Hệ thống phanh là một bộ phận tối quan trọng trên bất kỳ chiếc xe nào, đảm bảo an toàn cho người lái và hành khách. Trong các loại hệ thống phanh phổ biến, hệ thống phanh tang trống vẫn giữ một vai trò nhất định, đặc biệt là ở trục sau của nhiều mẫu xe, từ xe con đến xe thương mại nhẹ.
Tổng Quan Chi Tiết Về Hệ Thống Phanh Tang Trống
Hệ thống phanh tang trống là một cơ cấu hãm tốc độ xe dựa trên nguyên lý ma sát giữa má phanh và bề mặt bên trong của một trống phanh hình trụ. Cấu trúc này thường được đặt tập trung ở trục bánh xe, hoạt động trong một không gian kín đáo. Thiết kế hộp kín đơn giản không chỉ giúp bảo vệ các bộ phận bên trong khỏi tác động của môi trường bụi bẩn hay nước mà còn tạo ra lực phanh hiệu quả để kiểm soát tốc độ và giúp chiếc xe dừng lại một cách an toàn khi cần thiết. Đây là một trong những công nghệ phanh lâu đời nhất vẫn còn được sử dụng rộng rãi trên thị trường ô tô hiện nay, nhờ vào sự đơn giản, độ tin cậy và chi phí sản xuất tương đối thấp.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của loại phanh này là biến năng lượng chuyển động của xe thành nhiệt năng thông qua ma sát, từ đó làm giảm tốc độ quay của bánh xe. Khi người lái tác động vào bàn đạp phanh, một cơ cấu kỹ thuật sẽ được kích hoạt để tạo ra lực ép. Lực ép này tác động lên má phanh, đẩy má phanh áp sát vào bề mặt bên trong của trống phanh. Lực ma sát sinh ra giữa má phanh và trống phanh chính là lực phanh giúp xe giảm tốc và dừng hẳn. Cụm phanh tang trống thường được tìm thấy trên các dòng xe có giá thành phải chăng, xe tải nhẹ hoặc được sử dụng làm phanh tay cho nhiều loại xe khác nhau.
Hệ thống phanh tang trống có vai trò quan trọng trong hệ thống an toàn của xe và được ứng dụng rộng rãi nhờ chi phí sản xuất và bảo dưỡng thấp. Ví dụ, một số mẫu xe điện mini hiện nay vẫn lựa chọn sử dụng bộ phanh tang trống cho trục sau nhằm tối ưu chi phí mà vẫn đảm bảo khả năng hãm tốc độ cần thiết trong điều kiện vận hành đô thị.
Cấu Tạo Chi Tiết Của Bộ Phanh Tang Trống Trên Xe Ô Tô
Để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động, việc nắm vững cấu tạo của hệ thống phanh tang trống là điều cần thiết. Hệ thống này bao gồm nhiều bộ phận kết hợp ăn ý với nhau để tạo ra lực phanh hiệu quả.
Trống phanh là bộ phận hình trụ rỗng, được gắn chặt với trục bánh xe và quay cùng tốc độ với bánh xe. Bề mặt bên trong của trống phanh chính là nơi tiếp xúc trực tiếp với má phanh để tạo ra ma sát, làm chậm hoặc dừng bánh xe. Độ bền và khả năng chịu nhiệt của trống phanh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phanh.
Xi lanh phanh, hay còn gọi là xi lanh bánh xe, là trung tâm điều khiển hoạt động của guốc phanh. Bên trong xi lanh chứa các thành phần như piston và cuppen, cùng với dầu phanh thủy lực. Chức năng chính của xi lanh phanh là chuyển đổi áp suất dầu thủy lực từ hệ thống phanh chính thành lực cơ học đẩy piston, từ đó ép guốc phanh ra ngoài. Mọi sự cố hỏng hóc, rò rỉ dầu hay kẹt piston trong xi lanh phanh đều có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng hoạt động của toàn bộ hệ thống phanh tang trống.
<>Xem Thêm Bài Viết:<>- Chìa khóa thông minh cho xe ô tô: Tiện ích và Lưu ý
- Hướng dẫn Du lịch Đồng Nai bằng xe ô tô
- Màu xe hợp tuổi Mậu Dần 1998 mang lại may mắn
- Bí quyết lái xe an toàn cho mọi tài xế
- Chọn xe hợp phong thủy tuổi Giáp Tý 1984 chuẩn nhất
Piston phanh nằm trong xi lanh phanh và là bộ phận trực tiếp chịu tác động của áp suất dầu. Khi áp suất dầu tăng lên do người lái đạp phanh, piston sẽ dịch chuyển ra ngoài, đẩy guốc phanh. Áp lực này sẽ ép má phanh gắn trên guốc vào bề mặt trống phanh, tạo ra lực ma sát cần thiết để hãm tốc độ. Sự di chuyển mượt mà của piston là yếu tố quan trọng đảm bảo phanh ăn và nhả kịp thời.
