مكابح سيراميك أو كربون سيراميك: إيجابيات / سلبيات ، أسعار وأنواع

أحد أفضل أقراص المكابح التي يمكن أن نجدها هي مكابح سيراميك. صفاته أعلى بكثير من الفرامل التقليدية التي تحملها معظم السيارات.

بين لها ميزة هي: مقاومة أكبر ، ووزن أقل ، ومتانة كبيرة. على الرغم من وجود العديد من الفضائل الأخرى التي لا يدركها معظم الناس. أما بالنسبة له عيوبوبصرف النظر عن تكلفتها الباهظة ، مما يعني أننا نراها فقط في بعض السيارات الرياضية ، فهناك أيضًا بعض العيوب الأخرى التي تندم أكثر من شخص على شرائها.

أنواع الفرامل

تتكون فرامل القرص بشكل أساسي من وسادات الفرجار والأقراص. أ قرص الفرامل إنه تطبيق بسيط إلى حد ما. وتتمثل وظيفتها في تحويل الطاقة الحركية للحركة الخطية للسيارة إلى حرارة عندما يتم الإمساك بها بواسطة الفرجار وبطانات الفرامل (من خلال الاحتكاك). يجب أن تتمتع المادة المستخدمة في بناء القرص بالقدرة على امتصاص الحرارة وتبديدها ، مع وجود مقاومة ميكانيكية كافية لتحمل قوة التثبيت للفرجار وعزم الكبح. يحتاج أيضًا إلى نقل مقدار مناسب ويمكن التحكم فيه من الاحتكاك عند التفاعل مع وسادات الفرامل.

يوجد في صناعة المكابح ثلاثة أنواع ، على الرغم من أننا سنركز في هذا المقال على نوعين منهم:

• معدني مصنوع من الحديد الصلب.
• سيراميك كاربوسيراميك أو سيراميك (يتكون من مصفوفة سيراميك)
• كربون نقي (يستخدم في المنافسة)

مزايا الأقواس الخزفية

من المعروف أن ملف أداء مكابح السيراميك متفوق على أداء الفولاذ. لا يهم ما إذا كانت مثقبة أو مخدوشة أو تصميمات أخرى لتحسين قدراتها ، فسيظل السيراميك دائمًا أعلى بكثير.

جودتها الرئيسية هي أن لديهم ملف مقاومة أعلى لدرجات الحرارة، لذلك لا تظهر عليهم أي علامات على الإرهاق بسبب الاستخدام الكثيف. هذا هو السبب في أنه من المستحيل عمليًا بالنسبة لهم الالتواء بسبب صدمة حرارية مفاجئة جدًا. ومن ثم ، فهي مجهزة بالسيارات المصممة للحلبة ، والسيارات الخارقة أو ، كإضافة ، للسيارات عالية الأداء. يمكنك رؤية مكابح السيراميك وهي تعمل في اختبار Audi RS3 Sedan:

لهذا السبب ، ولخصائص أخرى لموادها ، فهي أيضًا هي أكثر متانة من الفرامل التقليدية. لدرجة أنه يقال في كثير من الأحيان أنهم يدومون أكثر من 300.000 كم. ومع ذلك ، فإن هذا الرقم مضلل لأنه ، اعتمادًا على كيفية استخدامه ونوع السيارة ، يمكن تقليل مدته بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، نحن لا نتحدث حتى عن 300.000 كيلومتر على الحلبة ، بل بالأحرى مع القيادة العادية.

كما أضيف ، وزنه نصف وزن الفولاذ. وهو ما يجلب ميزة إضافية أخرى للسيارات الرياضية التي تحملها ، والتي تحتاج على وجه التحديد إلى تقليل وزنها قدر الإمكان. تتجلى هذه الميزة بشكل أكبر في بعض الحالات ، لأن بعض العلامات التجارية تستخدم مواد خفيفة الوزن مثل الألومنيوم أو التيتانيوم لتقليل وزن أجزاء أخرى من الفرامل.

مكابح سيراميك ايضا يمكن أن تقلل من مسافات التوقف في بعض الحالات. على الرغم من أن هذا يحدث بشكل أساسي لأنهم يفقدون قوة كبح أقل بكثير عند تسخينهم.

الميزة التي لا يدركها معظم الناس تتعلق بالبيئة. الأقواس الخزفية تنتج غبارًا أقل نعومة عند التشغيل. جزيئات صغيرة جدًا تظل معلقة في الهواء وتؤثر على صحة الناس بل وتقلل من متوسط ​​العمر المتوقع.

