ระบบเบรคหลังมีอะไรบ้าง

[AutoFun] ในปัจจุบันระบบเบรกที่ใช้อยู่มี 2 แบบคือ ดรัมเบรก และดิสก์เบรก ซึ่งระบบดรัมเบรกถูกผลิตออกมาใช้งานก่อน แต่ก็มีรถยนต์บางรุ่นที่มีการใช้ระบบเบรคทั้ง 2 แบบในคันเดียว ประเภทของดิกส์เบรกก็มีหลากหลายชนิด ได้แก่ ดิสก์ดิสก์ระบายอากาศดิสก์ระบายอากาศแผ่นระบายอากาศคาร์บอนไฟเบอร์เซรามิกเป็นต้นสำหรับรุ่นส่วนใหญ่มักใช้ดิสก์เบรกสองประเภทแรกและสองประเภทหลังคือ พบได้ทั่วไปในรถยนต์สมรรถนะสูง

ดรัมเบรก

ดรัมเบรกเป็นระบบเบรกที่พบมากที่สุด เนื่องจากว่ามีการผลิตมาก่อน โดยเริ่มแรกในปี 1902 ดรัมเบรกถูกนำไปใช้ในรถม้า จากนั้นในปี 1920 ก็เริ่มนำมาใช้ในรถยนต์

โดยปกติแล้วดรัมเบรกจะมีผ้าเบรกที่โค้งสองอัน เรียกว่าฝักนำกับฝักตาม หรือฝักเบรก เมื่อมีการเบรก เมื่อเหยียบเบรก ผ้าเบรกโค้งๆ 2 อันด้านในนี้จะถูกแม่ปั๊มดันให้ไปติดเข้ากับด้านในของฝาครอบเบรก ซึ่งฝาครอบเบรกจะยืดติดกับล้อรถอีกที ทำให้เกิดแรงเฉื่อย จนรถค่อยๆชะลอความเร็ว และหยุดในที่สุด

จากแผนภาพโครงสร้างด้านบนจะเห็นว่ารูปทรงของดรัมเบรกค่อนข้างทึบ ดังนั้นหากมีการเบกอย่างต่อเนื่องก็จะทำให้เกิดความร้อนสะสมภายใน และยังถ่ายทอดความร้อนได้ยากกว่าดิสก์เบรก ซึ่งจะอธิบายในเรื่องดิสก์เบรกต่อไป นอกจากนี้ข้อเสียอีกอย่างคือหลังการใช้งานไประยะหนึ่ง จะต้องทำความสะอาดผงเศษโลหะของดรัมที่เกิดจากการเสียดสีในขณะเบรก 

ดิสก์เบรก

ดิสก์เบรกแตกต่างจากดรัมเบรก โดยชุดดิสก์เบรกจะมีแผ่นจานดิสก์และคาลิปเปอร์เบรก โดยแผ่นจานดิสก์เบรกอยู่บนแกนเพลาล้อ เมื่อรถเคลื่อนที่แผ่นจานดิสก์เบรกจะหมุนพร้อมล้อ ส่วนคาลิปเปอร์หรือก้ามปูเบรกจะครอบลงบนจานดิสก์ แต่ไม่ได้หมุนไปพร้อมล้อ ซึ่งในคาลิปเปอร์จะมีผ้าเบรกและลูกปั๊มน้ำมันเบรกอยู่ เมื่อมีการเหยียบเบรก ลูกปั้มเบรกก็จะดันให้ผ้าเบรกเลื่อนเข้าไปเกิดแรงเสียดทานกับแผ่นจานดิสก์ เพื่อให้เกิดความฝืด

ดิสก์เบรกแบบนี้มักเป็นดิสก์เบรกหน้าและสามารถพบเห็นได้ในรถทั่วไป ลักษณะดิสก์เบรกแบบเนื้อเรียบ หรือหน้าสัมผัสเรียบ เมื่อดิสก์เบรกหมุนเกิดความร้อน ความร้อนสะสมจะทำให้ช่วยจับผ้าเบรกได้ดี เพราะถ้าอุณหภูมิต่ำเกินไป ผ้าเบรกก็ทำงานได้ไม่ดี ทำให้ไม่เกิดแรงเสียดทานกับแผ่นจานดิสก์