Guốc phanh là một bộ phận hình vòng cung, trên đó được gắn lớp má phanh (vật liệu ma sát). Guốc phanh được đặt bên trong trống phanh. Khi piston đẩy, guốc phanh sẽ xoay quanh điểm tựa và ép má phanh vào trống phanh. Có hai guốc phanh trong mỗi cụm phanh tang trống, thường được gọi là guốc dẫn (leading shoe) và guốc kéo (trailing shoe), tùy thuộc vào hướng tự cường hóa lực phanh khi quay.
Lò xo hồi vị có nhiệm vụ kéo guốc phanh và piston trở về vị trí ban đầu khi áp suất dầu phanh được giải phóng (khi người lái nhả bàn đạp phanh). Lò xo này giúp đảm bảo má phanh tách khỏi trống phanh, loại bỏ ma sát không mong muốn khi xe di chuyển bình thường và ngăn chặn hiện tượng bó phanh. Độ đàn hồi và trạng thái hoạt động tốt của lò xo hồi vị là cực kỳ quan trọng.
Cuppen (phớt làm kín) là những vòng đệm cao su nhỏ được đặt xung quanh piston trong xi lanh phanh. Chúng có chức năng tạo ra độ kín khít, ngăn chặn dầu phanh rò rỉ ra ngoài và ngăn không khí lọt vào hệ thống thủy lực. Sự lão hóa hoặc hỏng hóc của cuppen có thể dẫn đến mất áp suất dầu, làm giảm hiệu quả phanh hoặc khiến phanh mất tác dụng hoàn toàn.
Ngoài các bộ phận chính kể trên, bộ phanh tang trống còn có các thành phần phụ trợ khác cũng đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống, ví dụ như tấm lót (backing plate) là nơi gắn kết các bộ phận khác, thanh chống (strut) để truyền lực trong một số kiểu phanh, hoặc cơ cấu điều chỉnh tự động khe hở má phanh (adjuster) giúp duy trì khoảng cách tối ưu giữa má phanh và trống phanh khi má phanh bị mòn.
Hiểu rõ từng thành phần giúp chúng ta dễ dàng chẩn đoán và khắc phục các sự cố có thể xảy ra với hệ thống phanh tang trống trên xe của mình.
Nguyên Lý Hoạt Động Của Cụm Phanh Tang Trống
Cơ chế hoạt động của hệ thống phanh tang trống dựa trên nguyên lý thủy lực và ma sát để chuyển đổi động năng của xe thành nhiệt năng, làm giảm tốc độ quay của bánh xe và cuối cùng dừng xe lại. Quá trình này diễn ra theo các bước cơ bản sau đây.
Khi người lái tác động lực lên bàn đạp phanh trong cabin, lực này sẽ được truyền tới xi lanh chính của hệ thống phanh. Tại đây, lực cơ học được chuyển đổi thành áp suất thủy lực trong dầu phanh. Áp suất dầu phanh này sau đó được truyền đi qua các đường ống dẫn dầu đến các xi lanh bánh xe đặt tại mỗi bánh xe có trang bị phanh tang trống.
Trong xi lanh bánh xe, áp suất dầu phanh tác động lên piston. Áp suất này đẩy các piston di chuyển ra phía ngoài theo hai hướng ngược nhau. Hai piston này được kết nối trực tiếp với hai guốc phanh bên trong trống phanh.
Khi piston di chuyển, chúng đẩy guốc phanh xoay quanh điểm tựa (neo cố định) và ép lớp má phanh gắn trên guốc vào bề mặt bên trong của trống phanh. Do trống phanh đang quay cùng với bánh xe, lực ma sát sinh ra giữa má phanh và bề mặt trống phanh sẽ chống lại chuyển động quay của trống. Lực ma sát này chính là lực phanh.
Một đặc điểm nổi bật của hệ thống phanh tang trống là hiệu ứng “tự cường hóa” (self-actuating effect). Khi trống phanh quay và tiếp xúc với guốc phanh, lực ma sát có xu hướng kéo guốc phanh theo chiều quay của trống. Chuyển động nhẹ này, đặc biệt ở guốc dẫn, tạo ra thêm lực ép guốc phanh vào trống, làm tăng lực ma sát một cách tự nhiên. Điều này có nghĩa là một lực tác động tương đối nhỏ lên bàn đạp phanh có thể tạo ra lực phanh lớn tại bánh xe.
Khi người lái nhả bàn đạp phanh, áp suất dầu trong hệ thống giảm xuống. Các lò xo hồi vị gắn với guốc phanh sẽ kéo guốc phanh và piston trở lại vị trí ban đầu, tách má phanh ra khỏi trống phanh. Lúc này, lực ma sát không còn nữa, cho phép bánh xe quay tự do trở lại. Quá trình này đảm bảo phanh nhả hoàn toàn sau khi hãm tốc, tránh tình trạng bó phanh gây nóng và mòn không cần thiết.
