Дорого, але завжди: керамічні гальмівні диски
Зміст
Космічний корабель, що входить в атмосферу Землі, зазнає інтенсивного опору повітря. Саме тому космічні капсули та шатли мають теплозахист, здатний витримувати високі температури. Ці керамічні плитки знайшли своє застосування у автомобілебудуванні у вигляді гальмівних дисків. Адже на гальмівну систему найбільше впливають високі температури через тертя.
Що таке керамічні гальма?
Почувши слово « кераміка », Ви можете подумати про кераміку. дійсно , керамічні компоненти мають великий попит у промисловості. Їх особливо сильний ізолюючий ефект від стрибків напруги та тепла робить їх відповідним матеріалом для екстремальних умов .
Для гальм використовується спеціальний керамічний матеріал: композит із вуглецевого волокна та карбіду кремнію є ідеальною сумішшю для поглинання високої енергії тертя.
Таким чином, керамічні гальма оснащені одним або декількома компонентами цього матеріалу, що дає як переваги, так і недоліки .
Ідеально проти ефекту вицвітання
Гальмо автомобіля працює за рахунок тертя . Нерухоме водило з футеровкою притискається до елемента, що обертається, створюючи енергію тертя, тим самим зменшуючи енергію руху. Тертя генерує надмірне тепло, що може стати проблемою.
Коли температура тертя наближається до температури плавлення елемента, що обертається, тобто диск або барабан , гальмівний ефект знижується . У застарілих гальмівних барабанах це іноді призводило до повної відмови.
Саме тут керамічні гальмівні диски забезпечують рішення . Їх конструкційний матеріал має дуже високу температуру плавлення, яка ніколи не досягається навіть у найскладніших умовах керування. Вуглецево-керамічні гальмівні диски не тільки легкі та безпечні ; при звичайному використанні вони майже вічні. Термін служби до 350 000 км є стандартним цих елементів.
Через властивості матеріалу гальмівні диски із сірої литої сталі схильні до корозії. . Ці модулі значною мірою залежать від їхнього ефекту самоочищення за нормальних умов водіння.
Як неметалічний матеріал, вуглекерамічний композит повністю несприйнятливий до солей та корозії. . Відсутність спалаху іржі та пов'язане з нею стирання шару іржі при гальмуванні є ключовим елементом зносостійкості вуглецевих гальмівних дисків.
Основна проблема: відведення тепла
Тепло, що виділяється вуглецево-керамічними гальмівними дисками, більше не поглинається, і тому навколишні компоненти піддаються впливу температури . В результаті виділення тепла гальмівні шланги та кабелі датчиків потребують захисту за допомогою ізоляції з керамічного волокна.
У цих модулях були виміряні граничні температури до 1600°C. Керамічні гальмівні диски потребують відповідних гальмівних колодок. Отже, заміна сталевих гальмівних дисків керамічними гальмівними дисками є складнішим завданням, ніж прийнято вважати.
Без торгу – поки
Гальмівні диски із сірої литої сталі виготовляються методом лиття під тиском, а потім шліфуються до потрібного розміру. . Коли щось йде не так, гальмівний диск легко переплавляють і відливають заново. У цьому процесі практично немає втрат матеріалу.
Несправні вуглецево-керамічні гальмівні диски, навпаки, не можна розплавити . Їх можна подрібнювати та використовувати як добавку в будівельній галузі. Однак дешева переробка брухту та залишкового матеріалу, звичайна при металообробці, тут не застосовується. .
Це одна з причин, чому вуглецево-керамічні гальмівні диски дуже дорогі . Для порівняння: керамічна гальмівна система може легко коштувати до 10 000 євро (± 8 800 фунтів стерлінгів) . Це не окупається навіть для розкішних сімейних автомобілів. Таким чином, стандартна установка зарезервована для лімузинів, спортивних автомобілів, професійних гоночних автомобілів, фургонів CIT и броньованих автомобілів .
