Almohadillas de cerámica: pros y contras, reseñas.

Desde la creación de los vehículos autopropulsados, se hizo necesario desarrollar un mecanismo que permitiera al conductor detener el automóvil a tiempo. En el transporte moderno, esto ya no es un mecanismo, sino un sistema completo que consta de una gran cantidad de elementos diferentes que garantizan la reducción más rápida posible de la velocidad de un automóvil o motocicleta.

El sistema de seguridad activa y pasiva incluye muchos componentes, incluido el freno. Su dispositivo incluye una línea a lo largo de la cual se mueve el líquido de frenos, cilindros de freno (uno principal con un refuerzo de vacío y uno para cada rueda), un disco (en los autos económicos, se usa un tipo de tambor en el eje trasero, sobre el cual puede leer en detalle en otra reseña), pinza (si se utiliza el tipo de disco) y pastillas.

Cuando el vehículo reduce la velocidad (no se utiliza el freno motor), el sistema de frenado va acompañado de un fuerte calentamiento de las pastillas. La alta fricción y las altas temperaturas conducen a un desgaste acelerado del material del elemento de contacto. Por supuesto, esto depende de la velocidad del vehículo y de la presión sobre el pedal del freno.

Por estas razones, la pastilla de freno debe reemplazarse periódicamente. El funcionamiento de un vehículo con elementos de freno desgastados tarde o temprano provocará un accidente. El rápido desgaste de los componentes del vehículo, la alta carga durante el frenado de emergencia y otras condiciones alientan a los automovilistas a pensar en comprar mejores sistemas de frenos. Entre ellos se encuentra la versión cerámica.

Consideremos en qué se diferencia este sistema del clásico, cuáles son sus variedades y también cuáles son los pros y los contras de tal modificación.

La historia de los frenos cerámicos

La propia tecnología de fabricación de modificaciones cerámicas del vehículo apareció en la producción estadounidense de autopartes. A pesar de que muchos fabricantes de automóviles europeos también están tratando de dominar este desarrollo, es el análogo estadounidense el que tiene la máxima eficiencia y confiabilidad. Este sistema de frenos está ganando cada vez más popularidad en todo el mundo. Esta tecnología se utiliza a menudo en el montaje de vehículos especiales: coches de policía, ambulancias, camiones de bomberos. Como puede ver, en algunos países esta tecnología es reconocida como la mejor a nivel estatal.

Los primeros frenos fueron desarrollados por ingenieros que fabricaron coches de caballos de calidad. Inicialmente, se trataba de zapatos de madera que, con la ayuda de un mecanismo de palanca, se apretaban firmemente contra la parte exterior de la llanta. Sí, estos frenos funcionaron, pero eran peligrosos. El primer inconveniente se debió al hecho de que el material no podía soportar una fricción prolongada y podía incendiarse. El segundo inconveniente se refería a la frecuente sustitución de zapatos gastados. En tercer lugar, la carretera de adoquines a menudo deforma la llanta, lo que hace que el elemento de freno tenga un contacto ineficaz con la superficie, por lo que se necesitó mucho esfuerzo para ralentizar el transporte.

El siguiente desarrollo, que comenzó a utilizarse en el transporte, es un elegante zapato de metal con forro de piel. Este elemento todavía está en contacto con la parte exterior de la rueda. La calidad del frenado dependía del esfuerzo del conductor con la palanca. Pero esta modificación también tenía un inconveniente importante: el neumático de la rueda en el punto de contacto con el bloque se desgastaba, lo que obligaba a cambiarlo con frecuencia. Un ejemplo de tales sistemas es el Panhard & Levassor (finales del siglo XIX), así como un modelo idéntico de 1901.

Un año después, el ingeniero inglés F.W. Lanchester presenta una patente para la primera modificación del freno de disco. Dado que el metal era un lujo en aquellos días (el acero se usaba principalmente con fines militares), el cobre se usaba como pastillas de freno. La conducción de vehículos con tales frenos estuvo acompañada de un fuerte ruido y las pastillas se desgastaron rápidamente debido a las propiedades suaves del cobre.

En el mismo año, el desarrollador francés L.Renault diseñó un freno de tipo tambor, dentro del cual se ubicaban pastillas semicirculares (para obtener más información sobre cómo configurar dichos frenos, lea aquí). Cuando se activó el sistema, estos elementos se aflojaron, descansando contra las paredes laterales del tambor desde el interior. Los frenos de tambor modernos funcionan según el mismo principio.