Như vậy, nguyên lý hoạt động của hệ thống phanh tang trống khá trực quan và hiệu quả trong việc tạo ra lực hãm tốc, đóng góp vào sự an toàn khi vận hành xe ô tô.
Ưu Nhược Điểm Nổi Bật Của Phanh Tang Trống Trên Xe Hơi
Mỗi loại hệ thống phanh đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và hệ thống phanh tang trống cũng không ngoại lệ. Việc hiểu rõ những đặc tính này giúp người dùng xe nhận thức được lý do các nhà sản xuất lựa chọn loại phanh này cho từng vị trí hoặc loại xe cụ thể.
Ưu Điểm Của Hệ Thống Phanh Tang Trống
Một trong những ưu điểm đáng chú ý nhất của phanh tang trống là khả năng tạo ra lực phanh rất mạnh mẽ so với phanh đĩa có cùng đường kính. Điều này phần lớn là nhờ vào hiệu ứng tự cường hóa đã đề cập, giúp khuếch đại lực tác động từ người lái, đặc biệt hiệu quả ở tốc độ thấp hoặc khi xe dừng hẳn. Lực phanh lớn này góp phần cải thiện khả năng dừng xe an toàn trong nhiều tình huống di chuyển thông thường.
Thiết kế dạng hộp kín của bộ phanh tang trống mang lại lợi thế lớn trong việc bảo vệ các bộ phận ma sát bên trong. Má phanh và trống phanh được che chắn tốt khỏi các yếu tố môi trường khắc nghiệt như bùn đất, nước, bụi bẩn hay muối trên đường (ở các vùng có tuyết). Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của các bộ phận, giảm tần suất bảo dưỡng và đảm bảo hiệu suất phanh ổn định hơn trong điều kiện vận hành kém lý tưởng.
Về mặt chi phí, hệ thống phanh tang trống thường có chi phí sản xuất thấp hơn đáng kể so với hệ thống phanh đĩa. Vật liệu sử dụng đơn giản hơn, quy trình gia công ít phức tạp hơn, và thiết kế tổng thể có xu hướng kinh tế hơn. Điều này làm cho phanh tang trống trở thành lựa chọn phổ biến trên các dòng xe phổ thông, xe giá rẻ, hoặc được sử dụng ở trục sau (nơi lực phanh thường yêu cầu ít hơn trục trước và chi phí cần tối ưu).
Độ bền của má phanh tang trống thường cao hơn má phanh đĩa. Lớp vật liệu ma sát trên má phanh tang trống thường dày hơn và được phân bố trên một diện tích lớn hơn, giúp chúng chịu được sự mài mòn trong thời gian dài hơn. Điều này đồng nghĩa với việc người sử dụng xe có thể tiết kiệm được chi phí và thời gian thay thế má phanh. Hơn nữa, trống phanh (bộ phận bằng kim loại) cũng có thể được gia công lại (doa trống) khi bị mòn hoặc trầy xước, giúp tái sử dụng và giảm thiểu chi phí sửa chữa hoặc thay thế toàn bộ cụm phanh.
Phanh tang trống cũng rất phù hợp và thường được sử dụng làm phanh tay (phanh đỗ) trên nhiều loại xe, ngay cả những xe sử dụng phanh đĩa cho phanh chính. Cơ cấu khóa cơ khí đơn giản và khả năng giữ xe tốt trên dốc là lý do chính cho việc lựa chọn này.
Những ưu điểm này giải thích tại sao hệ thống phanh tang trống vẫn tồn tại và được ứng dụng rộng rãi trên thị trường ô tô hiện nay, đáp ứng tốt nhu cầu hãm tốc và đỗ xe trong nhiều điều kiện vận hành.
Nhược Điểm Của Hệ Thống Phanh Tang Trống
Mặc dù có nhiều ưu điểm, hệ thống phanh tang trống cũng tồn tại những nhược điểm cố hữu khiến nó kém hiệu quả hơn trong một số tình huống nhất định, đặc biệt khi so sánh với phanh đĩa hiện đại.
Nhược điểm lớn nhất của phanh tang trống là khả năng tản nhiệt kém hiệu quả. Do thiết kế dạng hộp kín, nhiệt lượng sinh ra từ ma sát khi phanh bị giữ lại bên trong trống phanh. Khi phanh liên tục hoặc phanh gấp nhiều lần, nhiệt độ của trống và má phanh tăng lên rất nhanh. Nhiệt độ cao có thể làm giảm hệ số ma sát của má phanh và gây ra hiện tượng “phanh bị mòn” hay “phanh yếu” (brake fade), làm giảm đáng kể lực phanh và kéo dài quãng đường dừng xe. Điều này đặc biệt nguy hiểm khi xe di chuyển trên các đoạn đường đèo dốc dài hoặc trong các tình huống cần phanh khẩn cấp liên tục.
