Dischetti in ceramica: pro e contro, recensioni

Dalla creazione dei veicoli semoventi, è diventato necessario sviluppare un meccanismo che permettesse al guidatore di fermare l'auto in tempo. Nel trasporto moderno, questo non è più un meccanismo, ma un intero sistema costituito da un gran numero di elementi diversi che garantiscono la riduzione più rapida possibile della velocità di un'auto o di una motocicletta.

Il sistema di sicurezza attiva e passiva comprende molti componenti, compreso il freno. Il loro dispositivo include una linea lungo la quale si muove il liquido dei freni, cilindri dei freni (uno principale con un servofreno e uno per ciascuna ruota), un disco (nelle auto economiche, viene utilizzato un tipo di tamburo sull'asse posteriore, di cui puoi leggere in dettaglio in un'altra recensione), pinza (se si utilizza il tipo di disco) e pastiglie.

Quando il veicolo rallenta (il freno motore non viene utilizzato), il sistema frenante è accompagnato da un forte riscaldamento delle pastiglie. L'elevato attrito e le alte temperature portano a un'usura accelerata del materiale dell'elemento di contatto. Naturalmente, questo dipende dalla velocità del veicolo e dalla pressione sul pedale del freno.

Per questi motivi, la pastiglia del freno deve essere sostituita periodicamente. L'utilizzo di un veicolo con elementi frenanti usurati prima o poi porterà a un incidente. La rapida usura dei componenti del veicolo, il carico elevato durante le frenate di emergenza e altre condizioni incoraggiano gli automobilisti a pensare all'acquisto di sistemi frenanti migliori. Tra questi c'è la versione in ceramica.

Consideriamo come questo sistema differisce da quello classico, quali sono le sue varietà e anche quali sono i pro ei contro di tale modifica.

La storia dei freni in ceramica

La stessa tecnologia di produzione di modifiche in ceramica del veicolo è apparsa nella produzione americana di ricambi per auto. Nonostante il fatto che anche molte case automobilistiche europee stiano cercando di padroneggiare questo sviluppo, è l'analogo americano che ha la massima efficienza e affidabilità. Questo sistema frenante sta guadagnando sempre più popolarità in tutto il mondo. Questa tecnologia viene spesso utilizzata nell'assemblaggio di veicoli speciali: auto della polizia, ambulanze, camion dei pompieri. Come puoi vedere, in alcuni paesi questa tecnologia è riconosciuta come la migliore a livello statale.

I primi freni sono stati sviluppati da ingegneri che hanno realizzato carrozze trainate da cavalli di qualità. Inizialmente, si trattava di scarpe di legno che, utilizzando un meccanismo a leva, venivano premute saldamente contro la parte esterna del cerchio. Sì, questi freni funzionavano, ma erano pericolosi. Il primo inconveniente era dovuto al fatto che il materiale non poteva sopportare attriti prolungati e poteva prendere fuoco. Il secondo inconveniente riguardava la frequente sostituzione di scarpe usurate. Terzo, la strada acciottolata spesso deforma il cerchio, facendo sì che l'elemento frenante abbia un contatto inefficace con la superficie, quindi è stato necessario un grande sforzo per rallentare il trasporto.

Lo sviluppo successivo, che ha iniziato ad essere utilizzato nei trasporti, è un'elegante scarpa in metallo con fodera in pelle. Questo elemento è ancora a contatto con la parte esterna della ruota. La qualità della frenata dipendeva da quanto fosse grande lo sforzo del guidatore sulla leva. Ma questa modifica presentava anche un notevole inconveniente: il copertone della ruota nel punto di contatto con il blocco si consumava, il che rendeva necessario cambiarlo frequentemente. Un esempio di tali sistemi è il Panhard & Levassor (fine del XIX secolo), nonché un modello identico del 1901.

