(News.oto-hui.com) – Như đã giải thích về quy ước vị trí đặt bộ kẹp phanh ở hệ thống phanh bánh trước trong phần 1. Ở phần 2 này sẽ nói về vị trí lắp đặt bộ kẹp phanh ở hệ thống phanh bánh sau và những nguyên nhân chính ảnh hưởng đến vị trí bộ kẹp phanh.
Ở phần 2, trước tiên ta sẽ khảo sát về hệ thống phanh bánh sau. Tương tự như hệ thống phanh bánh trước, một yếu tố khác ảnh hưởng đến vị trí đặt bộ kẹp phanh (heo thắng) chính là thiết kế hình học của hệ thống treo phía sau của ô tô.
Những yếu tố nào ảnh hưởng đến việc đặt kẹp phanh? Vị trí bộ kẹp phanh có thể phụ thuộc vào phân bổ trọng lực, khí động học, hình dạng hệ thống treo và tùy thuộc vào mục đích, chi phí sản xuất cũng như tính thẩm mỹ của chiếc xe.
Một yếu tố quan trọng trong vị trí đặt bộ kẹp phanh cho hệ thống phanh trước là vị trí của tay đòn tay lái/cần dẫn hướng (Steering Arm). Bộ kẹp thường sẽ được đặt ở phía đối diện nó. Để động cơ lùi xa hơn và do đó phân bổ trọng lượng tốt hơn cho xe. Và vì thế tay đòn tay lái có thể được đặt ở phía trước, buộc phanh phải gần trọng tâm xe hơn.
I. Hệ thống phanh sau:
Tuy nhiên, yếu tố quan trọng nhất trong vị trí đặt bộ kẹp phanh ở hệ thống phanh sau chính là thiết kế hình học của hệ thống treo. Vị trí tốt nhất để đặt bộ kẹp phanh chính là phải thiết kế được hệ thống treo sau trước rồi mới bắt tay vào thiết kế vị trí lắp đặt bộ kẹp phanh.
Đối với một số xe, có thanh giằng (Control Arm) kết nối với phần sau của ổ trục bánh xe/moay ơ bánh xe (Wheel Hub). Khoảng diện tích để chứa thanh giằng với ổ trục bánh xe sẽ chiếm không gian lớn trên hệ thống phanh bánh xe sau. Do đó, bộ kẹp phanh phải được đặt ở phía trước ổ trục bánh sau (còn trống ở trước). Tức là nếu thanh giằng ở vị trí trước thì bộ kẹp phanh phải ở vị trí sau và ngược lại. (Xem hình bên dưới để hiểu rõ hơn)
- Ví dụ: Chiếc Lexus GS350 với tùy chọn dẫn động lái phía sau, thanh giằng nằm phía sau ổ trục bánh xe. Do đó bộ kẹp phanh phải được đặt ở phía bên kia (phía đối diện, phía trước).
Thế nhưng đối với một số xe khác, thanh giằng của hệ thống treo sau ở phía sẽ ở trước ổ trục bánh xe mà không phải là phía sau như ví dụ ở trên. Vì thế vị trí đặt bộ kẹp phanh sẽ ở phía sau trục.
- Một ví dụ là chiếc Subaru BRZ / Scion FR-S, như hình dưới đây.
II. Lắp đặt vị trí bộ kẹp phanh:
1. Các hãng xe ô tô thường lắp bộ kẹp phanh ở vị trí trái hay phải (theo hình dưới đây)?
Theo khảo sát của NAIAS (triển lãm ô tô quốc tế ở Bắc Mỹ), chia làm hai loại: Tất cả các xe phổ thông (thương mại, xe thông thường, xe van,…) và xe có hiệu suất cao (siêu xe, hypercar,…). Vị trí đặt bộ kẹp phanh ở hai trường phái xe này khác nhau, tuy nhiên không có trường hợp nào đặt bộ kẹp phanh xe ở vị trí trên và dưới.
- Ở các xe phổ thông: tỷ lệ vị trí đặt bộ kẹp phanh trái – phải ở hệ thống phanh trước sau lần lượt là (49% – 51%) và (53% – 47%). Ưu tiên giá cả, hiệu suất, tính cân bằng.
- Ở các xe hiệu suất: tỷ lệ vị trí đặt bộ kẹp phanh trái – phải ở hệ thống phanh trước sau lần lượt là (35% – 65%) và (83% – 17%). Ưu tiên phân bố trọng lực, hiệu quả làm mát phanh.
Dưới đây là tỷ lệ phần trăm các hãng xe (21 hãng – 55 xe, số liệu từ NAIAS theo Engineering Explained cung cấp):
Tuy nhiên, bài viết không đề cập đến loại bộ kẹp phanh kép, chỉ là bộ kẹp phanh đơn ở mỗi bánh xe.
2. Các nguyên nhân lắp đặt bộ kẹp phanh ở vị trí khác nhau (6 nguyên nhân chính):
a. Dễ thao tác khi bảo dưỡng, sửa chữa, canh dầu:
Nếu đặt bộ kẹp phanh (heo thắng) ở vị trí hướng 6 giờ thì sẽ giúp cho xe có trọng tâm thấp hơn, ổn định hơn nhưng không thể nào canh dầu ở vị trí “ngược ngạo” này. Hơn nữa bộ kẹp phanh để phía dưới rất dễ bị đá, sỏi bắn trúng khi di chuyển trên đường.
- Đặt nó ở vị trí hướng 12 giờ cũng sẽ khó thao tác vì cấn dàn phuộc, canh dầu càng khó khăn hơn nữa.