عيوب الأقواس الخزفية

سترى أن هذه القائمة أقصر بكثير من تلك الخاصة بالمزايا ، لكن لا تنس أن الأقواس الخزفية لها أيضًا نظيراتها. الأول والأكثر وضوحا هو سعر، وهو أكبر بكثير من أقراص الفرامل العادية.

الجانب السلبي الذي لا يدركه بعض المشترين عند اختيار تركيب مكابح السيراميك هو ذلك يصدرون صريرًا مع بعض التردد. صوت يمكن أن يكون مزعجًا إلى حد ما في السيارات التي تستخدم لشيء آخر غير السباق. على سبيل المثال ، في خط RS من Audi أو طرازات M من BMW.

مم تصنع دعامات السيراميك؟

على الرغم من أنها تسمى غالبًا الأقواس الخزفية للبساطة ، من الأصح تسميتها أقراص السيراميك المركبة. تشير كلمة مركب إلى حقيقة أن مادة السيراميك ، السيليكون ، مدمجة مع ألياف الكربون لزيادة مقاومتها. ومن ثم تم استدعاؤهم أيضا مكابح سيراميك الكربون.

لكي نكون أكثر دقة ، يتم ضغط ألياف الكربون إلى حد كبير ، لكنها تترك بعض المسام التي يدخل من خلالها كربيد السيليكون المنصهر ، مما يؤدي إلى تكوين مصفوفة خزفية بالداخل. والنتيجة هي مركب شديد الصلابة ومقاوم للتآكل ودرجة الحرارة.

كيف يتم صنعها

لإنشاء الأقراص الخزفية من الداخل يتم خلط ألياف الكربون مع الراتنج، يتم وضعها في قوالب على شكل قرص و يضغط بضغطة بقوة 20 طن في حين يسخن إلى 200 درجة مئوية. مع هذا ، يتم ضغط ألياف الكربون ويصبح الراتنج من البلاستيك.

بعد تبريد الأقراص ، تتم إزالة الأجزاء الخشنة وعمل فتحات تهوية، لتسخينهم على الفور مرة أخرى في الفرن لمدة يومين. هناك سترتفع درجة حرارته إلى 1.000 درجة بشكل تدريجي لإنتاج تغيير كيميائي يحول البلاستيك إلى كربون.

الخطوة التالية هي إضافة مسحوق السيليكون الناعم إلى القرص وأعده إلى الفرن لمدة 24 ساعة أخرى. هناك ستسخن تدريجياً حتى 1.700 درجة مئويةلإذابة مسحوق السيليكون الناعم إلى كربيد السيليكون. مادة شديدة الصلابة تتسرب عبر المسام الدقيقة للقرص.

حان الوقت للقيام ببعض ثقوب إضافية من الداخل، حيث سيتم إدخال الكوب اللازم لتثبيتها. في وقت لاحق، يتم إضافة طبقة من الطلاء الواقي لعزل الكربون عن الأكسجين في الغلاف الجوي. خطوة حاسمة تمنع الأكسجين من السماح للكربون بالاحتراق في درجات حرارة عالية. تمت معالجة الطلاء في فرن آخر ، تاركًا وراءه مسحوقًا أبيض.

وأخيرا، يقوم الروبوت بتلميع سطح الأقراص والكاميرا تحلل القرص على المستوى المجهري لضمان عدم وجود عيوب. بمجرد اكتمال فحص الجودة هذا ، تتم إضافة الكوب بحيث يمكن تثبيته على السيارة. كما ترى ، إنها عملية طويلة تتجاوز فيها جميع الخطوات المضافة معًا أسبوعًا لتصنيع مجموعة من الأقراص.

يسمى هذا النوع من المواد كربيد السيليكون المقوى بألياف الكربون (C-SiC) ، الذي ترجمته إلى الإسبانية ألياف كربونية معززة بكربيد السيليكون.

أنواع الأقواس الخزفية

كما هو الحال مع العديد من الأنظمة والاختراعات في عالم السيارات ، كل علامة تجارية تمنحها اسمًا مختلفًا كجزء من حملتك التسويقية. ومع ذلك ، في كثير من الحالات ، تكون الاختلافات الجوهرية بين أحدهما والآخر ضئيلة أو غير موجودة من حيث التشغيل والبناء.

هذا هو الحال مع مكابح السيراميك ، والتي تحمل أسماء مثل مادة السيراميك المركبة (CCM) ، مركب مصفوفة السيراميك (CMC) أو مكابح سيراميك الكربون (بنك التعمير الصينى). أسماء أكثر تحديدًا تتضمن علامة تجارية مثل فرامل بورش السيراميك المركبة (ثنائي الفينيل متعدد الكلور). ولكن ، من حيث الجوهر ، نتعامل مع نفس النوع من الفرامل بناءً على التقنية الموضحة أعلاه: كربيد السيليكون المقوى بألياف الكربون (C-SiC).

