Drogie, ale zawsze: ceramiczne tarcze hamulcowe

Statek kosmiczny wchodzący w ziemską atmosferę doświadcza silnego oporu powietrza. Dlatego kapsuły i promy kosmiczne mają zabezpieczenia termiczne, które są w stanie wytrzymać wysokie temperatury. Te płytki ceramiczne trafiły do ​​przemysłu motoryzacyjnego w postaci tarcz hamulcowych. W końcu układ hamulcowy jest najbardziej narażony na wysokie temperatury spowodowane tarciem.

Co to są hamulce ceramiczne?

Słysząc słowo" ceramika ”, możesz pomyśleć o ceramice. Naprawdę , elementy ceramiczne cieszą się dużym zainteresowaniem w przemyśle. Ich szczególnie silne działanie izolujące przed przepięciami i ciepłem sprawia, że ​​są odpowiednim materiałem do ekstremalnych środowisk .

Hamulce wykorzystują specjalny materiał ceramiczny: Kompozyt włókna węglowego i węglika krzemu jest idealną mieszanką do pochłaniania dużej energii tarcia.

Dlatego hamulce ceramiczne są wyposażone w jeden lub więcej elementów wykonanych z tego materiału, co ma zarówno zalety, jak i wady .

Idealny przeciwko efektowi blaknięcia

Hamulce samochodu działają na zasadzie tarcia. . Nieruchomy nośnik z okładziną jest dociskany do obracającego się elementu, wytwarzając energię tarcia, zmniejszając w ten sposób energię ruchu. Tarcie generuje nadmiar ciepła, co może stanowić problem.
Gdy temperatura tarcia zbliża się do temperatury topnienia obracającego się elementu, tj. dysk lub bęben , skuteczność hamowania jest zmniejszona . W przestarzałych już bębnach hamulcowych czasami prowadziło to do całkowitej awarii.

Tutaj rozwiązaniem są ceramiczne tarcze hamulcowe. . Ich materiał konstrukcyjny ma bardzo wysoką temperaturę topnienia, której nie osiąga się nawet w najtrudniejszych warunkach jazdy. Karbonowo-ceramiczne tarcze hamulcowe są nie tylko lekkie i bezpieczne ; przy normalnym użytkowaniu praktycznie starczają na zawsze. Termin serwis do 350 000 km jest standardem dla tych elementów.

Ze względu na właściwości materiałowe tarcze hamulcowe ze staliwa szarego są podatne na korozję. . Moduły te polegają w dużej mierze na działaniu samoczyszczącym w normalnych warunkach jazdy.

Jako materiał niemetaliczny kompozyt węglowo-ceramiczny jest całkowicie odporny na sól i korozję. . Brak nalotu rdzy i związane z tym ścieranie warstwy rdzy podczas hamowania jest kluczowym elementem odporności na zużycie karbonowo-ceramicznych tarcz hamulcowych.

Główny problem: rozpraszanie ciepła

Ciepło wytwarzane przez karbonowo-ceramiczne tarcze hamulcowe nie jest już pochłaniane i dlatego otaczające elementy są narażone na działanie temperatury . W wyniku nagrzewania się przewodów hamulcowych i przewodów czujników należy je zabezpieczyć izolacją z włókna ceramicznego.

W tych modułach zmierzono temperatury graniczne do 1600°C. Ceramiczne tarcze hamulcowe wymagają odpowiednich klocków hamulcowych. Dlatego wymiana stalowych tarcz hamulcowych na ceramiczne tarcze hamulcowe jest większym wyzwaniem, niż się powszechnie uważa.

Nie ma jeszcze żadnych transakcji

Tarcze hamulcowe ze staliwa szarego są formowane wtryskowo, a następnie szlifowane na wymiar . Gdy coś pójdzie nie tak, tarcza hamulcowa jest po prostu przetapiana i odlewana ponownie. W tym procesie produkcyjnym praktycznie nie ma strat materiałowych.

Uszkodzonych tarcz hamulcowych z ceramiki węglowej nie można natomiast przetopić. . Można je rozdrabniać i stosować jako dodatek w budownictwie. Jednak tani recykling złomu i pozostałości, powszechny w obróbce metali, nie ma tutaj zastosowania. .

Jest to jeden z powodów karbonowo-ceramiczne tarcze hamulcowe są bardzo drogie . Dla porownania: ceramiczny układ hamulcowy może łatwo kosztować do 10 000 EUR (± 8 800 GBP) . Nie opłaca się to nawet luksusowym samochodom rodzinnym. Więc ustawienie domyślne zarezerwowane dla limuzyny, samochody sportowe, profesjonalne samochody wyścigowe, samochody dostawcze CIT и pojazdy opancerzone .

