Phanh đĩa là gì? - Các bộ phận, hoạt động và sơ đồ

Phanh đĩa là gì?

Phanh đĩa là một loại phanh sử dụng các bộ kẹp để ép các cặp má vào đĩa hoặc “rôto” để tạo ra ma sát. Hành động này làm chậm chuyển động quay của trục, chẳng hạn như trục xe, để giảm tốc độ quay của nó hoặc để giữ nó đứng yên. Năng lượng của chuyển động được chuyển hóa thành nhiệt thải và phải được phân tán.

Phanh đĩa dẫn động bằng thủy lực là dạng phanh được sử dụng phổ biến nhất cho xe cơ giới, nhưng nguyên lý hoạt động của phanh đĩa có thể áp dụng cho hầu hết mọi trục quay. Các thành phần bao gồm đĩa, xi lanh chính, thước cặp (chứa xi lanh và hai má phanh) ở cả hai mặt của đĩa.

Năng lượng nhiệt này tạo ra nhiệt, nhưng vì các thành phần chính tiếp xúc với khí quyển nên nhiệt này có thể được khuếch tán một cách hiệu quả. Đặc tính tản nhiệt này làm giảm sự phai màu của phanh, là hiện tượng mà hiệu suất phanh bị ảnh hưởng bởi nhiệt.

Một ưu điểm khác của phanh đĩa là khả năng chống mờ nước, xảy ra khi nước vào phanh làm giảm đáng kể lực phanh. Khi xe đang chuyển động, rôto quay với tốc độ cao và chuyển động quay này tự xả nước từ các cánh quạt, dẫn đến lực phanh ổn định.

Phanh đĩa thường được sử dụng trên xe du lịch, nhưng do hiệu suất ổn định ở tốc độ cao hơn và khả năng chống mất phanh, chúng đang dần lan rộng sang phân khúc xe thương mại, nơi phanh tang trống được lựa chọn truyền thống vì tuổi thọ lâu hơn.

Ngày càng có nhiều nhu cầu từ khách hàng về tuổi thọ sử dụng lâu hơn và chất lượng cao hơn, và Akebono cam kết đáp ứng nhu cầu đó thông qua việc phát triển hơn nữa độ tin cậy của phanh đĩa. Có hai loại phanh đĩa.

“Phanh đĩa kiểu pít-tông ngược” có các pít-tông ở cả hai bên của rô-to đĩa, trong khi “phanh đĩa kiểu nổi” chỉ có một pít-tông ở một bên. Phanh đĩa kiểu caliper nổi còn được gọi là phanh đĩa kiểu chốt trượt.

Rotor phanh đĩa

Đĩa phanh (hoặc rôto) là bộ phận quay của cụm phanh đĩa của bánh xe, nơi đặt các má phanh. Vật liệu thường là sắt xám, một dạng gang. Thiết kế của các đĩa hơi khác nhau.

Một số chỉ đơn giản là rắn, nhưng một số khác được làm rỗng với các cánh tản nhiệt hoặc cánh gạt ghép hai bề mặt tiếp xúc của đĩa với nhau (thường được bao gồm như một phần của quá trình đúc). Trọng lượng và sức mạnh của xe quyết định sự cần thiết của đĩa thông gió. Thiết kế đĩa "thông gió" giúp tản nhiệt được tạo ra và thường được sử dụng trên các đĩa trước được tải nhiều hơn.

Đĩa dành cho xe máy, xe đạp và nhiều ô tô thường có các lỗ hoặc khe cắt xuyên qua đĩa. Điều này được thực hiện để tản nhiệt tốt hơn, hỗ trợ phân tán nước trên bề mặt, giảm tiếng ồn, giảm khối lượng hoặc để tiếp thị mỹ phẩm.

Đĩa rãnh có các rãnh nông được gia công vào đĩa để hỗ trợ loại bỏ bụi và khí. Xọc rãnh là phương pháp được ưa chuộng trong hầu hết các môi trường đua xe để loại bỏ khí và nước cũng như tẩy dầu mỡ cho má phanh. Một số đĩa được khoan và có rãnh.

Đĩa có rãnh thường không được sử dụng trên các loại xe tiêu chuẩn vì chúng nhanh chóng làm mòn má phanh; tuy nhiên, việc loại bỏ vật liệu này có lợi cho các loại xe đua vì nó giữ cho các tấm đệm mềm mại và tránh sự thủy tinh hóa bề mặt của chúng. Trên đường, đĩa được khoan hoặc có rãnh vẫn có tác dụng tích cực trong điều kiện ẩm ướt vì các lỗ hoặc khe ngăn không cho màng nước tích tụ giữa đĩa và các tấm đệm.

