Uno dei migliori dischi freno che possiamo trovare sono i freni in ceramica. Le sue qualità sono di gran lunga superiori ai freni convenzionali che la maggior parte delle auto trasporta.
Tra i suoi Vantaggi sono: la sua maggiore resistenza, un minor peso e una grande durata. Anche se ci sono molte altre virtù di cui la maggior parte non è a conoscenza. Quanto al suo svantaggi, a parte il suo costo elevato, il che significa che le vediamo solo in alcune auto sportive, ci sono anche altri contro che fanno più di un rimpianto di averla acquistata.
tipi di freni
Un freno a disco è essenzialmente costituito dalla pinza e dalle pastiglie del disco. UN disco freno è un attrezzo abbastanza semplice. La sua funzione è quella di trasformare in calore l'energia cinetica del movimento lineare della vettura quando è trattenuta dalla pinza e dalle pastiglie dei freni (attraverso l'attrito). Il materiale utilizzato per la costruzione di un disco deve avere la capacità di assorbire e dissipare il calore, pur avendo una resistenza meccanica sufficiente per sopportare la forza di serraggio della pinza e la coppia frenante. Deve anche trasmettere una quantità di attrito adeguata e controllabile quando interagisce con le pastiglie dei freni.
Nella produzione di freni ci sono tre tipi, anche se in questo articolo ci concentreremo su due di essi:
- Metallico, fatto di ferro pieno.
- Carboceramica o ceramica (composta da una matrice ceramica)
- Carbonio puro (usato in gara)
Vantaggi delle parentesi graffe in ceramica
È noto che il le prestazioni dei freni in ceramica sono superiori a quelle dell'acciaio. Non importa se sono perforati, graffiati o altri design per migliorare le loro capacità, la ceramica sarà sempre molto al di sopra.
La loro qualità principale è che hanno a maggiore resistenza alla temperatura, quindi non mostrano segni di esaurimento in caso di uso intenso. Ecco perché è praticamente impossibile che si deformino a causa di uno shock termico molto improvviso. Quindi, è equipaggiato con vetture progettate per il circuito, supercar o, come extra, in auto ad alte prestazioni. Puoi vedere i freni ceramici in azione nel test Audi RS3 Sedan:
Per questo motivo, e per altre proprietà del suo materiale, anche sono più durevoli dei freni convenzionali. Tanto che si dice spesso che durino di più 300.000 km. Tuttavia, questa cifra è fuorviante perché, a seconda di come viene utilizzata e del tipo di auto che è, la sua durata può essere notevolmente ridotta. Inoltre, non parliamo nemmeno di 300.000 km in circuito, ma piuttosto con guida normale.
Come aggiunto, il suo peso è la metà di quelli in acciaio. Il che porta un ulteriore vantaggio in più alle auto sportive che le trasportano, che proprio devono ridurre il loro peso il più possibile. Questo vantaggio è ancora più accentuato in alcuni casi, perché alcuni marchi utilizzano materiali leggeri come l'alluminio o il titanio per ridurre il peso di altre parti del freno.
anche i freni in ceramica può ridurre le distanze di arresto in alcuni casi. Anche se questo è principalmente così perché perdono molto meno potenza frenante quando riscaldati.
Il vantaggio di cui la maggior parte non è a conoscenza ha a che fare con l'ambiente. bretelle in ceramica producono molto meno polvere fine durante il funzionamento. Particelle molto piccole che rimangono sospese nell'aria e che influiscono sulla salute delle persone e ne riducono persino l'aspettativa di vita.
Svantaggi delle parentesi graffe in ceramica
Vedrai che questo elenco è molto più breve di quello dei vantaggi, ma non dimenticare che anche gli apparecchi in ceramica hanno le loro controparti. Il primo e più ovvio è il prezzo, che è molto più grande di quella dei normali dischi freno.
Lo svantaggio di cui alcuni acquirenti non sono a conoscenza quando scelgono di montare i freni in ceramica è quello squittiscono con una certa frequenza. Un suono che può essere alquanto fastidioso nelle auto usate per qualcosa di diverso dalle corse. Ad esempio, nella linea RS di Audi o nei modelli M di BMW.
Di cosa sono fatti gli apparecchi in ceramica?
Sebbene siano spesso chiamati bretelle in ceramica per semplicità, è più corretto chiamarli dischi compositi ceramici. La parola composito si riferisce al fatto che il materiale ceramico, il silicio, viene combinato con la fibra di carbonio per aumentarne la resistenza. Per questo sono chiamati anche freni carboceramici.
Per essere più precisi, la fibra di carbonio è molto compattata, ma lascia dei pori attraverso i quali entra il carburo di silicio fuso, creando all'interno una matrice ceramica. Il risultato è una mescola estremamente dura, resistente all'abrasione e alla temperatura.
come sono fatti
Per creare l'interno dei dischi in ceramica la fibra di carbonio è mescolata con una resina, viene messo in stampi a forma di disco e si compatta con una pressa con una forza di 20 tonnellate Mientras riscaldato a 200ºC. Con questo, la fibra di carbonio viene compattata e la resina diventa plastica.
Dopo aver raffreddato i dischi, le parti ruvide vengono rimosse e vengono realizzati fori di ventilazione, per scaldarli subito di nuovo in forno per due giorni. Laggiù la sua temperatura salirà a 1.000 gradi progressivamente per produrre un'alterazione chimica che converte la plastica in carbonio.