Jednak mobilność elektryczna może być motorem powszechnej adopcji . Oprócz doskonałej skuteczności hamowania i wyjątkowej trwałości, Hamulce węglowo-ceramiczne są bardzo lekkie . W samochodzie elektrycznym każda zaoszczędzona uncja od razu wpływa na jego zasięg. Dlatego tarcze hamulcowe z ceramiki węglowej mogą przyczynić się do zmniejszenia masy. Jednak to jeszcze daleka droga.

Dobroczynne zastosowania ceramiki

Jednak wykorzystanie elementów ceramicznych w standardowych samochodach jest uzasadnione . Zamiast zastępowania kół ze staliwa elementami z ceramiki węglowej, odpowiednia alternatywa jest montaż ceramicznych klocków hamulcowych.

Ceramiczne klocki hamulcowe są dostępne u znanych producentów jako wyposażenie dodatkowe . Montuje się je dokładnie w taki sam sposób, jak tradycyjne klocki hamulcowe. Ich użycie daje Kilka zalet:

– zwiększona odporność na zużycie - mniejsze ścieranie - redukcja szumów – lepsza przyczepność przy mokrej tarczy hamulcowej

Skuteczność hamowania Ceramiczne klocki hamulcowe można porównać do tradycyjnych klocków. Niedźwiedź w umyśle jeśli Twój samochód jest wyposażony w piękne felgi, robisz sobie przysługę, stosując ceramiczne klocki hamulcowe . Okropne ścieranie pozostawia zwykle uporczywą warstwę kurzu, której trudno się pozbyć. Ceramiczne klocki hamulcowe powodują znacznie mniejsze ścieranie.

Tym bardziej zaskakujące tanie zestawy hamulcowe z ceramicznymi okładzinami hamulcowymi. Markowi producenci oferują ceny tego rozwiązania niewiele przekraczające ceny tradycyjnych zestawów hamulcowych: zestaw hamulcowy ATE zawierający tarczę, okładziny i dodatkowe części kosztuje od ok. 130 € (± 115 £) .

Nie jest to bynajmniej przesada w przypadku produktu o jakości OEM od renomowanego dostawcy. . Te niskie ceny sprawiają, że warto wybrać tę funkcję przy najbliższej konserwacji hamulców.

Zawsze wybieraj innowacje

Rozwój tarcz hamulcowych wykracza poza zastosowanie ceramiki. Najnowszym osiągnięciem są napędy hybrydowe: tradycyjna tarcza hamulcowa ze staliwa szarego przynitowana do aluminiowego uchwytu . Tam, gdzie wymagane są doskonałe właściwości w zakresie zużycia i odprowadzania ciepła, hybrydowe tarcze hamulcowe zapewniają pełną wydajność.

Słowo „masa” jest tutaj: proste pojedyncze tarcze hamulcowe prawie nigdy nie są obecnie używane . Podwójne wentylowane tarcze hamulcowe są teraz standardem na przedniej osi.
Niestety, wiele korzyści oferowanych przez te innowacyjne komponenty takie jak lepsze odprowadzanie ciepła i wydajność , idź w parze z dodaną masą.

Można to jednak zrekompensować innymi szczegółami: tam, gdzie ciężki odlew stalowy zwiększa całkowitą masę pojazdu, hybrydowe tarcze hamulcowe są wykonane z lekkiego aluminium . Część łącząca pierścień hamulca z piastą koła wykonana jest z lekki metal w wysokowydajnych tarczach hamulcowych .

Oczywiście to tylko niewielki wkład w redukcję wagi. . Ponieważ jednak tarcze hamulcowe są krytyczną masą ruchomą, każda redukcja masy jest mile widziana. Lekka tarcza hamulcowa powoduje mniejsze wyważenie, jednocześnie oszczędzając skomplikowany mechanizm osi kierowanej.

Bez różnicy w jakości wytrzymałość aluminium we właściwym stopie można teraz porównać ze stalą .

Dlaczego cała felga nie jest aluminiowa?

Wykonanie całej tarczy hamulcowej z aluminium niemożliwe z dwóch powodów:

– niska temperatura topnienia - niewystarczająco silny

topi się aluminium w 600 ° C . Standardowy manewr hamowania łatwo prowadzi do temperatur powyżej 1000°C , więc lekki metal ulegnie awarii po kilku próbach hamowania.

I więcej: aluminium podlega ścieraniu. Zużycie jest niedopuszczalne nawet przy ostrożnym hamowaniu. Zatem zastosowanie lekkiego metalu jako podstawy pierścienia hamulcowego jest ostatecznym zastosowaniem tego materiału w układzie hamulcowym.