Gearhead 101:Hiểu về hệ thống phanh

Chào mừng trở lại Đầu số 101 - một loạt các kiến ​​thức cơ bản về cách ô tô hoạt động đối với những tân sinh viên ô tô ngoài kia.

Nếu bạn đã theo dõi Gearhead 101, bạn sẽ biết cách động cơ ô tô hoạt động, cách động cơ truyền sức mạnh mà nó tạo ra qua hệ thống truyền lực và cách hộp số tay hoặc hộp số tự động hoạt động như một loại tổng đài điện giữa động cơ và hệ thống truyền lực.

Hôm nay chúng ta sẽ thảo luận về hệ thống ô tô mà bạn sử dụng hàng trăm lần mỗi ngày, sự cố của hệ thống này có thể khiến bạn thiệt mạng hoặc bị thương nặng.

Tôi đang nói về hệ thống phanh của bạn.

Biến chuyển động thành nhiệt

Vật lý của phanh ô tô khá đơn giản. Để giảm tốc độ và dừng xe, hệ thống phanh sẽ biến động năng (chuyển động của các bánh xe) thành nhiệt năng do lực ma sát của phanh tác dụng lên các bánh xe. Khi tất cả động năng của các bánh xe đã được phanh chuyển thành nhiệt năng, xe của bạn sẽ dừng lại.

Khá đơn giản.

Nhưng có hai cách khác nhau để lột da con mèo chuyển động thành nhiệt năng này và một số bộ phận khác cho phép chúng hoạt động.

Các bộ phận của hệ thống phanh trên ô tô

Bàn đạp phanh. Bạn đã quen với bàn đạp phanh. Đó là đòn bẩy mà bạn nhấn bằng chân để giảm tốc độ và dừng xe. Bàn đạp phanh trên hầu hết các ô tô hiện đại kết nối với a. . .

Bộ trợ lực phanh. Ngày nay, hầu hết các phương tiện giao thông đều có cái gọi là "phanh trợ lực". Phanh trợ lực làm tăng lực tạo ra từ việc bạn nhấn vào bàn đạp, lực này được áp dụng cho phần còn lại của hệ thống phanh. Điều đó có nghĩa là bạn không cần phải nhấn bàn đạp phanh quá nhiều để khiến xe của bạn giảm tốc độ hoặc dừng lại. Bộ trợ lực phanh là cái tạo nên phanh trợ lực, phanh trợ lực.

Có hai loại bộ trợ lực phanh: bộ trợ lực chân không và tên lửa đẩy hỗ trợ thủy lực . Tên lửa đẩy có trợ lực chân không tạo ra một khoảng chân không bằng cách sử dụng khí nạp từ động cơ. Chân không này khuếch đại lực được tạo ra khi bạn nhấn bàn đạp, lực này được áp dụng cho các piston trong xi lanh chính (nhiều hơn về điều đó một chút). Bộ tăng lực được hỗ trợ thủy lực sử dụng áp suất thủy lực từ tay lái trợ lực của ô tô để tăng lực lên xi lanh chính.

Vì vậy, bạn đạp vào bàn đạp phanh. Lực tạo ra bởi hành động đó được khuếch đại bởi bộ trợ lực phanh. Bộ trợ lực phanh truyền lực đó đến. . .

Chủ xi lanh. Nếu bạn đã nhìn dưới mui xe của mình, bạn có thể đã nhìn thấy xi lanh chính, nhưng bạn không biết nó được gọi như vậy. Xi lanh chính giữ dầu phanh của ô tô của bạn. Dầu phanh chạy qua các đường phanh đến từng bánh xe trên ô tô của bạn. Khi bạn đạp vào bàn đạp phanh, năng lượng được khuếch đại bởi bộ trợ lực phanh, lần lượt chuyển động một pít-tông bên trong xi-lanh chính, từ đó đẩy dầu phanh ra khỏi xi-lanh chính và đi vào các đường phanh đi đến mỗi bánh xe. Sau đó, chất lỏng sẽ kích hoạt phanh trên bánh xe của bạn.

Xi lanh chính đảm bảo rằng công suất thủy lực bằng nhau được gửi đến cả bốn phanh. Nếu một phanh phải nhận nhiều lực hơn phanh kia, nó sẽ dẫn đến áp suất phanh không đồng đều, dẫn đến việc giảm tốc độ hoặc dừng lại không an toàn. Hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra với ô tô của bạn nếu bánh bên phải của bạn giảm tốc độ nhanh hơn bánh bên trái. Bạn muốn đuôi cá hoặc có thể lật xe.

