Jedinstvena svojstva keramičkih kočnica
Standardne disk kočnice sastoje se od lijevanog željeza ili čeličnih diskova i pločica gdje je punilo ojačano metalnim strugotinama. Kada je azbest bio osnova frikcionih obloga, nije bilo posebnih pitanja o sastavu, ali se onda pokazalo da azbestna vlakna i prašina koja se oslobađa prilikom kočenja imaju jaka kancerogena svojstva. Zabranjena je upotreba azbesta, a u ulošcima su se počela koristiti različita organska jedinjenja. Pokazalo se da su njihova svojstva nedovoljna u ekstremnim uslovima.
Šta je keramika i zašto je
Keramikom se može smatrati sve što nije organsko ili metalno. Ispostavilo se da su njegova svojstva ono što je potrebno za frikcione obloge automobilskih kočnica koje rade u teškim uslovima.
Disk kočnica ima velike prednosti u odnosu na druge, ali njena karakteristika je mala površina pločica. A visoka snaga kočenja podrazumijeva brzo oslobađanje ogromne količine toplinske energije. Kao što znate, energija je proporcionalna snazi i vremenu za koje se oslobađa. I oba određuju efikasnost kočenja automobila.
Oslobađanje značajne energije u ograničenom volumenu u kratkom vremenu, odnosno kada toplina nema vremena da se rasprši u okolni prostor, u skladu s istom fizikom, dovodi do povećanja temperature. I tu se tradicionalni materijali od kojih su napravljene kočione obloge više ne mogu nositi. Upotreba ventiliranih diskova može dugoročno stabilizirati toplinski režim, ali ne spašava od lokalnog pregrijavanja u kontaktnoj zoni. Materijal jastučića doslovno isparava, a nastale frakcije stvaraju klizavo okruženje, koeficijent trenja naglo pada, a kočnice otkazuju.
Keramika na bazi različitih neorganskih supstanci, najčešće silicijum karbida, može izdržati mnogo više temperature. Štoviše, kada se zagriju, ulaze samo u optimalni način rada, pružajući najveći koeficijent trenja.
Bez pojačanja, obloga neće moći imati dovoljnu čvrstoću, za to se u sastav uvode razna vlakna. Najčešće su to bakrene strugotine, karbonska vlakna se koriste za sportske kočnice. Armaturni materijal se miješa sa keramikom i peče na visokoj temperaturi.
Ovisno o prirodi primjene, formulacija jastučića može biti različita. To je određeno svrhom kočnica, ističu se ulične, sportske ili ekstremne pločice. Imaju različite radne temperature i granične mogućnosti. Ali generalno će biti povećanje efikasnosti rada u teškim uslovima:
- stabilnost koeficijenta trenja;
- minimiziranje trošenja diskova;
- smanjenje radne buke i opterećenja vibracijama;
- visoka otpornost i sigurnost materijala pri visokim radnim temperaturama.
Uz upotrebu keramike ne izrađuju se samo jastučići, već i diskovi. U isto vrijeme, povećano trošenje se ne opaža u slučaju mješovite upotrebe, keramički jastučići ne dovode do ubrzanog brisanja diskova od čelika i lijevanog željeza. Keramički rotori (diskovi) odlikuju se visokom čvrstoćom u uvjetima termičkog opterećenja, što omogućava da ne budu neprihvatljivo veliki, a također ne ostavljaju preostale deformacije prilikom naglog hlađenja. A kod takvog grijanja, čak i prirodno hlađenje dovodi do značajnih promjena temperature u ograničenom vremenu.
Prednosti i nedostaci keramičkih kočnica
Već je rečeno o prednostima keramike, može se dopuniti ne tako očiglednim faktorima:
- takvi mehanizmi imaju manju težinu i dimenzije s jednakom efikasnošću, što smanjuje tako važan pokazatelj dinamike ovjesa kao što je neopružena masa;
- nema ispuštanja štetnih materija u okolinu;
- s povećanjem temperature, efikasnost kočnica se ne smanjuje, već se povećava, što ponekad zahtijeva predgrijavanje;
- armaturni materijal nije podložan koroziji pri visokim temperaturama;
- svojstva keramike su dobro predviđena i programirana prilikom odabira recepture, što omogućava proizvodnju sličnih dijelova za širok raspon 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 pozadini prednosti:
- keramičke kočnice su i dalje skuplje;
- posebno efikasne kompozicije zahtijevaju prethodno zagrijavanje, jer se koeficijent trenja smanjuje s padom temperature;
- pod određenom kombinacijom uslova, mogu stvoriti škripu koju je teško ukloniti.
Očigledno, keramički dijelovi kočnica nemaju alternativu u živahnoj vožnji i sportu. U drugim slučajevima njihova visoka cijena navodi na razmišljanje o prikladnosti njihove upotrebe.
