Caros, aunque muy duraderos: ¡discos de freno cerámicos!

Caros, aunque muy duraderos: ¡discos de freno de carbocerámica!
Una nave espacial, al entrar en la atmósfera de la Tierra, está sujeta a la alta resistencia del aire. Precisamente por esta razón, las cápsulas y transbordadores espaciales tienen un blindaje térmico capaz de soportar altas temperaturas. Esta tecnología también ha encontrado su lugar en la industria automotriz. Después de todo, el sistema de frenado siempre está sujeto a altas temperaturas causadas por la fricción.
¿Qué son los discos de cerámica de carbono? Los componentes de cerámica se utilizan ampliamente en la industria. Su resistencia particularmente alta a la sobretensión y al calor los hace adecuados para su uso en circunstancias extremas.

Para los frenos se utiliza un material especial: una composición de fibra de carbono y carburo de silicio es ideal para absorber la alta energía producida por la fricción.

Por lo tanto, los discos de freno de cerámica de carbono están equipados con uno o más componentes hechos de este material, lo que tiene sus pros y sus contras.

Ideal contra el efecto de desvanecimiento
El freno de un coche funciona por fricción. Un soporte es presionado contra un elemento giratorio, produciendo la energía generada por la fricción, lo que reduce la energía de accionamiento. La fricción produce una cantidad excesiva de calor, y esto podría convertirse en un problema.
El efecto de desvanecimiento del disco de freno Cuando la temperatura de la fricción se aproxima al punto de fusión del elemento giratorio, es decir, del disco o del tambor, el efecto de frenado aumenta. En los frenos de tambor – ahora obsoletos – esto a veces causa un fracaso total.

Aquí es precisamente donde el disco de cerámica de carbono se utiliza para resolver el problema. Su material tiene un punto de fusión muy alto, que nunca se alcanza ni siquiera en las situaciones de conducción más extremas. El disco de carbocerámica no sólo es ligero y seguro, sino que en condiciones normales de uso prácticamente no tiene límite de vida. Un ciclo de vida de 350.000 km es estándar para este componente.

Discos de freno de hierro fundido gris con efecto autolimpiante Los discos de freno de hierro fundido gris están sujetos a la corrosión debido a sus cualidades materiales. Estos elementos, en circunstancias normales de conducción, dependen en gran medida de sus propiedades de autolimpieza.

Como material libre de metal, la cerámica de carbono no está sujeta a los daños causados por la sal y la corrosión. La falta de óxido y abrasión durante el frenado es la principal razón de la alta resistencia al desgaste de los discos de carbocerámica.

El principal desafío – la pérdida de calor
Pérdida de calor de los discos de freno de cerámica de carbonoEl calor generado por los discos de freno de cerámica de carbono ya no se absorbe y, por lo tanto, la alta temperatura afecta a los componentes circundantes. Debido a este desarrollo de calor, los tubos de freno y los cables de los sensores necesitan protección por medio de un aislamiento de fibra cerámica.

En este módulo se miden temperaturas de hasta 1600°C. Los discos de freno de cerámica de carbono requieren de un revestimiento de freno adecuado. Por lo tanto, sustituir los discos de freno de acero por discos cerámicos de carbono es un reto más difícil de lo que parece.

El trato no está hecho todavía
Los discos de hierro fundido gris se fabrican mediante el procedimiento de fundición a presión y luego se cortan a medida. Cuando algo sale mal, el disco se derrite y se vuelve a presionar. El proceso de producción tiene lugar prácticamente sin pérdida de material.
Disco de freno cerámico de carbono defectuoso. Por otro lado, el disco de freno cerámico de carbono defectuoso no puede ser fundido. Se tritura y se utiliza como un agente adicional en la industria de la construcción. Sin embargo, el reciclaje económico de la chatarra y el resto del material, que es común para la elaboración de metales, no se aplica en este caso.

Esta es una de las razones por las que los discos de freno carbocerámicos son tan caros. Hablando de cifras, el precio de un sistema de frenos cerámicos de carbono podría ser de hasta 10.000 euros. Esto tampoco es barato para los coches familiares de lujo. La instalación estándar, por lo tanto, está reservada para limusinas, coches deportivos, coches de carreras profesionales, furgonetas CIT y vehículos blindados.