Nên rốt cuộc vị trí thuộc vùng 3 và 9 giờ là hợp lý nhất, dễ tiếp cận để thao tác sửa chữa nhất, đặt dọc bộ kẹp phanh sẽ cho phép ốc xả gió quay lên trên để canh dầu dễ hơn. Bên cạnh đó thì bộ kẹp phanh nằm cao hơn tức là được bảo vệ tốt hơn khỏi bùn đất đá khi lăn bánh, trọng tâm cũng thấp hơn.
b. Lực tác động vào cụm heo dầu:
Khi xe di chuyển, mỗi khi ta đạp phanh sẽ sinh ra các lực tác động vào bản thân cụm heo dầu. Một phần lực đó được truyền qua đĩa thắng dưới dạng nhiệt năng. Tuy nhiên cụm heo dầu sẽ chịu rất nhiều lực từ áp lực dầu, động năng từ xe và đòi hỏi chỗ gắn heo cũng phải chịu được tải lớn để giữ cho mọi thứ ổn định.
Bản thân thiết kế của khung gầm xe nơi sẽ được gắn nó cũng phải là điểm rất cứng giống như người ta giăng dây treo cầu vào 2 hoặc nhiều trụ cố định.
c. Phân bổ trọng lực:
Một vật có ổn định, cân bằng hay không phụ thuộc rất nhiều vào trọng tâm của vật đó. Trên xe hơi thì trọng tâm tốt nhất sẽ nằm đâu đó gần với vị trí người lái nhằm đảm bảo cho xe ổn định trong nhiều tình huống khác nhau. Nên trọng tâm xe sẽ tốt nhất khi đáp ứng được các yêu cầu sau:
- Trọng tâm càng thấp càng tốt.
- Trọng tâm nên nằm trong phần gầm xe.
- Trọng tâm càng nằm chính giữa xe càng tốt.
Nên khi thiết kế, nhà sản xuất sẽ tính toán đặt bộ kẹp phanh nằm đâu để cho chiếc xe có được vị trí trọng tâm tốt nhất. Tuỳ vào mục đích sử dụng của chiếc xe nữa, nên xe thể thao sẽ có vị trí đặt bộ kẹp phanh khác với xe phổ thông.
- Trừ trường hợp của Nissan GT-R (từ R32 trở đi).
d. Khí động học:
Điều này chỉ áp dụng ở những xe thể thao khi chúng có nhu cầu tận dụng luồng gió ở dải tốc độ cao để giảm nhiệt độ cho cụm phanh.
- Ví dụ như ở bánh trước bên tài, vì phanh trước làm việc nhiều hơn phanh sau, bộ kẹp phanh sẽ được đặt ở góc 3 giờ để tận dụng gió đi từ cản trước, theo hốc gió hướng thẳng vào đĩa phanh, má phanh, piston phanh và cả hệ thống phanh.
- Nếu vị trí đặt bộ kẹp phanh ở góc 9 giờ sẽ chắn hết đường đi của gió.
e. Hệ thống treo, lái:
Vị trí của cụm phanh không được ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống treo, khi xác định bố trí các bộ phận thì hệ thống treo sẽ được ưu tiên, sau đó mới đến phanh. Hệ thống lái cũng vậy, các chi tiết của cụm phanh không được cản trở hoạt động khi đánh lái. Do đó, không hãng xe nào có vị trí đặt bộ kẹp phanh ở vị trí 12 giờ.
Sau đây là trích dịch một comment về sự liên quan của cụm heo thắng và hệ thống lái của một kỹ sư ô tô:
“Cụm phanh sẽ được đặt đối diện với vị trí của đũa lái, tay đòn lái. Tất cả các xe có thước lái nằm ở phía trước của bánh trước sẽ có heo thắng nằm phía sau, và ngược lại.
Cụm heo trước:
- Với cấu hình động cơ đặt dọc thì thước lái có khuynh hướng nằm phía trước của động cơ, hay phía dưới của phần đầu bộ phận thấp nhất của động cơ (các te dầu).
- Một vài trường hợp với thước lái nằm phía sau thì buộc động cơ và hộp số phải nằm cao lên, kéo theo cả trọng tâm và cả nắp capo (trường hợp này sẽ khiến luôn cả nóc xe, vị trí ngồi của tài xế cũng phải cao lên theo để đảm bảo tầm nhìn).
- Thước lái nằm phía trước của tâm bánh xe giúp cho góc lái Ackerman của xe tốt hơn.
- Do đó hầu hết các xe có động cơ đặt dọc phía trước, truyền động bánh sau sẽ có cùm heo nằm phía sau tâm bánh xe.
Với cấu hình động cơ đặt ngang, đa số các xe sẽ đặt động cơ và hộp số phía sau trục bánh xe trước, do đó thước lái sẽ nằm phía sau và cụm phanh sẽ nằm phía trước tâm bánh xe.
Cụm heo sau: Được bố trí làm sao để phù hợp với hoạt động của hệ thống treo sau, giảm chấn và cả phanh tay”.
f. Mục đích thiết kế của xe:
Đơn giản là vị trí đặt bộ kẹp phanh ở đâu đẹp nhất thì chọn. Hoặc rắc rối hơn, nếu đây là một chiếc SUV hay pickup được thiết kế để đi offroad thì cụm heo thắng sẽ được đặt ở vị trí ít bị ảnh hưởng của bùn đất nhất.
Bài viết liên quan:
- Tại sao vị trí đặt bộ kẹp phanh (caliper) trên mỗi ôtô khác nhau? (phần 1)
- Nguyên nhân khiến hành trình bàn đạp phanh thấp và bị hụt khi đạp phanh
- Tại sao ở dòng xe BMW M-Sport có kích cỡ lốp trước và sau khác nhau?
