Carbon Ceramic Brake ගැන ඉගෙනගමු
මෝටර් රථ ලෝකයේ සුපිරි තාක්ෂණය සහ මෝටර් රථ ලෝකයේ 'කාර්යසාධනය' (Performance) ගැන කතා කරන විට, අපි වැඩිපුරම අවධානය යොමු කරන්නේ එන්ජිමේ බලය සහ ත්වරණය (Acceleration) ගැනයි. නමුත් ඇත්තටම, වාහනයක තිබිය යුතු වැදගත්ම හැකියාව තමයි නවත්වීමේ හැකියාව. මෙන්න මේ තැනදී තමයි කාබන් සෙරමික් බ්රේක් (CCB) තාක්ෂණය ඉදිරියට එන්නේ. මේවා සාමාන්ය බ්රේක් වලට වඩා හාත්පසින්ම වෙනස් සුපිරි තාක්ෂණයක්.
අපි බලමු මේවා මොනවද, කොහොමද වැඩ කරන්නේ, සහ ඇයි මේවා මෙතරම් මිල අධික කියලා.
කාබන් සෙරමික් බ්රේක් කියන්නෙ මොනවද?
සාමාන්ය වාහන වල බ්රේක් තැටි (Brake Discs) සාදන්නේ යකඩ (Cast Iron) වලින්. නමුත් කාබන් සෙරමික් බ්රේක් පද්ධති වල තැටි නිපදවන්නේ කාබන් කෙඳි (Carbon Fibers) සහ සිලිකන් කාබයිඩ් (Silicon Carbide) වැනි සෙරමික් ද්රව්ය මිශ්රණයකින්. මෙම තැටි නිපදවීමේ ක්රියාවලිය ඉතා සංකීර්ණයි. කාබන් කෙඳි, Resin සමඟ මිශ්ර කර, අධික පීඩනය යටතේ සෙරමික් (Ceramization) බවට පරිවර්තනය කරනවා. මේ නිසා තැටියට අතිශය දෘඪතාවක් සහ තාප ප්රතිරෝධයක් ලැබෙනවා.
[Image of carbon ceramic brake disc structure]CCB වල ඇති විශේෂ වාසි මොනවාද?
මෙම තාක්ෂණය ප්රධාන වශයෙන්ම සුපිරි ක්රීඩා මෝටර් රථ (Supercars) සහ ධාවන තරඟ වාහන (Race Cars) වල භාවිතයට හේතු වන ප්රධාන කාරණා කිහිපයක් තිබෙනවා.
බර අඩු වීම (Weight Reduction)
CCB තැටියක් සාමාන්ය වානේ තැටියකට වඩා 50% ක් පමණ සැහැල්ලුයි. මෙම බර අඩු වීම සිදු වන්නේ වාහනයේ Unsprung Weight ඒ කියන්නෙ ෂොක් ඇබ්සෝබර් වලට පහළින් ඇති බර මගින්. Unsprung Weight අඩු වීමෙන්, වාහනයේ හැසිරවීම (Handling), රෝද අත්හිටුවීමේ ක්රියාකාරිත්වය (Suspension Performance) සහ පදවන විට දැනෙන සුවපහසුව විශාල වශයෙන් ඉහළ යනවා.
තාප ප්රතිරෝධය සහ Fade අවම වීම
තදින් බ්රේක් කරන විට, ඇතිවන ඝර්ෂණය නිසා බ්රේක් තැටි අධික ලෙස රත් වෙනවා. සාමාන්ය යකඩ තැටි නිරන්තරයෙන් රත් වන විට, ඒවායේ තිරිංග ක්රියාකාරිත්වය අඩු වෙනවා (මෙයට Brake Fade කියනවා). මෙම CCB තැටි වලට සෙල්සියස් අංශක 1000 වැනි අධික උෂ්ණත්වයන්ට පවා ඔරොත්තු දීමේ හැකියාව තිබෙනවා. මෙම තැටි වල තාපය විසුරුවා හැරීමේ හැකියාව අතිශයින් ඉහළ නිසා, රේස් ට්රැක් එකකදී වුවද, තිරිංග ක්රියාකාරිත්වයේ අඩුවීමක් (Fade) ඇතිවීමේ අවදානම ඉතාම අඩුයි.
[Image of glowing brake disc under thermal load]කල්පැවැත්ම (Longevity)
සාමාන්ය භාවිතයේදී (Track Driving වලදී නොව), CCB තැටි සාමාන්ය යකඩ තැටිවලට වඩා දස ගුණයකින් පමණ කල් පවතිනවා. සමහර විට ඒවා වාහනයේ සම්පූර්ණ ආයු කාලය පුරාම පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්.
අවාසි සහ ප්රායෝගික ගැටලු
මේවා සුපිරි තාක්ෂණය වුවත්, සාමාන්ය වාහන වල භාවිතයට නොගැනීමට හේතු වන ප්රධාන ගැටලු කිහිපයක් තිබෙනවා.
ඒකෙන් ප්රධානම ගැටලුව වෙන්නෙ අධික මිල (High Cost) වීම. මේවා නිපදවීමේ සංකීර්ණ ක්රියාවලිය නිසා, CCB පද්ධතියක් සාමාන්ය පද්ධතියකට වඩා දස ගුණයක් හෝ ඊට වැඩි මිලක් ගන්නවා. යම් හෙයකින් තැටියක් හෝ කැලිපරයක් හානි වුවහොත්, අලුත්වැඩියා වියදම අතිශයින් ඉහළයි.