Reducción del peso de los discos de freno de cerámica de carbono El sector de la movilidad eléctrica podría estimular el uso general de estos componentes. Además de tener excelentes cualidades de frenado y extrema durabilidad, el disco de freno de cerámica de carbono es muy ligero. En un vehículo eléctrico cada gramo menos es muy importante. Por lo tanto, estos componentes ayudan a reducir el peso del vehículo. Sin embargo, todavía hay un largo camino por recorrer en esta área.

Aplicación útil de los componentes cerámicos
Aplicación de los componentes de cerámica No importa qué, los componentes de cerámica pueden ser usados en vehículos estándar. En lugar de sustituir los discos metálicos por discos de carbono cerámicos, es mejor instalar juntas de este material.

Los forros de freno de cerámica de carbono están disponibles en conocidos fabricantes de automóviles como un accesorio. Se instalan de la misma manera que los forros de freno tradicionales. Su uso ofrece algunas ventajas: Los forros de freno de cerámica en oferta

  • mejor resistencia al desgaste
  • menos abrasión
  • reducción del ruido
  • mejor agarre cuando el disco de freno está mojado

El rendimiento de frenado de las pastillas de freno de cerámica de carbono es comparable al de los revestimientos convencionales. Si un auto está equipado con hermosas llantas nuevas, los revestimientos cerámicos de los frenos son una buena inversión. La abrasión tiende a crear polvo, que es difícil de eliminar, mientras que los revestimientos cerámicos de los frenos producen mucha menos abrasión.

Lo más sorprendente es el bajo costo de los kits de freno con revestimientos cerámicos de carbono. Los precios que ofrecen los fabricantes de artículos de marca son sólo un poco más altos que los de los kits tradicionales. Un kit de frenos, que incluye discos de freno, forros y accesorios, cuesta desde 130 euros.

Esto no es excesivo cuando se trata de un producto de calidad de un proveedor de renombre. Por lo tanto, es útil considerar la compra de esta solución con vistas a la próxima sustitución del sistema de frenos.

Lo importante es siempre elegir la innovación
Discos de freno híbridosEl desarrollo en el campo de los discos de freno va más allá del uso de la cerámica de carbono. La última innovación son los discos híbridos: el tradicional componente de hierro fundido gris está remachado en el soporte de aluminio. Ofrecen un excelente rendimiento en términos de desgaste y pérdida de calor.

La masa es un factor determinante aquí, hoy en día los discos de freno simples se utilizan raramente. Los discos dobles autoventilados se han convertido en estándar en el eje delantero.
Ventajas de los discos de freno de alto rendimiento. Desafortunadamente, debido a que tienen muchas ventajas, como una mejor pérdida de calor y rendimiento, aumentan el peso del vehículo.

Así que esto tiene que ser compensado por los otros componentes: donde los pesados discos de freno de hierro fundido añaden más peso, el disco de freno híbrido tiene aluminio ligero. En los discos de alto rendimiento la conexión entre el anillo de freno y el cubo de la rueda está hecha de un material ligero.
Por supuesto, esto sólo contribuye en parte a la reducción del peso total del vehículo, aunque incluso la más mínima reducción es muy bienvenida. Los discos ligeros causan menos desequilibrio, salvando el complejo mecanismo del eje de dirección.

No hay diferencia de calidad aquí: en cuanto a la robustez, la aleación de aluminio se puede comparar ahora con el acero.

¿Por qué no hacer todo el disco en aluminio?
¿Por qué no hacer el disco de aluminio entero? Construir el disco de aluminio entero no es factible por dos razones:

  • bajo punto de fusión
  • el material no es lo suficientemente fuerte
    El aluminio se funde a una temperatura de 600°C. Una maniobra de frenado normal ejerce la temperatura por encima de los 1.000°C, por lo tanto, el metal se arruinaría después de unos pocos intentos de frenado.

Pero el punto más importante es que el aluminio es muy susceptible a la abrasión. El desgaste no es aceptable, incluso si se frena con cuidado. Por lo tanto, el uso de metal ligero para apoyar el anillo de freno es el único posible en el sistema de frenado.

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