Un anno dopo, l'ingegnere inglese F.W. Lanchester deposita un brevetto per la prima modifica del freno a disco. Poiché il metallo a quei tempi era un lusso (l'acciaio era usato principalmente per scopi militari), il rame era usato come pastiglie dei freni. La guida di veicoli con tali freni era accompagnata da molto rumore e le pastiglie si consumavano rapidamente a causa delle proprietà morbide del rame.

Nello stesso anno, lo sviluppatore francese L. Renault progettò un freno a tamburo, all'interno del quale si trovavano pastiglie semicircolari (per ulteriori informazioni su come impostare tali freni, leggi qui). Quando il sistema è stato attivato, questi elementi sono stati sbloccati, appoggiandosi alle pareti laterali del tamburo dall'interno. I moderni freni a tamburo funzionano secondo lo stesso principio.

Nel 1910, un tale progetto fu riconosciuto come il più affidabile di tutti disponibili in quel momento (oltre a quelli sopra elencati, furono testati anche i freni a fascia, che furono installati sia su carrozze trainate da cavalli che su 425 modelli Oldsmobile apparsi nel 1902 ). Questi elementi sono stati installati su ogni ruota. A differenza degli sviluppi precedenti, questo prodotto è stato in grado di resistere a frenate brusche entro uno o duemila chilometri.

Il vantaggio dei freni a tamburo era che erano protetti da influenze ambientali aggressive sui loro singoli elementi. La strada a quei tempi era tutt'altro che ideale. Spesso le auto sono state esposte a forti urti, sporco, acqua e polvere. Tutti questi fattori hanno influenzato negativamente sia le condizioni delle ruote e del telaio, sia le prestazioni delle pastiglie. A causa del fatto che il meccanismo era chiuso, era protetto da tali influenze. Inoltre, il meccanismo implicava uno sforzo minore da parte del guidatore per fermare l'auto (le modifiche idrauliche non erano ancora state sviluppate).

Nonostante questi vantaggi, il meccanismo presentava un grave inconveniente: non si raffreddava bene e se la frenata veniva attivata ad alta velocità, questo fattore può portare a una rapida usura delle guarnizioni di attrito. Anche i primi sviluppi dei freni a tamburo consistevano in un gran numero di unità (50) e un numero enorme di parti (200). Questo TS consisteva di due circuiti. Il primo (posteriore) era azionato da un pedale e il secondo (tamburi anteriori) - da una leva manuale. Per la prima volta la Isotta-Fraschini Tipo KM (1911) è stata dotata di un tale impianto frenante.

Diversi tipi di sistemi idraulici furono brevettati tra il 1917 e il 1923. Si basano sul principio di trasferire le forze dal cilindro del freno principale all'esecutivo attraverso il liquido dei freni (per i dettagli su cosa sia e quali proprietà di questa sostanza, leggere in un'altra recensione).

Dopo la seconda guerra mondiale, le case automobilistiche dotarono i loro modelli di propulsori più potenti, che consentirono ai veicoli di svilupparsi a velocità sempre più elevate. Un esempio di ciò è la Pontiac Bonnevile del 1958. Il suo motore a combustione interna a otto cilindri da 6 litri gli ha permesso di accelerare fino a 210 km / h. I classici freni a tamburo si sono rotti troppo rapidamente e non sono stati in grado di far fronte all'aumento del carico. Soprattutto se il conducente ha utilizzato uno stile di guida sportivo.

Per rendere il trasporto sicuro, sono stati utilizzati freni a disco al posto dei freni a tamburo. In precedenza, questo sviluppo era dotato solo di corse automobilistiche, ferroviarie e aeree. Questa modifica consisteva in un disco in ghisa, che era bloccato su entrambi i lati con pastiglie dei freni. Questo sviluppo si è dimostrato efficace, motivo per cui le case automobilistiche equipaggiano i modelli premium e di lusso con questi freni.

La differenza tra i sistemi moderni è che usano diversi componenti e design di pinze (per i dettagli su cosa sono, quali tipi ci sono e come funzionano, leggi separatamente).

