Phanh ô tô: Loại, vật liệu & hướng dẫn bảo trì

Phanh ô tô thực sự có tác dụng gì - Và tại sao nó lại quan trọng hơn bạn nghĩ

Phanh ô tô chuyển đổi động năng thành nhiệt thông qua ma sát, làm cho phương tiện đang chuyển động dừng lại có kiểm soát. Mỗi khi bạn nhấn bàn đạp phanh, hệ thống thủy lực sẽ khuếch đại lực đó và truyền lực đó đến các bộ phận phanh ở mỗi bánh xe - tất cả chỉ trong vòng một phần nghìn giây. Hiệu suất, độ tin cậy và tuổi thọ của hệ thống đó phụ thuộc rất nhiều vào loại cơ cấu phanh được sử dụng và mức độ bảo trì của nó.

Các phương tiện chở khách hiện đại hầu như được sử dụng phổ biến phanh đĩa thủy lực ở phía trước và phanh đĩa hoặc tang trống ở phía sau. Các loại xe hạng nặng và hiệu suất cao ngày càng sử dụng thiết lập đĩa bốn bánh, trong khi một số xe bình dân vẫn ghép đĩa trước với tang trống phía sau để quản lý chi phí mà không ảnh hưởng đến lực dừng ở trục trước - nơi tạo ra 60–70% lực phanh trong một lần dừng thông thường.

Phanh đĩa so với phanh tang trống: Sự khác biệt cốt lõi

Sự khác biệt giữa phanh đĩa và phanh tang trống không chỉ ở hình thức mà còn ảnh hưởng đến khả năng tản nhiệt, hiệu suất trong thời tiết ẩm ướt và tần suất bảo trì.

Phanh đĩa chiếm ưu thế trong các ứng dụng hiệu suất vì thiết kế rôto mở của chúng cho phép nhiệt thoát ra nhanh chóng, ngăn ngừa hiện tượng mất phanh trở nên nguy hiểm khi xuống dốc lâu hoặc dừng cứng lặp đi lặp lại. Phanh tang trống giữ lại một vị trí thích hợp ở trục sau và hệ thống phanh đỗ do tác dụng tự cấp năng lượng cơ học của chúng - chuyển động quay của tang trống thực sự kéo guốc tiếp xúc, làm giảm lực đạp cần thiết để giữ xe đứng yên.

Vật liệu má phanh: Hữu cơ, bán kim loại và gốm

Thành phần má phanh được cho là biến số lớn nhất ảnh hưởng đến hiệu suất phanh trong thực tế. Ba loại chiếm ưu thế đều thực hiện sự đánh đổi có chủ ý:

• Miếng lót hữu cơ (NAO) sử dụng nhựa, cao su và sợi thủy tinh liên kết với nhau. Chúng hoạt động êm ái, nhẹ nhàng với rôto và tiết kiệm chi phí nhưng mòn nhanh hơn và mất hiệu quả ở nhiệt độ cao — khiến chúng phù hợp cho việc lái xe trong thành phố hàng ngày chứ không phải sử dụng hiệu suất lâu dài.
• Miếng đệm bán kim loại chứa 30–65% hàm lượng kim loại (len thép, sắt, đồng). Chúng cung cấp khả năng truyền nhiệt và cắn tốt hơn ở nhiệt độ cao, đó là lý do tại sao hầu hết các loại xe hiệu suất OEM đều được trang bị chúng. Sự đánh đổi: chúng tạo ra nhiều tiếng ồn hơn, tạo ra bụi sẫm màu hơn và làm mòn cánh quạt nhanh hơn so với các vật liệu thay thế bằng gốm.
• Miếng gốm kết hợp sợi gốm với chất độn màu và chất kết dính. Chúng tạo ra ít bụi nhất, chạy êm hơn và êm ái hơn với rôto — nhưng chúng hoạt động kém hiệu quả hơn trong điều kiện cực lạnh trước khi đạt đến nhiệt độ vận hành và có mức giá cao hơn.

Đối với hầu hết người lái xe, miếng đệm bán kim loại hoặc gốm thể hiện sự cân bằng tốt nhất về hiệu suất và tuổi thọ. Những người lái xe trong ngày hoặc các phương tiện thương mại hoạt động dưới tải nặng nên ưu tiên các miếng đệm hợp chất bán kim loại hoặc dành cho xe thể thao được thiết kế để chịu được chu trình đạp xe ở nhiệt độ cao liên tục.