දැන් බලමු මේකෙ සාමාන්ය ක්රියාකාරිත්වය. CCB තැටි හොඳම කාර්යසාධනය පෙන්වන්නේ ඒවා උණුසුම් වූ විටයි. එදිනෙදා සාමාන්ය මාර්ග ධාවනයේදී හෝ සීතල කාලගුණයේදී, සාමාන්ය යකඩ තැටි තරම් ක්ෂණික සහ හොඳ තිරිංග ප්රතිචාරයක් නොදක්වන්න පුළුවන්. ඇතැම් විට, විශේෂයෙන්ම අඩු වේගයන්හිදී සහ සීතල අවස්ථාවලදී, Squealing Noise ඇති වීමේ ප්රවණතාවක් තිබෙනවා.
කාබන් සෙරමික් බ්රේක් යනු නවත්වීමේ හැකියාව සම්බන්ධයෙන් මෝටර් රථ ඉංජිනේරු විද්යාවේ උච්චතම ස්ථානයයි. එය වාහනයට විස්මිත නවත්වීමේ බලයක්, අධික තාප ප්රතිරෝධයක් සහ බර අඩු වීමෙන් වැඩි දියුණු කළ හැසිරවීමක් ලබා දෙනවා. ඔබ අධික වේගයකින් ධාවනය වන, නිරන්තරයෙන් ධාවන පථ වල (Race Tracks) භාවිතා කරන වාහනයක් පදවන්නේ නම්, CCB යනු අවදානම සහ ආරක්ෂාව අතර ඇති වෙනස විය හැකියි. නමුත් එදිනෙදා භාවිතය සඳහා, එහි අධික පිරිවැය නිසා සාමාන්ය වානේ බ්රේක් පද්ධති තවමත් වඩාත් ප්රායෝගික තේරීම වී තිබෙනවා.
ඔබේ වාහනය නවීකරණය කිරීමට පෙර, CCB පද්ධතියක් ඔබට දැරිය හැකිද සහ එහි නඩත්තු කටයුතු පිළිබඳව සැලකිලිමත් වීම ඉතාම වැදගත්.
රේසිං සඳහා කාබන් සෙරමික් බ්රේක් භාවිතයට හේතු
සාමාන්ය මාර්ග ධාවනයට වඩා, රේසිං තත්ත්වයන් යටතේ CCB පද්ධති අත්යවශ්ය වන්නේ ප්රධාන වශයෙන්ම අධික වේගය, නිරන්තර තිරිංග අවශ්යතාව සහ කාලය (Time) යන සාධක නිසයි.
අධික තාපය කළමනාකරණය (Thermal Management)
රේසිං ධාවනයකදී, රියැදුරෙක් ඉතා කෙටි කාල පරාසයක් තුළ ඉතා තදින් තිරිංග යොදනවා. උදාහරණයක් ලෙස, ධාවන පථයේ කෙළින්ම දිවෙන කොටසකින් (Straight) වංගුවක් (Corner) තුල රථය හැරවීමට පෙර, වේගය පැයට කිලෝමීටර් 300 කින් පමණ 60 දක්වා අඩු කිරීමට සිදුවෙනවා. මෙම ක්රියාවලියේදී තිරිංග පද්ධතියට විශාල ශක්ති ප්රමාණයක් තාපය බවට පරිවර්තනය කිරීමට සිදුවෙනවා. යකඩ තැටි මෙම තාපය දරාගැනීමට අසමත් වී ඉක්මනින් රත් වන විට, Brake Fade (තිරිංග අඩුවීම) ඇති වී, රියැදුරුට වාහනය පාලනය කරගැනීමට නොහැකි වෙනවා. මෙම CCB බ්රේක් disk වඩා වැඩි උෂ්ණත්වවලදී පවා කිසිදු කාර්යසාධනයක් අඩු වීමකින් තොරව ක්රියා කළ හැකි නිසා, Brake Fade ඇතිවීම සම්පූර්ණයෙන්ම වාගේ වළක්වා ගන්න පුළුවන්. මෙය රේසිං වලදී ආරක්ෂාවට මෙන්ම ජයග්රහණයට ද අතිශයින් වැදගත් වෙනවා.
බර අඩු කිරීමේ වාසිය (Mass Reduction Advantage)
රේසිං වලදී වාහනයක සෑම කිලෝග්රෑම් එකක්ම වැදගත්. CCB මගින් ලබා දෙන බර අඩු වීම රේසිං සඳහා ඉතා වැදගත් සාධකයක් වෙනවා. CCB තැටි වානේ තැටි වලට වඩා 50% ක් පමණ සැහැල්ලුයි. මෙම Unsprung Weight (ෂොක් වලට පහළින් ඇති බර) අඩු වීම නිසා, රෝද වලට මාර්ගයේ මතුපිට වඩා හොඳින් අල්ලා ගැනීමට (Grip) හැකි වෙනවා. බර අඩු වීම නිසා වාහනයේ සුක්කානම් ක්රියාව
