Ένας από τους καλύτερους δίσκους φρένων που μπορούμε να βρούμε είναι οι κεραμικά φρένα. Οι ιδιότητές του είναι πολύ πάνω από τα συμβατικά φρένα που φέρουν τα περισσότερα αυτοκίνητα.
Μεταξύ σου πλεονέκτημα είναι: η μεγαλύτερη αντοχή του, το μικρότερο βάρος και η μεγάλη αντοχή του. Αν και υπάρχουν πολλές άλλες αρετές που οι περισσότεροι αγνοούν. Όσο για το δικό του μειονεκτήματα, εκτός από το υψηλό κόστος του, που σημαίνει ότι τα βλέπουμε μόνο σε ορισμένα σπορ αυτοκίνητα, υπάρχουν και κάποια άλλα μειονεκτήματα που κάνουν περισσότερους από έναν να μετανιώσουν που το αγόρασαν.
τύπους φρένων
Ένα δισκόφρενο αποτελείται ουσιαστικά από τη δαγκάνα και τα τακάκια του δίσκου. ΕΝΑ δισκόφρενο είναι ένα αρκετά απλό εργαλείο. Η λειτουργία του είναι να μετατρέπει την κινητική ενέργεια της γραμμικής κίνησης του αυτοκινήτου σε θερμότητα όταν συγκρατείται από τη δαγκάνα και τα τακάκια των φρένων (μέσω της τριβής). Το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ενός δίσκου πρέπει να έχει την ικανότητα να απορροφά και να διαχέει τη θερμότητα, ενώ έχει επαρκή μηχανική αντίσταση για να αντέχει τη δύναμη σύσφιξης της δαγκάνας και τη ροπή πέδησης. Πρέπει επίσης να μεταδίδει μια σωστή και ελεγχόμενη ποσότητα τριβής όταν αλληλεπιδρά με τα τακάκια των φρένων.
Στην κατασκευή φρένων υπάρχουν τρεις τύποι, αν και σε αυτό το άρθρο θα επικεντρωθούμε σε δύο από αυτούς:
- Μεταλλικό, από μασίφ σίδερο.
- Καρβοκεραμικά ή κεραμικά (αποτελούμενα από κεραμική μήτρα)
- Καθαρός άνθρακας (που χρησιμοποιείται στον ανταγωνισμό)
Πλεονεκτήματα των κεραμικών τιράντες
Είναι γνωστό ότι το Η απόδοση των κεραμικών φρένων είναι ανώτερη από αυτή του χάλυβα. Δεν έχει σημασία αν είναι διάτρητα, γρατσουνισμένα ή άλλα σχέδια για να βελτιώσουν τις δυνατότητές τους, τα κεραμικά θα είναι πάντα πολύ πιο πάνω.
Η κύρια ιδιότητά τους είναι ότι έχουν α υψηλότερη αντοχή στη θερμοκρασία, επομένως δεν δείχνουν σημάδια εξάντλησης υπό βαριά χρήση. Γι' αυτό είναι πρακτικά αδύνατο να παραμορφωθούν λόγω πολύ ξαφνικού θερμικού σοκ. Ως εκ τούτου, είναι εξοπλισμένο με αυτοκίνητα σχεδιασμένα για την πίστα, supercars ή, επιπλέον, σε αυτοκίνητα υψηλών επιδόσεων. Μπορείτε να δείτε τα κεραμικά φρένα σε δράση στη δοκιμή Audi RS3 Sedan:
Για το λόγο αυτό και για άλλες ιδιότητες του υλικού του επίσης είναι πιο ανθεκτικά από τα συμβατικά φρένα. Τόσο πολύ, που συχνά λέγεται ότι διαρκούν περισσότερο από 300.000 χιλιόμετρα. Ωστόσο, αυτό το νούμερο είναι παραπλανητικό γιατί, ανάλογα με τον τρόπο χρήσης και τον τύπο του αυτοκινήτου, η διάρκειά του μπορεί να μειωθεί σημαντικά. Επιπλέον, δεν μιλάμε καν για 300.000 km στην πίστα, αλλά μάλλον με κανονική οδήγηση.