Il passo successivo è aggiungere la polvere di silicone fine sul disco e rimettere in forno per altre 24 ore. Laggiù si riscalderà gradualmente fino a 1.700 ºC, per fondere la polvere di silicio fine in carburo di silicio. Un materiale estremamente duro che filtra attraverso i micropori del disco.
Ora è il momento di farne un po' fori extra all'interno, che è dove verrà inserita la tazza necessaria per poterle montare. Dopo, viene aggiunto uno strato di vernice protettiva isolare il carbonio dall'ossigeno nell'atmosfera. Un passaggio cruciale, che impedisce all'ossigeno di consentire al carbonio di bruciare ad alte temperature. La vernice viene polimerizzata in un altro forno, lasciando una polvere bianca.
Infine, un robot lucida la superficie dei dischi e una telecamera analizza il disco a livello microscopico per garantire che non vi siano imperfezioni. Una volta completato questo controllo di qualità, viene aggiunta la tazza in modo che possa essere montata sull'auto. Come puoi vedere, è un lungo processo in cui tutti i passaggi sommati superano una settimana per produrre un lotto di dischi.
Questo tipo di materiale è chiamato carburo di silicio rinforzato con fibra di carbonio (C-SiC), la cui traduzione in spagnolo è Fibra di carbonio rinforzata con Carburo di Silicio.
Tipi di bretelle in ceramica
Come per molti sistemi e invenzioni nel mondo dei motori, ogni marchio gli dà un nome diverso come parte della tua campagna di marketing. Tuttavia, in molti casi le differenze essenziali tra l'una e l'altra sono minime o inesistenti in termini di funzionamento e costruzione.
Questo è il caso dei freni in ceramica, che prendono nomi come Ceramic Composite Material (CCM), Composito a matrice ceramica (CMC) o freni carboceramici (CCB). Nomi ancora più specifici che includono il marchio come Porsche Ceramic Composite Brakes (PCCCB). Ma, in sostanza, si tratta della stessa tipologia di freni basati sulla tecnologia sopra descritta: Carburo di silicio rinforzato con fibra di carbonio (C-SiC).
Il tipo di freni con cui da non confondere con i freni Carbon-Carbon (C/C).. Sono utilizzati nell'aeronautica, nel trasporto ferroviario e nel Formula 1, perché sono ancora più resistenti. Tuttavia, la sua temperatura di esercizio ottimale è troppo alta per azionare i freni delle auto da strada. Come suggerisce il nome, non sono freni in ceramica perché hanno solo il carbonio trattato in un modo molto specifico, che richiede ancora più tempo per la produzione.
Vale la pena mettere bretelle in ceramica?
i freni sono uno degli elementi più importanti della nostra vettura che appartengono alla sicurezza attiva. I buoni freni ci permettono di fermare l'auto prima e, a seconda dei casi, di evitare un possibile incidente. Quindi, secondo questo ragionamento, gli apparecchi in ceramica saranno una buona decisione se hai un budget limitato. Tuttavia, questo non deve essere così.
Date le sue qualità, ha solo senso mettere i freni in ceramica su un'auto se verrà usato molto intensamente. Cioè, correre su un circuito ed esercitarsi a guidare che con altro materiale più debole causerebbe il surriscaldamento dei dischi. Una situazione estrema che di solito si verifica solo in gara o in lotti di circuito molto impegnativi.
prezzo bretelle in ceramica
Le auto di serie più convenienti sono i modelli che possono essere equipaggiati come extra circa 10.000 euro. Sebbene questo esborso includa solitamente pezzi di più pistoni, modifiche al telaio per migliorarne il comportamento dinamico e alcuni dettagli estetici.
Se andiamo all'altro estremo, una delle cose più costose nelle auto da strada sono i dischi freno carboceramici della Bugatti Chiron. Sostituirli insieme alle pastiglie e ai calibri in titanio stampati in 3D costa più di euro 50.000.
In sintesi
I freni in ceramica sono realizzati ceramica rinforzata con fibra di carbonio. Questo composito ceramico, insieme al carburo di silicio, offre una grande resistenza all'abrasione, oltre a fornire una grande durezza.
Le origini dei freni in ceramica provengono dagli aeroplani e anche dalla concorrenza, offrendo ottimi risultati. Questo tipo di freni è caratterizzato dall'avere a ottima resistenza allo sbiadimento e, inoltre, possono durare fino a quattro volte più a lungo dei tradizionali freni in acciaio.
La temperatura che i freni possono raggiungere quando li utilizziamo è 700 ° C, riducendone l'efficacia. Fortunatamente i freni ceramici non presentano questo problema e sono in grado di distribuire il calore su tutta la superficie del disco.
Per quanto riguarda il peso dei freni in ceramica, si può dire che lo siano molto più leggero rispetto a quelli convenzionali. Questo tipo di freni può pesare la metà, il che ci offre un notevole risparmio di peso.
Tuttavia, non tutti sono vantaggi nei freni in ceramica. Questi freni hanno a prezzo molto alto, il che le rende molto esclusive e solo le auto sportive di marchi come Ferrari o Porsche equipaggiano questo tipo di freni sui loro veicoli. Il costo di questo tipo di freni può superare euro 9.000.
La fabbricazione di un disco freno in ceramica è molto più lenta di quella di uno normale e può richiedere quasi un giorno intero per fare un unico record.
La durata dei dischi freno in ceramica può raggiungere 300.000 km. Pertanto, in molti casi, questi tipi di freni non dovranno essere sostituiti per tutta la vita del veicolo.
Immagini – twin-loc, Andy Durst, Travis Isaacs, Yahya S., The359, Ben Ramirez, Bill Abbott, Razvan Orendovici