỏng hay rò dầu đường ống trong cấu tạo hệ thống phanh thủy lực trên ô tô thì … khá là nguy hiểm cho người lái đấy.

Vậy, nhiệm vụ của hệ thống phanh trên ô tô là gì, hệ thống phanh trên ô tô có 3 nhiệm vụ chính đó là: Giúp giảm tốc độ của ô tô và làm ô tô dừng hẳn, nhiệm vụ cuối cùng đó chính là giúp xe dừng lâu dài mà không bị tuột trên đường dốc.

Tài liệu này chỉ tập trung vào tìm hiểu hệ thống phanh thủy lực trên ô tô, không có đi tìm hiểu thêm các hệ thống phanh hiện đại được các nhà sản xuất phát triển về sau. Tuy nhiên, Ad có một bài giới thiệu một ít về các hệ thống đó đồng thời cũng có để đường Link cho các bác dễ tìm hiểu.

Để tìm dễ dàng tìm hiểu về cấu tạo hệ thống phanh thủy lực trên ô tô, ta hãy phân hệ thống phanh thành 3 cụm chi tiết chính đó là: Cơ cấu phanh, Dẫn động phanh và Trợ lực phanh.

Cơ cấu phanh là chi tiết trực tiếp thực hiện tất cả các nhiệm vụ và yêu cầu của hệ thống phanh. Trong cơ cấu phanh sử dụng trên chi tiết khung gầm ô tô. Ta thường gặp 2 loại cơ cấu phanh đó là cơ cấu phanh tang trống và cơ cấu phanh đĩa.

2 cơ cấu phanh này tuy cùng thực hiện cùng 1 nhiệm vụ là giảm và dừng tốc độ bánh xe đồng thời giúp xe đứng yên trên đường dốc. Nhưng các hoạt động 2 cơ cấu phanh này lại hoàn toàn khác nhau.

Như tài liệu Kết cấu hệ thống phanh thủy lực trên ô tôcơ cấu phanh guốc hay gọi là phanh tang trống

Khi người lái đạp phanh, dầu thủy lực sẽ đưa tới Piston và do lực tác dụng của Piston sẽ đưa Guốc phanh (Má phanh bắt dính với Guốc phanh) đi ra và tiếp xúc với Trống phanh. Do thế, Má phanh tiếp xúc với Trống phanh sinh ra ma sát và từ đó động năng được chuyển thành nhiệt năng. Năng lượng của hệ thống truyền lưc ô tô bị giảm và do đó tốc độ của bánh xe cũng giảm theo và cứ như thế cho đến khi dừng hẳn.

Cơ cấu phanh đĩa thì hoạt động với cơ chế phanh hoàn toàn khác với cơ cấu phanh tang trống. Thay vì đưa đẩy Guốc phanh (Gắn cố định với má phanh) ra để tiếp xúc với trống phanh thì cơ cấu phanh đĩa lại sử dụng Piston để nén má phanh ép vào đĩa phanh từ đó sinh nhiệt và giảm tốc độ ô tô lại.

Tuy là khác cách hoạt động, thế nhưng 2 cách làm này đều cùng bản chất đó là đưa má phanh tiếp xúc vào đĩa phanh (Hoặc trống phanh đối với cơ cấu phanh tang trống). Cũng là tận dụng sự ma sát của má phanh và đĩa phanh để chuyển năng lượng từ động năng sang nhiệt năng để tiến hành giảm tốc độ ô tô.

Theo tài liệu Kết cấu hệ thống phanh thủy lực trên ô tô, cơ cấu phanh đĩa có 2 dạng, dạng càng cố định hoặc dạng càng di động.

Vậy câu hỏi đặt ra cho các bác là, CƠ CẤU PHANH NÀO TỐT HƠN???

Câu trả lời lại là TÙY. Không có cơ cấu phanh nào tốt hơn hẳn cơ cấu đó. Nếu có thì người ta đã thay thế hoàn toàn rồi (Như hiện nay hầu hết động cơ ô tô đều không còn sử dụng bộ chế hòa khí mà thay vào đó là sử dụng các hệ thống phun xăng điện tử để tối ưu quá trình cháy đồng thời giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu động cơ).

Cơ cấu phanh tang trống có nhược điểm đó chính là toàn bộ cơ cấu phanh đều được bao kín trong TRỐNG PHANH. Chính vì vậy, cơ cấu phanh này sẽ thoát nhiệt tệ hơn so với cơ cấu phanh đĩa do đó hiệu quả phanh của hệ thống phanh tang trống cũng sẽ không thể bằng hệ thống phanh đĩa (So sánh khi 2 cơ cấu phanh này tạo ra cùng 1 moment phanh, để biết moment phanh là gì, các bác tìm hiểu bài viết thiết kế hệ thống phanh nhé).

Tuy nhiên, cơ cấu phanh đĩa có ưu điểm của nó đó chính là tất cả chi tiết được bao kín trong TRỐNG PHANH. Do đó, hạn chế được cát bụi bay vào cơ cấu phanh gây kẹt hay hư hỏng HT phanh và đây là lý do tại sao các ô tô tải hầu hết đều sử dụng cơ cấu phanh tang trống. (Do điều kiện làm việc của ô tô tải là nhiều bụi bẩn và ít vệ sinh rửa xe thường xuyên).