Όπως προστέθηκε, Το βάρος του είναι το μισό από αυτό των ατσάλινων. Κάτι που φέρνει άλλο ένα επιπλέον πλεονέκτημα στα σπορ αυτοκίνητα που τα μεταφέρουν, τα οποία πρέπει ακριβώς να μειώσουν το βάρος τους όσο το δυνατόν περισσότερο. Αυτό το πλεονέκτημα είναι ακόμη πιο τονισμένο σε ορισμένες περιπτώσεις, επειδή ορισμένες μάρκες χρησιμοποιούν ελαφριά υλικά όπως αλουμίνιο ή τιτάνιο για να μειώσουν το βάρος άλλων τμημάτων του φρένου.
κεραμικά φρένα επίσης μπορεί να μειώσει τις αποστάσεις ακινητοποίησης σε ορισμένες περιπτώσεις. Αν και αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή χάνουν πολύ λιγότερη ισχύ πέδησης όταν θερμαίνονται.
Το πλεονέκτημα που οι περισσότεροι αγνοούν έχει να κάνει με το περιβάλλον. κεραμικά σιδεράκια παράγουν πολύ λιγότερη λεπτή σκόνη κατά τη λειτουργία. Πολύ μικρά σωματίδια που παραμένουν αιωρούμενα στον αέρα και που επηρεάζουν την υγεία των ανθρώπων και μάλιστα μειώνουν το προσδόκιμο ζωής τους.
Μειονεκτήματα των κεραμικών τιράντες
Θα δείτε ότι αυτή η λίστα είναι πολύ πιο σύντομη από αυτή των πλεονεκτημάτων, αλλά μην ξεχνάτε ότι και τα κεραμικά σιδεράκια έχουν τα αντίστοιχα τους. Το πρώτο και πιο προφανές είναι την τιμή, το οποίο είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό των κανονικών δίσκων φρένων.
Το μειονέκτημα που ορισμένοι αγοραστές αγνοούν όταν επιλέγουν να τοποθετήσουν κεραμικά φρένα είναι αυτό τρίζουν με κάποια συχνότητα. Ένας ήχος που μπορεί να είναι κάπως ενοχλητικός σε αυτοκίνητα που χρησιμοποιούνται για κάτι άλλο εκτός από αγώνες. Για παράδειγμα, στη σειρά RS της Audi ή στα μοντέλα M της BMW.
Από τι κατασκευάζονται τα κεραμικά σιδεράκια;
Αν και συχνά ονομάζονται κεραμικά σιδεράκια για απλότητα, είναι πιο σωστό να τους ονομάσουμε κεραμικούς σύνθετους δίσκους. Η λέξη σύνθετο αναφέρεται στο γεγονός ότι το κεραμικό υλικό, το πυρίτιο, συνδυάζεται με ανθρακονήματα για να αυξήσει την αντοχή του. Εξ ου και ονομάζονται επίσης ανθρακονεραμικά φρένα.
Για να είμαστε πιο ακριβείς, η ίνα άνθρακα συμπιέζεται σε μεγάλο βαθμό, αλλά αφήνει κάποιους πόρους μέσω των οποίων εισέρχεται το λιωμένο καρβίδιο του πυριτίου, δημιουργώντας μια κεραμική μήτρα στο εσωτερικό. Το αποτέλεσμα είναι μια εξαιρετικά σκληρή ένωση που είναι ανθεκτική στην τριβή και τη θερμοκρασία.
πώς φτιάχνονται
Για να δημιουργήσετε το εσωτερικό των κεραμικών δίσκων ανθρακονήματα αναμιγνύονται με ρητίνη, μπαίνει σε δισκόμορφα καλούπια και συμπυκνώνεται με πρέσα με δύναμη 20 τόνων ενώ θερμαίνεται στους 200ºC. Με αυτό, το ανθρακονήματα συμπιέζεται και η ρητίνη γίνεται πλαστική.
Μετά την ψύξη των δίσκων, αφαιρούνται τραχιά μέρη και γίνονται οπές αερισμού, για να τα ξαναζεστάνουμε αμέσως σε φούρνο για δύο μέρες. Εκεί η θερμοκρασία του θα ανέβει στους 1.000 βαθμούς προοδευτικά για να παραχθεί μια χημική αλλοίωση που μετατρέπει το πλαστικό σε άνθρακα.
Το επόμενο βήμα είναι προσθέστε λεπτή σκόνη πυριτίου στο δίσκο και το ξαναβάζουμε στο φούρνο για άλλες 24 ώρες. Εκεί σταδιακά θα θερμανθεί στους 1.700ºC, για να λιώσει λεπτή σκόνη πυριτίου σε καρβίδιο του πυριτίου. Ένα εξαιρετικά σκληρό υλικό που διαρρέει τους μικροπόρους του δίσκου.
