Total Car – Revista – Frenos cerámicos

Los sistemas de frenos están comenzando a desarrollarse en autos deportivos y autos de carreras de alto rendimiento. Cuando el ritmo es alto, necesita un dispositivo eficiente para detener la carrera de la multitud, sin mencionar que los buenos frenos contribuyen a mejorar el tiempo de vuelta. ¿pero cómo? Aquellos que confían en frenos más eficientes y pueden reducir la velocidad antes de las curvas más tarde, pueden correr más rápido. En los autos de carreras y deportivos, los frenos de tambor tradicionales y previamente instalados fueron reemplazados por frenos de disco, los cuales, además de su efectividad, tenían ventajas adicionales además de su última versión, los frenos cerámicos.

Aunque los frenos de tambor no son una mala construcción en el uso promedio, lo que también puede demostrarse por el hecho de que también reducen la velocidad de las ruedas traseras de algunos autos eléctricos nuevos, los frenos de disco tienen muchas ventajas sobre ellos. Por un lado, son más eficientes, por otro lado, gracias a su mejor refrigeración, soportan mejor las frenadas prolongadas o frecuentes, y por otro lado, igual de eficaces, son más ligeros que los frenos de tambor. Además, todo esto a un costo relativamente razonable, a pesar de que las pastillas se desgastan más rápido que las pastillas de freno de tambor con un área de superficie mucho mayor.

Estas propiedades positivas se elevan a un nivel superior y se complementan con el desarrollo de una ciencia plástica moderna, el freno cerámico. En primer lugar, el nombre hace referencia al disco de freno, que no está hecho del material habitual, es decir, hierro fundido, sino de un complejo plástico reforzado con fibra cocido a altas temperaturas, como la cerámica. Las fibras de soporte del disco son fibras de carbono, es decir, fibras de carbono, impregnadas con resinas epoxi multicomponentes y compuestos a base de silicona, en su mayoría carburo de silicio, y luego cocidas en un horno a una temperatura superior a 1000 grados.

El material compuesto con refuerzo de fibra de carbono ya indica una de las mayores ventajas del disco de freno cerámico sobre el disco de hierro. Dado que la densidad del hierro es de 7,8 gramos por centímetro cúbico, la densidad de las cerámicas de carbono es inferior a la del aluminio, solo 2,3 gramos, por lo que con las mismas dimensiones externas, el disco de cerámica de carbono puede ser mucho más ligero. Específicamente, pesa menos de la mitad del tamaño de una tableta de hierro similar. Si lo mostramos en cuatro discos, dependiendo del volumen, se pueden ahorrar hasta 25-30 kg utilizando discos de carbono-cerámica. En otras palabras: el coche podría ser mucho más ligero.

En el mundo actual, en el que se lucha ferozmente por ahorrar los gramos para reducir el consumo y las emisiones de CO2 (o por instalar nuevos complementos en el coche por lo ahorrado), una reducción medida sólo en diez kilogramos no es indiferente. , pero la pérdida de peso tiene claras ventajas basadas en cada rueda por separado. El bloque no suspendido es más pequeño, lo que mejora la conducción y la comodidad de viaje al mismo tiempo. Debido al disco de freno más ligero, la suspensión y la amortiguación facilitan el pegado al suelo de una rueda de menor masa, lo que se traduce en una mejora del agarre, lo que solo puede considerarse una ventaja durante la aceleración, las curvas y las frenadas. Al mismo tiempo, también es cierto que si existe algún desnivel en la carcasa para mover la rueda en dirección vertical, al ser su masa menor, sigue el desplazamiento más fácilmente sin transferir fuerza al cuerpo, es decir, los resortes del auto son mejores.

Reducir el peso total tiene un efecto positivo en la aceleración del automóvil, pero no solo por eso. Dado que los discos de freno, junto con las ruedas, también son bloques giratorios, cuando el automóvil está acelerando, no solo se debe llevar la masa total al impulso directo, sino que los bloques giratorios también deben girar, lo que también requiere energía. Cuanto más pequeña es la masa giratoria, más rápido es el automóvil. Esta es también la razón por la que es útil usar llantas de aleación ligera con una masa particularmente baja en autos deportivos (lo que también es bueno para bloques no suspendidos, por supuesto) y frenos cerámicos.

El uso de un material base plástico-cerámico también tiene la conocida ventaja de los plásticos no corrosivos. El disco de freno de cerámica de carbono no se oxida y no está sujeto a la corrosión resultante. La ventaja de la selección de materias primas es que los discos de freno de carbono-cerámica no se estiran como resultado de frenadas fuertes repetidas, ni están sujetos a deformación de la misma manera que los discos de hierro. Como resultado, la sensación del pedal no se deteriora, y esto también se asocia con la ventaja insignificante de que los frenos cerámicos no pueden sobrecargarse. No hay una pendiente larga ni un frenado frecuente, lo que hace que el efecto de frenado se desvanezca.