En 1910, dicho diseño fue reconocido como el más confiable de todos los disponibles en ese momento (además de los enumerados anteriormente, también se probaron los frenos de banda, que se instalaron tanto en carruajes tirados por caballos como en 425 modelos Oldsmobile que aparecieron durante 1902 ). Estos elementos se instalaron en cada rueda. A diferencia de los desarrollos anteriores, este producto fue capaz de soportar frenadas bruscas dentro de uno a dos mil kilómetros.

La ventaja de los frenos de tambor era que estaban protegidos de las influencias ambientales agresivas en sus elementos individuales. El camino en esos días estaba lejos de ser ideal. A menudo, los automóviles estaban expuestos a golpes severos, suciedad, agua y polvo. Todos estos factores influyeron negativamente tanto en el estado de las ruedas y el chasis como en el rendimiento de las pastillas. Debido al hecho de que el mecanismo estaba cerrado, estaba protegido de tales influencias. Además, el mecanismo implicó menos esfuerzo por parte del conductor para detener el automóvil (las modificaciones hidráulicas aún no se desarrollaron en ese momento).

A pesar de estas ventajas, el mecanismo presentaba un serio inconveniente: no enfriaba bien y, si se activaba el frenado a alta velocidad, este factor puede provocar un rápido desgaste de los forros de fricción. Incluso los primeros desarrollos de frenos de tambor consistieron en una gran cantidad de unidades (50) y una gran cantidad de piezas (200). Este TS constaba de dos circuitos. El primero (trasero) fue accionado por un pedal y el segundo (tambores delanteros), por una palanca manual. Por primera vez, el Isotta-Fraschini Tipo KM (1911) estaba equipado con un sistema de frenado de este tipo.

Se patentaron varios tipos de sistemas hidráulicos entre 1917 y 1923. Se basan en el principio de transferir fuerzas desde el cilindro de freno principal al ejecutivo a través del líquido de frenos (para obtener detalles sobre qué es y qué propiedades de esta sustancia, lea en otra reseña).

Después de la Segunda Guerra Mundial, los fabricantes de automóviles equiparon sus modelos con unidades de potencia más potentes, lo que permitió que los vehículos se desarrollaran a velocidades cada vez más altas. Un ejemplo de esto es el Pontiac Bonnevile de 1958. Su motor de combustión interna de seis litros y ocho cilindros le permitía acelerar a 6 km / h. Los frenos de tambor clásicos se estropearon demasiado rápido y no pudieron hacer frente al aumento de carga. Especialmente si el conductor utilizó un estilo de conducción deportivo.

Para que el transporte sea seguro, se utilizaron frenos de disco en lugar de frenos de tambor. Anteriormente, este desarrollo solo estaba equipado con transporte de carreras, ferroviario y aéreo. Esta modificación consistió en un disco de hierro fundido, que se sujetó en ambos lados con pastillas de freno. Este desarrollo ha demostrado ser efectivo, por lo que los fabricantes de automóviles equipan los modelos premium y de lujo con esos frenos.

La diferencia entre los sistemas modernos es que utilizan diferentes componentes y diseños de calibradores (para obtener detalles sobre qué es, qué tipos hay y cómo funcionan, lea por separado).

Hace más de 25 años, el amianto se utilizó en los sistemas de frenado. Este material tenía buenas características. Su peculiaridad es que es capaz de soportar altas temperaturas y fuertes rozamientos, y esta es la principal carga a la que se enfrenta el forro en el momento del firme contacto con el disco de freno. Por una buena razón, esta modificación ha sido popular durante mucho tiempo y pocos análogos realmente podrían competir con este producto.

Sin embargo, el amianto, que forma parte de los revestimientos de los vehículos, tiene un inconveniente importante. Debido a la fuerte fricción, la formación de polvo no se puede eliminar por completo. Con el tiempo, se ha comprobado que este tipo de polvo es muy perjudicial para la salud humana. Por esta razón, el uso de tales almohadillas se ha reducido drásticamente. Casi todos los fabricantes del mundo han dejado de fabricar este tipo de productos. En cambio, se utilizó un material orgánico diferente.

A fines de la década de 1990, los ingenieros de varios fabricantes de automóviles comenzaron a considerar la cerámica como una alternativa al amianto. Hoy en día, este material se utiliza en sistemas de frenado premium, que están equipados con autos deportivos, así como en modelos con un motor potente.

Características de los frenos cerámicos.

Para apreciar las características de los frenos cerámicos, es necesario compararlos con el equivalente clásico, que se usa por defecto en todos los automóviles.

