Hệ thống phanh thủy lực: Hướng dẫn thực hành dành cho chuyên gia ô tô

Nếu bạn làm việc với phanh xe, bạn biết rằng lực dừng không chỉ mang lại sự an toàn – mà còn liên quan đến khả năng kiểm soát, khả năng dự đoán và độ bền. Là một kỹ sư đã thiết kế và thử nghiệm vô số bộ phận phanh thủy lực, tôi đã thấy những hiểu lầm nhỏ dẫn đến việc lựa chọn sai bộ phận, hao mòn sớm hoặc thậm chí hỏng phanh. Hướng dẫn này chắt lọc các nguyên tắc cơ bản của hệ thống phanh tang trống thủy lực, tập trung rõ ràng vào các bộ phận chúng tôi cung cấp – xi lanh chính, xi lanh bánh xe và phần cứng liên quan – cũng như logic trong thế giới thực đằng sau thiết kế của chúng.

Thị trường hậu mãi toàn cầu cho các bộ phận phanh thủy lực đang phát triển, được thúc đẩy bởi các đội xe cũ, sửa chữa DIY và bảo trì đội xe thương mại. Người mua tìm kiếm các cụm từ như thay xi lanh phanh chính, triệu chứng rò rỉ xi lanh bánh xe hoặc cách điều chỉnh phanh tang trống. Quan trọng hơn, khi một thợ cơ khí hoặc xưởng sản xuất tin tưởng vào nội dung kỹ thuật của bạn, họ sẽ có nhiều khả năng mua hơn.

Hãy để tôi hướng dẫn bạn cấu trúc cơ bản của hệ thống phanh thủy lực

Hệ thống phanh phải thực hiện bốn việc một cách đáng tin cậy hàng ngày:

• Giảm tốc độ hoặc dừng lạimột chiếc xe đang di chuyển (phanh dịch vụ)
• Giữ xe đứng yêntrên dốc (phanh đỗ xe)
• Cung cấp dừng sao lưunếu phanh chính bị hỏng (phanh phụ / khẩn cấp)
• Kiểm soát tốc độtrên những đoạn đường dốc dài mà không bị quá nóng (phanh phụ - ví dụ như ống xả hoặc bộ giảm tốc)

Đối với hầu hết các xe khách và xe tải nhẹ, phanh chính và phanh đỗ là bắt buộc. Trọng tâm của chúng tôi là phanh dịch vụ thủy lực – loại phanh bạn sử dụng cùng với bàn đạp.

Ngay cả với các thiết bị điện tử hiện đại, nguyên tắc cốt lõi vẫn không thay đổi. MỘTxi lanh phanh chínhchuyển đổi lực bàn đạp cơ học thành áp suất thủy lực. Áp suất đó truyền qua dầu phanh (DOT 3, 4 hoặc 5.1) bên trong ống thép hoặc ống mềm đến xi lanh bánh xe ở mỗi bánh xe. Bên trong phanh tang trống, xi lanh bánh xe đẩy hai guốc phanh ra ngoài vào tang trống đang quay. Ma sát làm bánh xe chậm lại. Khi bạn nhả bàn đạp, lò xo hồi vị sẽ kéo giày về phía sau, để lại một khoảng hở nhỏ (thường là0,25–0,5 mm) để tránh lực cản.

Đây là nơi sản phẩm của chúng tôi tồn tại – xi lanh chính và mỗi xi lanh bánh xe. Các vòng đệm bên trong, pít-tông và lớp hoàn thiện lỗ khoan quyết định trực tiếp cảm giác bàn đạp, độ cân bằng phanh và tuổi thọ sử dụng không bị rò rỉ.

Xe hiện đại sử dụnghệ thống thủy lực mạch képđể đảm bảo an toàn. Nếu một mạch bị mất áp suất (ví dụ như ống bị cắt hoặc xi lanh bánh xe bị rò rỉ), mạch còn lại vẫn cung cấp lực phanh - thường là khoảng 50% hiệu suất bình thường. Có ba cách bố trí phổ biến:

• Chia trước-sau– một mạch phục vụ cả hai phanh trước, mạch còn lại phục vụ cả hai phanh sau. Đơn giản nhưng hỏng mạch phía trước chỉ để lại phanh sau, có thể gây mất ổn định.
• Chia chéo– mỗi mạch nối một phanh trước và một phanh sau đối diện chéo. Một lỗi duy nhất vẫn tạo ra một phanh trước (cần thiết cho việc điều khiển lái).
• Xi lanh bánh xe kép trên cùng một trục– mỗi mạch vận hành một trong hai xi lanh bánh xe trên cùng một phanh. Điều này ngày nay hiếm gặp nhưng mang lại khả năng dự phòng an toàn.

Từ góc độ sản phẩm, việc hiểu cách bố trí sẽ giúp bạn đề xuất đúng xi lanh chính (ví dụ: xi lanh chính song song có hai buồng riêng biệt) và xác định xi lanh bánh xe nào thuộc về mạch nào.

cácxi lanh chủ song song(hai khoang trong một vỏ) là tiêu chuẩn trên hầu hết các loại xe hiện đại. Sự thiên tài của nó nằm ở cách nó xử lý thất bại:

1. Nếu mạch phía sau bị rò rỉ, piston phía sau sẽ di chuyển về phía trước cho đến khi nó đẩy piston phía trước một cách cơ học – do đó phanh trước vẫn hoạt động.
2. Nếu mạch phía trước bị rò rỉ, pít-tông phía sau chỉ tạo ra áp suất và pít-tông phía trước chạm đáy mà không bị mất áp suất.

