Các lỗ, rãnh trên đĩa phanh có tác dụng giúp tản nhiệt nhanh, tăng ma sát với má phanh, tăng độ ổn định khi phanh. Nhưng chuyện không chỉ đơn giản đục lỗ là xong.

Một hệ thống phanh đĩa đắt tiền.
Phanh đĩa được phát minh ra vào những năm 1890, tuy nhiên phải đến năm 1942 mới bắt đầu được ứng dụng phổ biến trên các dòng xe đua cũng như xe thương mại.

Phanh đĩa tản nhiệt tốt hơn cũng như đòi hỏi độ chính xác cao hơn và hiệu quả sử dụng cũng lớn hơn nhiều phanh tang trống. Phanh đĩa cấu tạo bao gồm một hoặc 2 đĩa phanh gắn cùng bánh, củ phanh dùng dầu thủy lực, má phanh gắn liền với trục cố định để ngậm đĩa và ép má phanh vào đĩa khi cần phanh bằng áp lực dầu lưu thông trong ống thủy lực.

Đĩa phanh đặc như thế này sẽ dễ hư hại nếu bị rà phanh lâu.
Những đĩa phanh đầu tiên ra đời chỉ được làm bằng sắt thép, tuy nhiên sau đó do hiện tượng gỉ sét và gãy vỡ sau một thời gian sử dụng, hệ thống này đã được làm bằng hợp kim cao cấp hơn và được mạ một lớp kim loại đặc biệt chống gỉ sét cũng như chịu được nhiệt độ cao hơn ở vận tốc lớn hơn. Đến lúc này một vấn đề khác lại xuất hiện.

Xe đạp hiện nay cũng sử dụng đĩa phanh đục lỗ. Cũng như phanh tang trống, đĩa phanh đặc cho tiết diện tiếp xúc lớn, tuy nhiên khả năng tản nhiệt lại rất kém, bám bùn đất trên bề mặt khó bay đi và thường xuyên bị quá nhiệt dẫn đến mất khả năng phanh, bó phanh hay thậm chí cháy má phanh và hư hỏng củ phanh. Những chiếc xe mới ngày càng hiện đại, tốc độ ngày càng cao đòi hỏi một hệ thống phanh tương ứng đáp ứng được nhu cầu, và những chiếc phanh đĩa được đục lỗ ra đời.

Phanh đĩa được đục lỗ có thiết kế mỏng hơn so với phanh đĩa không đục lỗ, có nhiều hình dạng như răng cưa, lượn sóng để tăng diện tích tiếp xúc với không khí. Những đĩa phanh được đục lỗ giúp cho hệ thống phanh ổn định hơn và có thể hoạt động ở mọi điều kiện vận hành xe.

Thiết kế một số đĩa phanh có dạng uốn lượn và khe lớn thay vì lỗ nhỏ. Những lỗ nhỏ trên đĩa phanh giúp diện tích tiếp xúc của má phanh và mặt đĩa lớn hơn và đều hơn do giảm nhiệt lượng sinh ra, toàn bộ bụi đất hay nước bám vào đều bị những lỗ nhỏ đánh bay, đồng thời những lỗ nhỏ này cũng cân bằng áp suất giữa 2 mặt má phanh, tạo ra các gờ nhỏ ở mức độ phân tử giúp má phanh bám hơn so với mặt đĩa làm cho hiệu quả phanh tăng cao. Chưa hết các lỗ nhỏ này còn phân tán đều lực phanh cũng như nhiệt độ của cả đĩa phanh giúp giảm thiểu tình trạng bị nóng hay nứt vỡ tại một điểm trên đĩa phanh.

Các đĩa phanh được đục lỗ có độ cứng tốt hơn đồng thời có khả năng nắn thẳng dễ dàng hơn đĩa phanh đặc trong các trường hợp va chạm. Thực tế chính thân vỏ máy bay được thiết kế dựa trên cùng nguyên lí thiết kế đĩa phanh này.

Các đĩa phanh có nhiều thiết kế, bề mặt đĩa nhiều rãnh hoặc tản nhiệt thông qua chất liệu làm đĩa cũng như khe nằm giữa bề mặt đĩa. Các loại lỗ trên đĩa phanh hiện đại có nhiều hình thù khác nhau để tăng tính thẩm mĩ cũng như hiệu quả phanh tối đa cho người dùng. Ngoài ra công nghệ vật liệu mới cũng cho phép chế tạo các đĩa phanh tốt hơn, bền hơn, cứng hơn và tản nhiệt nhanh hơn như hệ thống phanh bằng hợp kim gốm ceramic hay công nghệ đĩa phanh bằng carbon. Điểm chung là tất cả các hệ thống phanh này vẫn áp dụng kiểu thiết kế lỗ trên bề mặt đĩa như truyền thống ngoại trừ một số dòng xe đua chuyên dụng.

Đĩa phanh làm bằng carbon của xe đua chuyên nghiệp. Điểm đặc biệt là ở đây, khi hầu hết xe đua chuyên nghiệp hiện sử dụng đia phanh không có lỗ hoặc rất ít lỗ trên bề mặt, kèm với các rãnh tản nhiệt, thậm chí mặt đĩa trơn phẳng hoàn toàn. Loại đĩa phanh này cũng được bán nhiều cho dân chơi độ xe. Điều này dẫn đến quan niệm đĩa phanh không có lỗ sẽ cứng hơn có lỗ. Thực tế các đĩa này làm từ chất liệu ít hấp thu nhiệt cũng như tản nhiệt cực nhanh và được thiết kế dạng đĩa kép với các rãnh nằm ở giữa hỗ trợ tản nhiệt nhanh. Những công nghệ đó nếu đem áp dụng vào sản xuất xe thương mại sẽ khiến giá thành bị đẩy lên rất cao. Chưa kể má phanh của xe đua chuyên nghiệp cũng được thiết kế riêng biệt cho từng loại đĩa phanh thay vì sản xuất đại trà.

Thiết kế đĩa đầy phá cách của hãng sản xuất đĩa phanh số 1 thế giới Galfer.
Như vậy, thiết kế lỗ trên đĩa phanh đã, đang và sẽ vẫn là thiết kế 'ngon, bổ, rẻ' nhất cho mọi loại xe thương mại trên thị trường hiện nay. Và thiết kế này theo đánh giá của nhiều chuyên gia nước ngoài sẽ gần như không thể bị thay thế ngay cả trong tương lai.
Lê Anh
(Theo Nghe nhìn Việt Nam)