Costosi, ma per sempre: dischi freno in ceramica
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Un veicolo spaziale che entra nell'atmosfera terrestre sperimenta un'intensa resistenza dell'aria. Ecco perché le capsule spaziali e le navette hanno una protezione termica in grado di resistere alle alte temperature. Queste piastrelle in ceramica hanno trovato la loro strada nell'industria automobilistica sotto forma di dischi freno. Dopotutto, l'impianto frenante risente maggiormente delle alte temperature dovute all'attrito.
Cosa sono i freni in ceramica?
Ascoltare la parola ceramica ”, si potrebbe pensare alla ceramica. davvero , i componenti in ceramica sono molto richiesti nel settore. Loro in particolare il forte effetto isolante contro le sovratensioni e il calore li rende un materiale adatto per ambienti estremi .
I freni utilizzano uno speciale materiale ceramico: Il composito di fibra di carbonio e carburo di silicio è una miscela ideale per assorbire un'elevata energia di attrito.
Pertanto, i freni in ceramica sono dotati di uno o più componenti realizzati con questo materiale, che presenta sia vantaggi che svantaggi .
Ideale contro l'effetto dissolvenza
I freni dell'auto funzionano per attrito. . Il supporto fisso con rivestimento viene premuto contro l'elemento rotante, creando energia di attrito, riducendo così l'energia di movimento. L'attrito genera calore in eccesso, che può essere un problema.
Quando la temperatura di attrito si avvicina al punto di fusione dell'elemento rotante, cioè il disco o il tamburo , l'effetto frenante è ridotto . Nei tamburi dei freni già obsoleti, questo a volte portava al completo fallimento.
È qui che i dischi dei freni in ceramica forniscono la soluzione. . Il loro materiale di costruzione ha un punto di fusione molto alto che non viene mai raggiunto nemmeno nelle condizioni di guida più difficili. I dischi freno carboceramici non sono solo leggeri e sicuri ; con un uso normale, durano praticamente per sempre. Termine tagliando fino a 350 km è lo standard per questi elementi.
A causa delle proprietà del materiale, i dischi dei freni in ghisa grigia sono soggetti alla corrosione. . Questi moduli fanno molto affidamento sul loro effetto autopulente in condizioni di guida normali.
Essendo un materiale non metallico, il composito carbonio-ceramico è completamente immune al sale e alla corrosione. . L'assenza di flash di ruggine e l'abrasione associata dello strato di ruggine durante la frenata è un elemento chiave nella resistenza all'usura dei dischi freno carboceramici.
Problema principale: dissipazione del calore
Il calore generato dai dischi freno carboceramici non viene più assorbito e quindi i componenti circostanti sono esposti alla temperatura . A causa della generazione di calore, i tubi dei freni e i cavi dei sensori devono essere protetti con un isolamento in fibra ceramica.
In questi moduli sono state misurate le temperature limite fino a 1600°C. I dischi dei freni in ceramica richiedono pastiglie dei freni corrispondenti. Pertanto, la sostituzione dei dischi dei freni in acciaio con dischi dei freni in ceramica è più una sfida di quanto si creda comunemente.
Nessuna contrattazione - per ora
I dischi dei freni in acciaio fuso grigio sono stampati a iniezione e poi rettificati a misura . Quando qualcosa va storto, il disco del freno viene semplicemente fuso e rifuso. Non c'è praticamente alcuna perdita materiale in questo processo di produzione.
Dischi freno carboceramici difettosi, invece, non possono essere fusi. . Possono essere frantumati e utilizzati come additivo nell'industria delle costruzioni. Tuttavia, il riciclaggio economico di rottami e materiale residuo, comune nella lavorazione dei metalli, non si applica qui. .
Questo è uno dei motivi per cui i dischi freno carboceramici sono molto costosi . Per confronto: un sistema frenante in ceramica può facilmente costare fino a € 10 (± £ 000) . Non ripaga nemmeno per le auto familiari di lusso. Quindi l'impostazione predefinita prenotato per limousine, auto sportive, auto da corsa professionali, furgoni CIT и veicoli blindati .