Hầu hết các xi lanh chính hiện đại được chia thành hai bình chứa, mỗi bình chứa đầy dầu phanh. Đây được gọi là hệ thống phanh kép . Nó hoạt động như một chiếc két an toàn trong trường hợp có rò rỉ hoặc có khối chất lỏng trên phanh trước hoặc phanh sau.

Trên ô tô dẫn động cầu sau, một bình chứa trong xi lanh chủ có các đường dẫn đến bánh trước; hồ chứa còn lại có các đường đi đến bánh sau. Nếu rò rỉ xảy ra ở các đường dẫn đến bánh trước, bạn sẽ vẫn có chất lỏng từ bình chứa đến bánh sau.

Xe dẫn động cầu trước sử dụng hệ thống thủy lực chia đôi theo đường chéo. Đó là bởi vì ở xe ô tô dẫn động bánh trước, phanh trước thực hiện 90% lực hãm. Nếu cả hai phanh trước đều hoạt động trên một chiếc xe dẫn động bánh trước, bạn sẽ thực sự gặp khó khăn khi giảm tốc độ và dừng lại. Để đảm bảo có ít nhất một phanh trước dừng xe trong trường hợp bị rò rỉ hoặc tắc nghẽn, bánh trước bên phải và bánh sau bên trái được gắn với nhau và bánh trước bên trái được buộc cùng với bánh sau bên phải.

Tất nhiên, nếu cả hai các bể chứa và đường phanh dẫn ra ngoài bị rò rỉ hoặc bị tắc nghẽn, không có phanh nào hoạt động được. Đó gọi là lỗi phanh thảm khốc.

Đường phanh. Đường phanh là các ống thép rời ra khỏi xi lanh chính và đi đến từng phanh trong số bốn phanh trên bánh xe ô tô của bạn. Đường phanh chuyển dầu phanh sang phanh tang trống hoặc phanh đĩa. Áp suất từ ​​chất lỏng kích hoạt phanh.

Phanh tang trống. Có hai loại thiết bị phanh được sử dụng trên ô tô là phanh tang trống và phanh đĩa. Phanh tang trống đã có trên ô tô từ năm 1900 và chúng vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Phanh tang trống gắn vào bánh xe. Bên trong tang trống có chứa hai miếng đệm chịu nhiệt gọi là guốc phanh. Khi bạn nhấn bàn đạp phanh, dầu phanh sẽ đi vào xi lanh bánh xe của phanh tang trống. Sau đó, chất lỏng sẽ kích hoạt hai piston nhỏ bên trong xi lanh bánh xe đẩy guốc phanh ra ngoài và ép chúng vào trống phanh. Các tấm đệm làm chậm trống và trống (được gắn vào bánh xe) làm chậm bánh xe.

Một số ưu điểm của phanh tang trống:chi phí chế tạo và sửa chữa rẻ, cần ít áp suất thủy lực hơn để kích hoạt và có thể kéo dài hơn phanh đĩa.

Như đã nói ở trên, phanh tang trống vẫn được sử dụng trên ô tô ngày nay. Nếu ô tô có phanh tang trống, bạn thường thấy chúng ở bánh sau của xe.

Phanh đĩa. Một trong những nhược điểm của phanh tang trống là chúng hoạt động khép kín. Nhiệt được tạo ra từ ma sát trong má phanh sẽ nằm bên trong phanh tang trống. Trong điều kiện cường độ cao và phanh thường xuyên, phanh tang trống có thể rất nóng. Nếu phanh quá nóng, chúng không còn có thể tạo ra ma sát cần thiết để xe giảm tốc độ.

Để giải quyết vấn đề đó, các kỹ sư đã phát triển phanh đĩa.

Phanh đĩa hoạt động theo kiểu khá đơn giản. Bạn đạp vào bàn đạp phanh, và dầu phanh sẽ được đưa đến một pít-tông trên phanh đĩa. Piston làm cho calip ép đĩa hoặc rôto. Các miếng đệm bên trong calip tạo ra ma sát, làm chậm xe của bạn.

Thay vì ấn vào tang trống để giảm tốc độ xe, bộ kẹp phanh được tìm thấy trên phanh đĩa sẽ bóp má phanh in về phía một đĩa kim loại gắn với bánh xe. Ép vào bằng kẹp phanh thực hiện một số điều để cải thiện khả năng phanh. Đầu tiên, nó cho phép bạn tạo ra nhiều áp lực hơn, giúp tăng ma sát. Thứ hai, phanh đĩa thiết kế dạng mở. Phanh không nằm trong tang trống. Điều này cho phép không khí làm mát chúng nhanh hơn nhiều, điều này cũng làm tăng ma sát. Cuối cùng, thiết kế cho phép tăng diện tích bề mặt của má phanh, một lần nữa giúp tăng ma sát.

