Hướng dẫn về guốc phanh: Chức năng của nó, khi nào cần thay thế và cách chọn đúng

Má phanh thực sự có tác dụng gì trong hệ thống phanh của bạn

Má phanh là bộ phận ma sát cong bên trong cụm phanh tang trống, ép ra ngoài vào bề mặt bên trong của trống phanh đang quay để làm chậm hoặc dừng xe. Khi bạn nhấn bàn đạp phanh, áp suất thủy lực từ xi lanh bánh xe sẽ đẩy guốc phanh ra ngoài, tạo ra ma sát với tang trống. Ma sát này chuyển đổi động năng thành nhiệt, làm bánh xe giảm tốc. Toàn bộ lực dừng ở trục sau của hàng triệu ô tô, xe tải, rơ moóc và xe máy phụ thuộc vào sự tiếp xúc đơn giản nhưng được thiết kế chính xác này.

Mỗi guốc phanh bao gồm hai phần chính: một bàn kim loại cong cứng (lưới và vành), thường được làm từ thép dập hoặc đúc, và một lớp lót ma sát được liên kết hoặc tán đinh vào mặt ngoài của nó. Vật liệu lót là vật tiếp xúc trực tiếp với trống. Nó phải chịu được chu kỳ nhiệt độ khắc nghiệt - thường vượt quá 300°C (572°F) khi phanh gấp - đồng thời duy trì các đặc tính ma sát ổn định và chống lại hiện tượng kính, nứt và mài mòn sớm.

Hệ thống phanh tang trống sử dụng hai guốc cho mỗi bánh và vai trò của chúng khác nhau tùy theo hướng quay của xe. các giày tiểu học (gốc dẫn đầu) hướng về hướng quay của tang trống và thường tạo ra nhiều lực phanh hơn thông qua hiệu ứng tự cung cấp năng lượng - trong đó vòng quay của tang trống giúp kéo guốc chặt hơn khi tiếp xúc. các giày phụ (giày kéo) tránh xa vòng quay và phụ thuộc hoàn toàn hơn vào áp suất thủy lực. Một số thiết kế phanh tang trống, chẳng hạn như cấu hình servo kép, sử dụng hiệu ứng tự tạo năng lượng này thậm chí còn mạnh mẽ hơn để nhân lên lực phanh mà chỉ cần dùng lực đạp tối thiểu.

Má phanh tang trống và má phanh: Tìm hiểu sự khác biệt

Má phanh và má phanh đều là bộ phận ma sát, nhưng chúng hoạt động theo các thiết kế hệ thống phanh khác nhau về cơ bản và không thể thay thế cho nhau. Nhầm lẫn giữa hai điều này là một sai lầm phổ biến, đặc biệt đối với những chủ phương tiện chuyển đổi giữa xe cũ và xe mới hơn.

Phanh tang trống với guốc phanh vẫn là tiêu chuẩn trên trục sau của nhiều loại ô tô phổ thông, xe tải nhẹ, rơ moóc, thiết bị nông nghiệp và xe thương mại hạng nặng. Thiết kế khép kín giúp chúng có khả năng chống nước và mảnh vụn xâm nhập một cách tự nhiên, đồng thời hình dạng tự tạo năng lượng của chúng giúp chúng hoạt động hiệu quả về mặt cơ học đối với các chức năng phanh đỗ — đó là lý do tại sao ngay cả các xe có phanh đĩa phía sau cũng thường có phanh "mũ" kiểu tang trống nhỏ bên trong trục rôto dành riêng cho cơ cấu phanh đỗ.

Vật liệu lót ma sát guốc phanh và ý nghĩa của chúng đối với hiệu suất

Lớp lót ma sát được liên kết với bàn đế kim loại là thành phần quan trọng nhất về hiệu suất của toàn bộ tổ hợp. Vật liệu lót xác định mức năng lượng dừng được tạo ra, mức độ hoạt động ổn định trong các phạm vi nhiệt độ, lượng bụi tạo ra và thời gian tồn tại trước khi cần thay thế. Ba loại vật liệu lót guốc phanh chính được sử dụng phổ biến hiện nay.

