Những điều bạn cần biết về hệ thống phanh đĩa và phanh tang trống trên xe ô tô

Một trong những hệ thống quan trọng nhất trên xe ô tô cũng như các phương tiện giao thông khác là Hệ thống phanh. Hiện nay, trên các xe ô tô thương mại, có hai loại hệ thống phanh phổ biến nhất là phanh đĩa và phanh tang trống (còn gọi là phanh đùm hoặc phanh guốc).

• Hướng dẫn kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống phanh xe ô tô
• Ưu và nhược điểm của phanh đĩa trên xe ô tô mà người lái cần biết
• Phanh tang trống: Định nghĩa và xem xét việc sử dụng

Tùy thuộc vào mục đích sử dụng, lắp đặt và dòng xe, hệ thống phanh sẽ có sự khác biệt. Chức năng chính của phanh là giảm tốc độ xe bằng cách ảnh hưởng lên trục bánh xe khi xe đang di chuyển. Phanh sử dụng hiện tượng ma sát giữa hai bề mặt để làm chậm và dừng xe hoàn toàn.

Hiểu rõ hơn về hệ thống phanh trên xe ô tô

Về cơ bản, hệ thống phanh hoạt động dựa trên nguyên lý ma sát giữa hai bộ phận kim loại để giảm tốc độ xe. Một bộ phận quay được gắn vào trục bánh xe và một bộ phận cố định chứa má phanh. Khi người lái đạp phanh, thông qua các cơ cấu truyền động, má phanh tiếp xúc với bộ phận quay, tạo ra hiện tượng ma sát giúp giảm tốc độ bánh xe.

Nhờ hệ thống phanh mà người lái có thể giảm tốc độ của phương tiện, tránh được những tình huống nguy hiểm như va chạm với các phương tiện khác. Đồng thời, hệ thống phanh cũng giúp người lái thoát khỏi những tình huống nguy hiểm khi di chuyển trên các đoạn đường khó khăn. Đó là lý do tại sao vai trò của hệ thống phanh trong xe ô tô rất quan trọng.

Hiện nay, hệ thống phanh trên xe ô tô bao gồm hai loại chính: Phanh tang trống (còn được gọi là phanh đùm, phanh guốc) và phanh đĩa.

Khái niệm về phanh tang trống là gì?

Phanh tang trống, hay còn gọi là DrumBrake, có cấu tạo bao gồm guốc phanh, trống phanh, má phanh và một số bộ phận truyền lực khác.

• Trống phanh được thiết kế dạng hộp rỗng và cố định với trục dẫn động. Bề mặt trong của trống phanh thường là kim loại và có vân nhám để tăng hiệu suất phanh.
• Guốc phanh thường được làm từ thép không gỉ và được phủ một lớp hợp chất chịu ma sát tốt.

Trong hệ thống phanh tang trống, guốc phanh được kích hoạt bằng piston thủy lực hoặc dây cáp, tạo ra lực ép để đẩy guốc phanh vào trống phanh. So với phanh đĩa hoặc phanh cơ, phanh tang trống có cấu trúc phức tạp hơn và độ bền không cao, thường chỉ được sử dụng trên các dòng xe phổ thông.

Ưu điểm và nhược điểm của phanh tang trống

Ưu điểm:

• Chi phí thay thế và sửa chữa thấp hơn so với phanh đĩa.
• Kết cấu đơn giản, các bộ phận đều nằm bên trong tang trống, thuận lợi cho việc bảo dưỡng và sửa chữa.
• Thiết kế kín đáo nên phù hợp với nhiều điều kiện khí hậu và khó bị hỏng hơn.
• Có khả năng cải thiện (phù hợp với ô tô tải có trọng lượng lớn).

Nhược điểm:

• Thời gian giảm tốc chậm, làm xe mất nhiều thời gian để dừng lại hơn.
• Thiết kế kín đáo làm giảm khả năng giải nhiệt, gây nóng trong quá trình hoạt động và giảm khả năng phanh do sự giãn nở nhiệt của các bộ phận trong cơ cấu phanh.
• Guốc phanh, má phanh,.. dễ bị mòn. Loại phanh này cũng sinh nhiệt rất nhiều và có thể mất phanh đột ngột.
• Nặng hơn nhiều so với phanh đĩa.

Khái niệm về phanh đĩa là gì?