Hiệu suất hoạt động của hệ thống phanh tang trống trong điều kiện ẩm ướt cũng là một điểm cần lưu ý. Mặc dù thiết kế kín giúp chống bụi bẩn, nhưng nếu nước lọt vào bên trong trống phanh, nó có thể tạo ra một lớp màng mỏng giữa má phanh và trống, làm giảm hệ số ma sát ban đầu. Mặc dù nước sẽ bốc hơi nhanh chóng khi phanh hoạt động, nhưng trong những lần phanh đầu tiên sau khi đi qua vũng nước lớn, hiệu quả phanh có thể bị suy giảm tạm thời.
Phanh tang trống thường có trọng lượng lớn hơn so với phanh đĩa tương đương. Điều này là do kết cấu trống phanh bằng kim loại dày và các bộ phận hỗ trợ bên trong. Trọng lượng lớn hơn, đặc biệt khi nằm ở hệ thống treo và bánh xe (khối lượng không được treo – unsprung mass), có thể ảnh hưởng nhẹ đến khả năng xử lý, độ bám đường và hiệu suất tổng thể của xe, mặc dù sự ảnh hưởng này thường không đáng kể trên các dòng xe phổ thông.
Cảm giác chân phanh khi sử dụng hệ thống phanh tang trống thường kém linh hoạt và chính xác hơn so với phanh đĩa. Việc điều chỉnh lực phanh (modulation) không nhạy bén bằng, khiến người lái khó kiểm soát lực phanh một cách tinh tế, đặc biệt trong các tình huống phanh gấp hoặc cần điều chỉnh lực phanh liên tục.
Những nhược điểm này giải thích lý do tại sao phanh tang trống ít được sử dụng ở trục trước (nơi chịu phần lớn lực phanh khi giảm tốc) hoặc trên các dòng xe hiệu suất cao, nơi khả năng tản nhiệt và hiệu quả phanh ổn định ở nhiệt độ cao là cực kỳ quan trọng.
Các Kiểu Thiết Kế Phanh Tang Trống Thông Dụng
Trong lịch sử phát triển của ngành công nghiệp ô tô, hệ thống phanh tang trống đã được cải tiến và phát triển thành nhiều kiểu cấu trúc khác nhau nhằm tối ưu hiệu suất hoặc phù hợp với từng mục đích sử dụng. Dưới đây là một số loại phanh tang trống phổ biến.
Kiểu phanh Hai Guốc Dẫn (Two Leading Shoe) là một cấu hình phanh tang trống tạo ra lực phanh rất mạnh. Trong thiết kế này, cả hai guốc phanh đều hoạt động như guốc dẫn khi trống phanh quay theo chiều tiến. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng hai xi lanh bánh xe piston đơn hoặc một xi lanh bánh xe piston kép tác động lên cả hai guốc theo cùng chiều quay. Hiệu ứng tự cường hóa xuất hiện ở cả hai guốc, tạo ra lực phanh tổng hợp lớn hơn đáng kể so với các loại phanh tang trống khác. Nhờ khả năng tạo lực phanh mạnh mẽ, phanh hai guốc dẫn thường được trang bị cho các dòng xe tải nhỏ đến trung bình hoặc các trục cần lực phanh bổ sung. Tuy nhiên, hiệu quả phanh khi xe chạy lùi thường kém hơn.
Phanh tang trống Dẫn và Kéo (Leading and Trailing Shoe), còn gọi là phanh Simplex, là kiểu cấu hình phổ biến nhất trên xe du lịch và xe thương mại nhẹ. Thiết kế này sử dụng một xi lanh bánh xe piston kép tác động lên hai guốc phanh. Một guốc hoạt động như guốc dẫn (tự cường hóa lực phanh theo chiều quay) và guốc còn lại hoạt động như guốc kéo (lực phanh ít hơn do hiệu ứng tự cường hóa ngược chiều). Cấu trúc này đơn giản, tin cậy và cung cấp lực phanh ổn định cho cả chiều tiến và lùi, mặc dù lực phanh tổng thể không mạnh bằng phanh hai guốc dẫn.
Phanh Một Trợ Động (Uni-Servo) là một kiểu thiết kế khác sử dụng một xi lanh bánh xe và một thanh chống nối giữa hai guốc phanh. Khi xi lanh tác động, một guốc (guốc sơ cấp) được đẩy vào trống phanh. Lực ma sát của guốc sơ cấp tạo ra lực đẩy qua thanh chống, tác động lên guốc còn lại (guốc thứ cấp), ép nó vào trống phanh với lực lớn hơn. Hiệu ứng tự cường hóa xảy ra theo chuỗi, giúp tăng lực phanh tổng thể. Kiểu này có hiệu quả phanh tương đối tốt nhưng lực phanh có thể khác nhau đáng kể giữa chiều tiến và lùi.