Lớp lót hữu cơ không amiăng (NAO)

Lớp lót NAO thay thế các hợp chất gốc amiăng làm tiêu chuẩn công nghiệp sau lệnh cấm amiăng ở hầu hết các quốc gia trong những năm 1980 và 1990. Chúng bao gồm các sợi hữu cơ (aramid, cellulose hoặc thủy tinh), chất điều chỉnh ma sát, chất độn và chất kết dính được nén thành hỗn hợp. Lớp lót NAO mềm, êm và ít tạo ra bụi. Chúng rất phù hợp với các phương tiện chở khách hạng nhẹ hoạt động chủ yếu ở điều kiện đô thị và ngoại ô. Hạn chế chính của chúng là hao mòn tương đối nhanh hơn và dễ bị phai nhiệt khi phanh gấp liên tục - khiến chúng trở thành lựa chọn không tốt cho xe moóc, tải nặng hoặc địa hình đồi núi.

Lớp lót bán kim loại

Lót má phanh bán kim loại kết hợp len thép, bột sắt hoặc sợi đồng trộn với than chì và chất kết dính hữu cơ. Hàm lượng kim loại - thường 30–65% theo trọng lượng - cải thiện đáng kể độ dẫn nhiệt và độ ổn định nhiệt. Lớp lót bán kim loại có khả năng chống phai màu tốt hơn hợp chất NAO, khiến chúng thích hợp cho các loại xe nặng hơn, ứng dụng kéo và các điều kiện lái xe đòi hỏi khắt khe hơn. Sự đánh đổi là độ mài mòn trên bề mặt trống phanh tăng lên, độ ồn cao hơn (đặc biệt là khi lạnh) và bụi mài mòn nhiều hơn so với lớp lót hữu cơ.

Lớp lót bằng gốm và kim loại thấp

Hợp chất lót gốm cho guốc phanh tang trống sử dụng sợi gốm và vật liệu độn kim loại màu để đạt được sự cân bằng giữa hoạt động êm ái của lớp lót NAO và khả năng chịu nhiệt của công thức bán kim loại. Chúng tạo ra bụi rất mịn, có màu sáng, khó nhìn thấy được trên bánh xe và ít gây mài mòn cho bề mặt trống. Lớp lót có hàm lượng kim loại thấp là một phương pháp kết hợp — thêm một lượng nhỏ sợi kim loại vào nền hữu cơ để cải thiện khả năng truyền nhiệt mà không gây tiếng ồn và gây hao mòn trống như các hợp chất bán kim loại hoàn toàn. Má phanh theo tiêu chuẩn OEM và hậu mãi cao cấp dành cho xe chở khách ngày càng sử dụng các công thức này.

Dấu hiệu cảnh báo má phanh của bạn cần được chú ý

Không giống như má phanh đĩa, tương đối dễ dàng kiểm tra bằng mắt qua các nan bánh xe, má phanh tang trống được giấu bên trong một tang trống kín và cần phải tháo bánh và tang trống ra để kiểm tra trực tiếp. Điều này làm cho việc nhận biết các triệu chứng cảnh báo sớm trở nên đặc biệt quan trọng. Chờ đợi cho đến khi vấn đề trở nên rõ ràng có thể tạo ra sự khác biệt giữa việc thay guốc phanh đơn giản và việc đại tu toàn bộ cụm phanh tang trống.

• Tiếng rít hoặc tiếng mài từ phía sau: Tiếng kêu chói tai khi phanh thường là dấu hiệu cho thấy độ mòn - một mấu kim loại nhỏ được gắn vào guốc tiếp xúc với tang trống khi độ dày lớp lót giảm xuống dưới ngưỡng an toàn (thường là khoảng 1,5–2mm). Âm thanh mài mòn cho thấy lớp lót đã bị mòn hoàn toàn và kim loại trần đang tiếp xúc với trống, cần chú ý ngay lập tức để tránh làm hỏng trống.
• Kéo sang một bên khi phanh: Nếu xe rẽ sang trái hoặc sang phải khi đạp phanh, một cụm guốc phanh có thể bị mòn không đều, bị dính dầu mỡ hoặc dầu phanh hoặc bị kẹt. Đây là mối lo ngại về an toàn cần được kiểm tra kịp thời, vì lực phanh không đều sẽ tạo ra hành vi không thể đoán trước của xe.
• Cảm giác bàn đạp phanh mềm hoặc xốp: Bàn đạp di chuyển xa hơn bình thường trước khi bắt đầu phanh có thể cho thấy guốc phanh bị mòn cần được điều chỉnh tự động hoặc xi lanh bánh xe rò rỉ dầu phanh vào lót guốc. Cả hai điều kiện đều làm giảm hiệu quả phanh.
• Bàn đạp phanh rung hoặc rung: Nhịp đập của bàn đạp khi phanh thường báo hiệu trống phanh không tròn - một tình trạng được tăng tốc do guốc phanh bị mòn hoặc điều chỉnh không đúng cách khiến trống phanh nóng lên và mòn không đều. Trống có thể cần gia công hoặc thay thế cùng với guốc.
• Xe lăn hoặc trôi khi gài phanh tay: Má phanh tang trống phía sau bị mòn trực tiếp làm ảnh hưởng đến khả năng giữ phanh đỗ vì cùng một loại guốc phanh tang trống thường phục vụ cả hai chức năng. Nếu xe di chuyển trên đường dốc mà phanh đỗ được kéo hết cỡ thì đôi giày có thể cần được thay thế.
• Mùi khét sau khi lái xe: Mùi nóng, chát sau khi lái xe bình thường - đặc biệt là sau khi xuống dốc dài - có thể cho thấy guốc phanh bị kéo do xi lanh bánh xe bị kẹt, bộ điều chỉnh bị kẹt hoặc lò xo hồi vị bị mất độ căng và không kéo guốc phanh ra khỏi tang trống hoàn toàn.

