Jedną z najlepszych tarcz hamulcowych, jakie możemy znaleźć, są hamulce ceramiczne. Jego właściwości znacznie przewyższają konwencjonalne hamulce, które posiada większość samochodów.
Między twoim zaleta to: większa wytrzymałość, mniejsza waga i duża trwałość. Chociaż istnieje wiele innych cnót, których większość nie zdaje sobie sprawy. Jeśli chodzi o jego wady, oprócz wysokich kosztów, co oznacza, że widzimy je tylko w niektórych samochodach sportowych, są też inne wady, które sprawiają, że niejeden żałuje, że go kupił.
rodzaje hamulców
Hamulec tarczowy składa się zasadniczo z zacisku i klocków hamulcowych. A dyskoteka z freno jest to dość proste narzędzie. Jego zadaniem jest przekształcanie energii kinetycznej ruchu liniowego samochodu w ciepło, gdy jest on utrzymywany przez zacisk i klocki hamulcowe (poprzez tarcie). Materiał użyty do budowy tarczy musi mieć zdolność pochłaniania i odprowadzania ciepła, a jednocześnie posiadać wystarczającą wytrzymałość mechaniczną, aby wytrzymać siłę zacisku zacisku i moment hamowania. Musi również przenosić odpowiednią i kontrolowaną ilość tarcia podczas interakcji z klockami hamulcowymi.
W produkcji hamulców istnieją trzy rodzaje, chociaż w tym artykule skupimy się na dwóch z nich:
- Metaliczny, wykonany z litego żelaza.
- Karboceramika lub ceramika (złożona z matrycy ceramicznej)
- Czysty węgiel (używany w zawodach)
Zalety aparatów ceramicznych
Powszechnie wiadomo, że wydajność hamulców ceramicznych jest lepsza niż stalowych. Nie ma znaczenia, czy są perforowane, porysowane czy inne wzory poprawiające ich możliwości, ceramika zawsze będzie daleko powyżej.
Ich główną cechą jest to, że mają wyższa odporność na temperaturę, dzięki czemu nie wykazują oznak wyczerpania podczas intensywnego użytkowania. Dlatego praktycznie niemożliwe jest ich wypaczenie z powodu bardzo nagłego szoku termicznego. W związku z tym jest wyposażony w samochody przeznaczone na tor, supersamochody lub dodatkowo w auta o wysokich osiągach. Hamulce ceramiczne w akcji można zobaczyć w teście Audi RS3 Sedan:
Z tego powodu, a także ze względu na inne właściwości jego materiału, również są trwalsze niż konwencjonalne hamulce. Do tego stopnia, że często mówi się, że trwają dłużej niż 300.000 km. Liczba ta jest jednak myląca, ponieważ w zależności od sposobu użytkowania i typu samochodu jego czas trwania może zostać znacznie skrócony. Poza tym nie mówimy nawet o 300.000 XNUMX km na torze, a raczej z normalną jazdą.
Jak dodano, jego waga jest o połowę mniejsza niż w przypadku stalowych. Daje to kolejną dodatkową zaletę samochodom sportowym, które je przewożą, które właśnie muszą zmniejszyć swoją wagę tak bardzo, jak to możliwe. Ta zaleta jest jeszcze bardziej widoczna w niektórych przypadkach, ponieważ niektóre marki używają lekkich materiałów, takich jak aluminium lub tytan, aby zmniejszyć wagę innych części hamulca.
hamulce ceramiczne też może w niektórych przypadkach skrócić drogę hamowania. Chociaż dzieje się tak głównie dlatego, że po podgrzaniu tracą znacznie mniej siły hamowania.
Przewaga, której większość nie zdaje sobie sprawy, ma związek ze środowiskiem. aparaty ceramiczne wytwarzają znacznie mniej drobnego pyłu podczas pracy. Bardzo małe cząsteczki, które pozostają zawieszone w powietrzu i wpływają na zdrowie ludzi, a nawet skracają oczekiwaną długość życia.
Wady aparatów ceramicznych
Zobaczysz, że ta lista jest znacznie krótsza niż lista zalet, ale nie zapominaj, że aparaty ceramiczne również mają swoje odpowiedniki. Pierwszym i najbardziej oczywistym jest: cena, który jest znacznie większy niż w przypadku zwykłych tarcz hamulcowych.