Phanh tang trống Hai Trợ Động (Duo-Servo) là biến thể mạnh mẽ hơn của phanh một trợ động. Cấu trúc này sử dụng một thanh chống nối hai guốc phanh và một điểm tựa có khả năng di chuyển hoặc nổi. Khi phanh hoạt động, cả hai guốc đều có khả năng trở thành guốc dẫn hoặc guốc kéo tùy thuộc vào chiều quay của trống, và hiệu ứng tự cường hóa diễn ra ở cả hai guốc thông qua thanh chống. Điều này tạo ra lực phanh rất mạnh mẽ và ổn định ở cả hai chiều quay, làm cho phanh hai trợ động rất phù hợp với các ứng dụng yêu cầu lực phanh lớn như phanh trung tâm cho xe tải nặng, phanh cho xe nâng hàng, hoặc làm hệ thống phanh tang trống cho các xe đòi hỏi hiệu suất cao ở trục sau.
Mỗi kiểu thiết kế cụm phanh tang trống có những đặc tính riêng về lực phanh, độ nhạy, và chi phí, cho phép các nhà sản xuất xe lựa chọn cấu hình phù hợp nhất với yêu cầu cụ thể của từng dòng xe và vị trí lắp đặt.
So Sánh Hệ Thống Phanh Tang Trống Với Phanh Đĩa Phổ Biến
Ngoài hệ thống phanh tang trống, phanh đĩa là loại phanh phổ biến nhất trên ô tô hiện đại, đặc biệt là ở trục trước và trên các dòng xe hiệu suất cao. Việc so sánh hai loại phanh này giúp làm rõ ưu nhược điểm của mỗi loại và hiểu tại sao chúng thường được sử dụng kết hợp trên cùng một chiếc xe.
Về nguyên lý hoạt động, hệ thống phanh tang trống sử dụng má phanh (guốc phanh) ép vào mặt trong của một trống quay hình trụ, trong khi phanh đĩa sử dụng má phanh (pads) kẹp vào hai mặt của một đĩa phanh (rotor) phẳng. Sự khác biệt cơ bản này dẫn đến những khác biệt đáng kể về hiệu suất và đặc tính vận hành.
Khả năng tản nhiệt là điểm khác biệt lớn nhất. Phanh đĩa với thiết kế đĩa phanh lộ thiên có khả năng thoát nhiệt cực kỳ hiệu quả ra môi trường xung quanh. Điều này giúp duy trì hiệu suất phanh ổn định ngay cả khi phanh liên tục hoặc phanh gấp ở tốc độ cao, giảm thiểu hiện tượng phanh yếu (brake fade). Ngược lại, bộ phanh tang trống với cấu trúc kín bị hạn chế khả năng tản nhiệt, dễ bị quá nhiệt và giảm hiệu quả phanh trong điều kiện tải nặng hoặc sử dụng liên tục.
Lực phanh ban đầu ở tốc độ thấp hoặc trung bình, phanh tang trống với hiệu ứng tự cường hóa có thể tạo ra lực phanh rất mạnh. Tuy nhiên, ở tốc độ cao, khả năng kiểm soát và điều chỉnh lực phanh của phanh đĩa tốt hơn nhiều. Phanh đĩa mang lại cảm giác chân phanh tuyến tính và chính xác hơn, giúp người lái dễ dàng kiểm soát lực hãm và tránh khóa bánh (đặc biệt khi có hệ thống ABS).
Khả năng chống nước và bụi bẩn: Thiết kế kín của hệ thống phanh tang trống bảo vệ tốt các bộ phận ma sát khỏi bùn đất và bụi bẩn, giúp kéo dài tuổi thọ má phanh trong điều kiện khắc nghiệt. Phanh đĩa, dù có khả năng tản nhiệt tốt, lại dễ bị ảnh hưởng bởi nước và bụi bẩn bám vào bề mặt đĩa và má phanh, dù hiệu quả phục hồi sau khi tiếp xúc với nước thường nhanh hơn phanh tang trống.
Chi phí sản xuất và bảo dưỡng: Phanh tang trống thường có chi phí sản xuất thấp hơn do cấu tạo đơn giản và vật liệu rẻ hơn. Má phanh tang trống cũng có tuổi thọ cao hơn má phanh đĩa, dẫn đến chi phí thay thế ít thường xuyên hơn. Tuy nhiên, việc bảo dưỡng phanh tang trống (như điều chỉnh khe hở má phanh, kiểm tra lò xo hồi vị) có thể phức tạp và mất thời gian hơn so với thay má phanh đĩa.
Trọng lượng: Như đã đề cập, phanh tang trống thường nặng hơn phanh đĩa.
Ứng dụng: Do khả năng tản nhiệt vượt trội và hiệu suất ổn định ở tốc độ cao, phanh đĩa được ưu tiên sử dụng ở trục trước của hầu hết các xe du lịch và cả bốn bánh trên các xe thể thao, xe sang. Hệ thống phanh tang trống vẫn là lựa chọn phổ biến ở trục sau của các dòng xe phổ thông, xe tải nhẹ hoặc làm phanh tay nhờ chi phí thấp, độ bền và khả năng giữ xe tốt khi đỗ.
