Nguyên lý hoạt động của phanh gốm ô tô

15 năm sau lần xuất hiện đầu tiên ở xe 911 GT2 của Porsche, giờ đây đĩa phanh làm bằng gốm đã có mặt ở những xe có giá khoảng 80.000 USD. Với ưu điểm tuổi thọ cao, đặc tính phanh tốt, ít tạo ra tiếng ồn và bụi bẩn nên phanh gốm đang được sử dụng ngày càng rộng rãi trên xe hơi, đặc biệt là các hiệu xe Ferrari, hầu hết xe Lamborghini, Porsche và Bentley Continental GT Diamond.

Phanh gốm chứa các vật liệu á kim cũng như cấu trúc hay các hạt thép. Thép tăng cứng và giảm nhiệt cho đĩa phanh, nhưng lại tạo ra tiếng ồn và mòn nhanh hơn. Vật liệu gốm và cấu trúc đồng giúp cơ cấu phanh hoạt động tốt ngay cả ở nhiệt độ cao và phục hồi nhanh hơn. Thực tế cho thấy, chúng ít gây mòn cả má, đĩa phanh cà cũng ít ồn hơn. Cấu trúc gốm hấp thụ âm thanh và những rung động nằm trong dải tần số mà con người nghe thấy.

Vát góc, khía rãnh, và miếng lót cũng giúp má phanh gốm làm việc êm hơn. Một số loại má phanh khác cũng có ưu điểm này nhưng không phải là tất cả. Vát góc hoặc vát cạnh ở phần đầu và phần đuôi má làm giảm “tiếng vỗ” nhẹ trong lần đạp phanh đầu tiên. Lực kẹp tập trung vào phần tiếp xúc còn lại giữa má và đĩa phanh mang lại hiệu quả hấp thụ rung động cao.

nguyen-ly-hoat-dong-cua-phanh-gom-o-to-1

Các vết khía ngang, dọc, chéo cũng làm giảm ồn vì chúng biến đổi tầng số rung từ dải mà con người có thể nghe được lên mức cao hơn. Vết khía cũng hạn chế nguy cơ mất phanh vì các rãnh giúp lưu thông khí, từ đó làm giảm nhiệt độ đĩa. Theo 2 hãng sản xuất mà phanh lớn là Akebono và Raybestos, kết quả kiểm tra má phanh gốm cho thấy chúng có tuổi thọ cao, đặc tính phanh tốt, đĩa mòn ít và khả năng kiểm soát tiếng ồn tốt hơn các loại vật liệu khác.

Má phanh gốm có thể thay thế cho các loại má khác. Chưa có bất kỳ khuyến cáo nào về việc thay thế chúng cho loại má bán kim loại trên các xe tải lớn. Trên xe SUV và xe tải cỡ lớn, cơ cấu phanh thường sinh nhiều nhiệt hơn dòng xe con.

Về cơ bản, phanh gốm hoạt động không khác gì các loại phanh đĩa thông thường. Hai má phanh kẹp vào hai bên đĩa phanh quay cùng với trục bánh, làm chậm tốc độ quay của bánh xe bằng lực ma sát. Tuy nhiên, ma sát sẽ sinh nhiệt khiến đĩa phanh trở nên cực nóng. Phanh gốm dùng sợi carbon và các vật liệu gốm có nhiệt độ ổn định nên có ưu thế vượt trội so với đĩa phanh bằng thép trong việc tản nhiệt.

Ngoài ra, hệ thống phanh gốm thường dùng má phanh lớn hơn để tăng lực ép lên đĩa phanh, giúp tăng độ ma sát, từ đó phanh sẽ ăn hơn.

Trả lời