Phanh cơ khí trên trục thẳng với phanh cơ khí hoạt động theo nguyên lý đơn giản: chúng tác dụng ma sát để dừng hoặc làm chậm chuyển động quay của các bánh xe. Hệ thống phanh này được ưa chuộng vì tính đơn giản và tiết kiệm chi phí, đặc biệt phù hợp với các loại xe nhỏ, tốc độ thấp.
Các bộ phận của phanh cơ trên trục thẳng
Trống hoặc đĩa phanh:
Phanh tang trống: Trong hệ thống này, một tang trống gắn vào bánh xe sẽ quay cùng với nó. Má phanh bên trong tang trống bị ép ra ngoài để tiếp xúc với bề mặt bên trong tang trống, tạo ra ma sát.
Phanh đĩa: Trong hệ thống này, một đĩa (rôto) gắn vào bánh xe sẽ quay. Má phanh ở hai bên đĩa được ép vào nhau, kẹp vào đĩa để tạo ma sát.
Má phanh hoặc má phanh:
Má phanh (ở phanh tang trống) hoặc má phanh (ở phanh đĩa) là bộ phận tạo ra ma sát với tang trống hoặc đĩa. Chúng thường được làm bằng vật liệu có độ ma sát cao để giảm tốc độ hoặc dừng xe một cách hiệu quả.
Liên kết cơ học:
Bộ phận này bao gồm một loạt đòn bẩy, dây cáp và thanh truyền lực từ bàn đạp phanh đến guốc hoặc má phanh.
Lò xo trả lại:
Những lò xo này đảm bảo guốc hoặc má phanh rút ra khỏi trống hoặc đĩa khi nhả bàn đạp phanh, ngăn ngừa ma sát liên tục và cho phép bánh xe quay tự do trở lại.
Nguyên tắc làm việc
Kích hoạt bàn đạp phanh:
Khi người lái nhấn bàn đạp phanh sẽ kích hoạt hệ thống liên kết cơ học. Hệ thống này sử dụng đòn bẩy và dây cáp để truyền lực từ bàn đạp tới bộ phận phanh ở bánh xe.
Truyền lực:
Liên kết cơ học khuếch đại lực do chân người lái tác dụng lên bàn đạp phanh. Lực khuếch đại này sau đó được truyền qua dây cáp hoặc thanh truyền đến guốc hoặc má phanh.
Tạo ma sát:
Trong hệ thống phanh tang trống, guốc phanh được đẩy ra ngoài nhờ liên kết để tiếp xúc với bề mặt bên trong của trống phanh. Trong hệ thống phanh đĩa, má phanh được ép vào các cạnh của đĩa quay.
Sự tiếp xúc giữa guốc/miếng phanh và trống/đĩa phanh tạo ra ma sát, biến động năng của bánh xe đang quay thành nhiệt, làm bánh xe quay chậm lại hoặc dừng lại.
Dừng bánh xe:
Ma sát giữa guốc/miếng phanh và tang trống/đĩa phanh có tác dụng làm chậm bánh xe và do đó làm chậm cả xe. Lực tác dụng lên bàn đạp phanh càng lớn thì lực ma sát được tạo ra càng nhiều, dẫn đến lực phanh càng mạnh.
Nhả phanh:
Khi người lái nhả bàn đạp phanh, lò xo hồi vị sẽ rút guốc hoặc má phanh ra khỏi tang trống hoặc đĩa. Điều này làm dừng ma sát và cho phép các bánh xe quay tự do trở lại, tiếp tục chuyển động của xe.
Ưu điểm của phanh cơ
Đơn giản và đáng tin cậy: Bản chất cơ học thuần túy của những hệ thống phanh này khiến chúng trở nên đơn giản và đáng tin cậy. Không cần sử dụng chất lỏng thủy lực hoặc hệ thống điện tử phức tạp, giúp giảm khả năng hỏng hóc và đơn giản hóa việc bảo trì.
Hiệu quả về chi phí: Hệ thống phanh cơ thường ít tốn kém hơn để sản xuất và bảo trì so với hệ thống phanh thủy lực hoặc điện tử. Thiết kế đơn giản của chúng giúp giảm chi phí sản xuất và sửa chữa dễ dàng hơn, ít tốn kém hơn.
Hiệu quả năng lượng: Phanh cơ không tiêu thụ năng lượng bên ngoài để hoạt động, giúp chúng tiết kiệm năng lượng. Chúng hoạt động hoàn toàn dựa trên nguyên lý cơ học, không cần đến nguồn điện hay áp suất thủy lực.
Hạn chế của phanh cơ
Hiệu suất hạn chế khi sử dụng tốc độ cao hoặc tải nặng: Mặc dù hiệu quả đối với các ứng dụng tốc độ thấp, tải nhẹ nhưng phanh cơ học có thể không cung cấp đủ lực dừng cho các xe tốc độ cao hoặc tải nặng. Hạn chế này xuất phát từ việc chúng không có khả năng tạo ra và duy trì mức độ ma sát cao cần thiết để phanh hiệu quả trong những điều kiện như vậy.
Tản nhiệt: Trong quá trình phanh kéo dài hoặc cường độ cao, phanh cơ có thể tạo ra nhiệt đáng kể. Nếu không được quản lý đúng cách, lượng nhiệt này có thể dẫn đến hiện tượng phai phanh, làm giảm hiệu quả của hệ thống phanh. Hệ thống phanh tiên tiến thường kết hợp các cơ chế để tản nhiệt tốt hơn, từ đó duy trì hiệu suất khi sử dụng nhiều.
Các ứng dụng
Phanh cơ rất phù hợp cho:
Xe đạp, xe đẩy nhỏ và một số xe máy.
Máy nông nghiệp và một số thiết bị công nghiệp hoạt động ở tốc độ thấp.
Những chiếc xe cổ điển và cổ điển nơi hệ thống cơ khí nguyên bản được bảo tồn để đảm bảo tính xác thực.