Như vậy, sự lựa chọn giữa hệ thống phanh tang trống và phanh đĩa phụ thuộc vào yêu cầu về hiệu suất, chi phí, loại xe và vị trí lắp đặt. Việc kết hợp cả hai loại phanh trên cùng một xe (phanh đĩa trước, phanh tang trống sau) là giải pháp tối ưu được nhiều nhà sản xuất áp dụng để cân bằng giữa hiệu quả phanh, độ an toàn và chi phí sản xuất.
Các Lỗi Thường Gặp Khi Sử Dụng Phanh Tang Trống
Mặc dù hệ thống phanh tang trống có cấu tạo tương đối đơn giản và bền bỉ, nhưng sau một thời gian sử dụng, nó vẫn có thể gặp phải một số vấn đề phổ biến cần được người lái xe chú ý để đảm bảo an toàn.
Một trong những hiện tượng dễ nhận thấy nhất là phanh phát ra tiếng kêu lạ khi đạp phanh hoặc khi nhả phanh. Tiếng kêu có thể là tiếng rít, tiếng ken két hoặc tiếng cọ sát. Nguyên nhân phổ biến nhất của tình trạng này là do má phanh bị mòn hoặc bề mặt trống phanh bị trầy xước. Bụi bẩn, đất cát, hoặc các mạt kim loại sinh ra từ quá trình mài mòn cũng có thể bám vào giữa má phanh và trống, gây ra tiếng ồn khó chịu khi chúng cọ xát với nhau. Nước lọt vào bên trong trống phanh cũng có thể gây tiếng kêu rít tạm thời cho đến khi khô. Việc kiểm tra và vệ sinh định kỳ cụm phanh tang trống, cũng như thay thế má phanh hoặc trống phanh khi cần thiết, là biện pháp khắc phục hiệu quả.
Hiện tượng bó phanh xảy ra khi má phanh không tách hoàn toàn khỏi trống phanh sau khi người lái nhả bàn đạp. Tình trạng này khiến má phanh tiếp tục cọ xát với trống phanh khi xe đang chạy, gây nóng, mòn nhanh má phanh và trống phanh, làm tăng tiêu hao nhiên liệu, và đôi khi gây mùi khét. Nguyên nhân của bó phanh có thể do lò xo hồi vị bị yếu, hỏng, hoặc bị gãy, không đủ lực để kéo guốc phanh về vị trí ban đầu. Ngoài ra, cơ cấu điều chỉnh tự động khe hở má phanh bị kẹt, piston trong xi lanh bánh xe bị kẹt do bụi bẩn hoặc ăn mòn, hoặc dây cáp phanh tay bị căng quá mức cũng có thể dẫn đến bó phanh.
Má phanh bị vỡ hoặc bong tróc khỏi guốc phanh là một lỗi nghiêm trọng, tuy không phổ biến nhưng có thể gây hậu quả cực kỳ nguy hiểm. Nếu một miếng má phanh bị bong ra và kẹt giữa guốc và trống phanh, nó có thể làm bánh xe bị kẹt cứng đột ngột khi xe đang di chuyển, dẫn đến mất lái hoặc tai nạn, đặc biệt nguy hiểm ở tốc độ cao. Nguyên nhân của lỗi này thường là do má phanh kém chất lượng, keo dán má phanh bị lão hóa, hoặc má phanh bị quá nhiệt liên tục gây hỏng cấu trúc vật liệu.
Xe không giảm tốc độ hiệu quả hoặc lực phanh yếu khi đạp phanh là dấu hiệu rõ ràng cho thấy hệ thống phanh tang trống đang gặp vấn đề. Tình trạng này có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân. Má phanh bị mòn quá giới hạn là nguyên nhân phổ biến nhất, khiến lớp vật liệu ma sát quá mỏng để tạo đủ lực hãm. Bề mặt má phanh bị dính dầu mỡ (do rò rỉ dầu phanh hoặc dầu cầu sau) cũng làm giảm đáng kể hệ số ma sát. Ngoài ra, áp suất thủy lực yếu do rò rỉ dầu phanh, xi lanh chính bị hỏng, hoặc không khí lọt vào hệ thống dầu cũng làm giảm lực đẩy piston lên guốc phanh.
Má phanh nhanh mòn hơn bình thường có thể là do sử dụng loại má phanh kém chất lượng, vật liệu ma sát không phù hợp hoặc không đạt tiêu chuẩn. Một nguyên nhân khác là hiện tượng bó phanh nhẹ liên tục khiến má phanh luôn tiếp xúc và cọ xát với trống phanh khi xe đang chạy. Trống phanh bị oval (không còn hình tròn hoàn hảo) hoặc bề mặt quá gồ ghề cũng làm tăng tốc độ mài mòn má phanh không đều.
Việc nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường của hệ thống phanh tang trống và tiến hành kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa kịp thời là rất quan trọng để đảm bảo an toàn khi lái xe.