Giày phanh có tuổi thọ bao lâu và điều gì ảnh hưởng đến tuổi thọ của chúng

Tuổi thọ của guốc phanh rất khác nhau tùy thuộc vào loại xe, môi trường lái xe, vật liệu lót và hành vi của người lái. Theo nguyên tắc chung, hầu hết các guốc phanh tang trống phía sau của xe chở khách đều kéo dài từ 30.000 và 70.000 dặm (48.000–112.000 km) trong điều kiện lái xe bình thường. Một số phương tiện - đặc biệt là những chiếc xe nhẹ hơn chủ yếu chạy trên địa hình bằng phẳng - có thể đạt tuổi thọ giày lên tới 100.000 dặm. Xe tải hạng nặng, xe moóc và các phương tiện dùng để kéo thường yêu cầu thay thế thường xuyên hơn, đôi khi mỗi lần. 15.000–25.000 dặm tùy theo tải.

Bởi vì phanh tang trống phía sau trên hầu hết các xe dẫn động cầu trước, động cơ đặt trước xử lý một tỷ lệ tương đối nhỏ trong tổng lực phanh - phanh đĩa phía trước thực hiện phần lớn công việc trong điều kiện giảm tốc thông thường - guốc phanh trên những xe này mòn chậm và đôi khi bị bỏ qua trong quá trình bảo dưỡng định kỳ. Điều này có thể cho phép lớp lót bị mòn quá độ dày tối thiểu an toàn trước khi chủ sở hữu nhận ra rằng đã đến hạn thay thế. Việc bao gồm việc kiểm tra phanh tang trống trong mỗi khoảng thời gian bảo dưỡng chính (hoặc ít nhất là hàng năm) sẽ ngăn chặn tình huống này.

Một số yếu tố làm tăng tốc độ mòn má phanh vượt quá phạm vi thông thường. Lái xe thường xuyên dừng và đi trong đô thị tạo ra nhiều chu kỳ ma sát trên mỗi dặm hơn so với lái xe trên đường cao tốc. Việc kéo hoặc chở vật nặng làm tăng lực phanh cần thiết ở mỗi điểm dừng. Địa hình núi hoặc đồi núi tạo ra tải trọng phanh liên tục, tạo ra nhiệt và đẩy nhanh quá trình xuống cấp của lớp lót. Thói quen lái xe - đặc biệt là phanh muộn, phanh gấp so với giảm tốc từ từ, có tính đoán trước - có một trong những ảnh hưởng lớn nhất của từng cá nhân đến tốc độ tiêu thụ vật liệu lót giày.

Cần kiểm tra những gì khi thay guốc phanh

Chỉ thay guốc phanh một cách riêng lẻ hiếm khi mang lại kết quả tốt nhất. Dịch vụ phanh tang trống toàn bộ bao gồm việc kiểm tra và thường xuyên thay thế hoặc phục hồi một số bộ phận liên quan. Việc bỏ qua các bước này sẽ làm tăng nguy cơ giày bị mòn sớm, gây tiếng ồn hoặc phải sửa chữa lại ngay sau đó.

