Tìm hiểu về phanh đĩa gốm carbon và lý do vì sao chúng đắt đỏ

Hệ thống phanh là một phần rất quan trọng đối với một chiếc xe hiệu suất cao. Phanh đĩa gốm carbon (Carbon Ceramic) cung cấp những lợi thế đáng kể so với các vật liệu khác.

Phanh gốm là gì?

Từ “gốm” tạo ra cho nhiều người một cảm giác dễ vỡ. Nhưng gốm kỹ thuật thực tế lại cực kỳ cứng, thậm chí chúng được liệt vào danh sách một trong những vật liệu kỹ thuật cứng nhất.

Xuất hiện vào nửa đầu thập kỷ 90 của thế kỷ trước, một vài hãng sản xuất ô tô đã bắt đầu sử dụng má phanh gốm thay cho loại má phanh thông thường vốn hay bị khách hàng phàn nàn về tiếng ồn phanh, bụi bẩn và nhanh mòn. Sự khác biệt chính là ở lớp vật liệu ma sát làm má phanh.

Tại sao lại làm má phanh bằng gốm?

Từ “gốm” tạo ra cho nhiều người một cảm giác dễ vỡ. Nhưng gốm kỹ thuật thực tế lại cực kỳ cứng, thậm chí chúng được liệt vào danh sách một trong những vật liệu kỹ thuật cứng nhất. Về cơ bản, gốm không phải là vật liệu hữu cơ (trong số đó chỉ có polymer là hữu cơ), mà cũng không phải là một loại kim loại. Bên cạnh những đồ gốm thường thấy, thì kính, kim cương hay đá than chì cũng được xếp vào hạng mục “gốm”.

Một chiếc xe ô tô sở hữu bộ phanh gốm carbon đắt tiền và thời trang

Vật liệu gốm giúp cơ cấu phanh hoạt động tốt ngay cả ở nhiệt độ cao. Thực tế cho thấy, chúng ít gây mòn cả má, đĩa phanh và 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.

Đĩa phanh bằng gốm bền hơn loại đĩa phanh bằng thép truyền thống gấp 4 lần, nên chủ xe gần như không cần phải thay đĩa phanh trong suốt thời gian sử dụng xe. Thêm vào đó, má phanh cũng sẽ bền hơn.

Sự kỳ diệu về kỹ thuật của Concorde

Ví dụ đầu tiên của hệ thống phanh sử dụng các thành phần carbon-carbon (sợi carbon gia cố bằng than chì) được ra đời vào năm 1976. Mặc dù tất cả các lợi ích của việc sử dụng phanh carbon-carbon rất vượt trội nhưng có một số nhược điểm dẫn đến các vật liệu khác là lựa chọn thay thế tốt hơn.

Phanh carbon-carbon không hoạt động tốt trong tất cả các điều kiện lạnh hoặc ẩm ướt khiến chúng không phù hợp để sử dụng trên đường. Chúng cũng không tồn tại được lâu khi oxy hóa carbon ở nhiệt độ cao (xảy ra khi phanh) – làm cho các bộ phận vốn đã có giá cao thậm chí còn đắt hơn khi bảo dưỡng trên xe. Vì vậy, các đội đua F1 không bận tâm lắm.

Bước ngoặt khi đĩa phanh được làm từ sự kết hợp gốm và carbon

Sự phát triển của phanh gốm carbon, kết hợp hầu hết các lợi ích của tất cả các phanh carbon với độ bền của gốm. Sự ra đời của silica carbide (là một hợp chất của silic và carbon với công thức hóa học là SiC) làm tăng quá trình oxy hóa và chống sốc nhiệt, làm cho các đĩa phanh tồn tại lâu hơn và xử lý tốt hơn một phạm vi nhiệt độ rộng hơn.

Vì sao phanh đĩa gốm carbon (Carbon Ceramic) lại đắt đỏ

Hình ảnh của đĩa phanh phần nào cũng thể hiện đúng tên gọi của nó. phanh đĩa gốm carbon là vật liệu chịu nhiệt tốt nhất hiện nay được áp dụng trên những chiếc xe hiệu suất cao. Lý do chúng rất đắt là tất cả các quy trình sản xuất. Phải mất một thời gian dài cả tháng trời và rất nhiều công đoạn để tạo ra được đĩa phanh này.

Một hỗn hợp sợi carbon và nhựa silicon được đưa vào khuôn và đặt dưới áp suất 20.000kg ở 200 độ C trước khi được làm lạnh. Khuôn này sau đó được làm nóng trở lại sau hai ngày ở 1000 độ C, trước khi thêm bột silicon và nó được nung nóng lần thứ ba lên đến 1700 độ C trong 24 giờ nữa – lần này là trong chân không. Quá trình này biến đổi các thành phần thô xung quanh sợi carbon thành gốm silic cacbua làm tăng thêm độ bền và tuổi thọ.

Sự kết hợp của hai vật liệu cung cấp các lợi thế so với đĩa phanh khác như:

– Tiết kiệm trọng lượng đáng kể

– Tuổi thọ dài hơn nhiều. Khả năng chịu mài mòn của vật liệu gốm – carbon đảm bảo tuổi thọ đĩa phanh khoảng 150.000km khi đi trên đường thường và 2000km cho các mục đích sử dụng đặc biệt.

– Đĩa phanh bằng gốm bền hơn loại đĩa phanh bằng thép truyền thống gấp 4 lần

– Chịu nhiệt độ cao hơn

– Tăng sức mạnh về momen phanh.

Tuy nhiên, chi phí nâng cấp trung bình trên một siêu xe là khoảng 10-15.000 bảng Anh, và chúng vẫn có thể không kéo dài tuổi thọ của xe nếu bạn thường xuyên mang nó ra ngoài đường đua. Ngoài ra ở điều kiện thời tiết lạnh, phanh gốm có thể làm giảm cảm giác phanh cho người lái. Nguyên nhân là vì nhiệt độ hoạt động tối ưu của các vật liệu carbon cao hơn nhiều so với những công cụ trong hệ thống phanh thông thường.

Các nhà sản xuất siêu xe bắt đầu quan tâm trong những năm gần đây, nhưng việc sử dụng công nghệ phanh gốm carbon đầu tiên lại là trong đường sắt tốc độ cao.

Ngoài khả năng phanh tốt, phanh gốm carbon còn “ghi điểm” ở giới chơi siêu xe nhờ vẻ ngoài bắt mắt. Công năng tốt cộng với tính thẩm mỹ khiến chúng trở thành sản phẩm lý tưởng cho các thương hiệu xe thể thao và cao cấp.

Bây giờ, bạn có thể tìm thấy những hệ thống phanh gốm – các-bon này trên tất cả các mô hình Ferrari và các siêu xe như Mercedes-Benz SLR McLaren, Pagani Zonda, Aston Martin DBS, Chevrolet Corvette ZR1, Lamborghini, Porsche và Bentley Continental GT Diamond,…

Như vậy bạn sẽ có được những gì tốt nhất với cái giá tiền phải trả – phanh gốm carbon vượt trội về mọi mặt – và mặc dù trước đây cực kỳ hiếm và chỉ dành cho những chiếc xe kỳ lạ nhất, phanh gốm carbon đã tìm để trở nên phổ biến hơn.

Theo Danviet