Jedinstvena svojstva keramičkih kočnica
Standardne disk kočnice sastoje se od diskova i pločica od lijevanog željeza ili čelika kod kojih je punilo ojačano metalnim strugotinama. Kada je azbest bio osnova tarnih obloga, nije bilo posebnih pitanja o sastavu, ali tada se pokazalo da azbestna vlakna i prašina koja se oslobađaju tijekom kočenja imaju jaka kancerogena svojstva. Zabranjena je uporaba azbesta, au jastučićima su se počeli koristiti razni organski spojevi. Pokazalo se da su njihova svojstva nedovoljna u ekstremnim uvjetima.
Što je keramika i zašto
Keramikom se može smatrati sve što nije organsko ili metalno. Pokazalo se da su njegova svojstva ono što je potrebno za tarne obloge automobilskih kočnica koje rade u teškim uvjetima.
Disk kočnica ima velike prednosti u odnosu na druge, ali njezina značajka je mala površina jastučića. A velika snaga kočenja podrazumijeva brzo oslobađanje ogromne količine toplinske energije. Kao što znate, energija je proporcionalna snazi i vremenu za koje se oslobađa. I jedno i drugo određuje učinkovitost kočenja automobila.
Oslobađanje značajne energije u ograničenom volumenu u kratkom vremenu, odnosno kada se toplina nema vremena raspršiti u okolni prostor, u skladu s istom fizikom, dovodi do povećanja temperature. I tu se tradicionalni materijali od kojih se izrađuju kočione obloge više ne mogu nositi. Korištenje ventiliranih diskova može dugoročno stabilizirati toplinski režim, ali ne spašava od lokalnog pregrijavanja u kontaktnoj zoni. Materijal pločice doslovno isparava, a dobivene frakcije stvaraju sklisko okruženje, koeficijent trenja naglo pada, a kočnice otkazuju.
Keramika na bazi raznih anorganskih tvari, obično silicijevog karbida, može podnijeti mnogo više temperature. Štoviše, kada se zagriju, ulaze samo u optimalni način rada, pružajući najveći koeficijent trenja.
Bez armature, obloga neće moći imati dovoljnu čvrstoću, za to se u sastav uvode različita vlakna. Najčešće su to bakrene strugotine, karbonska vlakna se koriste za sportske kočnice. Armatura se miješa s keramikom i peče na visokoj temperaturi.
Ovisno o prirodi primjene, formulacija jastučića može biti drugačija. To je određeno namjenom kočnica, ističu se ulične, sportske ili ekstremne pločice. Imaju različite radne temperature i mogućnosti ograničenja. Ali općenito će biti povećanje učinkovitosti rada u teškim uvjetima:
- stabilnost koeficijenta trenja;
- minimiziranje trošenja diska;
- smanjenje radne buke i opterećenja vibracijama;
- visoka otpornost i sigurnost materijala pri visokim radnim temperaturama.
Upotrebom keramike izrađuju se ne samo jastučići, već i diskovi. Istodobno se ne primjećuje povećano trošenje u slučaju mješovite uporabe, keramički jastučići ne dovode do ubrzanog brisanja diskova od čelika i lijevanog željeza. Keramički rotori (diskovi) odlikuju se visokom čvrstoćom u uvjetima toplinskog opterećenja, što im omogućuje da ne budu neprihvatljivo veliki, a također ne ostavljaju zaostale deformacije tijekom naglog hlađenja. A kod takvog grijanja čak i prirodno hlađenje dovodi do značajnih promjena temperature u ograničenom vremenu.
Za i protiv keramičkih kočnica
Već je rečeno o prednostima keramike, može se nadopuniti ne tako očitim čimbenicima:
- takvi mehanizmi imaju manju težinu i dimenzije s jednakom učinkovitošću, što smanjuje tako važan pokazatelj dinamike ovjesa kao što je masa bez opruge;
- nema ispuštanja štetnih tvari u okoliš;
- s povećanjem temperature, učinkovitost kočnica se ne smanjuje, već se povećava, što ponekad zahtijeva predgrijavanje;
- materijal za ojačanje nije podložan visokotemperaturnoj koroziji;
- svojstva keramike dobro su predviđena i programirana pri odabiru recepture, što omogućuje proizvodnju sličnih dijelova za široku paletu primjena;
- moguće su kombinacije dijelova koji sadrže fero s keramičkim, nije potrebno koristiti iste diskove za keramičke jastučiće;
- keramički dijelovi su vrlo izdržljivi kada rade u blagim uvjetima.
Nije moglo bez minusa, ali nema ih toliko u odnosu na prednosti:
- keramičke kočnice su i dalje skuplje;
- posebno učinkoviti sastavi zahtijevaju prethodno zagrijavanje, budući da se koeficijent trenja smanjuje s padom temperature;
- pod određenom kombinacijom uvjeta mogu stvoriti škripu koju je teško ukloniti.
Očito, keramički dijelovi kočnica nemaju alternativu u živahnoj vožnji i sportu. U drugim slučajevima, njihova visoka cijena tjera na razmišljanje o prikladnosti njihove uporabe.