Τώρα είναι η ώρα να κάνουμε μερικά επιπλέον τρύπες στο εσωτερικό, όπου θα μπει το απαραίτητο κύπελλο για να μπορέσουμε να τα τοποθετήσουμε. Αργότερα, προστίθεται ένα στρώμα προστατευτικής βαφής για την απομόνωση του άνθρακα από το οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Ένα κρίσιμο βήμα, το οποίο εμποδίζει το οξυγόνο να επιτρέψει στον άνθρακα να καεί σε υψηλές θερμοκρασίες. Το χρώμα ωριμάζεται σε άλλο φούρνο, αφήνοντας πίσω του μια λευκή σκόνη.
Τέλος, ένα ρομπότ γυαλίζει την επιφάνεια των δίσκων και μια κάμερα αναλύει τον δίσκο σε μικροσκοπικό επίπεδο για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν ελαττώματα. Μόλις ολοκληρωθεί αυτός ο ποιοτικός έλεγχος, προστίθεται το κύπελλο ώστε να μπορεί να τοποθετηθεί στο αυτοκίνητο. Όπως μπορείτε να δείτε, είναι μια μακρά διαδικασία κατά την οποία όλα τα βήματα που αθροίζονται μαζί υπερβαίνουν την εβδομάδα για την κατασκευή μιας παρτίδας δίσκων.
Αυτός ο τύπος υλικού ονομάζεται καρβίδιο πυριτίου ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (C-SiC), του οποίου η μετάφραση στα ισπανικά είναι Ανθρακονήματα ενισχυμένα με καρβίδιο του πυριτίου.
Τύποι κεραμικών τιράντες
Όπως συμβαίνει με πολλά συστήματα και εφευρέσεις στον κόσμο του κινητήρα, κάθε μάρκα της δίνει διαφορετικό όνομα ως μέρος της καμπάνιας μάρκετινγκ. Ωστόσο, σε πολλές περιπτώσεις οι ουσιαστικές διαφορές μεταξύ του ενός και του άλλου είναι ελάχιστες ή ανύπαρκτες ως προς τη λειτουργία και την κατασκευή τους.
Αυτό συμβαίνει με τα κεραμικά φρένα, τα οποία ακούγονται με ονόματα όπως Ceramic Composite Material (CCM), Σύνθετο Κεραμικό Matrix (CMC) ή Carbon Ceramic Brakes (CCB). Ακόμη πιο συγκεκριμένα ονόματα που περιλαμβάνουν τη μάρκα όπως Porsche Ceramic Composite Brakes (PCCB). Αλλά, στην ουσία, έχουμε να κάνουμε με τον ίδιο τύπο φρένων με βάση την τεχνολογία που περιγράφεται παραπάνω: Καρβίδιο του πυριτίου ενισχυμένο με ίνες άνθρακα (C-SiC).
Το είδος των φρένων με τα οποία δεν πρέπει να συγχέεται με τα φρένα Carbon-Carbon (C/C).. Χρησιμοποιούνται στην αεροναυπηγική, τις σιδηροδρομικές μεταφορές και την Formula 1, γιατί είναι ακόμα πιο ανθεκτικά. Ωστόσο, η βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας του είναι πολύ υψηλή για να φρενάρει το αυτοκίνητο του δρόμου. Όπως υποδηλώνει το όνομα, δεν είναι κεραμικά φρένα επειδή έχουν επεξεργασία άνθρακα μόνο με πολύ συγκεκριμένο τρόπο, ο οποίος χρειάζεται ακόμη περισσότερο χρόνο για να κατασκευαστεί.
Αξίζει να βάλω κεραμικά σιδεράκια;
τα φρένα είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία του αυτοκινήτου μας που ανήκουν στην ενεργητική ασφάλεια. Τα καλά φρένα μας επιτρέπουν να σταματήσουμε το αυτοκίνητο νωρίτερα και, ανάλογα με την περίπτωση, να αποφύγουμε ένα πιθανό ατύχημα. Έτσι, σύμφωνα με αυτό το σκεπτικό, τα κεραμικά σιδεράκια θα είναι μια καλή απόφαση εάν έχετε έναν προϋπολογισμό. Ωστόσο, αυτό δεν χρειάζεται να είναι έτσι.