Casi el 95 por ciento del mercado de pastillas de freno es orgánico. Dependiendo de la tecnología de fabricación, se pueden incluir hasta 30 componentes en el revestimiento de la horma, que se mantienen unidos con una resina orgánica. Independientemente de la mezcla de componentes que utilice un fabricante en particular, una pastilla de freno orgánica clásica constará de:

• Resina orgánica. Este material es capaz de proporcionar una sujeción firme a todos los componentes del onlay. En el proceso de frenado, el bloque comienza a generar calor, cuya temperatura puede elevarse a 300 grados. Debido a esto, comienza a desprenderse un humo acre y el material se quema. Esta condición reduce significativamente el coeficiente de adherencia del revestimiento al disco.
• Metal. Este material se utiliza como base para desacelerar un disco de freno giratorio. Muy a menudo, el acero se utiliza para la fabricación de este elemento. Este material no se desgasta tan rápidamente. Esta propiedad hace que un sistema de frenado económico sea efectivo. Pero también es una desventaja clave de las pastillas de metal: el frenado intensivo conduce a un desgaste rápido del disco. La ventaja de tal material es su bajo costo y resistencia a altas temperaturas. Sin embargo, también tiene varios inconvenientes importantes. Uno de ellos es un mal intercambio de calor con el disco de freno.
• Grafito. Este componente es fundamental en todas las compresas orgánicas. Esto se debe a que reduce el desgaste del disco de freno debido al contacto constante con el metal de las pastillas. Pero su cantidad no debe exceder un cierto porcentaje con la parte metálica. Las almohadillas que son demasiado blandas forman una capa fuerte en las llantas. Para obtener más información sobre cómo lidiar con él, lea por separado.

Por lo tanto, las características de las pastillas orgánicas incluyen bajo costo, operación eficiente a bajas velocidades, seguridad del disco de freno con un uso moderado de los frenos. Pero esta opción tiene más desventajas:

1. La presencia de depósitos de grafito estropea el aspecto de las llantas;
2. No se recomienda conducir rápido y usar el freno en el último momento, ya que debido a la alta temperatura las pastillas pueden "flotar". En tales situaciones, es mejor usar el freno motor, pero la distancia de frenado en este caso será en cualquier caso más larga (para saber cómo se mide este parámetro, lea en otro articulo);
3. La activación frecuente del freno de emergencia acelera el desgaste del disco, ya que el grafito se evapora rápidamente del elemento y el metal comienza a frotar contra el metal.

Ahora, las características de los frenos cerámicos. En primer lugar, la cerámica ordinaria no debe confundirse con este desarrollo. La tecnología mediante la cual se fabrican estos productos también se llama polvo. Todos los componentes que componen un zapato de este tipo se trituran en polvo, de modo que todos estén firmemente conectados entre sí. Esta característica no solo evita el rápido desgaste de las pastillas con el uso frecuente del freno, sino que tampoco forma depósitos de grafito en los discos (este material está mucho menos en la composición de los frenos cerámicos).

Además del porcentaje de grafito, estos productos también contienen menos metal. Pero en lugar de acero, se usa cobre en tales almohadillas. Este material elimina mejor el calor cuando se calientan los frenos. Esta característica será práctica para aquellos automovilistas que están acostumbrados a conducir según el principio de "los frenos fueron inventados por cobardes", por lo que los utilizan en el último momento. Aunque no apoyamos este enfoque para el manejo del vehículo, los frenos cerámicos pueden prevenir algunos accidentes que surgen cuando las pastillas no pueden manejar cargas pesadas.

Otra razón por la que las almohadillas de cerámica usan cobre en lugar de acero es la suavidad del metal. Debido a esto, el producto no se deforma durante el calentamiento crítico, lo que aumenta significativamente la vida útil del elemento.

Entonces, a diferencia de la materia orgánica, la cerámica no forma polvo, el coeficiente de adhesión del revestimiento al disco es mucho mayor, lo que reduce significativamente la distancia de frenado del automóvil. Al mismo tiempo, el sistema puede soportar temperaturas suficientemente altas.

Diferencias entre frenos cerámicos

Aquí hay una pequeña tabla para ayudarlo a comparar las almohadillas orgánicas con las de cerámica:

Parámetro de comparación:	Orgánico:	Cerámica:
Generación de polvo	máximo	el minimo
Vida de servicio	promedio	maximo
Calentamiento de disco	сильный	mínimo
Desgaste natural del disco	сильный	mínimo
Chirridos crujientes	promedio	mínimo
Condición de temperatura máxima	Grado 350	Grado 600
Eficacia	promedio	máximo
Precio	bajo	alto

Por supuesto, esta tabla no refleja la imagen completa de todos los sistemas de frenado que usan cerámica u orgánicos. Una conducción silenciosa con un frenado mínimo a altas velocidades puede prolongar la vida útil de las pastillas y discos estándar. Por lo tanto, esta comparación se trata más de cargas máximas.