Più di 25 anni fa l'amianto veniva utilizzato negli impianti frenanti. Questo materiale aveva buone caratteristiche. La sua particolarità è che è in grado di sopportare alte temperature e forti attriti, ed è questo il carico principale che il rivestimento deve affrontare nel momento di saldo contatto con il disco del freno. Per hey motivo, questa modifica è stata popolare per molto tempo e pochi analoghi potrebbero davvero competere con questo prodotto.

Tuttavia, l'amianto, che fa parte dei rivestimenti dei veicoli, presenta un notevole inconveniente. A causa del forte attrito, la formazione di polvere non può essere completamente eliminata. Nel tempo, è stato dimostrato che questo tipo di polvere è molto dannoso per la salute umana. Per questo motivo, l'uso di tali tamponi è diminuito drasticamente. Quasi tutti i produttori nel mondo hanno smesso di produrre tali prodotti. Invece, è stato utilizzato un materiale organico diverso.

Alla fine degli anni '1990, gli ingegneri di diverse case automobilistiche iniziarono a considerare la ceramica come alternativa all'amianto. Oggi questo materiale viene utilizzato nei sistemi frenanti premium, che sono equipaggiati con auto sportive, così come nei modelli con un motore potente.

Caratteristiche dei freni in ceramica

Per apprezzare le caratteristiche dei freni in ceramica, è necessario confrontarli con l'equivalente classico, che viene utilizzato di default in tutte le auto.

Quasi il 95 percento del mercato delle pastiglie dei freni è organico. A seconda della tecnologia di produzione, fino a 30 componenti possono essere inclusi nel rivestimento della forma, che sono tenuti insieme da una resina organica. Indipendentemente dalla miscela di componenti utilizzati da un particolare produttore, una pastiglia freno classica a base organica sarà composta da:

• Resina organica. Questo materiale è in grado di fornire una presa salda su tutti i componenti dell'onlay Durante la frenata, il blocco inizia a generare calore, la cui temperatura può salire fino a 300 gradi. Per questo motivo, il fumo acre inizia a essere rilasciato e il materiale brucia. Questa condizione riduce notevolmente il coefficiente di adesione del rivestimento al disco.
• Metallo. Questo materiale viene utilizzato come base per la decelerazione di un disco freno rotante. Molto spesso, l'acciaio viene utilizzato per la produzione di questo elemento. Questo materiale non si consuma così rapidamente. Questa proprietà rende efficace un sistema di frenata economico. Ma è anche uno svantaggio chiave delle pastiglie metalliche: una frenata intensiva porta a una rapida usura del disco stesso. Il vantaggio di questo materiale è il suo basso costo e la resistenza alle alte temperature. Tuttavia, presenta anche diversi svantaggi significativi. Uno di questi è lo scarso scambio termico con il disco del freno.
• Grafite. Questo componente è essenziale in tutti gli assorbenti organici. Questo perché riduce l'usura del disco freno grazie al contatto costante con il metallo nelle pastiglie. Ma la sua quantità non dovrebbe superare una certa percentuale con la parte metallica. Le pastiglie troppo morbide formeranno un forte rivestimento sui cerchi. Per ulteriori informazioni su come affrontarlo, leggi separatamente.

Quindi, le caratteristiche delle pastiglie organiche includono un funzionamento efficiente a basso costo a basse velocità, la sicurezza del disco del freno con un uso moderato del freno. Ma questa opzione ha più svantaggi:

1. La presenza di depositi di grafite rovina l'aspetto dei cerchi;
2. Si sconsiglia di guidare velocemente e di usare il freno all'ultimo momento, poiché a causa della temperatura elevata le pastiglie possono "galleggiare". In tali situazioni, è meglio utilizzare il freno motore, ma lo spazio di frenata in questo caso, in ogni caso, sarà più lungo (per come viene misurato questo parametro, leggere in un altro articolo);
3. L'attivazione frequente del freno di emergenza accelera l'usura del disco, poiché la grafite evapora rapidamente dall'elemento e il metallo inizia a sfregare contro il metallo.

