Phanh đĩa được phát minh vào năm 1889 bởi Elmer Ambrose Sperry, một nhà phát minh và doanh nhân người Mỹ. Sau đó, William Lanchester đã cải tiến và được cấp bằng sáng chế cho thiết kế của mình vào năm 1902, nhưng phải đến những năm 1950, phanh đĩa mới trở nên phổ biến và cuối cùng là tiêu chuẩn trên hầu hết các phương tiện chở khách ngày nay.
Phanh đĩa đã có lịch sử thử và sai lâu dài, và hệ thống phanh tồn tại đến ngày nay là sản phẩm tất yếu. Khi ô tô phát triển, hệ thống phanh cần phải thay đổi theo. Bài viết này tìm hiểu câu trả lời cho câu hỏi “Phanh đĩa được phát minh khi nào” và nhiều câu hỏi khác về lịch sử của chúng.
Quá trình phát triển ban đầu của phanh đĩa
Sự phát triển sớm nhất của phanh đĩa có trước thời kỳ cấp bằng sáng chế của chúng, quay trở lại Anh vào năm 1889. Elmer Ambrose Sperry đã sử dụng phanh đĩa bánh trước trên một chiếc ô tô điện nhỏ do ông tạo ra. Những phanh này được chế tạo bởi Cleveland Machine Screw Co. và hoạt động tương tự như phanh xe đạp sử dụng áp lực lên bánh xe để dừng xe.
Mặc dù thiết kế này hoạt động hiệu quả nhưng vẫn còn nhiều chỗ cần cải tiến và các nhà phát minh khác đã không ngần ngại chấp nhận thử thách.
Hệ thống phanh đĩa đầu tiên được cấp bằng sáng chế
Frederick William Lanchester đã được cấp bằng sáng chế cho kiểu phanh đĩa caliper đầu tiên vào năm 1902. Một nhà máy ở Birmingham đã sản xuất những phát triển mới và hệ thống phanh này sau đó đã được sử dụng trên những chiếc xe Lanchester với thành công tốt đẹp.
Những hệ thống phanh đĩa nguyên bản này đã tạo nên một nền tảng tuyệt vời, nhưng chúng không phải là không có lỗi. Lanchester đã làm việc với các lựa chọn kim loại hạn chế vào thời điểm này, và ông ấy đã sử dụng đồng làm phương tiện phanh ép vào đĩa. Kim loại mềm hơn nhanh chóng bị mài mòn do sử dụng nhiều lần. Hành động kim loại trên kim loại phát ra tiếng rít khủng khiếp làm giảm sức mạnh của hệ thống phanh.
Năm năm sau đó, nhà phát minh người Anh Herbert Frood đã phát triển phiên bản đầu tiên của má phanh. Bằng cách lót các miếng đệm bằng amiăng bền, và do đó hệ thống phanh có thể ấn vào đĩa với độ mài mòn tối thiểu và ít tiếng ồn hơn.
Những miếng đệm amiăng này tồn tại cho đến những năm 1980 khi các mối quan tâm về sức khỏe đã cải cách vật liệu sử dụng.
Thế chiến II và sự phát triển của phanh đĩa
Ô tô Mỹ đã cần một giải pháp phanh mới trước chiến tranh, và các nhà phát minh cũng như kỹ sư đã bắt đầu làm việc với phanh đĩa trong và phanh đĩa mở rộng ngay sau khi phiên bản được cấp bằng sáng chế xuất hiện.
Chiến tranh thế giới thứ hai đã làm gián đoạn nỗ lực này và các nỗ lực nghiên cứu đã chuyển sang phát triển phanh đĩa kiểu caliper vận hành bằng thủy lực cho máy bay. Những phát triển này đã được sử dụng để hợp lý hóa và bảo đảm an toàn cho nhiều phương tiện lớn hơn, bao gồm:
- Xe lửa chở khách
- Máy bay
- Xe tăng
Mãi cho đến khi chiến tranh kết thúc, người ta mới tập trung trở lại vào việc phát triển phanh đĩa cho xe chở khách.
