A kerámia fékek egyedi tulajdonságai
A szabványos tárcsafékek öntöttvas vagy acél tárcsákból és betétekből állnak, ahol a töltőanyag fémforgácsokkal van megerősítve. Amikor az azbeszt volt a súrlódó betétek alapja, nem voltak különösebb kérdések az összetétellel kapcsolatban, de aztán kiderült, hogy a fékezés során felszabaduló azbesztszálak és por erős rákkeltő tulajdonságokkal rendelkeznek. Az azbeszt használatát betiltották, és különféle szerves vegyületeket kezdtek használni a betétekben. Tulajdonságaik extrém körülmények között elégtelennek bizonyultak.
Mi a kerámia és miért?
Kerámiának bármit tekinthetünk, ami nem szerves vagy fém. Tulajdonságairól derült ki, hogy a nehéz körülmények között működő gépjárműfékek súrlódó betétjéhez szükséges.
A tárcsafék nagy előnyökkel rendelkezik a többihez képest, de jellemzője a kis betétfelület. A nagy fékerő pedig hatalmas mennyiségű hőenergia gyors felszabadulását jelenti. Mint tudják, az energia arányos a teljesítménnyel és a felszabadulási idővel. És mindkettő meghatározza az autó fékhatékonyságát.
Jelentős energia felszabadulása korlátozott térfogatban rövid időn belül, vagyis amikor a hőnek nincs ideje a környező térben eloszlatni, ugyanezen fizika szerint, a hőmérséklet növekedéséhez vezet. És itt a hagyományos anyagok, amelyekből a fékbetétek készülnek, már nem tudnak megbirkózni. A szellőztetett lemezek használata hosszú távon stabilizálja a hőviszonyokat, de nem menti meg az érintkezési zóna helyi túlmelegedését. A betét anyaga szó szerint elpárolog, és a keletkező frakciók csúszós környezetet hoznak létre, a súrlódási együttható meredeken csökken, és a fékek meghibásodnak.
A különféle szervetlen anyagokon, általában szilícium-karbidon alapuló kerámiák sokkal magasabb hőmérsékletet is elviselnek. Sőt, felmelegedéskor csak az optimális üzemmódba lépnek, biztosítva a legmagasabb súrlódási együtthatót.
Erősítés nélkül a bélés nem lesz elegendő szilárdságú, ehhez különféle szálakat vezetnek be a készítménybe. Leggyakrabban rézforgács, sportfékekhez szénszálat használnak. Az erősítő anyagot kerámiával keverik és magas hőmérsékleten sütik.
Az alkalmazás jellegétől függően a betétek összetétele eltérő lehet. Ezt a fékek rendeltetése határozza meg, kiemelkednek az utcai, sport- vagy extrém típusú betétek. Különböző üzemi hőmérséklettel és korlátozó képességekkel rendelkeznek. De az általános a munka hatékonyságának növelése nehéz körülmények között:
- súrlódási együttható stabilitása;
- lemezkopás minimalizálása;
- az üzemi zaj és rezgésterhelés csökkentése;
- az anyag nagy ellenállása és biztonsága magas üzemi hőmérsékleten.
Kerámia felhasználásával nem csak alátéteket, hanem korongokat is készítenek. Ugyanakkor vegyes használat esetén fokozott kopás nem figyelhető meg, a kerámia betétek nem vezetnek az acél és öntöttvas korongok gyorsított törléséhez. A kerámia rotorokat (tárcsákat) nagy szilárdság jellemzi termikus terhelési körülmények között, ami lehetővé teszi, hogy ne legyenek elfogadhatatlanul nagyok, és nem hagynak hátra maradó deformációkat a hirtelen lehűlés során. És ilyen fűtés mellett még a természetes hűtés is jelentős hőmérséklet-csökkenéshez vezet korlátozott időn belül.
A kerámiafékek előnyei és hátrányai
A kerámia előnyeiről már volt szó, kiegészíthető nem túl nyilvánvaló tényezőkkel:
- az ilyen mechanizmusok kisebb súlyúak és méretei azonos hatékonysággal rendelkeznek, ami csökkenti a felfüggesztés dinamikájának olyan fontos mutatóját, mint a rugózatlan tömeg;
- nincs káros anyagok kibocsátása a környezetbe;
- a hőmérséklet emelkedésével a fékek hatékonysága nem csökken, hanem növekszik, ami néha előmelegítést igényel;
- az erősítőanyag nem kitéve a magas hőmérsékletű korróziónak;
- a kerámiák tulajdonságai jól megjósolhatók és programozhatók a recept kiválasztásakor, ami lehetővé teszi hasonló alkatrészek előállítását a legkülönfélébb alkalmazásokhoz;
- ferrotartalmú alkatrészek és kerámia kombinációk lehetségesek, nem szükséges ugyanazokat a tárcsákat használni a kerámia alátétekhez;
- a kerámia alkatrészek nagyon tartósak kíméletes körülmények között.
Nem nélkülözheti a hátrányokat, de az előnyök hátterében nem sok van belőlük:
- a kerámia fékek még mindig drágábbak;
- különösen hatékony készítmények előmelegítést igényelnek, mivel a súrlódási tényező a hőmérséklet csökkenésével csökken;
- a feltételek bizonyos kombinációja mellett nehezen eltávolítható reccsenést okozhatnak.
Nyilvánvaló, hogy a kerámia fékelemeknek nincs alternatívája a lendületes vezetésben és a sportban. Más esetekben a magas ára elgondolkodtat használatuk helyénvalóságán.