Ora per le caratteristiche dei freni in ceramica. Prima di tutto, la ceramica ordinaria non deve essere confusa con questo sviluppo. La tecnologia con cui sono fabbricati questi prodotti è anche chiamata polvere. Tutti i componenti che compongono una scarpa del genere vengono ridotti in polvere, in modo che siano tutti saldamente collegati tra loro. Questa caratteristica non solo impedisce la rapida usura delle pastiglie con un uso frequente del freno, ma non forma anche depositi di grafite sui dischi (questo materiale è molto meno nella composizione dei freni in ceramica).

Oltre alla percentuale di grafite, questi prodotti contengono anche meno metallo. Ma al posto dell'acciaio, il rame viene utilizzato in tali pad. Questo materiale rimuove meglio il calore quando i freni sono riscaldati. Questa caratteristica si rivelerà pratica per quegli automobilisti che sono abituati a guidare secondo il principio "i freni sono stati inventati dai codardi", quindi li usano all'ultimo momento. Sebbene non supportiamo questo approccio alla gestione del veicolo, i freni in ceramica possono prevenire alcuni incidenti che si verificano quando le pastiglie non sono in grado di gestire carichi pesanti.

Un altro motivo per cui i pad in ceramica utilizzano il rame anziché l'acciaio è a causa della morbidezza del metallo. A causa di ciò, il prodotto non si deforma durante il riscaldamento critico, il che aumenta significativamente la durata dell'elemento.

Quindi, a differenza della materia organica, la ceramica non forma polvere, il coefficiente di adesione del rivestimento al disco è molto più alto, il che riduce significativamente lo spazio di frenata dell'auto. Allo stesso tempo, il sistema è in grado di resistere a temperature sufficientemente elevate.

Differenze tra i freni in ceramica

Ecco un tavolino per aiutarti a confrontare i dischetti organici con quelli in ceramica:

Parametro di confronto:	Organico:	Ceramica:
Generazione di polvere	massimo	il minimo
Vita di servizio	media	massimo
Riscaldare il disco	сильный	minimo
Usura naturale del disco	сильный	minimo
Squittii scricchiolanti	media	minimo
Condizione di temperatura massima	gradi 350	gradi 600
efficacia	media	massimo
Prezzo	basso	alto

Naturalmente, questa tabella non riflette il quadro completo di tutti i sistemi frenanti che utilizzano ceramiche o sostanze organiche. Una guida silenziosa con una frenata minima alle alte velocità può prolungare la durata di pastiglie e dischi standard. Pertanto, questo confronto riguarda più i carichi massimi.

Gli elementi esecutivi del sistema frenante includono:

• Dischi freno (uno per ogni ruota, se l'auto è dotata di un veicolo completamente a disco, altrimenti ce ne sono due nella parte anteriore e tamburi vengono utilizzati nella parte posteriore);
• Pastiglie (il loro numero dipende dal tipo di veicolo, ma sostanzialmente ce ne sono due per disco);
• Pinze (un meccanismo per disco freno).

Come accennato in precedenza, le pastiglie e i dischi diventano molto caldi durante la frenata. Per mitigare questo effetto, i sistemi frenanti più moderni sono progettati per essere ben ventilati. Se l'auto viene utilizzata in condizioni normali, questo flusso d'aria è sufficiente affinché i freni facciano bene il loro lavoro.

Ma in condizioni più difficili, gli elementi standard si consumano rapidamente e non affrontano il loro compito alle alte temperature. Per questo motivo, le aziende produttrici di veicoli stanno introducendo nuovi materiali che non hanno perso le loro proprietà di attrito alle alte temperature e inoltre non si sono consumati così rapidamente. Tali materiali includono un cuscinetto in ceramica e in alcuni tipi di veicoli anche un disco in ceramica.

Durante il processo di produzione, la polvere di ceramica viene combinata con trucioli di rame in polvere ad alta pressione. Questa miscela viene sottoposta a trattamento ad alta temperatura in un forno. Grazie a ciò, il prodotto non teme il forte riscaldamento e i suoi componenti non si sbriciolano durante l'attrito.