Los elementos ejecutivos del sistema de frenos incluyen:

• Discos de freno (uno para cada rueda, si el automóvil está equipado con un vehículo de disco completo, de lo contrario, hay dos en la parte delantera y se usan tambores en la parte trasera);
• Pastillas (su número depende del tipo de vehículo, pero básicamente hay dos por disco);
• Pinzas (un mecanismo por disco de freno).

Como se mencionó anteriormente, las pastillas y los discos se calientan mucho durante el frenado. Para mitigar este efecto, la mayoría de los sistemas de frenado modernos están diseñados para estar bien ventilados. Si el automóvil se usa en condiciones normales, este flujo de aire es suficiente para que los frenos hagan bien su trabajo.

Pero en condiciones más difíciles, los elementos estándar se desgastan rápidamente y no hacen frente a su tarea a altas temperaturas. Por esta razón, las empresas de fabricación de vehículos están introduciendo nuevos materiales que no pierden sus propiedades de fricción a altas temperaturas y tampoco se desgastan tan rápidamente. Dichos materiales incluyen una almohadilla de cerámica y, en algunos tipos de vehículos, también un disco de cerámica.

Durante el proceso de fabricación, el polvo cerámico se combina con virutas de cobre en polvo a alta presión. Esta mezcla se somete a un tratamiento a alta temperatura en un horno. Gracias a esto, el producto no teme un fuerte calentamiento y, durante el proceso de fricción, sus componentes no se desmoronan.

Además de estas propiedades, el freno cerámico es capaz de:

• Haga menos ruido y vibre menos durante la activación del vehículo;
• Proporcionar un alto coeficiente de fricción en condiciones de temperatura mucho más altas;
• Acción menos agresiva sobre el disco de freno (esto se logra reemplazando la aleación de acero por cobre).

Tipos de almohadillas de cerámica

Antes de elegir las almohadillas cerámicas para su vehículo, conviene tener en cuenta que existen varios tipos de ellas. Se clasifican según el estilo de conducción para el que están destinados:

• Calle: modo urbano con mayores cargas en el sistema de frenado;
• Deporte: estilo de conducción deportivo. Esta modificación se suele utilizar en coches deportivos que pueden circular tanto en vías públicas como en pistas cerradas;
• Extremo: diseñado exclusivamente para carreras extremas en pistas cerradas, por ejemplo, competencias de deriva (para obtener más detalles sobre este tipo de competencia, lea aquí). Los frenos cerámicos de esta categoría no están permitidos en vehículos que circulan por carreteras normales.

Si hablamos del primer tipo de almohadillas, entonces son ideales para el uso diario. Las llamadas "cerámicas de calle" no desgastan tanto el disco de freno de acero. No es necesario precalentarlos para montar. Las almohadillas de riel son efectivas después del precalentamiento, por lo que no se pueden usar para el uso diario. Debido a esto, el disco se desgastará mucho más.

A continuación, se muestran algunos mitos comunes sobre el uso de cerámica en automóviles convencionales:

1. Las pastillas de cerámica están diseñadas exclusivamente para autos deportivos, porque un disco de freno convencional emparejado con ellas se desgasta rápidamente. De hecho, existen modificaciones adaptadas para su uso en máquinas convencionales. Estas son almohadillas de cerámica para aficionados. Al comprar nuevos consumibles, es necesario aclarar en qué modo se utilizarán.
2. El material del que están hechos la pastilla de freno y el disco debe ser idéntico. Al desarrollar este tipo de pastillas, los ingenieros las probaron específicamente en discos de freno de acero y las adaptaron.
3. La almohadilla de cerámica desgastará el disco más rápidamente. Las afirmaciones contrarias no son una táctica de marketing de los fabricantes de automóviles. La experiencia de muchos automovilistas confirma la falacia de esta afirmación.
4. La fiabilidad de las pastillas solo se manifiesta en frenadas extremas. De hecho, esta modificación conserva sus propiedades en un rango de temperatura mucho más amplio. Pero los frenos convencionales en situaciones de emergencia pueden ser más peligrosos (debido al sobrecalentamiento, pueden dejar de frenar). Cuando se coloca correctamente, soportará la carga perfectamente, dependiendo del estilo de conducción.
5. El costo es demasiado alto. Aunque existe una diferencia en comparación con las almohadillas convencionales, esta diferencia no es tan grande como para que un automovilista con un ingreso material promedio no pueda pagarlas. Dado que este elemento tiene una mayor vida útil, el fin justifica los medios.