Tuttavia, la mobilità elettrica può guidare l'adozione generale . Oltre alle eccellenti prestazioni di frenata e all'eccezionale durata, i freni carboceramici sono molto leggeri . In un'auto elettrica, ogni grammo risparmiato influisce immediatamente sulla sua autonomia. Pertanto, i dischi dei freni in carbonio-ceramica possono contribuire alla riduzione del peso. Tuttavia, questo è ancora molto lontano.
Usi benefici della ceramica
Tuttavia, utilizzare componenti in ceramica nelle auto standard è giustificato . Invece di sostituire le ruote in acciaio fuso con componenti in carbonio-ceramica, un'alternativa adeguata è l'installazione di pastiglie dei freni in ceramica.
Le pastiglie dei freni in ceramica sono disponibili presso noti produttori come accessori . Si installano esattamente allo stesso modo delle tradizionali pastiglie dei freni. Il loro uso dà diversi vantaggi:
| – maggiore resistenza all'usura - minore abrasione - riduzione del rumore – migliore aderenza con disco freno bagnato |
Prestazioni di frenata Le pastiglie dei freni in ceramica possono essere paragonate alle pastiglie tradizionali. Avere in mente se la tua auto è dotata di bellissimi cerchi, ti stai facendo un favore usando pastiglie dei freni in ceramica . La temuta abrasione tende a lasciare uno strato di polvere ostinata difficile da eliminare. Le pastiglie dei freni in ceramica causano un'abrasione notevolmente inferiore.
Più sorprendente kit freno economici con guarnizioni dei freni in ceramica. I produttori di marca offrono prezzi per questa soluzione che difficilmente superano i prezzi dei kit freno tradizionali: il kit freno ATE, comprensivo di disco freno, guarnizioni e parti aggiuntive, costa da ca. € 130 (± £ 115) .
Questo non è affatto eccessivo per un prodotto di qualità OEM di un fornitore affidabile. . Questi prezzi bassi valgono la pena di scegliere questa funzione alla prossima manutenzione dei freni.
Scegli sempre l'innovazione
Lo sviluppo dei dischi freno va oltre l'uso della ceramica. L'ultimo sviluppo sono le unità ibride: disco freno tradizionale in acciaio fuso grigio rivettato al supporto in alluminio . Laddove sono richieste proprietà di usura e dissipazione del calore superiori, i dischi freno ibridi forniscono prestazioni complete.
La parola "massa" è qui: i semplici dischi freno singoli non vengono quasi mai utilizzati in questi giorni . I doppi dischi freno ventilati sono ora di serie sull'asse anteriore.
Sfortunatamente, molti vantaggi offerti da questi componenti innovativi come una migliore dissipazione del calore e prestazioni , vanno di pari passo con la massa aggiunta.
Tuttavia, questo può essere compensato in altri dettagli: dove il pesante acciaio fuso si aggiunge al peso complessivo del veicolo, i dischi dei freni ibridi sono realizzati in alluminio leggero . La parte di collegamento tra l'anello del freno e il mozzo della ruota è realizzata in metallo leggero nei dischi freno ad alte prestazioni .
Naturalmente, questo è solo un piccolo contributo alla riduzione del peso. . Tuttavia, poiché i dischi dei freni sono una massa critica in movimento, qualsiasi riduzione di peso è benvenuta. Il disco del freno leggero provoca meno squilibri risparmiando il complesso meccanismo dell'asse sterzante.
Nessuna differenza di qualità la resistenza dell'alluminio nella giusta lega può ora essere paragonata all'acciaio .
Perché l'intero cerchio non è in alluminio?
Fabbricazione dell'intero disco freno in alluminio impossibile per due motivi:
| – basso punto di fusione - non abbastanza forte |
l'alluminio si scioglie a 600 ° C . La manovra di frenata standard conduce facilmente a temperature superiori a 1000°C , e quindi il metallo leggero fallirà dopo alcuni tentativi di frenata.
E per di più: l'alluminio è soggetto ad abrasione. L'usura è inaccettabile anche con una frenata attenta. Pertanto, l'uso di metallo leggero come base per l'anello del freno è l'ultima applicazione di questo materiale nel sistema frenante.