Tình trạng trống phanh

Trống phanh phải được đo bằng micromet trống để xác nhận đường kính trong của nó nằm trong giới hạn tối đa do nhà sản xuất quy định. Trống phanh mòn dần theo thời gian và việc lắp guốc mới vào trống quá khổ sẽ làm giảm hiệu quả phanh và có nguy cơ hỏng guốc phanh. Hầu hết các trống đều có thông số kỹ thuật về đường kính tối đa được đóng dấu hoặc đúc vào chúng - thường là 0,060 inch (1,5 mm) trên đường kính ban đầu. Trống trong thông số kỹ thuật phải được gia công (xoay) để loại bỏ các rãnh và khôi phục bề mặt tiếp xúc mịn. Trống ở hoặc vượt quá đường kính tối đa phải được thay thế.

Kiểm tra xi lanh bánh xe

Xi lanh bánh xe là bộ truyền động thủy lực đẩy guốc phanh ra xa nhau. Kiểm tra ủng (tấm che bụi cao su) ở mỗi đầu xem có dấu hiệu rò rỉ dầu phanh hay không - bất kỳ sự ẩm ướt hoặc vết ố nào đều cho thấy phốt bên trong bị hỏng. Xy lanh bánh xe bị rò rỉ sẽ làm nhiễm dầu phanh vào má phanh mới, gây ra hiện tượng đóng băng ngay lập tức và giảm ma sát đáng kể. Chi phí thay thế thấp và nhân công tối thiểu do tang trống đã tắt - luôn thay xi lanh bánh xe bị rò rỉ trong quá trình thay guốc.

Lò xo hồi vị, lò xo giữ và phần cứng điều chỉnh

Lò xo hồi guốc phanh sẽ kéo guốc ra khỏi tang trống khi nhả bàn đạp phanh. Lò xo yếu đi và mất đi độ căng theo thời gian, dẫn đến lực cản của giày, tích tụ nhiệt và tăng tốc độ mòn. Cụm bánh xe hình sao điều chỉnh cho phép duy trì khoảng cách giữa guốc và trống khi lớp lót bị mòn. Bộ điều chỉnh bị ăn mòn hoặc bị kẹt ngăn cản việc tự điều chỉnh thích hợp và dẫn đến hành trình bàn đạp tăng lên. Hầu hết các kỹ thuật viên chuyên nghiệp đều thay thế bộ phần cứng đầy đủ - lò xo, chốt giữ và bộ điều chỉnh - bất cứ khi nào thay giày. Những bộ dụng cụ này không đắt (thường dưới $15– $25) và loại bỏ các nguyên nhân hàng đầu gây ra sự cố phanh tang trống lặp lại.

Tấm đệm và bôi trơn neo

Má phanh trượt trên các miếng đệm tiếp xúc nâng cao trên tấm lót. Những miếng đệm này nên được bôi trơn nhẹ bằng mỡ phanh nhiệt độ cao trong quá trình lắp đặt để tránh bị dính giày và gây ra tiếng ồn. Chốt neo - điểm xoay cố định của giày - cũng cần được kiểm tra độ mòn và bôi dầu nhẹ. Chỉ sử dụng chất bôi trơn nhiệt độ cao dành riêng cho phanh và bôi một cách tiết kiệm; bất kỳ dầu mỡ nào làm nhiễm bẩn lớp lót hoặc bề mặt trống sẽ gây ra tổn thất ma sát ngay lập tức.

Cách chọn giày phanh thay thế phù hợp

Thị trường guốc phanh thay thế bao gồm từ các bộ phận không có tên tuổi phổ thông đến các sản phẩm cao cấp tương đương OEM. Chọn đúng có nghĩa là chọn giày không chỉ phù hợp với năm sản xuất, kiểu dáng và kiểu dáng của xe mà còn phù hợp với cách chiếc xe được sử dụng thực sự.