Todos estos son beneficios importantes, pero quizás lo que la mayoría de nosotros estaremos agradecidos es la longevidad de los discos de carbono-cerámica. En parte debido a su tendencia inexistente a la corrosión, pero en realidad no es propenso a la erosión en absoluto. Cualquiera que sea capaz de comprar un coche con tales frenos puede olvidarse de por vida de cambiar los discos de freno, que normalmente se vencen cada 50.000-100.000 km, dependiendo del uso. En un uso normal, en la calle, es casi seguro que los discos de freno no necesitarán ser reemplazados durante la vida útil del automóvil, pero incluso con un uso competitivo, puede contar con una vida útil diez veces mayor en comparación con los discos de hierro. Usar ropa descubierta también trae una ventaja ambiental. Por lo tanto, los frenos de cerámica de carbono no emiten polvo del disco.

Sin embargo, los muchos beneficios no se miden de forma gratuita. Los sistemas de frenos de carbono y cerámica se pueden pedir incluso para una gran parte de los autos deportivos de alto rendimiento a un costo adicional, e incluso en HUF, se pueden pedir por millones. Para uno de los tipos más nuevos Para Mercedes SL 55 AMG Por ejemplo, esta cantidad adicional se otorga a más de cuatro millones de HUF. Mucha gente no puede permitirse el lujo de gastar en la compra de un coche completo. ¡Y este no es el final de todo! los Tela escocesa del modelo S de Tesla Ofrece un sistema de frenos de carbono y cerámica el doble, $ 20,000, que es más de ocho millones de florines. Entonces la pregunta es correcta, ¿cuánto más cuestan los frenos de carbono-cerámica?

La respuesta comienza con los materiales utilizados. Se menciona cualquier componente a base de fibra de carbono, desde cañas de pescar hasta alerones, y ninguno de ellos enriquece la categoría barata. Pero lo mismo ocurre con la resina epoxi utilizada y otros materiales utilizados. Incluso para la parte metálica del pivote y los tornillos que le sujetan el disco de carbono-cerámica, es decir, porque tienen que estar hechos solo de materiales de la más alta calidad debido a su vida maratónica.

Si bien el costo de los materiales no es bajo, el proceso de fabricación es al menos igual, si no más costoso. Basta mencionar aquí el pan en forma, que puede tardar horas o incluso días. Además, hay mucho trabajo manual. Las aletas de refrigeración se forman, por ejemplo, entre los dos discos planos montando los accesorios en un lugar tras otro, donde estará el entrehierro. Por esta razón, el tiempo de espera para producir tabletas puede medirse en semanas. La producción de un disco de hierro fundido de uso común, incluso con refrigeración interna, no lleva más de una hora y media, mientras que durante la producción en serie el disco puede salir de la línea prácticamente cada minuto.

Dado el precio de las materias primas y la complejidad y duración de la producción, tal vez sea comprensible que los discos de carbono-cerámica no se produzcan en masa, sino que sean productos manufacturados. En otras palabras, se producen en cantidades mucho menores, que es, después de todo, otro factor de inflación de precios. Por esta razón, el disco de carbono-cerámica es muy caro y lamentablemente lo seguirá siendo en el futuro.

Sin embargo, puede valer la pena detenerse aquí por un momento. Los discos de freno de cerámica de carbono se ofrecen principalmente para automóviles deportivos con motores de combustión interna de alto rendimiento. Sin embargo, se dice que el futuro son los coches eléctricos, que no frenan (porque reducen la velocidad eléctricamente) tanto que algunos fabricantes instalan frenos de tambor directamente en la parte trasera. Además, esto no es tan absurdo desde el punto de vista de que los frenos de tambor son menos susceptibles al desgaste que los frenos de disco: la tendencia a la oxidación aumenta precisamente debido al uso poco frecuente de automóviles eléctricos.

Esta causa particular de desgaste es una de las razones por las que hay un lugar para los discos de freno de cerámica de carbono resistentes a la corrosión en los vehículos eléctricos. El otro argumento es más realista y ordinario. Los coches deportivos más potentes funcionan cada vez más con un motor eléctrico en lugar de un motor de combustión interna, pero esto también conlleva un aumento de masa. La mayor masa solo puede reducirse o detenerse con un sistema de frenado más eficiente que pueda soportar frenadas prolongadas o repetidas. Es decir, en su mayoría con frenos carbocerámicos, no es casualidad que el fabricante también ofrezca esto a los modelos más potentes de Porsche Taycan y Tesla. Por ahora, los frenos cerámicos de carbono parecen estar vivos y bien, sin importar cuán alto sea el precio.