Bảo Dưỡng Và Những Lưu Ý Quan Trọng Với Phanh Tang Trống
Để đảm bảo hệ thống phanh tang trống hoạt động hiệu quả và bền bỉ, việc thực hiện bảo dưỡng định kỳ và lưu ý những điểm quan trọng trong quá trình sử dụng là hết sức cần thiết.
Kiểm tra định kỳ độ mòn của má phanh tang trống là công việc hàng đầu. Các nhà sản xuất xe thường đưa ra khuyến cáo về quãng đường hoặc thời gian cần kiểm tra má phanh. Mặc dù má phanh tang trống có tuổi thọ cao hơn má phanh đĩa, chúng vẫn bị mòn theo thời gian sử dụng. Nếu má phanh mòn quá giới hạn cho phép, hiệu quả phanh sẽ giảm sút đáng kể và có thể gây hư hỏng trống phanh. Khi kiểm tra, cần tháo trống phanh ra để quan sát trực tiếp độ dày của lớp vật liệu ma sát.
Việc vệ sinh cụm phanh tang trống cũng rất quan trọng. Bụi bẩn, mạt vật liệu mòn và các tác nhân từ môi trường có thể tích tụ bên trong trống phanh, gây tiếng ồn, giảm ma sát và làm kẹt cơ cấu. Khi tháo trống phanh để kiểm tra má phanh, nên kết hợp vệ sinh sạch sẽ các bộ phận bên trong bằng khí nén hoặc dung dịch tẩy rửa chuyên dụng. Cần lưu ý không hít phải bụi phanh vì chúng có thể chứa amiăng hoặc các hạt độc hại khác.
Kiểm tra tình trạng của trống phanh cũng không thể bỏ qua. Trống phanh có thể bị mòn, trầy xước hoặc bị oval hóa sau một thời gian sử dụng. Bề mặt trống phanh không phẳng hoặc bị mòn không đều sẽ làm giảm hiệu quả ma sát và gây mòn má phanh nhanh hơn. Nếu trống phanh bị mòn hoặc trầy xước nhẹ, có thể tiến hành doa lại (gia công lại bề mặt) để khôi phục độ phẳng và đường kính tiêu chuẩn. Nếu trống phanh bị nứt, biến dạng hoặc mòn quá giới hạn cho phép (thường có ký hiệu Max Diameter trên trống), cần phải thay thế trống phanh mới.
Kiểm tra và bôi trơn các bộ phận chuyển động như điểm tựa của guốc phanh, cơ cấu điều chỉnh tự động, và các khớp nối (nếu có) là cần thiết. Sử dụng loại mỡ chịu nhiệt chuyên dụng cho hệ thống phanh. Việc bôi trơn đúng cách giúp các bộ phận này hoạt động trơn tru, đảm bảo guốc phanh di chuyển tự do và lò xo hồi vị làm việc hiệu quả, ngăn ngừa hiện tượng bó phanh hoặc phanh nhả chậm.
Tình trạng của lò xo hồi vị cần được kiểm tra kỹ lưỡng. Lò xo yếu, dão hoặc bị gãy sẽ không thể kéo guốc phanh trở về vị trí ban đầu một cách hiệu quả, dẫn đến bó phanh. Nếu phát hiện lò xo có dấu hiệu hư hỏng, cần thay thế ngay cả bộ lò xo để đảm bảo cân bằng lực kéo cho cả hai guốc.
Kiểm tra rò rỉ dầu phanh tại xi lanh bánh xe là cực kỳ quan trọng. Rò rỉ dầu phanh không chỉ làm giảm áp suất thủy lực, ảnh hưởng đến hiệu quả phanh mà còn có thể làm dính dầu vào má phanh, phá hủy vật liệu ma sát. Dấu hiệu rò rỉ có thể là vết dầu ẩm ướt bên trong trống phanh hoặc trên tấm lót. Nếu phát hiện rò rỉ, cần kiểm tra và thay thế cuppen hoặc xi lanh bánh xe bị hỏng.
Ngoài ra, cần chú ý đến cách sử dụng phanh, đặc biệt khi đi trên đường dốc. Tránh rà phanh liên tục trên dốc dài vì điều này dễ làm hệ thống phanh tang trống bị quá nhiệt và giảm hiệu quả phanh đột ngột (phanh yếu). Thay vào đó, nên sử dụng kết hợp phanh động cơ (về số thấp) để hỗ trợ hãm tốc độ.
Việc tuân thủ lịch bảo dưỡng định kỳ và chú ý đến các dấu hiệu bất thường của hệ thống phanh tang trống sẽ giúp duy trì hiệu suất phanh tối ưu, đảm bảo an toàn cho mọi hành trình của bạn.
Câu Hỏi Thường Gặp Về Hệ Thống Phanh Tang Trống
Phanh tang trống là gì và hoạt động như thế nào?