Se puede comprar cerámica si el conductor aplica los frenos con frecuencia a altas velocidades. No es necesario instalarlo en un sistema de frenado convencional, ya que los elementos orgánicos convencionales con disco de acero resisten perfectamente el modo urbano y la conducción por carretera a velocidades medias.

Fortalezas de las pastillas de freno cerámicas

Si consideramos las ventajas de los frenos cerámicos, se pueden distinguir los siguientes factores:

• Las cerámicas desgastan menos el disco debido a la baja composición abrasiva. Menos partículas de metal no rayan el disco, gracias a lo cual el producto tiene una larga vida útil. Naturalmente, cuanto más a menudo necesite cambiar los elementos del sistema de frenos, más costoso será el mantenimiento del automóvil. En el caso de las pastillas de cerámica, el mantenimiento programado de los frenos tiene un período prolongado.
• Los frenos cerámicos son mucho más silenciosos. La razón de esto es el bajo contenido de partículas metálicas que rayan la superficie del disco.
• Mayor rango de temperatura de funcionamiento. Los productos pueden soportar un aumento de temperatura de hasta 600 grados y un enfriamiento rápido, pero al mismo tiempo no pierden sus propiedades. Los pads de tipo pista tienen este parámetro aún más.
• Se genera menos polvo. Gracias a esto, el automovilista no necesita comprar medios para limpiar las llantas de los depósitos de grafito.
• Alcanzan rápidamente el régimen de temperatura requerido. Esto asegura que el rendimiento de frenado no se vea comprometido cuando se pisa el pedal nuevamente.
• Con un fuerte calentamiento, las almohadillas no se deforman, lo que elimina la necesidad de reparaciones frecuentes del vehículo.

Las pastillas de freno de cerámica se utilizan con éxito no solo en coches deportivos. Esta modificación ha demostrado su eficacia en los sistemas de frenos de los camiones.

Contras de las pastillas de freno de cerámica

En comparación con los aspectos positivos, las desventajas de la cerámica para frenos son mucho menores. Por ejemplo, uno de los parámetros en los que confían algunos automovilistas a la hora de elegir la versión cerámica es la ausencia de polvo. De hecho, esto no es del todo cierto. En el proceso de frotar las almohadillas en el disco, definitivamente se desgastarán, lo que significa que todavía se forma polvo. Es solo que no hay tanta cantidad, e incluso en discos ligeros no se nota tanto, porque hay mucho menos o nada de grafito en su composición.

Algunos automovilistas, al elegir piezas de repuesto, proceden solo del precio del producto. Piensan: cuanto mayor es el costo, mayor es la calidad. Esto suele ser cierto, pero no es el parámetro principal en el que confiar. Por lo tanto, si selecciona las cerámicas más caras, existe una alta probabilidad de que se compre una versión para un automóvil deportivo.

El montaje en un vehículo estándar que se utiliza normalmente será de poco beneficio y, en algunos casos, incluso puede provocar un accidente, ya que las pastillas profesionales deben precalentarse antes de que alcancen la máxima eficiencia. Por este motivo, debe seleccionar cuidadosamente las piezas, partiendo de las condiciones en las que se utilizarán.

conclusión

Entonces, como puede ver, los frenos cerámicos son más confiables y eficientes que las pastillas clásicas. Muchos automovilistas optan por este producto en particular. Sin embargo, también se debe tener en cuenta la cantidad de carga que el conductor coloca normalmente en el sistema de frenado.

Los frenos seleccionados correctamente pueden mejorar la seguridad del transporte en un tráfico denso, así como reducir la frecuencia de reemplazo de las pastillas durante un frenado fuerte. Otro factor importante es que debe elegir solo productos de fabricantes confiables.

En conclusión, sugerimos ver algunas pruebas en video de frenos cerámicos:

FRENOS DE CERÁMICA - ¿POR QUÉ?

Preguntas y respuestas

¿Por qué son mejores los frenos cerámicos? Ideal para conducción agresiva. Son capaces de soportar un calentamiento de hasta 550 grados sin pérdida de eficiencia. Poco polvo y ruido. No dañe el disco.

¿Cómo distinguir los frenos cerámicos? El tipo de almohadillas se indica en el embalaje. A menos que se indique lo contrario, tienen una temperatura de funcionamiento alta. Cuestan mucho más que las toallas sanitarias normales.

¿Cuánto duran las almohadillas de cerámica? En comparación con las pastillas convencionales, estas pastillas son mucho más duraderas (dependiendo de la frecuencia de frenado repentino). Las pastillas cuidan de 30 a 50 mil con frenadas frecuentes.