X
חדש

מוצרים מתקדמים לאופנועים של חברת brembo

צלחות קרבון

מפורמולה 1 למכונית שלך: כך יהיו בלמי העתיד של הרכב

• יולי 25, 2022

זירת המירוצים, בעיקר פורמולה 1, היא כר פיתוח פורה לטכנולוגיות רבות בעולם הרכב. למשל צלחות בלימה ורפידות המסוגלות לעצור רכב מרוץ מ-320 קמ"ש פעם אחר פעם בעקביות ובטחון מלא.

 

צלחות בילום (דיסקים) הן הכלי, אשר יחד עם רפידות הבלימה, גורמות לנו לעצור. זה לכאורה נשמע פשוט: הרכב נוסע במהירות, הנהג לוחץ על דוושת הבלימה ובתגובה הרכב מאט ועוצר. עד כאן הכל מובן. זה הרי משהו שאנו מכירים ופוגשים בכל יום ובכל נהיגה. הדבר שפחות חושבים עליו זה על התהליך הפיזיקלי שקורה. עתה יהיה עליכם לשים את כובע החננה כהכנה להסבר קצר ולא מייגע.

למכונית בתנועה יש אנרגיה. אנרגיה קינטית שיש לכל עצם שנמצא בתנועה בטבע. כמות האנרגיה הקינטית תלויה במסה ובמהירות (יש לזה נוסחה מוזמנים לבדוק). זו למשל הסיבה לכך שרכב ריק יהיה קל יותר לבלום מאשר רכב עמוס אם שניהם נוסעים בדיוק 90 קמ"ש. באותה הנשימה רכב שנוסע ב-70 קמ"ש יהיה קל יותר לבלום מאשר רכב בעל מסה זהה הנוסע 100 קמ"ש ולכן הוא בעל אנרגיה קינטית רבה יותר. אל תתחילו לבלבל בין מסה למשקל כן?

צלחות בלימה ורפידות מטפלות באנרגיה הקינטית הזו על ידי חיכוך. זה ברור לא? צלחת הבילום סובבת ואז רפידות הבלימה לוחצות עליה בתגובה לדרישת הנהג. הקסם שקורה עתה הוא המרת אנרגיה. במקרה של הבלמים הם הופכים את האנרגיה הקינטית של המכונית לחום (זוכרים שהרפידות מתחככות בעוצמה בצלחות?) ואז החום הזה צריך להתפזר לאוויר. זה מתרחש על ידי הזרמת אוויר על ודרך צלחת הבלימה – להלן צלחות בלימה מאווררות או דיסקים מאווררים. מאלו ניתן למצא כמעט תמיד בגלגלים הקדמיים של המכונית – עליהם נופלת עיקר מעמסת הבלימה.

עד כאן הכל טוב ויפה אבל מה קורה אם הצלחת בלימה לא מצליחה להתמודד עם הטמפ' הגבוהות ומתחילה להתעוות? מה קורה אם פיזור החום איטי מדי וכשמגיעה בלימה נוספת אין מספיק רזרבה כדי להתמודד עם הצורך הנוסף להמיר אנרגיה קינטית לחום? בעיה! אבדן כוח בלימה, נוזל הבלמים שבצינורות עלול לרתוח ולבעבע ובמקרים קיצוניים אפילו צלחת הבלימה עלולה להישבר.

את כל זה למדו וחוו על מסלולי המירוצים. שם בתנאים המאומצים והמאתגרים ביותר, מנסות הקבוצות המובילות בעולם להתחרות אחת בשניה כשהן מביאות לקצה ואף מעבר, את החומרה המתקדמת והניסיונית העדכניות ביותר שיש כדי לקבל ייתרון קטן ככל שיהיה, על המתחרים. לבלמים יש משקל רב בתפריט ההכרחי להצלחה.

 

ברכב פורמולה 1, בדיוק כמו בקיה פיקנטו, הבלמים ממרים אנרגיה קינטית לחום המתפזר באטמוספירה. בהבדל אחד קטן הטמפרטורות הרבה יותר גבוהות. גבוהות יותר מטמפ' ההתכה של מתכות רבות שהיא סביב ה-1,500 מעלות צלזיוס. אז צריך למצא חומר אחר – קבלו את צלחות הקרבון (סיבי פחמן).
צלחות בלימה מקרבון קיימות בפורמולה 1 עוד משנות ה-80', שנים רבות לפני שהשימוש בהן צמח גם לספורט מוטורי אחר ואפילו אופנועים. אין למדע, לפחות בשלב זה, חומר גלם אחר אשר מכיל את השילוב הנחשק של משקל עצמי נמוך, הולכת חום מהירה ואפס התפשטות. אפילו ב-1000 מעלות, שזו טמפרטורת העבודה של צלחות בלימה BREMBO בפורמולה 1, חיים בה.

