Hamulce węglowo-ceramiczne. Wszystko co chcesz o nich wiedzieć

Hamulce węglowo-ceramiczne trafiły do samochodu osobowego trafiły w latach 90. ubiegłego wieku. Pierwszym wyposażonym w nie pojazdem drogowym był Venturi Atlantique 400 GT – francuskie superauto, o którym obecnie właściwie nikt już nie pamięta. Nie oznacza to jednak, że zapomniano też o hamulcach węglowo-ceramicznych. Wprost przeciwnie, rozkwit ich popularności był dopiero przed nimi.

Boom na hamulce ceramiczne rozpoczął się wraz z pojawieniem się Ferrari Enzo w 2002 roku. Potem rozwiązanie to trafiło także do konkurencyjnych Porsche Carrera GT oraz Mercedesa-McLarena SLR. Obecnie technologia ta znajduje zastosowanie nawet w SUV-ach (vide Audi Q7 V12, Porsche Cayenne) oraz w samochodach sportowych ze „średniej” półki (Porsche Cayman i Boxster).

Nic dziwnego, że hamulce ceramiczne są coraz częściej stosowane. Mają bowiem szereg zalet, które czynią je lepszymi od konwencjonalnych „hebli”. Wprawdzie nie skracają wyraźnie drogi hamowania, jednak są od nich bardziej wytrzymałe, odporniejsze na ścieranie oraz trwalsze. Jedną z największych zalet stanowi fakt, że są one odporne na wysokie temperatury (nawet rzędu blisko 800 stopni Celsjusza) i zachowują skuteczność nawet po wielu hamowaniach. Innymi słowy, są odporne na tzw. „fading”.

Ich wytrzymałość sprawia, że są w stanie służyć przez cały „cykl życia” pojazdu. Przykładowo, w Audi RS6 C6 producent obliczył ich żywotność na 300 tys. km! Z raportów użytkowników wynika jednak, że tarcze zużywają się znacznie szybciej jeśli w pełni wykorzystuje się ich potencjał.

Te właściwości sprawiają, że tego typu hamulce idealnie nadają się do jazdy wyczynowej. Ponadto, pył z takich hamulców ulatnia się znacznie szybciej niż w przypadku tradycyjnych tarcz i nie osadza się na częściach otaczających hamulce (felgi, nadkola itd).

Istotną zaletę stanowi także także masa – hamulce tego typu są lżejsze od zwykłych o 20-30 kg. Pozornie to niedużo, jednak należy pamiętać, że masa hamulców składa się na masę nieresorowaną. Im niższa jest masa nieresorowana, tym skuteczniejsze jest tłumienie nierówności. W rezultacie przekłada się to na lepsze prowadzenie, przyczepność i komfort.

To rodzi pytanie – dlaczego hamulce ceramiczne nadal nie są stosowane powszechnie? Nietrudno się domyślić, że główny powód to cena. W autach marki Porsche hamulce ceramiczne (Porsche Carbon Ceramic Brakes) są dostępne tylko za dopłatą, a ich ceny oscylują wokół 10 tys. euro. W przypadku Caymana jest to dokładnie 37 646 zł. To i tak taniej, niż w Mercedesie – w modelu SLS AMG za „ceramiki” trzeba dopłacić aż 54 197 zł. Hamulce ceramiczne są stosowane również w autach takich marek jak m.in. Aston Martin, Audi, Bentley, BMW, Bugatti, Ferrari (cała gama), Lamborghini, Mercedes, Maserati, McLaren, Pagani.

Dlaczego hamulce ceramiczne są aż tak drogie? Kluczem do odpowiedzi na to pytanie jest poznanie ich składu oraz procesu produkcji. Otóż podstawowymi komponentami z których składa się karbonowo-ceramiczna tarcza hamulcowa są żywica, krzem, węgiel oraz włókno węglowe. Taka oto mieszanina trafia do form. Całość trafia pod prasę, gdzie zostaje jej nadany kształt tarczy hamulcowej i jest nagrzewana do temperatury ponad 200 stopni Celsjusza. Następnie tarcze są nawiercane, a ich powierzchnia jest wygładzana. Tarcze trafiają do pieca w pojemnikach wypełnionych krzemem. Tam, w próżni, są podgrzewane do temperatury ok. 1600 stopni Celsjusza. Efektem tego procesu jest węglik krzemu – materiał o wysokiej wytrzymałości, któremu tarcza zawdzięcza swoje właściwości.

Cały proces trwa nawet do 20 dni (!) i możecie go zobaczyć na poniższym filmie wideo:

[swf]http://youtu.be/fYazHjrh1Lg[/swf]

Złożony proces produkcji to niejedyny problem hamulców karbonowo-ceramicznych. W niektórych przypadkach osiągają one pełną skuteczność dopiero po rozgrzaniu. Ponadto, w wielu raportach z jazd autami wyposażonymi we wczesne rozwiązania testujący narzekali na słabe wyczucie pedału hamulca i utrudnione dozowanie siły hamowania. W rezultacie, w początkowej fazie siła hamowania była niewystarczająca, zaś po nieco mocniejszym naciśnięciu pedału pojazd zatrzymywał się bardzo gwałtownie. W skrajnych przypadkach mogło to nawet doprowadzić do kolizji. W większości nowszych konstrukcji problem ten został jednak wyeliminowany.

Pomimo licznych zalet i niewielu wad, raczej nieprędko trafią do aut dla "zwykłych śmiertelników".

Źródło: Brembo • http://www.edmunds.com/car-technology/ceramic-composite-brakes.html