ABS, EBD và Hỗ trợ phanh điện tử: Các hệ thống hiện đại mở rộng phần cứng như thế nào

Hệ thống phanh cơ khí không hoạt động riêng biệt ở bất kỳ loại xe nào được sản xuất sau đầu những năm 1990. Ba lớp điện tử thay đổi căn bản cách quản lý lực phanh:

Hệ thống chống bó cứng phanh (ABS) sử dụng cảm biến tốc độ bánh xe để phát hiện tình trạng bó cứng sắp xảy ra và điều chỉnh áp suất thủy lực lên tới 15 lần mỗi giây trên mỗi bánh xe. Kết quả là người lái vẫn giữ được khả năng điều khiển lái trong khi phanh tối đa - một khả năng không có khi bánh xe bị khóa. Các nghiên cứu từ NHTSA luôn cho thấy ABS làm giảm tỷ lệ tử vong trên đường, đặc biệt là trong các tình huống đường ướt và lực kéo thấp.

Phân phối lực phanh điện tử (EBD) hoạt động cùng với ABS để phân bổ lực phanh linh hoạt từ trước ra sau dựa trên tải trọng xe, tốc độ giảm tốc và phân bổ trọng lượng trục. Điều này giúp ngăn bánh sau bị bó cứng sớm khi xe được chất tải nhẹ ở phía sau, một nguyên nhân phổ biến dẫn đến tình trạng lái quá tay khi dừng khẩn cấp.

Hỗ trợ phanh (BA/EBA) phát hiện các tác động phanh khẩn cấp — đặc trưng bởi việc đạp bàn đạp rất nhanh — và tự động áp dụng mức tăng lực thủy lực tối đa, bù đắp cho xu hướng thông thường của người lái xe là sử dụng phanh không đủ trong trường hợp khẩn cấp. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng hầu hết người lái xe trong trường hợp khẩn cấp thực sự chỉ sử dụng 60–70% lực phanh hiện có. Hỗ trợ phanh tự động thu hẹp khoảng cách đó.

Khi nào cần thay thế các bộ phận phanh: Ngưỡng thực tế

Độ mòn của phanh có thể dự đoán được nhưng thay đổi đáng kể tùy theo phong cách lái xe, trọng lượng xe và địa hình. Việc sử dụng các ngưỡng sau đây làm khung bảo trì sẽ ngăn chặn cả việc thay thế sớm và hoạt động không an toàn:

• Má phanh: Thay thế khi vật liệu ma sát giảm xuống dưới 3 mm (khoảng 1/8 inch). Hầu hết các miếng đệm đều có chỉ báo độ mòn phát ra tiếng kêu the thé vào thời điểm này. Việc trì hoãn thay thế có nguy cơ tiếp xúc kim loại với kim loại, có thể phá hủy rôto trong phạm vi dưới 1.000 dặm và đòi hỏi chi phí sửa chữa đắt hơn đáng kể.
• Cánh quạt: Mỗi rôto đều có độ dày tối thiểu được dán trên mặt của nó. Rôto bị mòn dưới ngưỡng này không thể hấp thụ và tản nhiệt đầy đủ và phải được thay thế. Bề mặt ghi điểm sâu hơn 1,5mm cũng là cơ sở để thay thế bất kể độ dày. Rôto phải luôn được thay thế hoặc làm lại bề mặt theo cặp để duy trì phanh cân bằng.
• Dầu phanh: Dầu phanh có tính hút ẩm - nó hấp thụ độ ẩm từ khí quyển theo thời gian, làm giảm điểm sôi của nó. Hầu hết các nhà sản xuất đều khuyên nên xả và thay dầu phanh 2 năm một lần hoặc 45.000 km (28.000 dặm), tùy điều kiện nào đến trước. Các phương tiện được sử dụng trong các hoạt động biểu diễn hoặc kéo xe nên xả nước thường xuyên hơn.
• Bộ kẹp phanh: Kiểm tra mỗi lần thay miếng đệm xem có bị rò rỉ, dính và mòn không đều không. Pít-tông kẹp phanh bị kẹt có thể gây ra phanh một bên, nhiệt độ quá cao và đệm phanh bị hỏng nhanh chóng ở một góc của xe.

Bàn đạp phanh rung, bị lệch sang một bên khi phanh hoặc cảm giác bàn đạp bị xốp là những dấu hiệu cảnh báo sớm cần được điều tra kịp thời - không được hoãn lại đến kỳ bảo dưỡng theo lịch trình tiếp theo.