Oltre a queste proprietà, il freno in ceramica è in grado di:

• Fa meno rumore e vibra meno durante l'attivazione del veicolo;
• Fornire un elevato coefficiente di attrito in condizioni di temperatura molto più elevate;
• Azione meno aggressiva sul disco freno (ciò si ottiene sostituendo la lega di acciaio con il rame).

Tipi di pastiglie in ceramica

Prima di scegliere pastiglie in ceramica per il tuo veicolo, va notato che ce ne sono di diversi tipi. Sono classificati in base allo stile di guida a cui sono destinati:

• Strada - modalità urbana con maggiori carichi sull'impianto frenante;
• Sport - stile di guida sportivo. Questa modifica viene solitamente utilizzata su vetture sportive che possono circolare sia su strade pubbliche che su binari chiusi;
• Extreme: progettato esclusivamente per gare estreme su piste chiuse, ad esempio gare di drifting (per maggiori dettagli su questo tipo di competizione, leggi qui). I freni in ceramica di questa categoria non sono consentiti sui veicoli che viaggiano su strade normali.

Se parliamo del primo tipo di assorbenti, allora sono ottimi per l'uso quotidiano. Le cosiddette “ceramiche stradali” non usurano più di tanto il disco freno in acciaio. Non hanno bisogno di essere preriscaldati per guidare. I cuscinetti dei cingoli sono efficaci dopo il preriscaldamento, quindi non possono essere utilizzati per l'uso quotidiano. Per questo motivo, il disco si consumerà molto di più.

Ecco alcuni miti comuni sull'uso della ceramica nelle auto convenzionali:

1. Le pastiglie in ceramica sono progettate esclusivamente per le auto sportive, perché un disco freno convenzionale accoppiato con esse si consuma rapidamente. Esistono infatti modifiche adatte all'uso su macchine convenzionali. Questi sono cuscinetti ceramici amatoriali. Quando si acquistano nuovi materiali di consumo, è necessario chiarire in quale modalità verranno utilizzati.
2. Il materiale di cui sono fatti la pastiglia del freno e il disco deve essere identico. Durante lo sviluppo di questo tipo di pastiglie, gli ingegneri le hanno testate specificamente su dischi freno in acciaio e le hanno adattate.
3. Il pad in ceramica consumerà il disco più velocemente. Le affermazioni contrarie non sono uno stratagemma di marketing da parte delle case automobilistiche. L'esperienza di molti automobilisti conferma l'errore di questa affermazione.
4. L'affidabilità delle pastiglie si manifesta solo in caso di frenate estreme. In effetti, questa modifica mantiene le sue proprietà su un intervallo di temperatura molto più ampio. Ma i freni convenzionali in situazioni di emergenza possono essere più pericolosi (a causa del surriscaldamento, possono smettere di frenare). Se selezionato correttamente, gestirà perfettamente il carico, a seconda dello stile di guida.
5. Il costo è troppo alto. Sebbene ci sia una differenza rispetto alle pastiglie convenzionali, questa differenza non è così grande che un automobilista con un reddito materiale medio non può permettersele. Dato che questo elemento ha una vita lavorativa aumentata, il fine giustifica i mezzi.

La ceramica può essere acquistata se il conducente aziona frequentemente i freni ad alta velocità. Non è necessario installarlo su un sistema frenante convenzionale, poiché gli elementi organici convenzionali con un disco in acciaio resistono perfettamente alla modalità urbana e alla guida su strada a velocità medie.

