Phanh đĩa hay phanh tang trống?

Đối với hệ thống phanh dẫn động thuỷ lực thông thường, sử dụng cơ cấu phanh kiểu tang trống, lực đạp phanh của người lái tác động lên piston xi lanh chính, lực này sẽ được dầu truyền dẫn đến các xi lanh con tại mỗi bánh xe. Sau đó sẽ tạo ra lực đẩy ép má phanh tiếp xúc với tang trống. Ma sát giữa má phanh và trống phanh sẽ làm giảm tốc độ của các bánh xe, nếu tiếp tục ấn bàn đạp phanh thì xe sẽ dừng lại. Đó là nguyên lý làm việc của hệ thống phanh tang trống ứng dụng phổ biến trên nhiều dòng xe. Nhưng rồi sau những cải tiến về động cơ, vận tốc xe ngày một cao, phanh tang trống bộc lộ nhược điểm: đó là hiệu quả phanh thấp khi phanh xe ở tốc độ cao.

Theo định luật bảo toàn năng lượng, quá trình giảm tốc sẽ sinh ra lượng nhiệt lớn. Lực ma sát biến đổi động năng của chiếc xe thành nhiệt năng và nung nóng má phanh và trống phanh. Sự gia tăng nhiệt lớn như vậy làm giảm ma sát giữa trống phanh và má phanh dẫn đến tăng quãng đường phanh, thời gian phanh. Nhằm đảm bảo guốc phanh không bị cháy do chịu nhiệt độ quá cao người ta phải dùng vật liệu chế tạo trống phanh và má phanh là vật liệu chịu nhiệt, mài mòn tốt. Tuy nhiên nếu sử dụng vật liệu tốt, đủ độ bền thì kết cấu kiểu phanh tang trống lại trở nên cồng kềnh, tăng khối lượng quán tính chuyển động. Lẽ đương nhiên những nhà thiết kế ôtô không muốn như vậy và cuối cùng cơ cấu phanh đĩa được ứng dụng trực tiếp trên xe hơi (trước đó đã được ứng dụng cho máy bay và một số nghành công nghiệp khác).

Cơ cấu phanh đĩa có ưu điểm :

Cũng với nguyên lý như phanh trống nhưng phanh đĩa có kết cấu gọn nhẹ hơn đồng thời hiện rõ lợi thế tuyệt đối so với phanh tang trống:

- Toả nhiệt tốt do phần lớn đĩa phanh được tiếp xúc với không khí, nên nhiệt sinh ra bởi ma sát dễ dàng toả ra ngoài không khi nên sự chai lỳ bề mặt má phanh khó xảy (chai bề mặt là do nhiệt, sẽ làm giảm hệ số ma sát dẫn đến hiệu quả phanh giảm). Vì thế đảm bảo hiệu quả phanh tốt ở tốc độ cao.

- Cơ cấu phanh đĩa có cấu tạo đối đơn giản hơn nhiều so với phanh tang trống nên việc kiểm tra, bảo dưỡng và thay thế má phanh đặc biệt dễ dàng.

- Phanh đĩa còn có ưu điểm là có khả năng thoát nước tốt, do nước bám vào đĩa phanh bị loại bỏ rất nhanh bởi lực ly tâm nên tính năng phanh được hồi phục nhanh trong thời gian ngắn.

- Với kết cấu đặc biệt phanh đĩa không cần phải điều chỉnh khe hở giữa má phanh và đĩa phanh do khe hở đó sẽ tự động điều chỉnh mỗi khi má phanh và bị mòn.

- Trọng lượng phanh đĩa nhỏ hơn so với phanh tang trống, kết cấu đơn giản và có độ chính xác cao, bởi vậy có khả năng làm việc với khe hở giữa đĩa phanh với má phanh nhỏ nên giảm được thời gian phanh và hiệu quả phanh. Khe hở giữa má phanh và trống phanh có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phanh.Vì khi khe hở phanh quá lớn không những ảnh hưởng tới thời gian tác dụng mà còn làm giảm mômen phanh do diện tích tiếp xúc giữa má phanh và trống phanh bị giảm.

- Kết hợp với hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) rất tốt.

Bên cạnh những lợi ích lớn lao mà phanh đĩa mang lại thì nhược điểm lớn nhất chính là bụi bẩn dễ bám vào toàn bộ cơ cấu phanh, vì vậy cần chú ý kiểm tra bảo dưỡng nếu xe thường xuyên hoạt động trong điều kiện đường sá lầy lội, bụi bặm. Hơn nữa má phanh có diện tích làm việc nhỏ lại phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn nên yêu cầu vật liệu chế tạo khá khắt khe và đĩa phanh khoan nhiễu lỗ để thoát nhiệt tốt hơn

Yêu cầu lực phanh tạo ra phía trước lại lớn hơn:

Khi phanh do quán tính khối lượng của khối lượng toàn bộ ôtô nên trọng tâm bị dịch chuyển về phía trước nên tải trọng phân bố lên cầu trước tăng còn tải trọng phân bố lên cầu sau giảm. Có nghĩa là lực cản do cơ cấu phanh ở bánh sau sinh ra ở cầu trước bao giờ cũng cao hơn cầu sau. Vì thế trên nhiều xe thường chỉ bố trí cơ cấu phanh đĩa trên cầu trước còn cầu sau vẫn dùng cơ cấu phanh tang trống đề giảm chi phí sản xuất trong khi vẫn đảm bảo an toàn khi xe vận hành. Tuy nhiên đó đơn thuần cũng chỉ là dung hoà giữa hai yếu tố kinh tế và độ an toàn.

Ngày nay, tốc độ luôn tạo ra lực hút mãnh liệt với dân chơi xe, thì đối với họ, để có được sự phấn khích, việc sẵn sàng xuất tiền để có được một chiếc xe như ý là điều dễ hiểu. Nắm bắt được điều đó, cùng với những cải tiến đột phá về tốc độ xe, thì hệ thống phanh cũng đạt được những thành tựu lớn khi lần lượt những hệ thống điện tử lần lượt ra đời hỗ trợ tối đa cho hệ thống phanh: hệ thống trợ lực phanh (BA), hệ thống chống bó cứng phanh (ABS), hệ thống phân phối lực phanh điện tử (EBD) và đặc biệt là sự xuất hiện của hệ thống phanh thông minh (SBC) do Mercedes-Benz kết hợp với hãng Bosch chế tạo.

(Theo OTXM)