Cấu tạo phanh đĩa

Rôto phanh (đĩa) quay cùng bánh xe, được kẹp bởi má phanh (vật liệu ma sát) lắp vào thước cặp từ cả hai phía với áp lực từ (các) pít-tông (cơ cấu áp suất) và giảm tốc độ quay của đĩa, do đó làm chậm lại và dừng xe.

Phanh đĩa hoạt động như thế nào?

Hệ thống phanh đĩa tương tự như hệ thống phanh trên xe đạp. Khi áp lực tác dụng lên đòn bẩy, nó sẽ kéo một sợi dây kim loại ép hai thước kẹp lại với nhau gây ra ma sát giữa các miếng đệm cao su và vành kim loại trên lốp. Ma sát giữa các tấm đệm và đĩa làm xe chậm lại và đĩa rất nóng.

Khi người lái đạp bàn đạp phanh, công suất được bộ trợ lực phanh (hệ thống servo) khuếch đại và biến đổi thành áp suất thủy lực (áp suất dầu) bởi xi lanh chính. Áp suất truyền đến phanh trên các bánh xe thông qua ống chứa đầy dầu phanh (dầu phanh).

Áp suất được phân phối đẩy các pít-tông trên hệ thống phanh của bốn bánh xe. Đến lượt mình, các piston sẽ ép má phanh, là vật liệu ma sát, chống lại các rôto phanh quay theo bánh xe. Các tấm đệm này sẽ kẹp các rôto từ cả hai phía và giảm tốc các bánh xe, do đó làm xe giảm tốc độ và dừng lại.

Các thành phần chính của phanh đĩa là :

• Các má phanh
• Thước cặp, có chứa một pít tông
• Rôto, được gắn vào trung tâm

Phanh đĩa rất giống phanh trên xe đạp. Phanh xe đạp có một thước kẹp, ép má phanh vào bánh xe. Trong phanh đĩa, má phanh ép rôto thay vì bánh xe, và lực được truyền bằng thủy lực thay vì truyền qua dây cáp. Ma sát giữa các tấm đệm và đĩa làm đĩa quay chậm lại.

Một ô tô đang chuyển động thì có một động năng nhất định và phanh phải loại bỏ phần năng lượng này ra khỏi ô tô thì mới dừng lại được. Làm thế nào để phanh thực hiện điều này? Mỗi khi bạn dừng xe, phanh sẽ chuyển động năng thành nhiệt sinh ra do ma sát giữa các tấm đệm và đĩa. Hầu hết các xe ô tô phanh đĩa đều có lỗ thoát hơi.

Phanh đĩa có lỗ thông hơi có một bộ cánh gạt, ở giữa hai mặt của đĩa, bơm không khí qua đĩa để làm mát.

Ưu điểm của phanh đĩa

Thực sự có một số lợi ích rất quan trọng khi sử dụng phanh đĩa:

• Phanh đĩa cung cấp lực dừng lớn hơn, có thể hữu ích trên những đoạn đường dài.
• Phanh đĩa không làm nóng vành xe. Điều này đã được biết đến là nguyên nhân gây ra hiện tượng nổ lốp trên các rãnh bám lâu ngày khi sử dụng phanh vành.
• Phanh đĩa cho phép phanh chính xác hơn, giúp bánh xe ít bị bó cứng hơn.
• Phanh đĩa hoạt động tốt hơn phanh vành trong thời tiết ẩm ướt.
• Thay đổi kích thước rôto cho phép bạn điều chỉnh mức công suất phanh mà bạn muốn.
• Sử dụng lốp rộng hơn với phanh đĩa sẽ dễ dàng hơn.

Nhược điểm của Phanh đĩa

• Phanh đĩa dễ bị ồn hơn nên cần được bảo dưỡng kịp thời.
• Các rôto quấn dễ dàng hơn so với hệ thống phanh tang trống.
• Phanh đĩa không tự cung cấp năng lượng do đó cần lực kẹp cao hơn nên cần có bộ trợ lực.
• Đắt hơn so với phanh tang trống.
• Quá nhiều thành phần được sử dụng trong phanh này nên làm tăng trọng lượng.