Phát triển sau chiến tranh
Sau khi chiến tranh kết thúc, Dunlop, nhà sản xuất phanh đĩa lớn cho phương tiện hàng không, đã điều chỉnh công nghệ của họ để áp dụng cho phương tiện lưu thông trên đường.
Năm 1953, chiếc xe đua Jaguar C type là chiếc xe đầu tiên được trang bị phanh đĩa Dunlop. Sau đó, Citroën DS trở thành phương tiện sản xuất hàng loạt bền vững đầu tiên sử dụng phanh đĩa.
Đến năm 1955, hầu hết các ô tô đều có phanh đĩa kiểu caliper. Chúng được gắn bên trong, gần hộp số hơn và chúng được cung cấp năng lượng bởi hệ thống thủy lực trung tâm của xe. Citroën DS đã bán được hơn 1,5 triệu chiếc trong 20 năm với thiết lập chính xác như vậy.
Hầu hết quá trình phát triển phanh đĩa đều xoay quanh những chiếc xe thể thao yêu cầu hiệu suất phanh cao hơn. Điều này bắt đầu tập trung vào châu Âu khi trọng lượng và tốc độ của xe tăng lên, đồng thời hệ thống phanh thủy lực mất khả năng phân phối nhiệt hiệu quả.
Hệ thống phanh Chrysler
Từ năm 1949 đến năm 1953, Chrysler đã sử dụng một hệ thống phanh đĩa độc đáo mở rộng ra bên ngoài thay vì ép vào đĩa bằng càng phanh. Hệ thống phanh của Chrysler đã sử dụng các đĩa mở rộng đôi để cọ sát vào bên trong trống phanh bằng gang. Trống tăng gấp đôi khi làm vỏ phanh và hệ thống này là quá đủ để dừng phương tiện.
Mặc dù đây là tiêu chuẩn trên một số phương tiện, nhưng hệ thống phanh mở rộng chỉ là một tùy chọn trên các phương tiện khác. Họ có thể tăng giá thêm 400 đô la, một số tiền khá lớn so với giá bán lẻ cho toàn bộ một chiếc Crosley Hot Shot là 935 đô la.
Hệ thống Chrysler đã sử dụng hệ thống phanh đĩa tự cung cấp năng lượng cho bốn bánh giúp tăng cường năng lượng phanh và giảm nhiệt. Nó cho phép áp suất phanh nhẹ hơn so với hệ thống caliper và giảm hiện tượng phai phanh, nhưng giá thành là một điểm tối đối với loại phanh đĩa này.
Sản xuất hàng loạt phanh đĩa
Một số mẫu xe đã mở đường cho việc sản xuất hàng loạt phanh đĩa bao gồm:
- Jensen 541
- Triumph TR3
- Studebaker Avanti
- Rambler Marlin
- Ford Thunderbird
- Lincoln Continental
Trong số các mẫu xe này, một số được trang bị phanh đĩa trên cả 4 bánh, một số được trang bị cho 2 bánh trước, và nó đủ để dừng xe an toàn.
Phanh đĩa trên xe mô tô
Những chiếc xe máy đầu tiên trang bị phanh đĩa cũng là những chiếc xe đua. Mãi đến năm 1965, xe máy phanh đĩa mới được ra mắt công chúng, nhưng chiếc MV Agusta touring đắt tiền vẫn nằm ngoài tầm với của nhiều người.
Vào năm 1969, Honda đã trang bị cho CB750 một phanh đĩa dẫn động bằng thủy lực ở phía trước và chiếc xe rẻ hơn này đã hoạt động tốt. Sự phổ biến đã mở đường cho mô tô, xe gắn máy và xe đạp leo núi tiến tới hệ thống phanh đĩa.