Minusem, którego niektórzy kupujący nie zdają sobie sprawy, decydując się na zamontowanie hamulców ceramicznych, jest to, że piszą z pewną częstotliwością. Dźwięk, który może być nieco irytujący w samochodach używanych do czegoś innego niż wyścigi. Na przykład w linii RS od Audi lub w modelach M od BMW.
Z czego wykonane są aparaty ceramiczne?
Chociaż dla uproszczenia często nazywa się je aparatami ceramicznymi, bardziej słusznie nazywać je ceramicznymi dyskami kompozytowymi. Słowo kompozyt odnosi się do faktu, że materiał ceramiczny, krzem, łączy się z włóknem węglowym w celu zwiększenia jego odporności. Stąd nazywają się również hamulce węglowo-ceramiczne.
Mówiąc dokładniej, włókno węglowe jest w dużym stopniu zagęszczone, ale pozostawia pewne pory, przez które wchodzi roztopiony węglik krzemu, tworząc wewnątrz ceramiczną osnowę. Rezultatem jest niezwykle twarda mieszanka, która jest odporna na ścieranie i temperaturę.
jak są zrobione
Aby stworzyć wnętrze krążków ceramicznych włókno węglowe jest mieszane z żywicą, jest wkładany do form w kształcie dysku i zagęszcza z prasą z siłą 20 ton Mientras podgrzany do 200ºC. Dzięki temu włókno węglowe jest zagęszczane, a żywica staje się plastyczna.
Po schłodzeniu dysków, chropowate części są usuwane i wykonywane są otwory wentylacyjne, aby natychmiast ponownie podgrzać je w piekarniku przez dwa dni. Tam jego temperatura wzrośnie do 1.000 stopni stopniowo, aby wytworzyć chemiczną zmianę, która przekształca plastik w węgiel.
Następnym krokiem jest dodaj drobny proszek silikonowy do dysku i włóż z powrotem do piekarnika na kolejne 24 godziny. Tam stopniowo nagrzewa się do 1.700ºC, do stopienia drobnego proszku krzemu w węglik krzemu. Niezwykle twardy materiał, który przenika przez mikropory krążka.
Nadszedł czas, aby coś zrobić dodatkowe otwory po wewnętrznej stronie, czyli tam, gdzie zostanie włożona niezbędna miseczka, aby móc je zamontować. Później, nakładana jest warstwa farby ochronnej izolować węgiel od tlenu w atmosferze. Kluczowy krok, który zapobiega spalaniu się węgla w wysokich temperaturach przez tlen. Farba jest utwardzana w innym piecu, pozostawiając biały proszek.
Wreszcie, robot poleruje powierzchnię dysków, a kamera analizuje dysk na poziomie mikroskopijnym, aby upewnić się, że nie ma skaz. Po zakończeniu kontroli jakości kubek jest dodawany, aby można go było zamontować w samochodzie. Jak widać, jest to długi proces, w którym wszystkie etapy zsumowane razem przekraczają tydzień, aby wyprodukować partię płyt.
Ten rodzaj materiału nosi nazwę Carbon Fibre-reinforced Silicon Carbide (C-SiC), którego tłumaczenie na język hiszpański to Włókno węglowe wzmocnione węglikiem krzemu.
Rodzaje aparatów ceramicznych
Jak w przypadku wielu systemów i wynalazków w świecie motoryzacji, każda marka nadaje mu inną nazwę w ramach Twojej kampanii marketingowej. Jednak w wielu przypadkach zasadnicze różnice między jednym a drugim są minimalne lub nie istnieją w zakresie ich działania i konstrukcji.
Tak jest w przypadku hamulców ceramicznych, które noszą nazwy takie jak Ceramic Composite Material (CCM), kompozyt z matrycą ceramiczną (CMC) lub hamulce węglowo-ceramiczne (CCB). Jeszcze bardziej szczegółowe nazwy, które obejmują markę, taką jak Porsche Ceramic Composite Brakes (PCCB). Ale w istocie mamy do czynienia z tym samym typem hamulców, opartym na technologii opisanej powyżej: Węglik krzemu wzmocniony włóknem węglowym (C-SiC).