Punti di forza delle pastiglie dei freni in ceramica

Se consideriamo i vantaggi dei freni in ceramica, è possibile distinguere i seguenti fattori:

• La ceramica consuma meno il disco grazie alla bassa composizione abrasiva. Meno particelle metalliche non graffiano il disco, grazie al quale il prodotto ha una lunga durata. Naturalmente, più spesso è necessario sostituire gli elementi dell'impianto frenante, più costosa è la manutenzione dell'auto. Nel caso delle pastiglie in ceramica, la manutenzione programmata dei freni ha un periodo prolungato.
• I freni in ceramica sono molto più silenziosi. La ragione di ciò è il basso contenuto di particelle metalliche che graffiano la superficie del disco.
• Gamma di temperature di esercizio aumentata. I prodotti possono sopportare l'aumento della temperatura fino a 600 gradi e il rapido raffreddamento, ma allo stesso tempo non perdono le loro proprietà. I pad del tipo di traccia hanno questo parametro ancora di più.
• Viene generata meno polvere. Grazie a ciò, l'automobilista non ha bisogno di acquistare mezzi per pulire i cerchioni delle ruote dai depositi di grafite.
• Raggiungono rapidamente il regime di temperatura richiesto. Ciò garantisce che le prestazioni di frenata non vengano compromesse quando si preme nuovamente il pedale.
• Con un forte riscaldamento, le pastiglie non si deformano, il che elimina la necessità di frequenti riparazioni del veicolo.

Le pastiglie dei freni in ceramica sono utilizzate con successo non solo nelle auto sportive. Questa modifica si è dimostrata efficace nei sistemi frenanti dei camion.

Contro delle pastiglie dei freni in ceramica

Rispetto agli aspetti positivi, ci sono molti meno svantaggi della ceramica per i freni. Ad esempio, uno dei parametri su cui alcuni automobilisti fanno affidamento nella scelta della versione in ceramica è l'assenza di polvere. In realtà, questo non è del tutto vero. Durante il processo di sfregamento delle pastiglie contro il disco, si consumeranno sicuramente, il che significa che si forma ancora polvere. È solo che non ce n'è una così grande quantità, e non è così evidente sui dischi leggeri, perché contiene molta meno grafite.

Alcuni automobilisti, scegliendo parti di ricambio, procedono solo dal prezzo del prodotto. Pensano: maggiore è il costo, maggiore è la qualità. Questo è spesso vero, ma questo non è il parametro principale su cui fare affidamento. Quindi, se raccogli le ceramiche più costose, c'è un'alta probabilità che venga acquistata una versione per un'auto sportiva.

Il montaggio su un veicolo standard che viene normalmente utilizzato sarà di scarso beneficio e in alcuni casi potrebbe persino causare un incidente, poiché le pastiglie professionali devono essere preriscaldate prima di raggiungere la massima efficienza. Per questo motivo è opportuno selezionare accuratamente i ricambi, partendo dalle condizioni in cui verranno utilizzati.

conclusione

Quindi, come puoi vedere, i freni in ceramica sono più affidabili ed efficienti delle pastiglie classiche. Molti automobilisti optano per questo particolare prodotto. Tuttavia, si dovrebbe anche tenere conto della quantità di stress che il guidatore esercita tipicamente sull'impianto frenante.

I freni selezionati correttamente possono migliorare la sicurezza del trasporto in un traffico intenso, nonché ridurre la frequenza di sostituzione delle pastiglie durante le frenate brusche. Un altro fattore importante è che dovresti scegliere solo prodotti di produttori affidabili.

In conclusione, ti suggeriamo di guardare alcuni video test dei freni in ceramica:

FRENI IN CERAMICA: PERCHÉ?

Domande e risposte:

Perché i freni in ceramica sono migliori? Ottimo per la guida aggressiva. Sono in grado di resistere al riscaldamento fino a 550 gradi senza perdita di efficienza. Poca polvere e rumore. Non danneggiare il disco.

Come distinguere i freni in ceramica? Il tipo di pastiglie è indicato sulla confezione. Salvo diversa indicazione, sono a temperature di esercizio elevate. Costano molto di più delle normali pastiglie.

Quanto durano i cuscinetti in ceramica? Rispetto alle pastiglie convenzionali, tali pastiglie sono molto più resistenti (dipende dalla frequenza delle frenate improvvise). Le pastiglie si prendono cura da 30 a 50 mila con frequenti frenate.