• Luôn thay thế theo bộ trục: Má phanh phải luôn được thay thế nguyên bộ - cả hai guốc phanh ở cả hai bên của cùng một trục cùng một lúc. Việc lắp guốc mới ở một bên và để lại guốc đã mòn ở bên kia sẽ tạo ra tình trạng mất cân bằng phanh khiến tang trống bị kéo và mòn không đều.
• Phù hợp vật liệu lót với trường hợp sử dụng: Đối với các phương tiện chở khách hạng nhẹ được sử dụng trong điều kiện bình thường, lớp lót NAO hoặc gốm mang lại khả năng vận hành êm ái, sạch sẽ. Đối với xe tải, SUV dùng để kéo hoặc các phương tiện đi trên địa hình đồi núi, lớp lót bán kim loại hoặc ít kim loại mang lại khả năng chịu nhiệt tốt hơn và tuổi thọ dài hơn khi chịu tải.
• Kiểm tra kích thước lớp lót OEM: Không phải tất cả các guốc phanh có cùng số bộ phận đều có cùng độ dày lớp lót hoặc chiều dài vòng cung. Giày phổ thông đôi khi sử dụng lớp lót mỏng hơn so với thông số kỹ thuật OEM — làm giảm đáng kể tuổi thọ sử dụng. Hãy tìm những đôi giày chỉ định độ dày lớp lót trong dữ liệu sản phẩm và so sánh với thông số kỹ thuật ban đầu của thiết bị.
• Xác minh phần đính kèm của lớp lót được liên kết và có đinh tán: Lớp lót liên kết (được gắn keo) phổ biến trên các phương tiện hiện đại và mang lại bề mặt tiếp xúc mịn cho đến độ sâu có thể sử dụng mỏng hơn. Lớp lót bằng đinh tán được cố định bằng đinh tán kim loại và đặc trưng trong các ứng dụng chịu tải nặng — đinh tán lộ ra ở độ dày tối thiểu và đóng vai trò như một chỉ báo độ mòn nhưng cũng có nguy cơ gây ra vết xước cho trống nếu bỏ qua.
• Lựa chọn thương hiệu uy tín có mã FMSI/WVA: Hãy tìm các sản phẩm guốc phanh có liệt kê số guốc của Viện Tiêu chuẩn Vật liệu Ma sát (FMSI) hoặc số WVA (tương đương của Châu Âu). Các mã tiêu chuẩn ngành này xác nhận hình dạng giày là chính xác cho ứng dụng và cho phép tham chiếu chéo giữa các thương hiệu.

Chỉ riêng giá thôi cũng là yếu tố quyết định chất lượng má phanh kém. Sự chênh lệch về chi phí giữa guốc phanh phổ thông và guốc phanh cao cấp thường ít hơn $20–$30 mỗi trục, nhưng sự khác biệt về chất lượng vật liệu lót, tính nhất quán và tuổi thọ sử dụng có thể rất lớn. Đối với một bộ phận quan trọng về an toàn, trực tiếp kiểm soát khả năng dừng xe, việc chọn một thương hiệu nổi tiếng có hệ số ma sát được chứng minh rõ ràng và quy trình sản xuất có thể theo dõi luôn là sự đầu tư tốt hơn.

Bộ đồ giường trong guốc phanh mới sau khi lắp đặt

Má phanh mới yêu cầu quy trình lót đệm (đột nhập) để chuyển một lớp vật liệu lót mỏng, đều lên bề mặt trống và đặt vòng cung guốc vào tang trống một cách chính xác. Bỏ qua bước này sẽ dẫn đến giảm hiệu suất phanh ban đầu, tăng tiếng ồn và kiểu mòn không đều làm giảm tuổi thọ của guốc.

Quy trình điều chỉnh cơ bản cho guốc phanh tang trống bao gồm việc thực hiện một loạt các lần dừng vừa phải từ tốc độ tăng dần - thường bắt đầu ở khoảng 30 dặm/giờ (50 km/giờ) và giảm tốc mạnh nhưng không dừng hẳn, sau đó để phanh nguội trước khi lặp lại. Trình tự phổ biến là 8–10 lần dừng từ tốc độ 30 dặm/giờ với khoảng 30 giây giữa mỗi lần dừng để nhiệt tiêu tan. Tránh tình trạng dừng đột ngột trong 100–200 dặm vận hành đầu tiên khi bề mặt lót hoàn toàn phù hợp với tang trống.

Nếu trống được gia công trong quá trình bảo trì, bề mặt được gia công mới cũng cần phải nằm sát vào lớp lót. Trong khoảng thời gian này, hiệu suất của phanh có thể hơi khác so với phanh được trang bị đầy đủ — khoảng cách dừng dài hơn một chút hoặc tiếng ồn nhỏ là bình thường và được giải quyết như chỗ ngồi của các bộ phận. Nếu vấn đề về tiếng ồn hoặc hiệu suất vẫn tồn tại ngoài phạm vi 200–300 dặm, việc lắp đặt phải được kiểm tra lại xem có cài đặt bộ điều chỉnh không chính xác, nhiễm bẩn hoặc sự cố phần cứng hay không.