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制动课堂∣碳纤维陶瓷刹车系统
作者: 未名 来源: ATC汽车底盘 日期: 2022年5月26日

碳纤维陶瓷刹车系统的刹车碟和刹车片跟普通金属基的材料完全不同,它是通过碳纤维原料与碳化硅(陶瓷的主要成分)等物质通过复杂加工合成。
 
其中碳纤维决定刹车碟的强度和韧度,碳化硅决定刹车碟的硬度,硅和石墨则决定了刹车碟的摩擦系数。
 

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碳陶刹车的生产过程
碳陶刹车价格贵跟这些材料的应用有一部分关系,而更重要的是它的生产过程。
 
比如碳陶刹车碟的制作过程非常复杂、耗时且苛刻,以国际B品牌市售产品为例,大概过程是这样的:先将碳纤维原料和树脂混合放入模具,然后在约200摄氏度高温下通过20000kg的压力压制成型。接下来将在1000摄氏度的温度下加热两天,随后添加硅粉进行第三次加热,这次是1700摄氏度,持续24个小时,哦对了,这个过程是在真空的条件下。
 
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碳纤维原料与树脂
 
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碳纤维原料与树脂混合放入磨具中
 
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高温压制成型碳化
 
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添加硅粉高温加热
 
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硅粉融化转化成液态硅渗入
 
 
整个制造耗时将近三周,过程中碳纤维和碳化硅结合转化为新的复合材料(增强型复合陶瓷)。
 
如何鉴定碳陶盘的使用寿命
前面说到碳陶盘如果在剧烈使用的情况下,寿命还是会简短的,因此如何鉴定碳陶盘的使用寿命?最传统的方式就是检视碟盘上的磨损标记,或者拆下来检测重量,每个碳陶盘都会有标记最低的重量标准。
 
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每个碳陶盘上面都有用来检验碟盘磨损程度的标记,如果这个标记已经看不清或者消失,就表示这个碳陶盘的寿命已经差不多了
 
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另外每个碳陶瓷盘上面还有标记最低重量数值,如果低于这个重量,表示碳陶盘的碳化矽已经过度氧化,需要进行更换
 
而最新的检测方式是由Proceq所推出的Carboeq专用刹车盘检测器,不需要繁琐地拆下碟盘秤重量或者检查,只需要将仪器放上去,该仪器便会用脉冲感应检测碟盘的内部结构分子,来测量磨损的程度。
 
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规格和重量的实际差异
国内销售的梅赛德斯-AMG S 63标配的刹车碟盘尺寸是前390毫米、后360毫米,不过国外版本的S 63、S 65还可以选用碳陶刹车系统,我们这辆S 63所选用的正是AMG原厂的碳陶刹车。这套碳陶前碟盘直径加大为420毫米,后盘维持360毫米。此外,碳陶盘也把原先的一体式刹车盘升级为浮动盘设计,让刹车性能获得更有效的提升。
 
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在重量方面,S 63的原厂刹车系统(碟盘加上卡钳)的前后重量依序为24.1千克、13.5千克(单个),总重量为75.2千克。而换装的碳陶刹车系统则为前17.4千克、后10.4千克,总重量为55.6千克——这意味着S 63制动系统的整体重量减轻了19.6千克。
 
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从轻量化的角度来看,碳陶盘确实比原厂铸铁盘轻了许多
 
刹车性能实测
为了验证铸铁盘与碳陶盘的差异,我们出动了D-Box来进行60公里/小时到静止的刹车制动测试,主要是为了验证换装后的差异。测试当天的气温是零上4度,通过工业用测温枪测得地表温度为零下7度。为了确保测试的安全,我们找了一条断头路(封闭道路)进行测试,原厂铸铁刹车60公里/小时到静止的刹车表现是19.4米、2.2秒,最大G值为0.9G,碟盘温度17度。
 
而碳陶刹车60公里/小时到静止的数据是18.7米、2.2秒,最大G值为1.1G,碟盘温度达到20度。
 
其实从帐面数据上来看,两者的差异不算太大,不过这不能代表碳陶刹车的真实性能,因为碳陶的特性在于更好的散热性、更轻的重量以及更耐磨损。因此在相同的六活塞卡钳下,除非是在更激烈的刹车环境中才能凸显碳陶盘的真实性能(如连续急刹、或者更高速的100公里/小时到静止刹停测试)。
 
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——结语——
 
上述三者都是碳陶盘的优点,唯一的缺点就是价格。目前一套碳陶刹车系统(包含卡钳、刹车盘)至少十多万元起,改装品牌依据不同的卡钳配置与碟盘尺寸大小,从几万到二三十万元都有。如果预算充裕,建议在订车的时候就直接选装原厂碳陶刹车吧!以免将来后悔还要再花一笔资金。
 
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目前有哪些知名的碳陶刹车品牌?
BREMBO布雷博集团自2002年开始生产汽车用的碳陶刹车,最早是用于车迷熟知的法拉利Enzo。2009年6月,布雷博与西格里SGL Carbon共同创办了一家合资企业,名为布雷博西格里碳纤维陶瓷制动件公司 Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes),主要业务是研发、生产和销售碳瓷制动盘。
 
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目前,布雷博西格里碳陶制动器的产品装配在许多知名汽车厂商的顶级车型上,如法拉利、玛莎拉蒂、阿尔法·罗密欧、阿斯顿·马丁、克尔维特、日产、雷克萨斯、帕加尼、迈凯轮、大众、保时捷、奥迪、宾利、兰博基尼、布加迪和AMG。
 
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英国ALCON在国内的知名度相比BREMBO低一些。该品牌1984年在英国斯塔褔德郡(STAFFORDSHIRE)创立。至今为止,ALCON在国际各大赛车场上出现频率也是相当高,旗下除了生产专业制动系统外还有强化竞技离合器。目前国内改装用ALCON制动产品中,主要以四活塞、六活塞卡钳为主,对应车型包括AUDI A4、TT,BMW 3系(E46、E90)、MINI,HONDA雅阁(CL7)、CIVIC,三菱EVOLUTION(CT9A),NISSAN 350Z、日产SKYLINE,SUBARU IMPERZA(WRX、STI),大众 GOLF、BORA、速腾等等。
 
fusion brakesfusion这个品牌是来自美国,目前,FUSION的PCCB制动升级套件对应车型主要有奥迪R8、RS4/5、保时捷996 Turbo/GT系列、997 Turbo/GT系列及最新的991 Turbo/GT系列、GT-R、兰博基尼Gallardo等车型。
 
碳陶刹车价格不菲是众所周知的事情,但是放在性能面前,它确实值得!

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:Jack)

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