Hamulce ceramiczne

Hamulce ceramiczne coraz śmielej wkraczają do samochodów. W pojazdach z najwyższej półki ich stosowanie to niemal standard. Poprzez pojęcie hamulce ceramiczne rozumiemy tarczowe hamulce cierne (a w szczególności specjalne tarcze i klocki). Od klasycznych hamulców ze stalowymi tarczami odróżnia je przede wszystkim materiał z jakiego zostały wykonane. Najczęściej są one wykonywane z węglików krzemu i dodatkowo wzmacniane i wypełniane włóknami węglowymi. Węgliki krzemu są wyjątkowo twardym i odpornym na ścieranie materiałem o strukturze podobnej do diamentu. Włókna węglowe natomiast wspomagają absorbcję przeróżnych naprężeń związanych z pracą hamulców (termicznych, mechanicznych). Dodatkowo węgliki krzemu chronią włókna węglowe przed kontaktem z powietrzem, a tym samym przed spaleniem (w wysokich temperaturach włókna węglowe uległyby spaleniu, jeżeli miałyby kontakt z tlenem). Taki kompozyt ma ponadto świetne przewodnictwo cieplne i dużą pojemność cieplną (absorbuje dużo ciepła, ale szybko je odbiera i oddaje).

Dzięki świetnej odporności na wysoką temperaturę i wspomnianych właściwościach cieplnych hamulce ceramiczne mają świetną odporność na fading. Tarcze hamulców ceramicznych są o ok. 50% lżejsze od tradycyjnych stalowych. Poza samym zmniejszeniem ogólnej masy ma to jednak dużo większe znaczenie jeśli chodzi o moment bezwładności. Koła dużo łatwiej zmnieniają szybkość obrotową, co jest szczególnie wyczuwalne w zakrętach, gdzie szybkości obrotowe poszczególnych kół różnią się (na zewnątrz koła kręcą się szybciej niż wewnątrz - a każda zmiana promienia skrętu zmienia tę różnicę).

Wysoka odporność na ścieranie sprawia, że hamulce ceramiczne wyrzymują nawet 300 tysięcy kilometrów i można przyjąć, że w zasadzie będą w porządku przez cały okres życia samochodu. W tym czasie stracić mogą jedynie ok 0,5 mm grubości. Zużycie tarcz ceramicznych polega głównie na mikropęknięciach struktury tarcz w trakcie gwałtownych zmian temperatury i tym samym powstających naprężeń termicznych. Powoduje to wspomniany wcześniej kontakt powietrza z węglem i tym samym jego spalanie. Kierowcy doceniają także świetne i powtarzalne wyczucie hamulca oraz niemal zupełny brak wibracji nawet przy długim i ostrym hamowaniu.

Tarcze ceramiczne konstruuje się w zasadzie tylko jako tarcze wewnętrznie wentylowane. Oprócz samych tarcz istotne są oczywiście również specjalne ceramiczne klocki hamulcowe, których nie należy mylić z ceramicznymi klockami dla tarcz stalowych, które zawierają jedynie dodatki ceramiczne. Na fotografii przedstawiono ceramiczne hamulce zastosowane przez Audi w A8

Fot.: Audi