Karbon-keramičke kočnice

Karbon-keramičke kočnice vrhunska su tehnologija kočenja u kojoj diskovi nisu izrađeni od uobičajenog sivog lijevanog željeza, nego od kompozita ugljičnih vlakana povezanih u keramičkoj matrici od silicijevog karbida. Razvijene su kako bi zadovoljile izvanredne toplinske i mehaničke zahtjeve vrhunskih i iz motosporta izvedenih cestovnih automobila, gdje se obični željezni diskovi teško nose s ponavljanim snažnim kočenjem s vrlo velikih brzina. Rezultat je kočna površina koja mnogo bolje odolijeva toplini, znatno je lakša i traje dramatično dulje od željeza koje zamjenjuje, uz razmjerno visoku cijenu.

Materijal se proizvodi oblikovanjem pripremka od usitnjenih ugljičnih vlakana i smole, njegovim karboniziranjem na visokoj temperaturi te zatim natapanjem rastaljenim silicijem, koji s ugljikom reagira tvoreći tvrdi silicijev karbid koji disku daje čvrstoću i otpornost na trošenje. Gotovi je disk iznutra prozračivan, s rashladnim kanalima provučenima kroz njega slično običnom prozračivanom željeznom disku, a stežu ga čeljusti s posebno formuliranim pločicama usklađenima s keramičkom površinom. Ugljična vlakna nose mehaničko opterećenje i daju žilavost, dok keramička matrica daje tvrdoću i sposobnost rada na temperaturama koje bi željezo iskrivile ili napukle.

Glavna je prednost toplinska sposobnost. Tamo gdje željezni disk može početi trpjeti gubitak kočne snage kako se približava svojim granicama, karbon-keramički disk podnosi temperature daleko iznad tih, snažno odolijevajući gubitku trenja koji fade donosi. Jednako je značajna ušteda na masi, često oko polovice mase istovrijednog željeznog diska. Budući da su kočnice neopružena i rotirajuća masa, to smanjenje izoštrava odzivnost upravljača, poboljšava udobnost vožnje i ublažava žiroskopske i inercijske nedostatke teških dijelova na kotaču. Diskovi k tome odolijevaju iskrivljenju i trošenju, pa pri uobičajenoj uporabi obično traju koliko i sam automobil.

Tehnologija ima korijene u zrakoplovstvu te karbon-karbonskim kočnicama trkaćih bolida i putničkih zrakoplova, a za cestovnu je uporabu prilagođena dodatkom matrice od silicijevog karbida koja daje prihvatljivu učinkovitost u širem rasponu temperatura. Proširila se sa superautomobila na vrhunske inačice običnijih modela, obično kao skupa tvornička oprema, a najviše se isplati vlasnicima koji svoje automobile koriste na stazi ili koji cijene smanjenje neopružene mase.

Postoje stvarni nedostaci osim cijene. Kada su hladne, karbon-keramičke kočnice mogu se činiti manje odzivnima i pružati slabiji početni ugriz od željeza, jer najbolje rade kada se zagriju, što ih čini manje idealnima za blagu svakodnevnu gradsku vožnju. Pločice moraju biti posebno formulirane za keramičku površinu, a snažan udarac može oštetiti disk koji je tvrd, ali razmjerno krhak. Trošak zamjene, ako disk ikada treba mijenjati, daleko je veći nego za željezo. Ostaju specijalizirani oblik disk-kočnice koji dijeli prozračivanu izvedbu i arhitekturu čeljusti običnih sustava dok pomiče granice onoga što ti sustavi mogu izdržati.