Уникални свойства на керамичните спирачки

Стандартните дискови спирачки се състоят от чугунени или стоманени дискове и накладки, където пълнителят е подсилен с метални стърготини. Когато азбестът беше в основата на фрикционните накладки, нямаше специални въпроси относно състава, но тогава се оказа, че азбестовите влакна и прахът, отделени по време на спиране, имат силни канцерогенни свойства. Използването на азбест беше забранено и в подложките започнаха да се използват различни органични съединения. Свойствата им се оказват недостатъчни при екстремни условия.

Какво е керамика и защо е

За керамика може да се счита всичко, което не е органично или метално. Именно неговите свойства се оказаха това, което е необходимо за фрикционните накладки на автомобилните спирачки, работещи в трудни условия.

Дисковата спирачка има големи предимства пред другите, но нейната особеност е малката площ на накладките. А високата спирачна мощност предполага бързо освобождаване на огромно количество топлинна енергия. Както знаете, енергията е пропорционална на мощността и времето, за което се отделя. И двете определят спирачната ефективност на автомобила.

Освобождаването на значителна енергия в ограничен обем за кратко време, тоест когато топлината няма време да се разсее в околното пространство, в съответствие със същата физика, води до повишаване на температурата. И тук вече не могат да се справят традиционните материали, от които се правят спирачните накладки. Използването на вентилирани дискове може да стабилизира топлинния режим в дългосрочен план, но не предпазва от локално прегряване в контактната зона. Материалът на накладките буквално се изпарява и получените фракции създават хлъзгава среда, коефициентът на триене рязко пада и спирачките отказват.

Керамиката на основата на различни неорганични вещества, обикновено силициев карбид, може да издържи на много по-високи температури. Освен това, когато се загреят, те влизат само в оптималния режим, осигурявайки най-висок коефициент на триене.

Без армировка облицовката няма да може да има достатъчна здравина, за това в състава се въвеждат различни влакна. Най-често това са медни стърготини, въглеродни влакна се използват за спортни спирачки. Армиращият материал се смесва с керамика и се изпича при висока температура.

В зависимост от естеството на приложението, формулата на подложките може да бъде различна. Това се определя от предназначението на спирачките, изпъкват улични, спортни или екстремни накладки. Те имат различни работни температури и ограничителни възможности. Но общото ще бъде повишаване на ефективността на работа в трудни условия:

• стабилност на коефициента на триене;
• минимизиране на износването на диска;
• намаляване на работния шум и вибрационното натоварване;
• висока устойчивост и безопасност на материала при високи работни температури.

С използването на керамика се правят не само накладки, но и дискове. В същото време не се наблюдава повишено износване при смесена употреба, керамичните накладки не водят до ускорено изтриване на стоманени и чугунени дискове. Керамичните ротори (дискове) се отличават с висока якост при условия на термично натоварване, което позволява да не се правят неприемливо големи, а също така не оставят остатъчни деформации при внезапно охлаждане. И при такова отопление дори естественото охлаждане води до значителни температурни промени за ограничено време.

Плюсове и минуси на керамичните спирачки

Вече беше казано за предимствата на керамиката, тя може да бъде допълнена с не толкова очевидни фактори:

• такива механизми имат по-малко тегло и размери с еднаква ефективност, което намалява такъв важен показател за динамиката на окачването като нерессорната маса;
• няма изпускане на вредни вещества в околната среда;
• с повишаване на температурата ефективността на спирачките не намалява, а по-скоро се увеличава, което понякога изисква предварително загряване;
• армиращият материал не е подложен на високотемпературна корозия;
• свойствата на керамиката са добре предвидени и програмирани при избора на рецепта, което прави възможно производството на подобни части за голямо разнообразие от приложения;
• възможни са комбинации от феросъдържащи части с керамични, не е необходимо да се използват едни и същи дискове за керамични накладки;
• керамичните части са много издръжливи при работа в нежни условия.

Не можеше да мине без минуси, но няма толкова много от тях на фона на предимствата:

• керамичните спирачки са все още по-скъпи;
• особено ефективните състави изискват предварително нагряване, тъй като коефициентът на триене намалява с намаляване на температурата;
• при определена комбинация от условия те могат да създадат трудно за отстраняване скърцане.

Очевидно керамичните спирачни части нямат алтернатива в енергичното шофиране и спорта. В други случаи високата им цена кара човек да се замисли за целесъобразността на използването им.