Los discos carbonocerámicos (nombre completo: discos de freno compuestos cerámicos reforzados con fibra de carbono) son componentes de frenado de alto rendimiento. Gracias a sus propiedades materiales y diseño estructural únicos, se utilizan ampliamente en automóviles de alta gama, coches de carreras y otros campos. Sus principales ventajas y rendimiento se reflejan principalmente en los siguientes aspectos:
El material base de los discos carbonocerámicos es un compuesto de cerámica (generalmente carburo de silicio, etc.) y fibra de carbono. Las cerámicas en sí mismas tienen una dureza extremadamente alta (dureza Mohs de hasta 9, cercana a la de los diamantes), y con el efecto de refuerzo de la fibra de carbono, su resistencia al desgaste supera con creces la de los discos de freno tradicionales de hierro fundido o acero.
- Los discos de freno de hierro fundido ordinarios pueden necesitar reemplazo después de solo unos pocos miles de kilómetros bajo una conducción intensa o uso frecuente; por el contrario, la vida útil de los discos carbonocerámicos puede superar los 100.000 kilómetros. Incluso los discos carbonocerámicos de algunos coches de carreras o superdeportivos pueden durar toda la vida útil del vehículo, lo que reduce significativamente la frecuencia de reemplazo y los costos de mantenimiento.
Durante el frenado, la fricción entre las pastillas de freno y los discos genera mucho calor (las temperaturas pueden superar fácilmente los 600°C durante la conducción intensa, e incluso superar los 1.000°C en escenarios de carreras). Los discos de freno metálicos tradicionales son propensos al desvanecimiento térmico (es decir, reducción de la eficiencia de frenado y frenos "blandos") a altas temperaturas, e incluso pueden deformarse o agrietarse debido al sobrecalentamiento.
- Los discos carbonocerámicos tienen una resistencia extremadamente fuerte a altas temperaturas, con un límite superior de temperatura de trabajo de más de 1.500°C. Sus propiedades físicas permanecen estables a altas temperaturas, y la eficiencia de frenado apenas disminuye debido a la acumulación de calor. Pueden mantener una fuerza de frenado estable durante la conducción intensa sostenida (como carreras en pista o conducción en montaña cuesta abajo), lo que mejora en gran medida la seguridad.
La densidad de la cerámica y la fibra de carbono es mucho menor que la del hierro fundido (los discos carbonocerámicos tienen una densidad de aproximadamente 2,8 g/cm³, mientras que el hierro fundido es de aproximadamente 7,2 g/cm³). Por lo tanto, los discos carbonocerámicos pesan solo 1/2 a 1/3 de los discos de hierro fundido del mismo tamaño.
- La ligereza reduce directamente la "masa no suspendida" del vehículo (peso debajo de la suspensión, como ruedas y frenos), reduciendo la carga de la suspensión, mejorando la velocidad de respuesta de aceleración y desaceleración y mejorando la agilidad de la dirección. Además, reducir el peso total del vehículo ayuda a reducir el consumo de combustible o energía (especialmente importante para los vehículos de rendimiento de nueva energía).
Los discos de freno de hierro fundido tradicionales son susceptibles a la oxidación debido a la erosión por agua de lluvia, sal, sustancias ácidas y alcalinas en la carretera. Después del uso a largo plazo, se puede formar una capa de óxido en la superficie, lo que afecta el ajuste y la estabilidad del frenado.
- La matriz cerámica de los discos carbonocerámicos tiene una estabilidad química extremadamente fuerte y no reacciona con agua, sal, manchas de aceite, etc. Apenas se oxidan ni se corroen, y pueden mantener la planitud de la superficie y un rendimiento de frenado estable incluso en entornos hostiles como la humedad y las condiciones de nieve (donde se esparce sal para deshielo).
Los discos de freno metálicos tienden a producir polvo metálico negro durante la fricción (que se adhiere a los cubos de las ruedas, afectando la apariencia) y pueden generar ruido áspero debido a la vibración por fricción a altas temperaturas.
- Cuando los discos carbonocerámicos rozan contra pastillas de freno dedicadas (generalmente cerámicas o compuestas a base de metal), producen muy poco polvo, lo que facilita la limpieza de los cubos de las ruedas. Mientras tanto, las propiedades de amortiguación del material compuesto reducen la vibración por fricción, lo que reduce significativamente el ruido de frenado y mejora la tranquilidad de la conducción.
Aunque los discos carbonocerámicos sobresalen en escenarios de alta temperatura, pueden alcanzar rápidamente un estado de frenado efectivo a bajas temperaturas (como la fase inicial de arranque en frío). A diferencia de los discos metálicos, que dependen del "precalentamiento" para funcionar de la mejor manera, ofrecen una sensación de frenado más lineal y estable durante la conducción urbana diaria.
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