הצפיפות של קרבון היא 1.7 גרם לס"מ רבוע. בהשוואה ל-7.8 גרם של פלדה ו-7.3 גרם של ברזל יצוק. מקדם ההתפשטות של קרבון הוא רק חמישית מזה של פלדה ו-1:11 מזה של ברזל. נקודת ההתכה של קרבון מגיעה ב-3000 מעלות צלזיוס בהשוואה ל-1,200 מעלות לברזל ו-1800 מעלות לפלדה. בהחלט חומר שאגדות נוצרות ממנו.

למרבה הצער צלחות בלימה מקרבון אינן מתאימות לשימוש במכוניות כביש רגילות. הסיבה העיקרית לכך היא שמערכת הבילום לא מגיעה כלל לטמפרטורת העבודה שבה חומר הגלם הזה מתחיל להיות יעיל. בנוסף, אילו כן אפשר היה להגיע לחום הנדרש, שחיקת הבלמים והרפידות הייתה הרבה יותר מהירה ממה שלקוחות היו מוכנים להתמודד עמה.

אבל אל תתייאשו. עוד יש תקווה. שכן בשנים הרבות שבהן BREMBO רכשה ניסיון עם קרבון ועם חומרי גם אחרים, הביאו לפיתוח של צלחות בילום אשר מביאות לנהג הספורטיבי חלק מכובד מהתכונות הנהדרות של צלחות הפורמולה 1.

אלו צלחות בילום קרבון-קרמיות ש-BREMBO פיתחה יחד עם קבוצת SGL שמקנות הרבה מהתכונות של מערכות המירוצים לעולם של רכבי הספורט והביצועים. בממוצע, צלחות בילום קרבון-קרמי מפחיתות כ-5-6 ק"ג במשקל בהשוואה לצלחות בילום מברזל יצוק. בנוסף, אורך החיים שלהן עשוי להיות ארוך כמו אורך החיים של הרכב שעליו הן מותקנות. כמובן שתלוי באופי הנהיגה. אבל מעל מכל השימוש בחומר קרבון-קרמי יכול לקצר את מרחק הבלימה בעד שלושה מטרים (ביחס לצלחות בילום רגילות) בבלימה מ-100 קמ"ש ל-0 קמ"ש. שלושה מטרים שבהחלט יכולים לעשות את ההבדל.

כדי לקבל מעט פרופורציות בואו נראה מה קורה על מסלול הפורמולה 1 בסבב של צרפת.
לאורך מסלול פול ריקרד יש 10 נקודות בלימה. 2 מהן מוגדרות כבלימות קשות, 1 בינונית ועוד 7 קלות. הכל במונחים של פורמולה 1 כן? לא נתיבי איילון.
הבלימה המאתגרת ביותר היא בכניסה לפניה מספר 8, שיקיין אשר מפצל את הישורת הארוכה בת ה-1.8 קילומטרים שבמסלול. בפניה הזו על המכוניות לבלום מ-320 קמ"ש בלחיצה של 2.12 שניות ויש להן רק 116 מטרים כדי להנכס בבטחה לפניה במהירות של 135 קמ"ש.
הזיה! רוצים עוד?
הנהגים צריכים להפעיל לחץ של 140 ק"ג על הדוושה והם נתונים לתאוצה (תאוטה) של 4.7g. נתון שמוכר מעולם טייסי הקרב.
רוצים יכולות דומות גם בקופרה שלכם?

כתבות נוספות

דצמבר 11, 2019

חמישה דברים שיצילו לכם את החיים בבלמים

בכל פעם שאנו מביעים עניין כלשהו במכונית, תמיד אנחנו מגיעים לשלב שבו אנחנו שואלים "אז…

קרא עוד

מרץ 3, 2020

תפקיד הבלמים במכונית העתיד החשמלית

כיצד ייסעו מכוניות העתיד החשמליות? השאלה הזו מורכבת: אנחנו יודעים שלמכוניות העתיד יהיו גלגלים, אנחנו…

קרא עוד

מרץ 4, 2023

מתי הזמן הטוב ביותר להחליף בלמים?

בדרך כלל אנחנו לא חושבים לגעת בבלמים שלנו לפני שמגיעים לטיפול או שמתעוררת בעיה מורגשת…

קרא עוד