Однак, електрична мобільність може стимулювати загальне застосування. . На додаток до чудових гальмівних якостей та виняткової довговічності, вуглецево-керамічні гальма дуже легкі . В електромобілі кожна заощаджена унція негайно впливає на радіус його дії. Таким чином, вуглецево-керамічні гальмівні диски можуть сприяти зниженню ваги. Проте ще далеко.
Корисне застосування кераміки
Тим не менш, використання керамічних компонентів у стандартних автомобілях цілком виправдано . Замість заміни литих сталевих дисків карбоно-керамічними компонентами адекватною альтернативою є встановлення керамічних гальмівних колодок.
Керамічні гальмівні колодки доступні від відомих виробників як аксесуар . Вони встановлюються так само, як традиційні гальмівні колодки. Їх використання дає ряд переваг:
| - Підвищена зносостійкість – менше стирання - Зниження шумоутворення – найкраще зчеплення з мокрим гальмівним диском |
Гальмівні характеристики керамічних гальмівних колодок можна порівняти із традиційними накладками. Майте на увазі, якщо ваш автомобіль оснащений красивими колісними дисками, ви робите собі ласку, використовуючи керамічні гальмівні колодки . Страшне стирання має тенденцію залишати стійкий пиловий шар, якого важко позбутися. Керамічні гальмівні колодки викликають значно менше стирання.
Тим дивовижніше дешевизна гальмівних комплектів із керамічними гальмівними накладками. Фірмові виробники пропонують ціни на це рішення, які навряд чи перевищують ціни на традиційні гальмівні комплекти: гальмівний комплект ATE, що включає гальмівний диск, накладки та додаткові деталі, стоїть від бл. 130 євро (± 115 фунтів стерлінгів) .
Це в жодному разі не є надмірним для продукту якості OEM від відомого постачальника . Ці низькі ціни доцільно вибрати цю функцію при наступному технічному обслуговуванні гальм.
Завжди вибирайте інновації
Розробка гальмівних дисків виходить за рамки використання кераміки. Остання розробка – гібридні диски: традиційний гальмівний диск із сірої литої сталі приклепаний до алюмінієвого тримача . Там, де потрібні чудові властивості щодо рівномірного зношування та відведення тепла, гібридні гальмівні диски забезпечують повну продуктивність.
Слово "маса" тут: прості одинарні гальмівні диски в наші дні майже не використовуються . Тепер подвійні гальмівні диски, що вентилюються, стали стандартними для передньої осі.
На жаль, багато переваг , запропоновані цими інноваційними компонентами , такі як покращене розсіювання тепла та продуктивність ідуть рука об руку з доданою масою.
Проте це можна компенсувати в інших деталях: там, де важка лита сталь збільшує загальну вагу автомобіля, гібридні гальмівні диски мають легкий алюміній. . Сполучна частина між гальмівним кільцем і маточиною колеса виготовлена з легкого металу у високоефективних гальмівних дисках .
Звичайно, це лише незначний внесок у зниження маси . Тим не менш, оскільки гальмівні диски є критичною масою, що рухається, будь-яке зниження ваги вітається. Легкий гальмівний диск викликає менший дисбаланс, шкодуючи складний механізм керованої осі.
Різниці як немає: за міцністю алюміній у правильному сплаві тепер можна порівняти зі сталлю .
Чому не весь диск із алюмінію?
Виготовлення всього гальмівного диска з алюмінію неможливо з двох причин:
| - Низька температура плавлення – недостатньо міцний |
Алюміній плавиться при 600 ° С . Стандартний маневр гальмування легко наводить до температури понад 1000°C і тому легкий метал вийде з ладу після кількох спроб гальмування.
І більше того: алюміній схильний до стирання. Знос неприйнятний навіть за обережного гальмування. Таким чином, використання легкого металу як основа для гальмівного кільця є остаточним застосуванням цього матеріалу в гальмівній системі.
