As propriedades únicas dos freios cerâmicos

Os freios a disco padrão consistem em discos e pastilhas de ferro fundido ou aço onde o enchimento é reforçado com aparas de metal. Quando o amianto era a base dos revestimentos de fricção, não havia perguntas especiais sobre a composição, mas descobriu-se que as fibras de amianto e a poeira liberada durante a frenagem têm fortes propriedades cancerígenas. O uso de amianto foi banido e vários compostos orgânicos começaram a ser usados ​​em absorventes. Suas propriedades revelaram-se insuficientes em condições extremas.

O que é cerâmica e por que é

A cerâmica pode ser considerada qualquer coisa que não seja orgânica ou metálica. Foram suas propriedades que acabaram sendo o que é necessário para os revestimentos de fricção dos freios de automóveis que trabalham em condições difíceis.

O freio a disco apresenta grandes vantagens em relação aos demais, mas sua característica é a pequena área das pastilhas. E o alto poder de frenagem implica a rápida liberação de uma enorme quantidade de energia térmica. Como você sabe, a energia é proporcional à potência e ao tempo em que é liberada. E ambos determinam a eficiência de frenagem do carro.

A liberação de energia significativa em um volume limitado em pouco tempo, ou seja, quando o calor não tem tempo para se dissipar no espaço circundante, de acordo com a mesma física, leva a um aumento da temperatura. E aqui os materiais tradicionais dos quais as lonas de freio são feitas não podem mais lidar. O uso de discos ventilados pode estabilizar o regime térmico a longo prazo, mas não evita o superaquecimento local na zona de contato. O material da pastilha literalmente evapora e as frações resultantes criam um ambiente escorregadio, o coeficiente de atrito cai drasticamente e os freios falham.

Cerâmicas baseadas em várias substâncias inorgânicas, geralmente carboneto de silício, podem suportar temperaturas muito mais altas. Além disso, quando aquecidos, eles só entram no modo ideal, proporcionando o maior coeficiente de atrito.

Sem reforço, o revestimento não poderá ter resistência suficiente; para isso, várias fibras são introduzidas na composição. Na maioria das vezes, são aparas de cobre, a fibra de carbono é usada para freios esportivos. O material de reforço é misturado com cerâmica e cozido em alta temperatura.

Dependendo da natureza da aplicação, a formulação das almofadas pode ser diferente. Isso é determinado pela finalidade dos freios, rua, esportes ou pastilhas do tipo extremo se destacarem. Eles têm diferentes temperaturas de operação e capacidades limitantes. Mas o geral será aumentar a eficiência do trabalho em condições difíceis:

• estabilidade do coeficiente de atrito;
• minimização do desgaste do disco;
• redução do ruído de operação e carga de vibração;
• alta resistência e segurança do material em altas temperaturas de operação.

Com o uso da cerâmica, não são feitas apenas pastilhas, mas também discos. Ao mesmo tempo, o aumento do desgaste não é observado em caso de uso misto, as almofadas de cerâmica não levam ao apagamento acelerado dos discos de aço e ferro fundido. Rotores cerâmicos (discos) distinguem-se pela alta resistência sob condições de carga térmica, o que torna possível não torná-los inaceitavelmente grandes e também não deixam deformações residuais durante o resfriamento súbito. E com esse aquecimento, mesmo o resfriamento natural leva a quedas significativas de temperatura em um tempo limitado.

Prós e contras dos freios cerâmicos

Já foi dito sobre as vantagens da cerâmica, ela pode ser complementada com fatores não tão óbvios:

• tais mecanismos têm menos peso e dimensões com igual eficiência, o que reduz um indicador tão importante da dinâmica da suspensão como a massa não suspensa;
• não há liberação de substâncias nocivas no meio ambiente;
• com o aumento da temperatura, a eficiência dos freios não diminui, mas aumenta, o que às vezes requer pré-aquecimento;
• o material de reforço não está sujeito à corrosão de alta temperatura;
• as propriedades das cerâmicas são bem previstas e programadas ao selecionar uma receita, o que possibilita a produção de peças semelhantes para uma ampla variedade de aplicações;
• combinações de peças ferrosas com cerâmicas são possíveis, não sendo necessário usar os mesmos discos para pastilhas cerâmicas;
• peças cerâmicas são muito duráveis ​​ao trabalhar em condições suaves.

Não poderia prescindir de desvantagens, mas não há tantos deles no contexto de vantagens:

• freios cerâmicos ainda são mais caros;
• composições especialmente eficazes requerem pré-aquecimento, pois o coeficiente de atrito diminui com a diminuição da temperatura;
• sob uma certa combinação de condições, eles podem criar um rangido difícil de remover.

É claro que as peças de freio de cerâmica não têm alternativa em direção e esportes espirituosos. Em outros casos, seu alto preço faz pensar na adequação de seu uso.