Jaký je rozdíl mezi keramickou spojkou a běžnou spojkou?

Ruští majitelé automobilů stále častěji opouštějí manuální převodovky ve prospěch automatických převodovek. „Klika“ však zůstává nejen u levných vozů, ale také naopak u drahých sportovních vozů. Metalokeramické a karbonové spojky jsou určeny přímo pro sportovní, závodní nebo dobře vyladěné vozy. Přečtěte si, jaké to jsou a jak se liší jejich vlastnosti v našem materiálu.

U naprosté většiny vozů pracují spojkové lamely s obložením z třecích materiálů na bázi organických pryskyřic s plnivem. Tradičně se jim říká jednoduše „organické“, i když ve skutečnosti to mohou být kompozice z nejjednodušších slinutých materiálů nebo s kovem v organické matrici. Vláknité složky v takových směsích jsou nutně přítomny ve formě skleněné nitě, borové keramiky, čedičové nitě, slídy, wollastonitu, kevlaru nebo azbestu.

Charakteristiky těchto materiálů jsou vybírány na základě snadného ovládání stroje při každodenním používání a výrobce má možnost optimálně zvolit rozměry setrvačníku a disku. Spojky vyrobené z materiálů tohoto typu ve většině případů nevydrží dlouhodobé prokluzování a vysoké teploty. Ale opotřebení povrchů setrvačníku a koše je minimální, kompresní síla je malá a koeficient tření je v širokém teplotním rozsahu poměrně stabilní a postupně se snižuje, jak se zvyšuje.

Obecně existuje mnoho možností pro materiály, ale od doby prvního „Ferodo“, vyrobeného na bázi bavlněných vláken a formaldehydových pryskyřic, udělala třída materiálů kvalitativní skok a zbavila se nejen formaldehydu. , ale také azbest, který byl dlouhou dobu velmi úspěšným základem mnoha třecích směsí.

Co dnes?

Moderní třecí materiály pro hromadné použití aktivně využívají špičkové technologie v podobě polyamidu a dokonce uhlíkových vláken, komplexních žáruvzdorných plastů vyrobených z polyimidů a dalších moderních materiálů, které odolávají teplotám až 400 °C.

Když standardní spojka nestačí, pro realizaci točivého momentu motoru musíte buď zvětšit velikost a přítlačnou sílu pružiny spojky, nebo použít materiály s vysokým koeficientem tření při zatížení. V případě vysokých ztrát trakce při startu je také lepší vyměnit standardní materiály: „organické“ doslova vyhoří během několika sekund. V každém případě pokusem dostat se ze situace je použití sad pro ladění spojky, lidově nazývané „keramika“ nebo „cermety“.

Ve skutečnosti nelze všechny vysoce výkonné materiály spojky klasifikovat jako keramické. Například matrice na bázi uhlíkových vláken s vysokým obsahem železa nebo mědi lze nazvat „organické“, stejně jako materiály na bázi kevlarových vláken. Je nesprávné nazývat je „keramikou“, ale mnoho kompozic s takovým základem jsou slinovatelné materiály. Svými vlastnostmi jsou velmi vzdálené standardním materiálům používaným v sériových provedeních, a to především z hlediska provozní teploty.

Všechny varianty ladicích spojek se vyznačují řadou vlastností. Za prvé, zvýšená tepelná odolnost a vyšší kompresní síla. Koeficient adheze při teplotách do 150 stupňů může být dokonce nižší než u sériových třecích obložení. V opačném případě se materiály mohou výrazně lišit.

Jaké typy spojek se obvykle skrývají pod ne vždy správným názvem „cermety“ a pro jaké aplikace jsou potřeba?

být nazván “Kevlar” Třecí obložení lze vyrobit téměř konvenční technologií, a to jak s typickými organickými pryskyřicemi, tak s relativně vysokoteplotními kompozicemi na bázi vysokoteplotních plastů s vysokým obsahem kovů a jiných vláken. Vysoký obsah kevlaru zaručuje těmto materiálům velmi vysokou odolnost proti opotřebení a schopnost krátkodobě (během pár sekund) pracovat při teplotách nad 400 stupňů.

Při delším vystavení vysokým teplotám samotný Kevlar – základ takového překrytí – degraduje a ztrácí své vlastnosti. Spojky založené na této skupině materiálů však zůstávají docela vhodné pro každodenní použití, jsou pohodlné při startování a nevyžadují specifické dovednosti. Jejich koeficient tření je trvale vysoký, mírně klesá s rostoucí teplotou a dokonce se mírně zvyšuje, pokud je tam velký objem kovového plniva. Kevlarové obložení kotoučů je samozřejmě drsné na plochách setrvačníku a spojkového koše, ale celkově zvýšená životnost spojky za to stojí.