ดิสก์เบรกแบบมีครีบระบายความร้อน

ดิสก์เบรกแบบมีครีบระบายความร้อน (Ventilated Disc Brake) ถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์หนึ่งของชุดดิสก์เบรกรถยนต์ยุคใหม่ โดยมีลักษณะคล้ายดิสก์เบรก 2 แผ่นมาประกบกัน  แล้วมีครีบภายในยึดติดกันทำให้มีพื้นที่ จากนั้นโลหะจะถ่ายเทความร้อนกับอากาศ ดิสก์เบรกแบบนี้มักจะอยู่ที่ระบบห้ามล้อคู่หน้า แต่ถ้ารถยนต์นั้นมีระบบขับเคลื่อนล้อหลังก็อาจมีดิสก์เบรกนี้อยู่ด้วย โดยเมื่อเกิดการเบรก น้ำหนักรถจะถูกส่งไปยังหน้ารถ เมื่อน้ำหนักกดทับมากขึ้น ระบบเบรกก็ทำงานหนักขึ้น และเมื่อระบบเบรกทำงานหนักก็จะเกิดความร้อนสูง จึงต้องมีช่องว่างตรงดิสก์เบรก เพื่อช่วยให้อากาศเข้ามาและลดความร้อนสะสม 

ดิสก์เบรกแบบเจาะรู (Perforated Ventilated Disc)

ดิสก์เบรกแบบเจาะรู (Perforated Ventilated Disc) เป็นดิสก์เบรกที่มีร่องระบายความร้อนและมาทำการเจาะรูบนจานเบรกเพื่อระบายอากาศและความร้อนของดิสก์เบรก ดิสก์เบรกแบบนี้ช่วยให้อากาศไหลเวียนได้ดีกว่า ดังนั้นการนำพาความร้อนก็ดีกว่าด้วยเช่นกัน 

แน่นนอนว่าการเอาผลิตดิสก์เบรกแบบมีรูย่อมต้องใช้การคำนวณและการทดลองมากมาย กว่าจะเป็นดิสก์เบรกที่ใช้งานได้ ดังนั้นจึงไม่ควรนำดิสก์เบรกปกติมาดัดแปลงเจาะรูเอง เพราะจะมีปัญหาตามมา เช่น ดิสก์เบรกเสียสมดุล ทำให้พวงมาลัยสั่น และดิสก์เบรกก็มีโอกาสร้าวแตก คดงด ซึ่งเป็นอันตรายต่อการขับขี่

ดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิค

ดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิค (carbon fiber ceramic ventilated disc) เป็นดิสก์เบรกที่พบเห็นได้ในรถซุปเปอร์คาร์และรถแข่งสมรรถนะสูงเท่านั้น แม้ว่าจะมีรูปร่างหน้าตาเหมือนดิสก์เบรกปกติ แต่มีประสิทธิภาพสูงกว่าดิสก์เบรกปกติมาก ดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิคเริ่มใช้เมื่อปี 1970 โดยเริ่มในเทคโนโลยีการบินและอวกาศ จากนั้นในปี 1980 เอ็นโซ เฟอร์รารี่ผู้ก่อตั้งเฟอร์รารี่ก็นำมาใช้ในรถซุปเปอร์คาร์

อย่างไรก็ตามแม้ว่าดิสก์เบรกนี้จะได้ชื่อว่าเป็นดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิค แต่กลับไม่ได้ทำจากเซรามิกเลย ดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิคนี้ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์และเรซิ่นแห้ง โดยจะผ่านกระบวนที่ซับซ้อนหลายขั้นตอน และด้วยเป็นวัสดุประเภทคอมโพสิตนี้จึงทำให้มันมีน้ำหนักเบากว่าดิสก์เบรกแบบเหล็กอย่างมาก ซึ่งเรียกได้ว่ามีน้ำหนักเบากว่าเหล็กปกติครึ่งหนึ่งเลยทีเดียว เช่น SLR McLaren ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์เบรกล้อหน้า 370 มม. แต่มีน้ำหนักเพียง 6.4 กก.

ซึ่งจาก Mercedes-Benz CL-CLASS ที่ใช้ดิสก์เบรกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของดิสก์หน้า 360 มม. แต่มีน้ำหนักมากถึง 15.4 กก. นอกจากดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิคจะมีน้ำหนักเบากว่าแล้ว ก็ยังทนความร้อน เนื่องจากวัสดุคาร์บอน-เซรามิคเป็นวัสดุที่ไม่เก็บความร้อน มันจะส่งผ่านความร้อนสู่บรรยากาศทันทีเพื่อให้มีอุณหภูมิต่ำตลอดเวลา ดิสก์เบรกชนิดนี้จึงถูกนำมาใช้กับเครื่องยนต์ และเครื่องยนต์สมรรถนะสูง 

อย่างที่กล่าวข้างต้นว่าดิสก์เบรกคาร์บอน-เซรามิคนี้ทำจากคาร์บอนไฟเบอร์และเรซิ่นแห้งและผ่านกระบวนการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอน ดังนั้นจึงทำให้ดิสก์เบรกชนิดนี้มีราคาสูง จึงทำให้ไม่เป็นที่นิยม อีกทั้งหากอุณหภูมิต่ำเกินไป ไม่เหมาะกับดิสก์เบรก อาจทำให้เกิดเสียงดังได้