Δεδομένων των ιδιοτήτων του, έχει μόνο νόημα βάλτε κεραμικά φρένα σε ένα αυτοκίνητο εάν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί πολύ εντατικά. Δηλαδή, τρέξιμο σε κύκλωμα και εξάσκηση στην οδήγηση που με άλλο πιο αδύναμο υλικό θα προκαλούσε υπερθέρμανση των δίσκων. Μια ακραία κατάσταση που συνήθως εμφανίζεται μόνο σε αγώνες ή σε πολύ απαιτητικές παρτίδες κυκλωμάτων.
τιμή κεραμικών τιράντες
Τα πιο προσιτά σε αυτοκίνητα παραγωγής είναι τα μοντέλα που μπορούν να εξοπλιστούν ως επιπλέον περίπου 10.000 ευρώ. Αν και αυτή η δαπάνη περιλαμβάνει συνήθως κομμάτια περισσότερων εμβόλων, τροποποιήσεις στο πλαίσιο για τη βελτίωση της δυναμικής συμπεριφοράς και ορισμένες αισθητικές λεπτομέρειες.
Αν πάμε στο άλλο άκρο, ένα από τα πιο ακριβά πράγματα στα αυτοκίνητα δρόμου είναι οι δίσκοι φρένων από άνθρακα-κεραμικά της Bugatti Chiron. Η αντικατάστασή τους μαζί με τα τρισδιάστατα εκτυπωμένα μαξιλαράκια και δαγκάνες τιτανίου κοστίζει περισσότερα από 50.000 ευρώ.
Εν περιλήψει
Τα κεραμικά φρένα είναι κατασκευασμένα από κεραμικό ενισχυμένο με ανθρακονήματα. Αυτό το κεραμικό σύνθετο, μαζί με το καρβίδιο του πυριτίου, προσφέρει μεγάλη αντοχή στην τριβή, καθώς και μεγάλη σκληρότητα.
Η προέλευση των κεραμικών φρένων προέρχεται από τα αεροπλάνα αλλά και από τον ανταγωνισμό, προσφέροντας πολύ καλά αποτελέσματα. Αυτός ο τύπος φρένων χαρακτηρίζεται από το ότι έχουν α πολύ καλή αντοχή στο ξεθώριασμα και, επιπλέον, μπορούν να διαρκέσουν έως και τέσσερις φορές περισσότερο από τα συμβατικά φρένα από χάλυβα.
Η θερμοκρασία που μπορούν να φτάσουν τα φρένα όταν τα χρησιμοποιούμε είναι 700ºC, μειώνοντας την αποτελεσματικότητά του. Ευτυχώς, τα κεραμικά φρένα δεν έχουν αυτό το πρόβλημα και είναι ικανά να διανέμουν θερμότητα σε όλη την επιφάνεια του δίσκου.
Όσον αφορά το βάρος των κεραμικών φρένων, μπορούμε να πούμε ότι είναι πολύ πιο ελαφρύ από τα συμβατικά. Αυτός ο τύπος φρένων μπορεί να ζυγίζει το μισό, γεγονός που μας παρέχει σημαντική εξοικονόμηση βάρους.
Ωστόσο, δεν είναι όλα πλεονεκτήματα στα κεραμικά φρένα. Αυτά τα φρένα έχουν α πολύ υψηλή τιμή, καθιστώντας τα πολύ αποκλειστικά και μόνο σπορ αυτοκίνητα από μάρκες όπως η Ferrari ή η Porsche εξοπλίζουν αυτόν τον τύπο φρένων στα οχήματά τους. Το κόστος αυτού του τύπου φρένων μπορεί να ξεπεράσει 9.000 ευρώ.
Η κατασκευή ενός κεραμικού δίσκου φρένων είναι πολύ πιο αργή από αυτή ενός κανονικού και μπορεί να διαρκέσει σχεδόν μια ολόκληρη μέρα να κάνει έναν μόνο δίσκο.
Η διάρκεια ζωής των κεραμικών δίσκων φρένων μπορεί να φτάσει 300.000 χιλιόμετρα. Επομένως, σε πολλές περιπτώσεις, αυτοί οι τύποι φρένων δεν θα χρειαστεί να αντικατασταθούν καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του οχήματος.
Εικόνες – twin-loc, Andy Durst, Travis Isaacs, Yahya S., The359, Ben Ramirez, Bill Abbott, Razvan Orendovici