Einzigartige Eigenschaften von Keramikbremsen

Standard-Scheibenbremsen bestehen aus Gusseisen- oder Stahlscheiben und -belägen, bei denen der Füllstoff mit Metallspänen verstärkt ist. Als Asbest die Basis von Reibbelägen war, gab es keine besonderen Fragen zur Zusammensetzung, aber dann stellte sich heraus, dass Asbestfasern und beim Bremsen freigesetzter Staub stark krebserregende Eigenschaften haben. Die Verwendung von Asbest wurde verboten und verschiedene organische Verbindungen wurden in Pads verwendet. Ihre Eigenschaften erwiesen sich unter extremen Bedingungen als unzureichend.

Was ist Keramik und warum ist sie?

Keramik kann als alles angesehen werden, was nicht organisch oder metallisch ist. Es waren seine Eigenschaften, die für die Reibbeläge von Autobremsen, die unter schwierigen Bedingungen arbeiten, erforderlich waren.

Die Scheibenbremse hat gegenüber anderen große Vorteile, zeichnet sich aber durch die kleine Belagfläche aus. Und eine hohe Bremsleistung impliziert die schnelle Freisetzung einer großen Menge an Wärmeenergie. Wie Sie wissen, ist Energie proportional zu der Leistung und der Zeit, für die sie freigesetzt wird. Und beide bestimmen die Bremswirkung des Autos.

Die Freisetzung erheblicher Energie in einem begrenzten Volumen in kurzer Zeit, dh wenn die Wärme keine Zeit hat, sich in Übereinstimmung mit der gleichen Physik in den umgebenden Raum zu verteilen, führt zu einem Temperaturanstieg. Und hier kommen die traditionellen Materialien, aus denen die Bremsbeläge hergestellt werden, nicht mehr zurecht. Der Einsatz von belüfteten Scheiben kann das thermische Regime langfristig stabilisieren, bewahrt aber nicht vor lokaler Überhitzung in der Kontaktzone. Das Belagmaterial verdunstet buchstäblich und die entstehenden Bruchstücke erzeugen eine rutschige Umgebung, der Reibwert sinkt stark und die Bremsen versagen.

Keramiken auf Basis verschiedener anorganischer Stoffe, meist Siliziumkarbid, halten wesentlich höheren Temperaturen stand. Darüber hinaus gehen sie beim Aufwärmen nur in den optimalen Modus und bieten den höchsten Reibungskoeffizienten.

Ohne Verstärkung kann die Auskleidung keine ausreichende Festigkeit aufweisen, dazu werden verschiedene Fasern in die Zusammensetzung eingebracht. Meistens sind es Kupferspäne, Kohlefaser wird für Sportbremsen verwendet. Das Verstärkungsmaterial wird mit Keramik vermischt und bei hoher Temperatur gebrannt.

Je nach Art der Anwendung kann die Rezeptur der Pads unterschiedlich sein. Dies wird durch den Verwendungszweck der Bremsen bestimmt, Straßen-, Sport- oder Extrem-Beläge heben sich ab. Sie haben unterschiedliche Betriebstemperaturen und Begrenzungsfähigkeiten. Aber der General wird eine Steigerung der Effizienz der Arbeit unter schwierigen Bedingungen sein:

• Stabilität des Reibungskoeffizienten;
• Minimierung des Scheibenverschleißes;
• Reduzierung von Betriebsgeräuschen und Vibrationsbelastung;
• hohe Beständigkeit und Sicherheit des Materials bei hohen Betriebstemperaturen.

Bei der Verwendung von Keramik werden nicht nur Beläge, sondern auch Scheiben hergestellt. Gleichzeitig wird bei gemischter Nutzung kein erhöhter Verschleiß beobachtet, Keramikpads führen nicht zu einem beschleunigten Abbrand von Stahl- und Gusseisenscheiben. Keramische Rotoren (Scheiben) zeichnen sich durch eine hohe Festigkeit unter thermischen Belastungsbedingungen aus, die es ermöglicht, sie nicht unannehmbar groß zu machen, und auch keine bleibenden Verformungen bei plötzlicher Abkühlung hinterlassen. Und bei einer solchen Erwärmung führt sogar eine natürliche Abkühlung zu erheblichen Temperaturänderungen in einer begrenzten Zeit.

Vor- und Nachteile von Keramikbremsen

Über die Vorteile von Keramik wurde bereits gesagt, sie kann durch nicht so offensichtliche Faktoren ergänzt werden:

• solche Mechanismen haben weniger Gewicht und Abmessungen bei gleicher Effizienz, was einen so wichtigen Indikator für die Dynamik der Aufhängung wie die ungefederte Masse reduziert;
• es werden keine Schadstoffe in die Umwelt freigesetzt;
• mit steigender Temperatur nimmt die Effizienz der Bremsen nicht ab, sondern zu, was manchmal eine Vorwärmung erfordert;
• Verstärkungsmaterial unterliegt keiner Hochtemperaturkorrosion;
• Die Eigenschaften von Keramik werden bei der Auswahl eines Rezepts gut vorhergesagt und programmiert, was die Herstellung ähnlicher Teile für eine Vielzahl von Anwendungen ermöglicht.
• Kombinationen von ferrohaltigen Teilen mit keramischen sind möglich, es ist nicht notwendig, die gleichen Scheiben für keramische Beläge zu verwenden;
• Keramikteile sind sehr langlebig, wenn sie unter schonenden Bedingungen arbeiten.

Es könnte nicht auf Minuspunkte verzichten, aber vor dem Hintergrund der Vorteile gibt es nicht so viele davon:

• Keramikbremsen sind immer noch teurer;
• besonders wirksame Zusammensetzungen erfordern eine Vorwärmung, da der Reibungskoeffizient mit abnehmender Temperatur abnimmt;
• Unter einer bestimmten Kombination von Bedingungen können sie ein schwer zu entfernendes Knarren erzeugen.

Offensichtlich sind Bremsteile aus Keramik bei temperamentvollem Fahren und Sport alternativlos. In anderen Fällen lässt der hohe Preis über die Angemessenheit des Einsatzes nachdenken.