Pokud se termín vztahuje na spojku “uhlík”, pak základem jeho třecích obložení je uhlíkové vlákno jako základ matrice pro kovové plnivo a vysokoteplotní pryskyřice, případně matrice využívající kevlarové vlákno. Pod stejným názvem se mohou skrývat materiály s výrazně odlišnými vlastnostmi, a proto jsou oblasti jejich použití zcela odlišné.

Karbon-kevlarové obložení jsou relativně levné a poskytují dobrou životnost a zvýšenou, nikoli však rekordní, teplotní odolnost. Jsou základem pro relativně levné modely spojky s velkou plochou obložení. Často je problém způsoben použitím karbon-kevlarových materiálů na samotnou spojkovou lamelu, pro její lepší elasticitu a lepší výkon třecích obložení z nějakého jiného materiálu.

Karbon-uhlíková obložení s vysokoteplotními pryskyřicemi jsou úplně jiná třída spojek. Třecí materiály s takovou základnou mají výrazně vyšší provozní teploty – přes 600 a až 1500 stupňů ve speciálních provedeních a také výrazně zvýšený koeficient adheze za tepla. Navíc nárůst koeficientu začíná při teplotách kolem 100 stupňů a dosahuje maxima při 350–460 stupních.

Bohužel při nízkých teplotách (pod provozní teplotou motoru) se u obložení z takových materiálů výrazně snižuje koeficient adheze. V praxi to znamená, že po případném delším prokluzování spojky „chytne“, ale zatímco se setrvačník zahřeje na provozní teplotu, spojka při tahu prokluzuje. To je při běžné městské jízdě krajně nepohodlné, ale na závodním okruhu (například v kombinaci s launch control) umožňuje velmi vysoký výkon.

Životnost kotouče spojky zůstává velmi vysoká díky dobré elasticitě a odolnosti proti vibracím, ale stále vyžaduje použití tuhé kovové základny. Životnost setrvačníku a spojkového koše je výrazně snížena a navíc je nutné použití speciálně navržených konstrukcí se zvýšenou upínací silou.

Ve skutečnosti jsou „kovo-keramika“ ve vztahu ke spojkovým třecím materiálům materiály na bázi matrice karbidu křemíku s vyztužením ve formě uhlíkových nebo čedičových vláken. Převážná část výplně pro suché spojky je obvykle železo, protože měděné a bronzové výplně se téměř nikdy nepoužívají v tepelně odolných spojkách. Cermety však nemusí být nutně vysokoteplotní, pokud je pracovní oblast omezena na 250–300 stupňů, pak je výběr třecích plniv větší.

Jako maziva se používají nízkotavitelné kovy nebo grafit, které jsou rovněž obsaženy ve struktuře obložení. Ale čím vyšší je provozní teplota, tím nižší je přípustný obsah těchto materiálů, což znamená, že se zvyšuje oděru obložení. A vzhledem k nízkému obsahu mědi je tepelná vodivost vysokoteplotních kovokeramických vyzdívek nízká. Obecně tato třída třecích materiálů není něco extrémně drahého nebo složitého.

Teplotní rozsah se může měnit od středně vysokých po velmi vysoké obložení tohoto typu jsou schopna provozu při vnitřních teplotách nad 600 stupňů a povrchových teplotách nad 1000 stupňů bez ztráty výkonu. Koeficient adheze také není lineární a zvyšuje se s teplotou, ale pokles v oblasti nízkých teplot není tak výrazný jako u uhlíkových obložení. Ale díky nízké tepelné vodivosti obložení prudce stoupá povrchová teplota i při plynulém startu, což vede k cukání a přetěžování motoru. Vysoký koeficient adheze je kombinován s velmi agresivním poměrem obložení k pracovním plochám.

Jaký je výsledek?

Jak jste již pochopili, ne vždy stojí za to opustit tradiční materiály spojkového obložení. Kromě vysoké ceny mohou mít sportovní spojky také velké nevýhody. Navíc právě zvýšení tepelné odolnosti vede k jejich kontrastnějšímu projevu. Situaci lze poněkud zlepšit použitím třecích párů optimalizovaných pro tyto třecí materiály.

Ladicí spojkové kotouče nefungují nejlépe se standardními setrvačníky a košíčky: vyžadují nejen tužší membránovou pružinu, ale také nové materiály pro pracovní plochy. Existuje také mnoho kontraindikací pro běžné městské použití. Navíc v praxi není „keramika“ vždy tím, čím skutečně je. Takto se označuje několik typů spojek, které se výrazně liší svými vlastnostmi a rozsahem použití. A skutečná „keramika“ je mezi nimi možná nejméně běžná.