Cơ cấu phanh đĩa có ưu điểm mà ai cũng thấy đó chính là cơ cấu phanh đĩa tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài. Do đó, cơ cấu phanh đĩa thoát nhiệt tốt hơn rất nhiều so với cơ cấu phanh tang trống. Khi thoát nhiệt tốt nghĩa là Động năng sẽ có thể chuyển đổi thành nhiệt năng tốt hơn từ đó hiệu quả phanh cũng tốt hơn. Bên cạnh đó, phanh đĩa còn có tính thẩm mỹ hơn rất nhiều so với phanh tang trống và đó là lý do tại sao ô tô du lịch thích sử dụng phanh đĩa hơn phanh tang trống.

Nhược điểm của phanh đĩa cung chính là ưu điểm của nó. Đó chính là vì để hầu như tiếp xúc hoàn toàn với môi trường nên cơ cấu phanh đĩa không phù hợp trong các môi trường nhiều bụi bẩn. Đó là lý do tại sao không ai sử dụng phanh đĩa cho ô tô tải. (Hoặc có cũng chỉ có phanh trước đĩa để đảm bảo phân bố tải trọng khi phanh – Các bác phải tìm hiểu về lý thuyết ô tô về lực bám sẽ biết tại sao cần phanh cầu trước có lực phanh lớn hơn lực phanh cầu sau).

Hệ thống phanh trên ô tô chỉ hoạt động khi người lái cần thiết. Vậy, để điều khiển sự hoạt động của cơ cấu phanh. Ta cần 1 cụm chi tiết đó là dẫn động phanh. Trong phạm vi tài liệu này, ta chỉ đi vào tìm hiểu Kết cấu hệ thống phanh dẫn động thủy lực trên ô tô thôi.

Dẫn động phanh là các chi tiết thực hiện việc đạp bàn đạp phanh của người lái đến cơ cấu phanh để thực hiện trước quá trình phanh.

Như Ad đã nói, ta có rất nhiều phương án dẫn động phanh. Từ dẫn động phanh cơ khí, dẫn động phanh thủy lực đến dẫn động phanh bằng khí nén thậm chí là dẫn động phanh bằng các dây điện điều khiển Motor Phanh. Để Ad nói sơ về hệ thống phanh điều khiển bằng dây điện nhé.

Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ điều khiển điện tử ta có thêm các công nghệ phanh điều khiển điện tử. Nổi bật nhất là các công nghệ phanh bằng điện (Brake By Wire). Các bác truy cập vào các link bài viết dưới để tìm hiểu thêm nhé.

Trợ lực phanh là các chi tiết cần thiết đối với tất cả các các loại hệ thống phanh sử dụng kết cấu hệ thống phanh thủy lực trên ô tô. Nhiệm vụ của trợ lực phanh giúp giảm thiểu lực tác dụng lên bàn đạp của người lái giúp quá trình phanh được thực hiện nhẹ nhàng hơn.

Từ cách dẫn động phanh, ta sẽ có các cơ cấu trợ lực phanh phù hợp. Thường chúng ta sẽ thấy, nếu dùng dẫn động phanh thủy lực thường sẽ sử dụng trợ lực phanh chân không. Dẫn động phanh khí nén không cần chi tiết trợ lực đó là do lực đạp bàn đạp phanh của dẫn động phanh khí nén chỉ dùng để mở van khí trong hệ thống phanh ô tô mà thôi.

Đôi lúc, do tình trạng mặt đường (Trơn trượt dẫn đến hệ số trượt giảm đi) hoặc do điều kiện vận hành của người lái (Đạp bàn đạp phanh quá sâu dẫn đến lực phanh tác dụng lên bánh xe lớn hơn giá trị lực bám trên ô tô) do đó, bánh xe sẽ quay trơn và ô tô sẽ bị trượt. Khi đó, người lái sẽ không thể kiểm soát được hướng di chuyển và tốc độ của ô tô và có thể gây ra những tai nạn không đáng có.

Để đảm bảo lực phanh luôn nằm phạm vi của lực bám trên ô tô (Đảm bảo ô tô không bị trượt). Ta cần có một số hệ thống có thể không chế được áp suất phanh trong quá trình phanh. Để cho các bác dễ dàng tìm hiểu hơn các hệ thống điều khiển ổn định trong quá trình phanh. Ad bày cho các bác phương pháp dễ nhớ hơn nhé.

Ô tô chỉ có 2 chuyển động, 1 là chuyển động theo phương dọc trục và theo phương ngang. Chính vì thế, ta cũng có 2 loại hệ thống điều khiển ổn định quá trình phanh.

Theo phương dọc trục, ta có hệ thống chống bó cứng phanh ABS tích hợp tính năng phân bổ lực phanh điện tử EBD và khuếch đại lực phanh BA. Các hệ thống này sẽ can thiệp và điều chỉnh lực phanh phù hợp với từng điều kiện ổn định của ô tô theo phương chuyển động chính của xe.

Theo phương ngang, ta có hệ thống cân bằng điện tử ESP sẽ giúp ô tô khống chế lực phanh ở giá trị ổn định khi ô tô quay vòng. Các hệ thống trên đều có bài viết tương ứng từng chủ đề rồi nên các bac có thể truy cập ào để tìm hiểu nhé.

Google Drive

Kết cấu ô tô PGS TS Nguyễn Khắc Trai

Hệ thống an toàn và ổn định trên ô tô

Hệ thống cân bằng điện tử ESP trên ô tô

Cấu tạo hệ thống ABS và EBD trên ô tô