نوع الفرامل التي يجب عدم الخلط بينه وبين مكابح الكربون (C / C). يتم استخدامها في الطيران والنقل بالسكك الحديدية و صيغة 1، لأنهم أكثر مقاومة. ومع ذلك ، فإن درجة حرارة التشغيل المثلى عالية جدًا بحيث لا يمكن استخدام فرامل سيارات الشوارع. كما يوحي الاسم ، فهي ليست مكابح من السيراميك لأنها تمت معالجتها بالكربون فقط بطريقة محددة للغاية ، والتي تستغرق وقتًا أطول لتصنيعها.

هل يستحق وضع الأقواس الخزفية؟

الفرامل أحد أهم العناصر سيارتنا التي تنتمي إلى نظام الأمان الفعال. تسمح لنا المكابح الجيدة بإيقاف السيارة في وقت أقرب ، وبناءً على الحالة ، نتجنب وقوع حادث محتمل. لذلك ، وفقًا لهذا المنطق ، ستكون الأقواس الخزفية قرارًا جيدًا إذا كانت لديك ميزانية. ومع ذلك ، هذا لا يجب أن يكون على هذا النحو.

نظرا لصفاتها ، من المنطقي فقط ضع مكابح سيراميك على السيارة إذا كان سيتم استخدامه بشكل مكثف للغاية. أي أن التشغيل على حلبة وممارسة القيادة مع مادة أخرى أضعف من شأنه أن يتسبب في ارتفاع درجة حرارة الأقراص. موقف متطرف يحدث عادة فقط في المنافسة أو في مجموعات دارة متطلبة للغاية.

سعر الأقواس الخزفية

السيارات الأكثر تكلفة في الإنتاج هي الموديلات التي يمكن تجهيزها كإضافة لـ حوالي 10.000 يورو. على الرغم من أن هذا الإنفاق يتضمن عادةً قطعًا من المزيد من المكابس ، وتعديلات على الهيكل لتحسين سلوكه الديناميكي وبعض التفاصيل الجمالية.

إذا ذهبنا إلى الطرف الآخر ، فإن أحد أغلى الأشياء في سيارات الشوارع هي أقراص المكابح المصنوعة من الكربون والسيراميك من Bugatti Chiron. استبدالها مع منصات التيتانيوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد وتكاليف الفرجار أكثر من 50.000 يورو.

وخلاصة القول

مكابح السيراميك مصنوعة من سيراميك مقوى بألياف الكربون. مركب السيراميك هذا ، مع كربيد السيليكون ، يقدم مقاومة كبيرة للتآكل ، فضلاً عن توفير صلابة كبيرة.

تأتي أصول مكابح السيراميك من الطائرات وأيضًا من المنافسة ، مما يوفر نتائج جيدة جدًا. يتميز هذا النوع من الفرامل بوجود أ مقاومة جيدة جدا للبهت بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تدوم حتى أربع مرات أطول من الفرامل الفولاذية التقليدية.

درجة الحرارة التي يمكن أن تصل إليها الفرامل عند استخدامها هي 700 درجة مئوية، مما يقلل من فعاليتها. لحسن الحظ ، لا تواجه الفرامل الخزفية هذه المشكلة ويمكنها توزيع الحرارة على سطح القرص بالكامل.

فيما يتعلق بوزن الفرامل الخزفية ، يمكن القول إنها كذلك أخف بكثير من التقليدية. يمكن أن يزن هذا النوع من الفرامل نصف الوزن ، مما يوفر لنا توفيرًا كبيرًا في الوزن.

ومع ذلك ، ليست كل مزايا مكابح السيراميك. هذه الفرامل لها سعر مرتفع جدا، مما يجعلها حصرية للغاية والسيارات الرياضية فقط من علامات تجارية مثل فيراري أو بورش تجهز هذا النوع من الفرامل لسياراتهم. يمكن أن تتجاوز تكلفة هذا النوع من الفرامل يورو 9.000.

يعتبر تصنيع قرص الفرامل الخزفي أبطأ بكثير من قرص الفرامل العادي ، ويمكن أن يستغرق تقريبًا يوم كامل لعمل تسجيل واحد.

يمكن أن تصل مدة خدمة أقراص الفرامل الخزفية كم 300.000. لذلك ، في كثير من الحالات ، لن تحتاج هذه الأنواع من الفرامل إلى الاستبدال طوال عمر السيارة.

الصور - التوأم ، آندي دورست ، ترافيس إيزاكس ، يحيى س. ، The359 ، بن راميريز ، بيل أبوت ، رازفان أورندوفيتشي