Các dấu hiệu hư hỏng thường gặp: bàn đạp phanh chìm dần xuống sàn (rò rỉ bên trong) hoặc rò rỉ chất lỏng nhìn thấy được dưới xi lanh chính.

Xi lanh bánh xe có hai dạng cơ bản:

• Piston đôi– Piston đẩy cả hai guốc phanh ra ngoài. Thường gặp trên phanh tang trống phía sau và một số phanh tang trống phía trước.
• Piston đơn– một piston đẩy guốc sơ cấp; guốc thứ cấp được kích hoạt thông qua bộ điều chỉnh hoặc liên kết. Thườngđược tìm thấy trên các phương tiện thương mại hạng nhẹ.

Bên trong mỗi xi lanh bánh xe, mộtpít-tông, con dấu cốc cao su, Vàbộ điều chỉnh(đôi khi là một "cái vòi" có ren hoặc cam lệch tâm) hoạt động cùng nhau. Bộ điều chỉnh bù đắp cho sự mài mòn của lớp lót. Bộ điều chỉnh bị kẹt là lời phàn nàn thường xuyên – phanh có cảm giác yếu hoặc bị kéo sang một bên.

Luôn thay xi lanh bánh xe theo cặp trên cùng một trục. Xy lanh bị rò rỉ một bên làm bẩn guốc và tang trống, dẫn đến phanh không đều.

Không phải tất cả phanh tang trống đều giống nhau. Sự sắp xếp của guốc, điểm xoay và trụ bánh xe làm thay đổi đáng kể lực phanh, độ ổn định và độ nhạy cảm với vật liệu ma sát.

• Duo‑servo (tự cấp điện gấp đôi)- lực dừng phía trước cao nhất. Một chiếc giày đẩy chiếc giày kia thông qua một liên kết nổi, lực tăng lên gấp nhiều lần. Được sử dụng trong phanh sau của nhiều dòng xe Châu Á và Châu Mỹ. Phanh lùi kém.
• Tự cấp năng lượng đơn– Độ lợi tiến vừa phải, độ lợi lùi rất kém. Chỉ dành cho một số ứng dụng trống phía trước.
• Đôi giày dẫn đầu– hai guốc dẫn hướng (cả hai đều tự cấp điện) hướng về phía trước. Cân bằng, nhưng trở thành đường đôi ngược lại. Được tìm thấy trên một số trống phía trước của Châu Âu.
• Giày dẫn đầu- một người dẫn đầu, một người theo sau. Hiệu suất ngang bằng về phía trước và ngược lại. Đơn giản, rẻ tiền và vẫn còn phổ biến trên trục sau của những chiếc xe cỡ nhỏ.
• Giày kéo đôi– sản lượng thấp nhất nhưng phù hợp nhất với sự thay đổi ma sát. Hiếm; được sử dụng khi độ ổn định cao hơn năng lượng thô (ví dụ: một số xe kéo).

Đối với thị trường hậu mãi,dẫn đầu-cuối cùngVàbộ đôi servocác loại chiếm ưu thế.

trong mộtdẫn đầu-cuối cùngphanh, hai guốc đẩy tang trống với các lực khác nhau. Trống chịu một tải trọng xuyên tâm - đó là mộtmất cân bằngthiết kế. Nó làm tăng thêm ứng suất cho ổ trục bánh xe nhưng có thể chấp nhận được đối với các loại xe hạng nhẹ.

TRONGdẫn đầu đôi, bộ đôi servo, Vàdấu vết đôiphanh, các guốc được bố trí đối xứng nên lực hướng tâm của chúng triệt tiêu. Đây làcân bằngphanh. Chúng tốt hơn với vòng bi và được ưa chuộng hơn cho các phương tiện nặng hơn hoặc tốc độ cao hơn.

Phanh tang trống cần được điều chỉnh định kỳ để duy trì khoảng hở giữa guốc và tang trống chính xác (0,25–0,5 mm). Khoảng hở quá ít → lực cản, quá nhiệt và lớp lót bị mòn sớm. Khoảng sáng gầm xe quá lớn → hành trình bàn đạp dài, phanh chậm và cảm giác xốp.

Hầu hết phanh tang trống hiện đại đều cóbộ tự điều chỉnh(cơ cấu bánh cóc được kích hoạt khi phanh lùi). Nhưng bộ phận tự điều chỉnh bị hỏng do rỉ sét, lò xo bị gãy hoặc cam bị mòn.

Sau nhiều năm xử lý các khoản hoàn trả do bảo hành và các cuộc gọi của khách hàng, đây là những nguyên nhân thực sự khiến hệ thống phanh thủy lực bị hỏng:

• Xi lanh chính– độ mòn của phốt bên trong (bàn đạp bị rão) hoặc ăn mòn lỗ khoan (có thể nhìn thấy ở vùng khí hậu ẩm ướt).
• Xi lanh bánh xe– chất lỏng bên ngoài rò rỉ qua nắp chắn bụi cao su, thường là do lỗ khoan chất lỏng cũ bị rỗ.
• Bộ điều chỉnh– ren bị kẹt hoặc cam bị kẹt, đặc biệt là ở các vùng vành đai muối.
• Ống phanh– xẹp bên trong khiến phanh bị kéo hoặc kéo, thường bị chẩn đoán nhầm là trục trặc của xi lanh bánh xe.