Một thử nghiệm hệ thống phanh đã diễn ra vào năm 1902 trên một con đường không trải nhựa ở thành phố New York có tên gọi là Riverside Drive. Ransom E. Olds để kiểm tra hệ thống phanh mới so sánh với hệ thống phanh lốp trang bị trên xe kéo bốn ngựa và hệ thống phanh loại tang trống kín trang bị trên xe vận chuyển của tiểu bang Victoria. Đây là loại phanh tang trống hở bao gồm một đai phanh bằng thép không gỉ, bọc quanh tang trống lắp trên trục sau xe. Khi đạp phanh sẽ kéo đai phanh thép kẹp sát vào tang trống. Việc thử nghiệm hệ thống phanh mới này tạo một ấn tượng lớn với các nhà sản xuất khác và năm 1903 phần lớn họ đã đồng ý sử dụng hệ thống phanh này. Năm 1904, hầu như tất cả các nhà sản xuất xe hơi đã chế tạo xe trang bị phanh tang trống hở trên mỗi bánh xe phía sau. Cùng lúc đó trong quá trình sử dụng hàng ngày, hệ thống phanh hở đã xuất hiện một số sai sót nghiêm trọng. Ví dụ khi xe dừng trên dốc, không đạp phanh xe sẽ trôi đi sau vài giây. Một lái xe sẽ không đủ may mắn để dừng mà xe không bị trôi ngược lại. Vì lý do này, các xe phải trang bị thêm đòn chêm bánh. Hình ảnh thông thường lúc đó là thấy một hành khách hối hả ra ngoài xe xe với một khúc gỗ trong tay của mình để chặn bánh xe. Có một nhược điểm nữa của phanh tang trống hở. Nó không có khả năng chắn bụi đất bắn vào, như vậy đai phanh và trống phanh bị hư hỏng rất nhanh. Tuổi thọ hệ thống phanh khoảng 200-300 dặm lúc đó đã được coi là bình thường. Những vấn đề bất lợi liên quan đến hệ thống phanh hở đã được khắc phục bằng loại phanh kín. Khi guốc phanh còn giữ được áp lực, nó vẫn giữ trống phanh để giữ xe không bị trôi khi dừng trên dốc. Và, khi các bộ phận của phanh nằm bên trong trống phanh và được bảo vệ khỏi bụi đất, xe có thể đi hơn 1.000 dặm mới cần phải đại tu hệ thống phanh. Sử dụng phanh tang trống đã trở thành phổ biến ở Hoa Kỳ. Đĩa phanh được sử dụng nhiều hơn trên xe ô tô châu Âu trong thập niên 50, và khoảng 20 năm trước, vào năm 1973 các nhà sản xuất ở Mỹ bắt đầu sử dụng.
II – Nguyên lí hoạt động:
Lực được tác động tại một điểm được chuyển đến điểm khác bằng cách sử dụng một chất lỏng không nén được. Hầu hết các hệ thống phanh cũng nhân lực trong quá trình này, do khi phanh thực tế đòi hỏi một lực lớn hơn rất nhiều so với lực đạp của chân. Lực này được nhân lên theo 2 cách:
1. Nhân lực thủy lực
2. Nhân lực cơ học (đòn bẩy)
Hệ thống phanh truyền lực tới lốp xe bằng cách sử dụng ma sát, và các loại lốp truyền lực tới mặt đường cũng sử dụng ma sát. Hình ảnh trên mô tả nguyên lý hoạt động căn bản của phanh trống và phanh đĩa thủy lực. Khi nhấn bàn đạp phanh, các pít-tông trong xi-lanh chính truyền áp lực (thông qua các đường ống dầu phanh) cho xi-lanh bánh xe trong càng phanh đĩa và trống phanh. Ma sát má phanh-tới-đĩa phanh và guốc phanh-tới-trống phanh làm dừng xe, chuyển đổi lực quán tính thành năng lượng nhiệt.
III – Bố trí điển hình của một mạch phanh thủy lực:
Một hệ thống phanh điển hình bao gồm phanh đĩa phía trước và phanh đĩa hoặc phanh trống ở phía sau, được nối với nhau bằng một hệ thống ống liên kết các cụm phanh tại mỗi bánh xe tới xi-lanh phanh chính. Các hệ thống khác được kết nối với hệ thống phanh bao gồm phanh đỗ, bộ trợ lực phanh và trong một số loại xe có thêm hệ thống Chống bó cứng phanh (Antilock Brake System – ABS) hoặc hệ thống Điều hòa lực phanh điện tử (Electronic Stability Program – ESP). Trên một số mẫu xe khác cũng trang bị hệ thống Điều khiển cân bằng (Traction Control System – TCS) được kết hợp với hệ thống ABS và ESP trong hộp điều khiển thủy lực điện tử (HECU).
IV – Phân loại hệ thống phanh ô tô:
1. Nhiệm vụ của hệ thống phanh
Nhiệm vụ của phanh (phanh đạp) là để giảm tốc độ của xe, để duy trì nó ở tốc độ không đổi (ví dụ trên đường dốc) và để dừng xe. Đây là hệ thống làm việc trong quá trình hoạt động bình thường của xe. Nó điều khiển một cách chính xác lực phanh tới tất cả bốn bánh xe.
2. Hệ thống phanh thứ cấp
Trong trường hợp hệ thống phanh thông thường không làm việc, hệ thống phanh thứ cấp phải có khả năng giả định chức năng của mình, mặc dù nó chỉ có thể làm giảm lực phanh. Hệ thống phanh thứ cấp không cần thiết phải bao gồm một hệ thống riêng biệt (bổ sung phanh chính và phanh đỗ), với cơ chế kiểm soát riêng, nó cũng có thể tích hợp mạch phanh độc lập vào một sơ đồ mạch phanh kép hoặc vào mạch phanh đỗ có khả năng đáp ứng tốt.
3. Hệ thống phanh đỗ
Hệ thống phanh đỗ có thể được coi là chức năng phanh thứ ba. Nó có nhiệm vụ duy trì chiếc xe trong trạng thái tĩnh, ngay cả trên mặt đường dốc và khi không có lái xe. Về khía cạnh an toàn hệ thống đỗ phải có tính năng kết nối cơ khí liên tục giữa cơ cấu điều khiển và phanh bánh xe, ví dụ như liên kết thanh hoặc cáp. Phanh đỗ xuất phát từ vị trí ghế ngồi của lái xe, thông thường sử dụng phanh tay kiểu đòn bẩy hoặc bàn đạp. Hệ thống phanh này được thiết kế nhằm đáp ứng yêu cầu phanh liên tục. Nó chỉ hoạt động trên một trục bánh xe.
4. Hệ thống phanh cơ khí
Loại hệ thống này được trang bị trên xe ô tô du lịch và xe hai bánh. Lực cơ khí tác động lên bàn đạp hay tay phanh được truyền đến các phanh thông qua một cơ cấu cơ khí (thanh liên kết hoặc cáp) hoặc hệ thống hỗ trợ thủy lực (xi-lanh chính, xi-lanh bánh xe).
5. Hệ thống phanh có trợ lực
Trợ lực hệ thống phanh được trang bị trên xe ô tô du lịch và xe thương mại hạng nhẹ. Loại phanh này sử dụng một bộ tích lực phanh để bổ sung lực phanh cơ bằng năng lượng tạo ra bởi chân không hoặc áp suất thuỷ lực.
6. Hệ thống phanh bổ trợ
Năng lượng cơ được sử dụng cho việc kiểm soát hệ thống phanh. Việc giảm tốc độ xe được tạo ra bởi một lực bên ngoài.
