Jedinečné vlastnosti keramických bŕzd
Štandardné kotúčové brzdy pozostávajú z liatinových alebo oceľových kotúčov a doštičiek, ktorých výplň je vystužená kovovými trieskami. Keď bol azbest základom trecích obložení, neboli žiadne špeciálne otázky o zložení, ale potom sa ukázalo, že azbestové vlákna a prach uvoľnený pri brzdení majú silné karcinogénne vlastnosti. Používanie azbestu bolo zakázané a do podložiek sa začali používať rôzne organické zlúčeniny. Ich vlastnosti sa v extrémnych podmienkach ukázali ako nedostatočné.
Čo je keramika a prečo je
Za keramiku možno považovať čokoľvek, čo nie je organické alebo kovové. Práve jeho vlastnosti sa ukázali ako potrebné pre trecie obloženia automobilových bŕzd pracujúcich v náročných podmienkach.
Kotúčová brzda má oproti ostatným veľké výhody, no jej vlastnosťou je malá plocha doštičiek. A vysoký brzdný výkon znamená rýchle uvoľnenie obrovského množstva tepelnej energie. Ako viete, energia je úmerná výkonu a času, počas ktorého sa uvoľňuje. A obe určujú brzdnú účinnosť auta.
Uvoľnenie významnej energie v obmedzenom objeme v krátkom čase, to znamená, keď sa teplo nemá čas rozptýliť do okolitého priestoru, v súlade s rovnakou fyzikou, vedie k zvýšeniu teploty. A tu si tradičné materiály, z ktorých sú vyrobené brzdové obloženia, už neporadia. Použitie vetraných kotúčov môže dlhodobo stabilizovať tepelný režim, ale nezachráni pred lokálnym prehriatím v kontaktnej zóne. Materiál podložky sa doslova vyparí a výsledné frakcie vytvárajú klzké prostredie, koeficient trenia prudko klesá a brzdy zlyhávajú.
Keramika na báze rôznych anorganických látok, zvyčajne karbidu kremíka, znesie oveľa vyššie teploty. Navyše po zahriatí vstúpia iba do optimálneho režimu, ktorý poskytuje najvyšší koeficient trenia.
Bez vystuženia nebude mať podšívka dostatočnú pevnosť, preto sa do kompozície zavádzajú rôzne vlákna. Najčastejšie sú to medené hobliny, na športové brzdy sa používajú uhlíkové vlákna. Výstužná hmota je zmiešaná s keramikou a vypálená pri vysokej teplote.
V závislosti od povahy aplikácie môže byť zloženie vankúšikov odlišné. To je dané účelom bŕzd, vyniknú doštičky street, športového alebo extrémneho typu. Majú rôzne prevádzkové teploty a obmedzujúce schopnosti. Vo všeobecnosti však bude zvýšenie efektívnosti práce v ťažkých podmienkach:
- stabilita koeficientu trenia;
- minimalizácia opotrebovania disku;
- zníženie prevádzkového hluku a zaťaženia vibráciami;
- vysoká odolnosť a bezpečnosť materiálu pri vysokých prevádzkových teplotách.
S použitím keramiky sa vyrábajú nielen podložky, ale aj kotúče. Zároveň sa pri zmiešanom použití nepozoruje zvýšené opotrebovanie, keramické podložky nevedú k zrýchlenému vymazaniu oceľových a liatinových diskov. Keramické rotory (disky) sa vyznačujú vysokou pevnosťou v podmienkach tepelného zaťaženia, čo umožňuje, aby neboli neprijateľne veľké, a tiež nezanechávajú zvyškové deformácie pri náhlom ochladzovaní. A pri takomto ohreve aj prirodzené ochladzovanie vedie v obmedzenom čase k výrazným poklesom teploty.
Výhody a nevýhody keramických bŕzd
O výhodách keramiky už bolo povedané, možno ju doplniť o nie také zrejmé faktory:
- takéto mechanizmy majú menšiu hmotnosť a rozmery s rovnakou účinnosťou, čo znižuje taký dôležitý ukazovateľ dynamiky odpruženia, ako je neodpružená hmotnosť;
- nedochádza k uvoľňovaniu škodlivých látok do životného prostredia;
- so zvýšením teploty sa účinnosť bŕzd neznižuje, ale naopak zvyšuje, čo niekedy vyžaduje predhrievanie;
- výstužný materiál nepodlieha vysokoteplotnej korózii;
- vlastnosti keramiky sú dobre predpovedané a naprogramované pri výbere receptúry, čo umožňuje vyrábať podobné diely pre širokú škálu aplikácií;
- sú možné kombinácie fero-obsahujúcich dielov s keramickými, nie je potrebné používať rovnaké kotúče pre keramické podložky;
- keramické diely sú veľmi odolné pri práci v šetrných podmienkach.
Bez mínusov by to nešlo, ale na pozadí výhod ich nie je toľko:
- keramické brzdy sú stále drahšie;
- zvlášť účinné kompozície vyžadujú predhrievanie, pretože koeficient trenia klesá s klesajúcou teplotou;
- za určitej kombinácie podmienok môžu vytvárať ťažko odstrániteľné vŕzganie.
Je jasné, že keramické brzdové diely nemajú pri temperamentnej jazde a športe alternatívu. V iných prípadoch ich vysoká cena núti zamyslieť sa nad vhodnosťou ich použitia.