Rodzaj hamulców, z którymi nie mylić z hamulcami Carbon-Carbon (C/C). Wykorzystywane są w lotnictwie, transporcie kolejowym i Formula 1, ponieważ są jeszcze bardziej odporne. Jednak jego optymalna temperatura pracy jest zbyt wysoka, aby założyć hamulce miejskiego samochodu. Jak sama nazwa wskazuje, nie są to hamulce ceramiczne, ponieważ mają tylko karbon potraktowany w bardzo specyficzny sposób, którego produkcja trwa jeszcze dłużej.
Czy warto zakładać aparaty ceramiczne?
hamulce są jeden z najważniejszych elementów naszego samochodu, które należą do aktywnego bezpieczeństwa. Dobre hamulce pozwalają nam zatrzymać samochód szybciej i w zależności od przypadku uniknąć ewentualnego wypadku. Tak więc, zgodnie z tym rozumowaniem, aparaty ceramiczne będą dobrą decyzją, jeśli masz budżet. Tak jednak nie musi być.
Biorąc pod uwagę jego cechy, ma tylko sens założyć ceramiczne hamulce na samochód jeśli będzie używany bardzo intensywnie. Oznacza to, że bieganie po torze i ćwiczenie jazdy z innym słabszym materiałem spowodowałoby przegrzanie tarcz. Ekstremalna sytuacja, która zwykle występuje tylko podczas zawodów lub w bardzo wymagających partiach obwodów.
cena aparatów ceramicznych
Najtańsze w produkcji seryjnej są modele, które można wyposażyć jako dodatek do około 10.000 euro. Chociaż ten nakład zwykle obejmuje części większej liczby tłoków, modyfikacje podwozia mające na celu poprawę jego dynamicznego zachowania i pewne detale estetyczne.
Jeśli przejdziemy na drugą skrajność, jedną z najdroższych rzeczy w samochodach ulicznych są karbonowo-ceramiczne tarcze hamulcowe Bugatti Chiron. Wymiana ich wraz z drukowanymi w 3D tytanowymi klockami i zaciskami kosztuje ponad 50.000 euro.
Podsumowując
Hamulce ceramiczne wykonane są z ceramika wzmocniona włóknem węglowym. Ten kompozyt ceramiczny wraz z węglikiem krzemu zapewnia dużą odporność na ścieranie, a także zapewnia dużą twardość.
Początki hamulców ceramicznych wywodzą się z samolotów, a także konkurencji, oferując bardzo dobre wyniki. Hamulce tego typu charakteryzują się posiadaniem bardzo dobra odporność na blaknięcie a ponadto mogą wytrzymać do czterech razy dłużej niż konwencjonalne hamulce stalowe.
Temperatura, jaką mogą osiągnąć hamulce, gdy ich używamy, to 700ºC, zmniejszając jego skuteczność. Na szczęście hamulce ceramiczne nie mają tego problemu i są w stanie rozprowadzić ciepło po całej powierzchni tarczy.
Jeśli chodzi o wagę hamulców ceramicznych, można powiedzieć, że są dużo lżejsze niż konwencjonalne. Tego typu hamulce mogą ważyć o połowę mniej, co zapewnia nam znaczną oszczędność wagi.
Jednak nie wszystkie zalety hamulców ceramicznych. Te hamulce mają bardzo wysoka cena, dzięki czemu są bardzo ekskluzywne i tylko samochody sportowe takich marek jak Ferrari czy Porsche wyposażają w ten rodzaj hamulców swoje pojazdy. Koszt tego typu hamulców może przekroczyć 9.000 euro.
Produkcja ceramicznej tarczy hamulcowej jest znacznie wolniejsza niż normalnej i może trwać prawie cały dzień zrobić jedną płytę.
Żywotność ceramicznych tarcz hamulcowych może osiągnąć 300.000 kilometrów. Dlatego w wielu przypadkach tego typu hamulce nie będą wymagały wymiany przez cały okres eksploatacji pojazdu.
Zdjęcia – twin-loc, Andy Durst, Travis Isaacs, Yahya S., The359, Ben Ramirez, Bill Abbott, Razvan Orendovici