Caros, pero para siempre: discos de freno cerámicos
contenido
Una nave espacial que ingresa a la atmósfera terrestre experimenta una intensa resistencia del aire. Es por eso que las cápsulas y los transbordadores espaciales tienen protección térmica que puede soportar altas temperaturas. Estas baldosas cerámicas han llegado a la industria del automóvil en forma de discos de freno. Después de todo, el sistema de frenos es el más afectado por las altas temperaturas debido a la fricción.
¿Qué son los frenos cerámicos?
Al escuchar la palabra " cerámica ”, se podría pensar en la cerámica. De hecho , los componentes cerámicos tienen una gran demanda en la industria. Su especialmente el fuerte efecto aislante contra las sobretensiones y el calor los convierte en un material adecuado para entornos extremos .
Los frenos utilizan un material cerámico especial: El compuesto de fibra de carbono y carburo de silicio es una mezcla ideal para absorber alta energía de fricción.
Por lo tanto, los frenos cerámicos están equipados con uno o más componentes fabricados con este material, que tiene ventajas y desventajas .
Ideal contra el efecto de decoloración.
Los frenos del coche funcionan por fricción. . El portador estacionario con revestimiento se presiona contra el elemento giratorio, creando energía de fricción, reduciendo así la energía de movimiento. La fricción genera un exceso de calor, lo que puede ser un problema.
Cuando la temperatura de fricción se acerca al punto de fusión del elemento giratorio, es decir, el disco o tambor , el efecto de frenado se reduce . En tambores de freno ya obsoletos, esto a veces conducía a una falla total.
Aquí es donde los discos de freno cerámicos brindan la solución. . Su material de construcción tiene un punto de fusión muy alto que nunca se alcanza, incluso en las condiciones de conducción más difíciles. Los discos de freno cerámicos de carbono no solo son ligeros y seguros ; con un uso normal, prácticamente duran para siempre. Término servicio hasta 350 km es el estándar para estos elementos.
Debido a las propiedades del material, los discos de freno de acero fundido gris son susceptibles a la corrosión. . Estos módulos dependen en gran medida de su efecto de autolimpieza en condiciones normales de conducción.
Como material no metálico, el compuesto de carbono y cerámica es completamente inmune a la sal y la corrosión. . La ausencia de destellos de óxido y la abrasión asociada de la capa de óxido durante el frenado es un elemento clave en la resistencia al desgaste de los discos de freno de cerámica de carbono.
Problema principal: disipación de calor.
El calor generado por los discos de freno de cerámica de carbono ya no se absorbe y, por lo tanto, los componentes circundantes están expuestos a la temperatura. . Como resultado de la generación de calor, las mangueras de freno y los cables del sensor deben protegerse con aislamiento de fibra cerámica.
Se han medido temperaturas límite en estos módulos. hasta 1600°C. Los discos de freno de cerámica requieren pastillas de freno a juego. Por lo tanto, reemplazar los discos de freno de acero con discos de freno cerámicos es un desafío mayor de lo que comúnmente se cree.
No hay intercambios todavía
Los discos de freno de acero fundido gris se moldean por inyección y luego se rectifican a medida . Cuando algo sale mal, el disco de freno simplemente se funde y se refunde. Prácticamente no hay pérdidas materiales en este proceso de producción.
Los discos de freno de cerámica de carbono defectuosos, por otro lado, no se pueden fundir. . Se pueden triturar y utilizar como aditivo en la industria de la construcción. Sin embargo, el reciclaje barato de chatarra y material residual, común en la metalurgia, no se aplica aquí. .
esta es una de las razones del porque Los discos de freno de cerámica de carbono son muy caros. . Para comparacion: un sistema de frenos de cerámica puede costar fácilmente hasta 10 000 € (± 8 800 £) . No vale la pena ni siquiera para los autos familiares de lujo. Así que la configuración predeterminada reservado para limusinas, coches deportivos, coches de carreras profesionales, furgonetas CIT и vehículos blindados .
