(News.oto-hui.com) – Ngày nay, đa số các ô tô sử dụng động cơ đốt trong hiện đại đều sử dụng phanh đĩa thay cho phanh tang trống, vì kết cấu và nguyên lý của phanh đĩa phù hợp với ô tô hiện đại, còn phanh tang trống thì lại được sử dụng nhiều trên xe tải. Nhưng với ô tô điện, tại sao lại sử dụng phanh tang trống thay vì phanh đĩa?
1. Nguyên lý hoạt động của phanh tang trống và phanh đĩa:
a. Phanh đĩa:
Cấu tạo của phanh đĩa gồm các bộ phận chính là: ngàm phanh, má phanh, đĩa phanh và piston.
Nguyên lý hoạt động: Người lái khi đạp và bàn đạp phanh sẽ làm tăng áp suất dầu trong các đường ống dầu và xi lanh của bánh xe, đẩy piston và tấm má phanh ép vào đĩa phanh, tạo nên lực ma sát làm cho đĩa phanh và moayer bánh xe giảm dần tốc độ quay hoặc dừng lại theo yêu cầu của người lái.
Khi người lái rời chân khỏi bàn đạp phanh, áp suất trong hệ thống dầu phanh giảm nhanh, nhờ sự biến dạng của vòng đệm kín dầu của piston làm cho piston và má phanh rời khỏi đĩa phanh.
Do phanh đĩa có độ chính xác cao khi phanh, tiến trình phanh ngắn, dễ bảo trì, bảo dưỡng, vệ sinh nên được sử dụng nhiều trên ô tô hiện đại.
- Xem thêm về phanh đĩa tại: Nguyên lý hoạt động của phanh đĩa
2. Phanh tang trống:
Các bộ phận chính của phanh tang trống gồm có: Má phanh, guốc phanh, trống phanh, xylanh phanh và lò xo hồi vị.
Nguyên lý hoạt động: Khi người lái đạp bàn đạp phanh, cơ cấu phanh tạo ra một lực (phản lực của mặt đường) làm cho các bánh xe dừng lại và khắc phục lực (quán tính) đang muốn giữ cho xe tiếp tục chạy, do đó làm cho xe dừng lại. Nói khác đi, năng lượng (động năng) của các bánh xe quay được chuyển thành nhiệt do ma sát (nhiệt năng) bằng cách tác động lên các phanh làm cho các bánh xe ngừng quay.
Khác với phanh đĩa, phanh tang trống vì được bao kín nên khó bảo trì, bảo dưỡng, hiệu quả phanh thấp tuy nhiên nhờ chi phí lắp đặt rẻ, kết cấu đơn giản và được bao bọc tránh các điều kiện thời tiết lại có khả năng cường hóa nên được lắp đặt cho xe tải là chính.
- Xem thêm về phanh tang trống tại: Nguyên lý hoạt động của phanh tang trống
2. Tại sao xe ô tô điện lại sử dụng phanh tang trống thay vì phanh đĩa?
a. Phạm vi sử dụng phanh tang trống ngày càng rộng lớn:
Với những xe điện mới nhất được sản xuất, phanh tang trống được sử dụng rất rộng rãi, một trong những ví dụ điển hình là ở xe điện ID.4 và ID.3 của Volkswagen đều sử dụng phanh tang trống phía sau, được thiết kế bởi Continental.
Tại diễn đàn công nghệ đứng thứ 5 của thế giới Engadget, người phát ngôn của nhóm thử nghiệm khu vực Bắc Mỹ của Volkswagen cũng khẳng định: “Theo thiết kế, hệ thống phanh tang trống thế hệ mới không có lực cản phanh dư thừa. Guốc phanh luôn được kéo ra hai bên bởi lò xo bên trong. Điều đó giúp phạm vi phanh trở nên rộng hơn.”
b. Khả năng chống lại sự ăn mòn và gỉ sét của phanh tang trống trên ô tô điện:
Theo Volkswagen, việc sử dụng phanh đĩa sẽ có nguy cơ bị ăn mòn hoặc bị gỉ cao bởi vì không được che chắn như phanh tang trống (như tìm hiểu ở nguyên lý phía trên). Ngược lại, nhờ được thiết kế bao kín toàn bộ nên phanh tang trống hoàn toàn không phải chịu ảnh hưởng của môi trường bên ngoài tác động.
Người phát ngôn từ bộ phận phát triển phanh ô tô của Volkswagen AG cho biết: “Phanh tang trống có vẻ đã lỗi thời, nhưng đối với một chiếc EV như ID.4, đó là giải pháp hoàn hảo. Phanh tang trống không tạo ra lực cản và mô-men xoắn dư thừa. Hơn nữa, loại phanh này cũng có tỷ lệ ăn mòn thấp.”
c. Khả năng kéo dài tuổi thọ của xe:
Năm 2020 trong một bài báo được đăng tải, tiến sĩ Bernhard Klumpp, người đứng đầu bộ phận kinh doanh hệ thống phanh thủy lực tại Continental tiết lộ: Phanh tang trống mang lại nhiều lợi ích trong lĩnh vực xe điện nhờ khả năng kéo dài tuổi thọ.
d. Khả năng tái sinh năng lượng:
Hệ thống phanh tái tạo năng lượng sử dụng phanh tang trống trên xe điện, có công dụng làm đảo ngược mô tơ phía sau từ đó trở thành máy phát điện để tạo năng lượng nạp cho pin mỗi khi người lái nhả chân ga. Nhờ đó mà năng lượng được tái sinh liên tục.
Bởi vì một động cơ điện đặt ở trục phía sau và có thể tự động giảm tốc khi phanh tái tạo nên phanh sau không được sử dụng nhiều, nếu sử dụng phanh đĩa sẽ dễ bị gỉ sét, ngược lại phanh tang trống lại không phải lo đến vấn đề này. Nên đây là một trong những lý do quan trọng khi ô tô điện sử dụng phanh tang trống thay vì phanh đĩa.
e. Khả năng giảm tải trọng xe:
Trong xe điện, pin là “ linh hồn” của xe nên nó chiếm phần lớn tải trọng của chiếc xe. Do đó nếu như sử dụng phanh đĩa, dù nó có hiệu quả phanh cao hơn phanh tang trống nhưng nó lại có nhiều kết cấu phụ làm tăng thêm trọng lượng cho xe cũng như giá thành xe.
Tóm lại, phanh tang trống đã xuất hiện từ những năm của thế kỷ 19, nhưng vì những ưu điểm nổi trội ở phanh đĩa mà người ta ít sử dụng phanh tang trống. Alejandro Abreu Gonzalez, giám đốc kỹ thuật tại bộ phận hệ thống phanh thủy lực của Continental từng nói: “Có thể sẽ không bao giờ thấy sự trở lại của phanh tang trống cả bốn bánh, đặc biệt là với xe thể thao hay xe hiệu suất cao nào. Nếu chỉ đi lại trong thành phố thì phanh tang trống là công nghệ tốt nhất dành cho xe điện“.
Bài viết liên quan:
- Giải thích bố trí phanh đĩa được lắp ở cầu trước còn tang trống ở cầu sau
- Tìm hiểu về phanh điện từ trên xe khách, xe tải
- Tìm hiểu hệ thống phanh tái sinh (Regenerative braking system)