Phanh tang trống là một loại hệ thống phanh sử dụng má phanh (gắn trên guốc phanh) ép vào bề mặt bên trong của một trống hình trụ quay cùng bánh xe để tạo ma sát, làm giảm tốc độ và dừng xe. Cơ chế hoạt động dựa trên áp suất thủy lực từ xi lanh chính truyền đến xi lanh bánh xe, đẩy guốc phanh mở rộng và tiếp xúc với trống.
Tại sao phanh tang trống vẫn được sử dụng trên ô tô hiện đại?
Phanh tang trống vẫn được sử dụng, đặc biệt ở trục sau của nhiều xe phổ thông, do các ưu điểm về chi phí sản xuất thấp, độ bền của má phanh, khả năng chống bụi bẩn tốt nhờ thiết kế kín, và khả năng tạo lực phanh mạnh mẽ ở tốc độ thấp (nhờ hiệu ứng tự cường hóa).
Phanh tang trống có nhược điểm gì so với phanh đĩa?
Nhược điểm chính của hệ thống phanh tang trống là khả năng tản nhiệt kém, dễ bị quá nhiệt và giảm hiệu quả phanh (fade) khi sử dụng liên tục hoặc tải nặng. Ngoài ra, nó nặng hơn, cảm giác chân phanh kém linh hoạt hơn và có thể bị ảnh hưởng tạm thời bởi nước.
Làm thế nào để nhận biết khi nào cần kiểm tra hoặc thay thế má phanh tang trống?
Các dấu hiệu cần kiểm tra má phanh tang trống bao gồm tiếng kêu lạ khi phanh (rít, ken két), quãng đường phanh dài hơn bình thường, cảm giác bàn đạp phanh thấp hoặc yếu, hoặc hiện tượng bó phanh (bánh xe quay nặng sau khi nhả phanh). Tuân thủ lịch bảo dưỡng định kỳ của nhà sản xuất cũng rất quan trọng.
Bao lâu thì nên bảo dưỡng hệ thống phanh tang trống?
Thời gian bảo dưỡng định kỳ hệ thống phanh tang trống thường được khuyến cáo trong sách hướng dẫn sử dụng xe, tùy thuộc vào nhà sản xuất và điều kiện vận hành. Thông thường, việc kiểm tra và vệ sinh nên được thực hiện mỗi 20.000 – 40.000 km hoặc khi thay lốp.
Có thể nâng cấp phanh tang trống lên phanh đĩa được không?
Việc nâng cấp hệ thống phanh tang trống sang phanh đĩa là có thể, nhưng thường phức tạp và tốn kém. Nó đòi hỏi thay thế nhiều bộ phận bao gồm trống phanh bằng đĩa phanh, guốc phanh bằng kẹp phanh (caliper) và má phanh đĩa, xi lanh bánh xe bằng xi lanh kẹp phanh, và có thể cần điều chỉnh hệ thống phân phối lực phanh. Nên tham khảo ý kiến chuyên gia nếu cân nhắc việc này.
Phanh tang trống có an toàn không?
Hệ thống phanh tang trống, khi được thiết kế, sản xuất và bảo dưỡng đúng cách, hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn cần thiết cho nhiều loại xe và điều kiện vận hành thông thường. Tuy nhiên, trong các tình huống yêu cầu khả năng chịu nhiệt và hiệu suất cao liên tục, phanh đĩa thường là lựa chọn ưu việt hơn.
Dầu mỡ lọt vào trống phanh có nguy hiểm không?
Có, dầu mỡ lọt vào bên trong trống phanh (do rò rỉ dầu phanh từ xi lanh bánh xe hoặc rò rỉ dầu từ cầu sau) là rất nguy hiểm. Dầu mỡ sẽ làm giảm đáng kể hệ số ma sát của má phanh, khiến phanh bị trượt và mất hiệu quả phanh nghiêm trọng. Cần kiểm tra và khắc phục rò rỉ ngay lập tức.
Tại sao phanh tay thường sử dụng cơ cấu phanh tang trống?
Nhiều xe sử dụng hệ thống phanh tang trống riêng biệt bên trong đĩa phanh sau hoặc sử dụng chính cụm phanh tang trống ở bánh sau làm phanh tay. Lý do là cơ cấu phanh tang trống có khả năng giữ xe tốt khi đỗ nhờ thiết kế guốc phanh mở rộng và có thể hoạt động bằng cơ khí (dây cáp) một cách đơn giản, độc lập với hệ thống thủy lực của phanh chính.
Chúng ta đã cùng tìm hiểu sâu hơn về hệ thống phanh tang trống, từ cấu tạo, nguyên lý hoạt động đến ưu nhược điểm và các vấn đề thường gặp. Hy vọng những thông tin này hữu ích cho bạn đọc quan tâm đến các bộ phận trên chiếc xe của mình. Việc hiểu rõ về bộ phanh tang trống và cách bảo dưỡng sẽ giúp bạn đảm bảo an toàn khi tham gia giao thông. Mọi thắc mắc về phanh tang trống hay các chủ đề khác liên quan đến ô tô, đừng ngần ngại tìm hiểu thêm tại Ô tô Dung Bắc.