Phanh đĩa lần đầu tiên được sử dụng trên xe đua vào năm 1951. Năm 1955, chúng bắt đầu xuất hiện trên những chiếc xe sản xuất hàng loạt. Vào những năm 1980, hầu hết các xe ô tô đều sử dụng phanh đĩa, ít nhất là ở bánh trước.

Khi bạn phanh, bánh trước của bạn thực hiện hầu hết công việc trong việc dừng xe vì tất cả động lực đều dồn về phía bánh trước. Bởi vì bánh trước thực hiện phần lớn việc phanh, các nhà sản xuất đặt phanh đĩa cho bánh trước vì chúng hãm phanh tốt hơn phanh tang trống.

Hợp nhất tất cả

Vì vậy, hãy đặt tất cả các bộ phận của hệ thống phanh lại với nhau.

Bạn đạp vào bàn đạp phanh. Điều đó sẽ kích hoạt bộ trợ lực phanh, giúp khuếch đại lực từ bàn đạp phanh. Lực đó được truyền sang hình trụ chủ. Một pít-tông trong xi lanh chủ đẩy dầu phanh ra ngoài qua các đường phanh đến từng bánh xe.

Nếu một bánh xe có phanh tang trống, dầu phanh sẽ tiếp xúc với một pít-tông trong xi-lanh bánh xe, pít-tông này sẽ kích hoạt một pít-tông khác, sẽ đẩy má phanh ra khỏi trống phanh. Xe giảm tốc độ hoặc dừng lại. Khi bạn nhả bàn đạp phanh, dầu phanh sẽ chảy ngược vào xi lanh chủ và phanh sẽ nhả.

Nếu bánh xe có phanh đĩa, dầu phanh sẽ kích hoạt một pít-tông làm cho bộ kẹp phanh có má phanh ép vào đĩa hoặc rôto gắn vào bánh xe, làm xe giảm tốc độ. Khi bạn nhả bàn đạp phanh, dầu phanh sẽ chảy ngược vào xi lanh chính, làm cho các bộ kẹp phanh trên đĩa phanh lại mở ra.

Tóm lại, đó là cách hệ thống phanh trên ô tô của bạn hoạt động.

Còn về Phanh Antilock?

Nhưng đợi đã. . . còn nữa. Xe của bạn có thể có phanh chống bó cứng (ABS). Trước khi có ABS, khi bạn đạp phanh, bánh xe của bạn hoàn toàn dừng lại. Họ đã bị nhốt. Điều này làm cho lốp xe của bạn bị trượt. Lốp xe trượt bánh cung cấp cho bạn ít hoặc không kiểm soát được việc điều khiển xe. Vì vậy, nếu bạn đang lái một chiếc ô tô vào năm 1950 và đột ngột đạp phanh để tránh va vào một đứa trẻ đang chạy ra giữa đường, bạn vẫn trượt về phía trước và bạn không có khả năng điều khiển xe. trái hay phải. Nếu bạn muốn tránh bị trượt bánh khi sử dụng phanh trên những chiếc ô tô cũ, bạn phải liên tục bơm phanh (liên tục nhả và khóa bánh), điều này nói thì dễ hơn làm.

Để tránh lốp bị trượt, ABS sử dụng một máy tính và các cảm biến gần mỗi bánh xe để theo dõi tốc độ của bánh xe. Khi bạn tác động mạnh lên bàn đạp phanh, hệ thống ABS sẽ kiểm tra tốc độ của từng bánh xe một cách độc lập. Nếu một bánh xe đi chậm hơn các bánh xe khác, điều đó có nghĩa là bánh xe đó có khả năng bị bó cứng. Vì vậy, hệ thống ABS sẽ giảm áp suất thủy lực được gửi đến phanh đó, giúp phanh quay trở lại, ngăn chặn hiện tượng trượt bánh và cho phép bạn duy trì kiểm soát tay lái.

Bạn biết hệ thống phanh ABS của mình đang hoạt động vì khi bạn đạp bàn đạp phanh, bạn có thể cảm thấy phanh đang rung lên. Đừng lo lắng. Tiếp tục tạo áp lực. Bạn không muốn bơm phanh trên ô tô có ABS, nếu không chúng sẽ không hoạt động bình thường.

Khi bạn nhận được một chiếc xe mới, bạn nên cảm nhận hệ thống ABS của nó để không còn băn khoăn một chút nào trong lần đầu tiên bạn cảm thấy nó tham gia. Bạn có thể làm điều này bằng cách lái xe trong một bãi đậu xe trống khi trời mưa hoặc tuyết (sẽ gây trượt bánh một chút) và nhấn phanh.