- Cơ cấu phanh đĩa (phanh đĩa) được dùng phổ biến trên ô tô con, có thể ở cả cầu trước và cầu sau, do có những ưu điểm chính:
- Cơ cấu phanh đĩa cho phép mômen phanh ổn định khi hệ số ma sát thay đổi, điều này giúp cho bánh xe bị phanh làm việc ổn định, nhất là ở nhiệt độ cao - Thoát nhiệt tốt, khối lượng các chi tiết nhỏ, kết cấu gọn
- Dễ dàng trong sửa chữa và thay thế tấm ma sát
- Dễ dàng bố trí cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở của má phanh và đĩa phanh.
Nhược điểm của phanh đĩa:
- Bụi bẩn dễ bám vào má phanh và đĩa phanh, nhất là khi xe đi vào chỗ bùn lầy và làm giảm ma sát giữa má phanh và đĩa phanh và dẫn đến là làm giảm hiệu quả phanh.
- Mòn nhanh.
- Má phanh phải chịu được ma sát và nhiệt độ lớn hơn.
Cấu tạo của cơ cấu phanh đĩa được chia thành hai loại: có giá đỡ Xylanh cố định và có giá đỡ Xylanh di động. Các bộ phận chính của cơ cấu phanh đĩa gồm:
- Đĩa phanh được lắp và quay cùng với moay ơ của bánh xe
- Giá đỡ Xylanh, đồng thời là Xylanh điều khiển, trên đó bố trí các đường dẫn dầu áp suất cao và ốc xả khí, bên trong Xylanh có các piston
- Hai má phanh phẳng, đặt ở hai bên đĩa phanh và được tiếp nhận lực điều khiển bởi các piston trong Xylanh bánh xe
- Cơ cấu phanh đĩa có giá di động có kết cấu gọn, thuận lợi cho việc bố trí hệ thống treo hiện đại nên được sử dụng nhiều ở ô tô con ngày nay. Ngoài ra
trên một số xe chuyên dụng, sử dụng phanh chính nhiều đĩa làm việc trong dầu.
a) Phanh đĩa có giá đỡ cố định
Hình 1. 10 Phanh đĩa có giá đỡ cố định
Giá đỡ được bắt cố định với giá đỡ đứng yên của trục bánh xe. Trên giá đỡ bố trí hai Xylanh bánh xe ở hai phía của đĩa phanh. Trong Xylanh có piston, một phía của piston tỳ sát vào các má phanh, một phía chịu áp lực dầu khi phanh.
Khi đạp phanh, dầu áp suất cao (60 ÷ 120 bar) qua ống dẫn đồng thời đến các Xylanh bánh xe, đẩy các piston ép các má phanh theo hai chiều ngược nhau vào đĩa phanh, thực hiện phanh. Khi thôi phanh dầu từ Xylanh bánh xe hồi trở về, áp suất dầu điều khiển không tồn tại, kết thúc quá trình phanh.
b) Phanh đĩa có giá đỡ di động
Giá đỡ Xylanh có thể di trượt ngang được theo chốt trượt bắt cố định. Trong giá di động khoét lỗ tạo thành Xylanh và bố trí piston. Piston tỳ trực tiếp vào một má phanh. Má phanh ở phía đối diện được lắp trực tiếp trên giá đỡ di động. Các má phanh được định vị nhờ các rãnh định vị trên giá di động, hoặc nhờ chốt trượt và các lò xo giữ. Giá cố định được bắt với giá đỡ trục quay bánh xe, và là nơi tiếp nhận các phản lực sinh ra khi phanh.
Hình 1. 11 Phanh đĩa có giá đỡ di động
Khi chưa phanh, do giá đỡ có thể di động tự lựa dọc trục quay trên chốt trượt, nên khe hở giữa má phanh với đĩa phanh hai bên là như nhau. Khi phanh, dầu theo ống dẫn vào Xylanh. Ban đầu piston sẽ dịch chuyển để đẩy má phanh bên phải ép vào đĩa phanh, đồng thời đẩy giá di động về phía phải, ép má phanh bên trái vào đĩa. Khi tiếp tục tăng áp suất dầu, các má phanh được ép sát, thực hiện quá trình phanh. Các lực ép từ hai phía có tác dụng tương tự với loại có hai piston (giá cố định). Giá di động được dịch chuyển và dẫn hướng trên chốt trượt do tác dụng của dầu có áp suất trong khoang kín. Như vậy đĩa được ép bởi cả hai má phanh, thực hiện quá trình phanh bánh xe.
Khi nhả phanh, áp suất dầu điều khiển giảm nhỏ, các phớt bao kín có khả năng đàn hồi kéo piston trở về vị trí ban đầu, đồng thời các đĩa phanh quay trơn với độ đảo rất nhỏ, tách má phanh với đĩa. Do bề mặt ma sát phẳng nên khe hở ban đầu của một cặp má phanh và đĩa phanh rất nhỏ (0,03 ÷ 0,1mm), điều này giúp cho cơ cấu phanh đĩa có khe hở ban đầu rất nhỏ, tăng độ nhạy của cơ cấu khi phanh.
. Trên các cơ cấu phanh cần mômen phanh lớn có thể dùng 2, 3 piston, được điều khiển đồng thời.
c) Các chi tiết cơ bản của cơ cấu phanh đĩa
Hình 1. 12 Đĩa phanh
Đĩa phanh được bắt chặt với moay ơ bánh xe.Tiết diện của đĩa có dạng gấp nhằm tạo nên đường truyền nhiệt gẫy khúc, tránh làm hỏng mỡ bôi trơn ổ bi moay ơ do nhiệt độ. Phần lớn các đĩa phanh được chế tạo có rãnh rỗng giữa giúp nâng cao khả năng dẫn nhiệt ra ngoài môi trường không khí xung quanh
* Má phanh
Hình 1. 13 Má phanh
1. Xương thép, 2. Má phanh, 3. Tấm lót, 4. Rãnh nhỏ * Tự động điều chỉnh khe hở má phanh, đĩa phanh
Hình 1. 14 Tự động điều chỉnh khe hở
Cơ cấu phanh đĩa phổ biến dùng các cơ cấu tự động điều chỉnh khe hở má phanh và đĩa phanh. Kết cấu thường sử dụng là lợi dụng biến dạng của phớt bao kín (vành khăn) để hồi vị piston lực trong Xylanh. Phớt bao kín nằm trong rãnh của Xylanh làm nhiệm vụ bao kín khoang dầu có áp suất khi phanh. Phớt được lắp trên piston. Dưới tác dụng của áp suất dầu piston bị đẩy dịch chuyển. Lực ma sát của piston kéo phớt biến dạng theo chiều mũi tên. Khi nhả phanh, áp lực dầu giảm, phớt hồi vị kéo piston trở lại vị trí ban đầu. Khi phanh nếu khe hở má phanh và đĩa phanh lớn, lực đẩy của dầu tác dụng lên piston lớn hơn lực ma sát, đẩy piston trượt trên phớt. Khi nhả phanh, piston chỉ hồi vị bằng đúng biến dạng của phớt và tạo nên vị trí mới của má phanh với đĩa phanh.
Phớt với kích thước tiết diện vuôn hay chữ nhật đủ khả năng biến dạng với khe hở 0,6 mm, tương ứng với tổng khe hở hai bên của má phanh với đĩa trong cơ cấu phanh. Để tăng biến dạng của phớt, một số tiết diện chứa vành khăn có dạng hình thang vuông có góc vát nhỏ (5 ÷ 100) cho phép vành khăn biến dạng tới 1,2mm.