Tại sao phanh gốm carbon lại trở nên cần thiết đối với các dòng xe hiệu suất cao?
(News.oto-hui.com) – Khi nói đến những chiếc xe hiệu suất cao, hầu hết các nhà sản xuất ô tô thường bỏ qua vật liệu má phanh và đĩa phanh truyền thống để chuyển sang sử dụng hệ thống phanh gốm carbon. Đĩa gốm carbon đã chứng minh rằng chúng mang lại hiệu suất tốt hơn trong những điều kiện lái xe khắc nghiệt, nhưng liệu phanh gốm carbon có thực sự đáng giá hay không?
1. Phanh gốm carbon là gì?
Để hiểu rõ tại sao má phanh và đĩa phanh bằng gốm carbon lại được đánh giá cao như vậy, chúng ta cần nhìn lại lịch sử của chúng: vật liệu gốm lần đầu tiên được sử dụng bởi các cơ quan vũ trụ như NASA để bảo vệ mặt dưới của tàu con thoi khỏi nhiệt độ cực cao.
Phanh gốm có nguồn gốc từ ngành hàng không và đường sắt, sau đó được sử dụng bởi những chiếc xe F1 và cuối cùng là các nhà sản xuất xe ô tô biểu diễn.
Phanh hỗn hợp carbon thường được làm từ các vật liệu như silicon và sợi carbon, với các vật liệu khác như kevlar, carbon, thủy tinh… Những vật liệu phân mảnh này (sợi carbon và nhựa silicon) được đặt vào khuôn và chịu áp lực hơn khoảng 20.000 Kg và được nung nóng đến khoảng 200 độ C.
Sau khi phần này nguội dần, được hâm nóng dần lên đến hơn 1000 độ C trong vài ngày, và sau đó được làm lạnh một lần nữa với bột silicon được thêm vào hỗn hợp.
Sau đó, nó được làm nóng lần thứ ba ở hơn 1700 độ C trong một ngày khác, lần này là trong áp suất chân không. Quá trình này tạo thành cacbua-silic, liên kết với sợi carbon.
Kết quả là một sản phẩm nhẹ, bền và khá đắt đỏ nhờ vào chi phí vật liệu, thời gian và chuyên môn cần thiết để tạo ra nó.
Tìm hiểu thêm: Công nghệ Gốm sứ dành cho ô tô
Như với bất kỳ thành phần phanh nào khác, có những ưu điểm và nhược điểm nhất định, và đôi khi, một hệ thống làm từ kim loại cơ bản hơn thực sự sẽ phù hợp hơn với nhu cầu đi lại của chúng ta.
2. Sự khác biệt giữa phanh gốm carbon, phanh hữu cơ, và phanh kim loại là gì?
Có ba loại vật liệu ma sát chính được sử dụng trong hệ thống phanh: kim loại, hữu cơ và gốm. Các nhà sản xuất thường sử dụng hỗn hợp các vật liệu này để tìm ra sự cân bằng hoàn hảo giữa độ bền, tuổi thọ và giá thành.
Phanh kim loại: Tấm lót kim loại hoặc bán kim loại có sử dụng ít nhất 30% kim loại, bao gồm cả sợi đồng và sắt. Má phanh bằng kim loại giúp tản nhiệt nhanh chóng và có thể được sử dụng trong phạm vi nhiệt cao hơn, nhưng chúng có xu hướng ồn hơn khi chúng bị mòn và có thể tác động mạnh đến đĩa phanh.
Phanh hữu cơ: Phanh hữu cơ được sử dụng hầu hết trên những dòng xe tại Mỹ. Các má phanh này được làm từ các vật liệu như thủy tinh-carbon, sợi thủy tinh và thậm chí là cao su, và tiết kiệm chi phí nhất, tạo ra ít tiếng ồn nhất và tạo ra ít mài mòn nhất cho đĩa phanh.
Phanh gốm carbon: Phanh gốm carbon đắt hơn, nhưng có thời gian sử dụng lâu hơn, nhờ cấu tạo phức tạp và khả năng chịu nhiệt độ cao. Mặc dù hệ thống phanh gốm carbon đã được cải thiện rất nhiều trong hai thập kỷ qua, nhưng nhìn chung chúng sẽ có phản ứng và cảm giác phanh tốt hơn với thép bình thường với đĩa phanh và má phanh làm từ vật liệu kim loại. Điều đó nói lên rằng, nếu được chăm sóc đúng cách, hệ thống phanh gốm carbon sẽ kéo dài tuổi thọ của xe.
3. Tại sao phanh gốm carbon đáng giá trên các dòng xe hiệu suất cao?
Công nghệ ô tô đã được cải thiện rất nhiều về hệ thống phanh, và công nghệ gốm carbon đi đầu. Ra đời trên đường đua, đĩa phanh và má phanh bằng gốm carbon cho ô tô cung cấp lực giúp dừng xe đáng kinh ngạc, có khối lượng nhẹ hơn và kéo dài tuổi thọ sử dụng (đó là lý do chính đáng tại sao tại sao chỉ thấy những loại phanh này trên xe hiệu suất cao).
Đối với phần lớn xe hơi, phanh gốm carbon sẽ là không cần thiết, và ngay cả những chiếc xe thể thao có khả năng sẽ tốt hơn với bộ đĩa thép thông gió chất lượng và má phanh hiệu suất cao. Nếu chúng ta đang cố xây dựng một chiếc xe với 1.000 mã lực, thì chắc chắn, nó sẽ đáng để xem xét.
Phanh đĩa là trang bị cho hầu hết các loại xe hiện đại và cung cấp hiệu suất dừng xe tuyệt vời. Nhưng một số xe cần thêm một số khả năng chịu nhiệt trong thời gian dài hơn để cân bằng giữa con số công suất lớn và tiềm năng hiệu suất xe. Các má phanh và đĩa phanh bằng gốm carbon cung cấp một lượng lớn hiệu suất dừng khi phanh cường độ cao trong thời gian dài hơn.
Với vật liệu nhẹ hơn nhưng tốn rất nhiều chi phí để bảo dưỡng cho nên hệ thống phanh carbon chỉ được xem xét, áp dụng trong các loại siêu xe và xe đua.
Bài viết liên quan:
- Phanh đĩa gốm carbon (Carbon Ceramic) – Tại sao lại rất đắt?
- Tại sao ô tô điện lại sử dụng phanh tang trống thay vì phanh đĩa?
- Nguyên lý hoạt động của phanh đĩa
