EnglishXe của bạn dừng lại như thế nào: Khoa học về ma sát
Đó là khoảnh khắc mà chúng ta coi là đương nhiên: nhấn bàn đạp phanh và cảm thấy xe của bạn êm ái, chậm rãi và dừng lại một cách đáng tin cậy. Chức năng thiết yếu này được kích hoạt bởi một nguyên tắc đơn giản đáng ngạc nhiên: ma sát . Nhưng chính xác thì điều gì đã khai thác sức mạnh này để dừng một chiếc xe nặng nhiều tấn? Câu trả lời nằm ở lót phanh .
Cấu tạo của điểm dừng: Trống và đĩa
Hệ thống phanh trên ô tô hiện đại thường có hai dạng chính: phanh đĩa và phanh tang trống . Mặc dù chúng hoạt động khác nhau nhưng cả hai đều dựa vào vật liệu ma sát để thực hiện công việc chuyển đổi động năng (chuyển động) thành nhiệt năng (nhiệt), sau đó tiêu tán vào không khí.
Phanh tang trống và lót phanh
trong phanh tang trống , cái lót phanh là một miếng vật liệu ma sát hình bán nguyệt được liên kết hoặc tán đinh vào một guốc phanh . Khi bạn đạp bàn đạp phanh, guốc phanh sẽ bị đẩy ra ngoài, ép vào lót phanh vào bề mặt bên trong của trống phanh đang quay. Ma sát sinh ra làm bánh xe chậm lại.
Phanh đĩa và má phanh
trong phanh đĩa hệ thống, vật liệu ma sát được đóng gói dưới dạng má phanh . Má phanh về cơ bản là một khối vật liệu ma sát nhỏ và dày, tương đương với lót phanh trong bối cảnh này—được gắn vào một tấm nền bằng kim loại cứng. Khi phanh được áp dụng, một thước cặp sẽ ép các miếng đệm này vào một bánh xe quay. cánh quạt (một đĩa kim loại) từ cả hai phía, tạo ra lực ma sát cần thiết để dừng bánh xe. Phanh đĩa thường tản nhiệt hiệu quả hơn và được trang bị phổ biến trên bánh trước của hầu hết các xe ô tô hiện đại.
Lớp lót phanh được làm bằng gì: Một sự tiến hóa về vật liệu
Hiệu suất và độ bền của hệ thống phanh của bạn hoàn toàn phụ thuộc vào thành phần của lót phanh . Trong lịch sử, amiăng là vật liệu phổ biến do khả năng chịu nhiệt và độ bền. Tuy nhiên, vì những rủi ro nghiêm trọng đối với sức khỏe, nó phần lớn đã bị loại bỏ và thay thế bằng những lựa chọn thay thế an toàn hơn.
Ba công thức chính
Vật liệu ma sát ngày nay thường được chia thành ba loại:
- Hữu cơ không amiăng (NAO): Những lớp lót này được làm từ hỗn hợp các loại sợi (như thủy tinh, carbon hoặc cao su) và nhựa. Chúng thường êm hơn và êm hơn trên cánh quạt, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc lái xe thông thường. Chúng có xu hướng hao mòn nhanh hơn và không phù hợp với các ứng dụng hiệu suất cao.
- Bán kim loại: Chứa 30–65% kim loại (chẳng hạn như sắt, đồng hoặc len thép), những lớp lót này mang lại hiệu quả phanh vượt trội, truyền nhiệt tốt hơn và tuổi thọ cao hơn các miếng đệm NAO. Tuy nhiên, chúng thường ồn hơn và có thể gây khó khăn hơn cho rôto.
- Gốm sứ: Được làm từ sợi gốm dày đặc trộn với sợi đồng và các chất độn khác, gốm lót phanh cung cấp lực phanh tuyệt vời, lượng bụi rất thấp và sự yên tĩnh đặc biệt. Chúng đắt hơn nhưng thường được coi là sự lựa chọn cao cấp cho việc lái xe trên đường phố nhờ hiệu suất và khả năng vận hành sạch sẽ.
Yếu tố hao mòn
Chính quá trình khiến chiếc xe của bạn dừng lại—ma sát—cũng là thứ dần dần phá hủy lót phanh . Mỗi khi bạn phanh, một lượng nhỏ vật liệu lót sẽ bị mòn do nhiệt sinh ra. Đây là lý do tại sao phanh cần được kiểm tra và thay thế định kỳ. Một cái mòn lót phanh có thể dẫn đến tiếp xúc kim loại với kim loại, làm hư hỏng nghiêm trọng trống hoặc rôto, làm giảm đáng kể lực dừng và tạo ra âm thanh chói tai chói tai—cách tự nhiên cho bạn biết đã đến lúc phải phanh. Giám sát độ dày của má phanh hoặc lớp lót là một phần quan trọng trong quá trình bảo dưỡng xe để đảm bảo an toàn.