Phanh đĩa được tạo thành từ một đĩa phanh cố định trên trục quay và di chuyển cùng với bánh xe khi xe chạy. Thông thường, đĩa phanh được đục lỗ hoặc có rãnh để tăng cường khả năng làm mát cho hệ thống.

Bên cạnh đó, đĩa phanh thường được làm từ kim loại chịu lực cao, kháng lực tốt nên khó bị hỏng trong quá trình vận hành xe. Tuy nhiên, sau một thời gian sử dụng, bề mặt của đĩa phanh sẽ có những vết xước tròn do ma sát với má phanh (tình trạng này sẽ nghiêm trọng hơn nếu má phanh bị mòn). 

Trong khi đó, má phanh thường được lắp đặt đối xứng hai bên đĩa phanh. Khi bóp phanh, hai má phanh sẽ kẹp chặt đĩa phanh lại, làm cho xe giảm tốc độ. Do diện tích tiếp xúc giữa má phanh và đĩa phanh lớn, khả năng phanh của phanh đĩa hiệu quả hơn phanh tang trống. 

Ưu và nhược điểm của phanh đĩa

Ưu điểm:

• Hiệu suất phanh cao hơn đáng kể so với phanh tang trống do tạo ra ma sát lớn.
• Thiết kế mở rộng giúp tản nhiệt tốt hơn, duy trì hiệu suất phanh sau thời gian dài, giảm thiểu nguy cơ cháy phanh.
• Thiết kế mở rộng cũng giúp người dùng và kỹ thuật viên dễ dàng quan sát và phát hiện các hư hỏng để vệ sinh và sửa chữa dễ dàng hơn.
• Trọng lượng nhẹ hơn phanh tang trống -> giảm trọng lượng xe.

Nhược điểm:

• Chi phí lắp đặt, thay thế và sửa chữa cao hơn so với phanh tang trống.
• Thiết kế của phần đĩa phanh lộ ra ngoài và má phanh được để hở nên dễ bám bụi, đất, cát,... khi vận hành. Cần chú ý vệ sinh để tránh hư hỏng và chi phí thay thế, sửa chữa.
• Trong những tình huống khẩn cấp, nếu tác động lực lượng lớn lên phanh có thể làm cho hệ thống phanh bị bó cứng và dễ dàng làm cho xe trượt, lật.

Sự khác biệt giữa phanh đĩa và phanh tang trống

Sự khác biệt chính giữa phanh đĩa và phanh tang trống nằm ở thành phần và cấu trúc của các bộ phận này.

Đối với phanh đĩa, phần quay là một đĩa kim loại (thép, gốm carbon, …) gắn với bánh xe. Phần chứa má phanh là kẹp phanh (heo phanh). Kẹp phanh cũng chứa các piston phanh để khi đạp phanh, thông qua cơ cấu dẫn động là dầu phanh, các piston này sẽ đẩy má phanh ép sát vào đĩa phanh giúp giảm tốc độ xe. 

Đối với phanh tang trống, tất cả các bộ phận được chứa bên trong tang trống gắn với bánh xe. Phần quay là tang trống ở bên ngoài, phần đứng yên là cơ cấu xylanh thủy lực, lò xo và má phanh (guốc phanh). Khi đạp phanh, thông qua các cơ cấu dẫn động, xylanh thủy lực sẽ đẩy hai phần má phanh bung ra ngoài và ép sát vào mặt trong của tang trống để tạo ma sát và giảm tốc độ của xe.

Hiện nay, những mẫu xe thể thao và cao cấp chủ yếu sử dụng hệ thống phanh đĩa nhờ ưu điểm về hiệu suất tốt và tính thẩm mỹ cao. Phanh tang trống thường xuất hiện trên các mẫu xe tải, xe khách, xe bán tải do đặc thù vận hành trên những địa hình có phần phức tạp hơn.

Bên cạnh đó, một số lượng lớn các mẫu xe bình dân lại trang bị phanh đĩa cho bánh trước và phanh tang trống cho bánh sau. Nhiều người cho rằng, điều này xuất phát từ việc các nhà sản xuất xe hơi hiện nay vừa muốn kết hợp giữa hai yếu tố là hiệu suất phanh và giá thành. Bánh trước sử dụng phanh đĩa để tăng sự an toàn của xe trong quá trình vận hành. Trong khi đó, hệ thống này lại không quá cần thiết khi sử dụng cho bánh sau, phanh tang trống sẽ được ưu tiên hơn để giảm chi phí và giá thành đến người tiêu dùng.