Sin embargo, la movilidad eléctrica puede impulsar la adopción general . Además de un excelente rendimiento de frenado y una durabilidad excepcional, Los frenos de cerámica de carbono son muy ligeros. . En un coche eléctrico, cada gramo ahorrado afecta inmediatamente a su autonomía. Por lo tanto, los discos de freno de cerámica de carbono pueden contribuir al ahorro de peso. Sin embargo, esto todavía está muy lejos.
Usos beneficiosos de la cerámica.
Sin embargo, la utilizar los componentes cerámicos en automóviles estándar están justificados . En lugar de reemplazar las ruedas de acero fundido con componentes de carbono-cerámica, una alternativa adecuada es la instalación de pastillas de freno cerámicas.
Las pastillas de freno de cerámica están disponibles de fabricantes conocidos como accesorio . Se instalan exactamente de la misma manera que las pastillas de freno tradicionales. Su uso da varias ventajas:
| – mayor resistencia al desgaste - menos abrasión - reducción de ruido – mejor agarre con un disco de freno húmedo |
Rendimiento de frenado Las pastillas de freno de cerámica se pueden comparar con las pastillas tradicionales. Llevar en mente si su automóvil está equipado con hermosas llantas, se está haciendo un favor al usar pastillas de freno de cerámica . La temida abrasión tiende a dejar una capa de polvo persistente de la que es difícil deshacerse. Las pastillas de freno de cerámica causan una abrasión significativamente menor.
Mas sorprendente kits de freno baratos con pastillas de freno de cerámica. Los fabricantes de marca ofrecen precios para esta solución que apenas superan los precios de los kits de freno tradicionales: el kit de freno ATE, que incluye disco de freno, forros y piezas adicionales, cuesta desde aprox. 130 € (± 115 £) .
Esto no es excesivo para un producto de calidad OEM de un proveedor de confianza. . Estos precios bajos hacen que valga la pena elegir esta característica en su próximo mantenimiento de frenos.
Elige siempre la innovación
El desarrollo de los discos de freno va más allá del uso de la cerámica. El último desarrollo son los accionamientos híbridos: disco de freno de acero fundido gris tradicional remachado en soporte de aluminio . Cuando se requieren propiedades superiores de disipación de calor y desgaste, los discos de freno híbridos brindan un rendimiento completo.
La palabra "masa" está aquí: los discos de freno individuales simples casi nunca se usan en estos días . Los discos de freno ventilados dobles ahora son estándar en el eje delantero.
Desafortunadamente, muchos beneficios que ofrecen estos componentes innovadores como la disipación de calor y el rendimiento mejorados , van de la mano con la masa añadida.
Sin embargo, esto se puede compensar en otros detalles: donde el acero fundido pesado se suma al peso total del vehículo, los discos de freno híbridos cuentan con aluminio liviano . La pieza de conexión entre el anillo de freno y el cubo de la rueda está hecha de metal ligero en discos de freno de alto rendimiento .
Por supuesto, esto es sólo una pequeña contribución a la reducción de peso. . Sin embargo, dado que los discos de freno son una masa móvil crítica, cualquier reducción de peso es bienvenida. El disco de freno liviano provoca menos desequilibrio y respeta el complejo mecanismo del eje de dirección.
No hay diferencia en la calidad la resistencia del aluminio en la aleación correcta ahora se puede comparar con el acero .
¿Por qué no es toda la llanta de aluminio?
Fabricación de todo el disco de freno en aluminio. imposible por dos razones:
| – bajo punto de fusión - no suficientemente fuerte |
el aluminio se derrite a 600 ° C . La maniobra de frenado estándar lleva fácilmente a temperaturas superiores a 1000 ° C , por lo que el metal ligero fallará después de algunos intentos de frenado.
Y lo que es más: el aluminio está sujeto a la abrasión. El desgaste es inaceptable incluso con un frenado cuidadoso. Por lo tanto, el uso de metal ligero como base para el anillo de freno es la última aplicación de este material en el sistema de frenos.
