Khi nhấn bàn đạp phanh, áp suất thủy lực sẽ khiến má phanh ép chặt vào đĩa phanh, tạo ra ma sát để làm xe chậm lại. Má phanh tiếp xúc trực tiếp với đĩa phanh và mòn dần theo thời gian. Cả má phanh và đĩa phanh là những bộ phận mài mòn cần thay thế. Thông thường, đĩa phanh được làm chủ yếu từ gang, loại vật liệu tương tự chảo bếp. Ưu điểm của đĩa gang là rẻ, dễ sản xuất và hấp thụ nhiệt tốt, nhưng nhược điểm lớn là nặng.
Vật liệu cao cấp hơn là phanh gốm carbon (Carbon Ceramic Brakes - CCB), thứ thường thấy trên các dòng xe hiệu suất cao, xe đua, với những lời giới thiệu từ nhà sản xuất, hãng xe là mang lại lợi ích lớn cho xe như nhẹ hơn, phanh tốt hơn, bền hơn. Nhưng thực tế, CCB cũng có những nhược điểm, không hoàn toàn ưu việt như quảng cáo.
CCB có đĩa làm từ silicon carbide gia cường sợi carbon, phủ thêm một lớp gốm bên ngoài. Đây là chi tiết tiêu chuẩn hoặc tùy chọn đặc quyền trên các dòng xe hiệu suất cao, trong đó chiếc xe thương mại đầu tiên sử hữu công nghệ này là Porsche 911 GT2 đời 2001.
So với chất liệu gang truyền thống, phanh gốm carbon nhẹ hơn một nửa, giúp giảm đáng kể trọng lượng không tải. Về lý thuyết, điều này không chỉ cải thiện tốc độ và khả năng xử lý mà còn tối ưu mức tiêu thụ nhiên liệu và độ êm ái khi vận hành.
Phanh gốm carbon trên xe thể thao Porsche. Ảnh: Repasi Motorwerks
Điểm giá trị nhất của phanh gốm carbon là khả năng chịu nhiệt độ cao mà không bị biến dạng, hoạt động ở dải nhiệt độ 538-760 độ C, thậm chí cao hơn. Điều này rất hữu ích trong lúc cầm lái siêu xe trong đường đua, khi liên tục thực hiện những pha đạp phanh từ tốc độ trên 200 km/h. Ngoài ra, khả năng chống mất phanh là ưu điểm vượt trội của phanh gốm carbon, và nhà sản xuất phanh Brembo còn khẳng định đĩa gốm carbon có tuổi thọ cao hơn ít nhất 4 lần so với đĩa gang thông thường.
Một ưu điểm thực tế là lượng bụi phanh thấp. Do tốc độ mài mòn chậm, không còn cảnh hai vành trước của xe hiệu suất cao tối màu hơn vành sau khi lái xe đường dài hoặc trải qua những lần phanh gấp liên tục.
Về ngoại hình, đĩa phanh gốm carbon tối màu hơn và bề mặt trông như bị nứt, nhưng đó là hiện tượng hoàn toàn bình thường đối với kết cấu của gốm carbon.
Tuy vậy, ngược những lời quảng cáo, phanh gốm carbon không giúp rút ngắn quãng đường phanh so với phanh thông thường. Mọi sự cải thiện về hiệu suất phanh thường đến từ việc giảm trọng lượng không tải hoặc do hãng tinh chỉnh hệ thống điều khiển, không phải đặc tính vốn có của vật liệu gốm carbon.
Nhược điểm lớn nhất của phanh gốm carbon: giá cả
Chiếc Porsche 911 GT3 đời 2026, hệ thống phanh gốm carbon là tùy chọn có giá 10.370 USD. Trong khi đó, BMW tính 8.500 USD cho loại phanh này trên M4 Competition. Một số dòng xe có sẵn phanh gốm carbon dưới dạng tiêu chuẩn, nhưng thường trên những hãng siêu xe như Ferrari, Lamborghini, McLaren và Pagani.
Mức giá đắt đỏ không phải do các hãng xe thổi giá. Bản thân đĩa phanh carbon đắt hơn nhiều so với gang, đồng thời các linh kiện đi kèm như bộ gá, ốc vít cũng phải được sản xuất để có tuổi thọ tương xứng. Theo Engineering Explained, quy trình sản xuất tốn thời gian và công sức, mất tới 3 tuần để hoàn thiện một đĩa phanh gốm carbon, trong khi đĩa gang chỉ mất 90 phút. Thêm vào đó, phanh gốm carbon được sản xuất với số lượng ít hơn so với phanh truyền thống, dẫn đến giá thành của loại phanh này có thể tương đương với một chiếc xe hạng A.
Phanh gốm carbon trên dòng M của BMW. Ảnh: Reddit
Ngoài ra, phanh gốm carbon vẫn có những điểm yếu về mặt kỹ thuật. Tùy vào cách chế tạo của từng hãng cho ra hiệu suất thực tế sẽ khác nhau, nhưng điểm chung phanh gốm carbon hoạt động kém hiệu quả khi còn nguội hoặc trong điều kiện mưa lớn. Thậm chí, phanh gốm carbon còn phát ra tiếng rít chói tai khi rà phanh. Trong khi một số người dùng cảm thấy phản hồi chân phanh quá bám, gây khó khăn trong việc điều tiết lực phanh mượt mà.
Nếu hiếm khi hoặc không bao giờ mang xe vào đường đua, người dùng hoàn toàn không cần đến hệ thống phanh gốm carbon bởi sự khác biệt về hiệu suất khi di chuyển trên đường phố là không đáng kể. Ở chiều ngược lại, nhiều tay đua chuyên nghiệp từng sử dụng phanh gốm carbon cũng chuyển sang phanh thông thường. Lý do dù phanh gốm carbon bền hơn trong điều kiện sử dụng bình thường, nhưng việc chạy và phanh liên tục trên đường đua vẫn khiến phanh mòn đi, và chi phí thay thế lên tới hàng chục nghìn USD.
Chưa kể đến khả năng hư hỏng ngoài dự kiến. Nếu gặp sự cố trong một ngày chạy thử hoặc thợ sửa xe vô tình làm rơi phanh xuống đất khiến phanh nứt, vỡ, việc thay thế phanh truyền thống tương đối rẻ, còn với phanh gốm là khoản chi phí lớn.
Minh Quân (theo Motor1)
Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống