Scheibenbremse

Nahaufnahme einer Scheibenbremse auf einem Auto

A Scheibenbremse ist eine Art von Art von Bremse das benutzt das Bremssättel Paare von Pairs von quetschen Pads gegen eine Scheibe oder einen "Rotor"[1] erschaffen Reibung.[2] Diese Wirkung verlangsamt die Rotation eines Schafts, wie z. Fahrzeug Achseentweder um die Rotationsgeschwindigkeit zu reduzieren oder sie stationär zu halten. Die Bewegungsergie wird in umgewandelt in Abwärme das muss verteilt werden.

Hydraulisch betätigt Scheibenbremsen sind die am häufigsten verwendete Bremsform für Kraftfahrzeuge, aber die Prinzipien einer Scheibenbremse gelten für fast jede rotierende Schacht. Die Komponenten umfassen auf beiden Seiten der Scheibe die Scheibe, den Hauptzylinder, den Bremssattel (der Zylinder und zwei Bremsbeläge enthält).

Entwurf

Bei Automobilen befinden sich häufig Scheibenbremsen im Rad
Eine gebohrte Motorradbremsscheibe

Die Entwicklung von Scheibenbremsen begann in England in den 1890er Jahren. 1902 die Lanchester Motor Company Entworfene Bremsen, die ähnlich wie ein modernes Disc-Bremssystem aussahen und operierten, obwohl die Scheibe dünn war und ein Kabel das Bremsblock aktivierte.[3] Andere Designs waren seit weiteren 60 Jahren nicht praktisch oder in Autos weit verbreitet. Eine erfolgreiche Anwendung begann in Flugzeugen vor dem Zweiten Weltkrieg und sogar mit der Deutscher Tiger Tank wurde 1942 mit Discs ausgestattet Crosley Linie und ein Chrysler-Nicht-Kaliper-Typ. In den 1950er Jahren gab es eine kritische Demonstration der Überlegenheit in der 1953 24 Stunden von Le Mans Rennen, das mehrmals pro Runde von hohen Geschwindigkeiten bremsen musste.[4] Das Jaguar Das Rennteam gewann unter Verwendung von CD-Bremsautos, wobei ein Groß Trommelbremsen.[4] Die Massenproduktion begann mit der Einbeziehung von 1949-1950 in die gesamte Crosley-Produktion, wobei die anhaltende Massenproduktion 1955 begann Citroën DS.[3]

Im Vergleich zu Drumbremsen bieten Discbremsen eine bessere Leistung, da die Disc leichter abgekühlt ist. Infolgedessen sind Discs weniger anfällig für die Fading verursacht, wenn Bremskomponenten überhitzen. Die Scheibenbremsen erholen sich auch schneller vom Eintauchen (nasse Bremsen sind weniger effektiv als trocken).[4]

Die meisten Drum -Bremsdesigns haben mindestens einen führenden Schuh, der a gibt Servoeffekt. Im Gegensatz dazu hat eine Scheibenbremse keinen Selbstbedienungseffekt und ihre Bremskraft ist immer proportional zum Druck, der durch das Bremssystem über jedes Bremsservo, Bremspedal oder Hebel auf dem Bremsbelag gelegt wird. Dies verleiht dem Fahrer ein besseres "Gefühl" und hilft, eine bevorstehende Lockup zu vermeiden. Die Trommeln sind auch anfällig für "Bell -Mund-" und fallenden Fadenfuttermaterial innerhalb der Baugruppe, beide Ursachen für verschiedene Bremsprobleme.

Die Scheibe besteht normalerweise aus Gusseisen, aber in einigen Fällen aus Verbundwerkstoffen wie hergestellt werden, z. Verstärktes Kohlenstoff -Kohlenstoff oder Keramikmatrixverbundwerkstoffe. Dies ist mit dem verbunden Rad und/oder die Achse. Das Rad, das Reibungsmaterial in Form von verlangsamen Bremsbelagsatzauf dem Bremssattel, wird mechanisch gezwungen, hydraulisch, pneumatisch, oder elektromagnetisch gegen beide Seiten der Scheibe. Reibung verursacht die Scheibe und das angebrachte Rad langsam oder stoppen.

Geschichte

Frühe Experimente

Die Entwicklung von Scheibenbremsen begann in England in den 1890er Jahren.

Die erste Automobilscheibenbremse vom Typ Bremssattel wurde von patentiert Frederick William Lanchester in seiner Birmingham -Fabrik im Jahr 1902 und erfolgreich eingesetzt Lanchester -Autos. Die begrenzte Auswahl der Metalle in dieser Zeit bedeutete jedoch, dass er Kupfer als Bremsmedium verwenden musste, das auf die Scheibe einwirkt. Der arme Zustand der Straßen zu dieser Zeit, nicht mehr als staubige, raue Spuren, bedeutete, dass das Kupfer schnell das System unpraktisch machte.[3][5]

1921 die Douglas Die Motorradfirma führte eine Form der Scheibenbremse auf dem Vorderrad ihrer Overhead-Valve-Sportmodelle ein. Douglas patentiert von der British Motorcycle & Cycle Car Research Association und beschrieb das Gerät als "neuartige Keilbremse", die an einem "abgeschrägten Hub-Flansch" arbeitete. Die Bremse wurde von a betrieben Bowden -Kabel. Vorder- und hintere Bremsen dieses Typs wurden an der Maschine angepasst, auf der Tom Sheard ritt zum Sieg im Jahr 1923 Senior TT.[6]

Eine erfolgreiche Anwendung begann auf Eisenbahn Streamliner Beifahrerzüge und in Flugzeugen und Panzern vor und während des Zweiten Weltkriegs. In den USA die Budd Company eingeführte Scheibenbremsen auf der General Pershing Zephyr für die Burlington Railroad Im Jahr 1938 wurden in den frühen 1950er Jahren die Scheibenbremsen regelmäßig auf neue Passagieranlagen angewendet.[7] In Großbritannien die Daimler Company gebrauchte Scheibenbremsen auf seiner Daimler gepanzertes Auto von 1939 die Scheibenbremsen, die von der gemacht wurden Girling Unternehmen waren notwendig, weil darin Allradantrieb (4x4) Fahrzeug die epicyclic Achsantrieb war in den Radnaben und hinterließ daher keinen Platz für herkömmliche Hubmontage Trommelbremsen.[8]

Bei Deutschland Argus Motoren, Hermann Klaue (1912-2001) hatte patentiert[9] Scheibenbremsen im Jahr 1940. Argus lieferte Räder mit Scheibenbremsen, z. für die Arado AR 96.[10] Das Deutsch Tiger i Heavy Tank, wurde 1942 mit einer 55-cm-Argus-Werke-Scheibe eingeführt[11] auf jeder Antriebswelle.

Die Amerikaner Crosley Hot Shot hatte 1949 und 1950 Allrad-Scheibenbremsen, aber diese erwiesen sich schnell als problematisch und wurden entfernt.[3] Crosley kehrte zu Trommelbremsen zurück und Drumbremskonvertierungen für heiße Aufnahmen waren sehr beliebt.[12] Das Fehlen einer ausreichenden Forschung führte zu Zuverlässigkeitsproblemen wie Kleben und Korrosion, insbesondere in Regionen mit Salz auf Winterstraßen.[12] Crosley Allrad-Scheibenbremsen machten in den 1950er Jahren Crosleys und Crosley-in Crosley ansässige Specials in SCCA H-Produktion und H-Modified Racing beliebt. Ihr überlegenes Bremsen machte es schwer zu schlagen. Die Crosley -Scheibe war a Gutes Jahr-Hawley Design, ein moderner Bremssattel "Spot" mit einer modernen Scheibe, die aus einem Design aus Flugzeuganwendungen abgeleitet ist.[3]

Crosleys waren nicht bloße Neuheiten, obwohl sie aus Kaufhäusern verkauft wurden. Der Crosley Station Wagon von 1948 war der meistverkaufte Stationswagen der Welt.

Chrysler entwickelte ein einzigartiges Bremssystem, das von 1949 bis 1953 angeboten wurde.[13] Anstelle der Scheibe mit Bremssattel, die darauf drückte, verwendete dieses System zwei expandierende Scheiben, die sich gegen die innere Oberfläche einer gusseisernen Bremstrommel rieb, die sich als Bremsgehäuse verdoppelte.[12] Die Scheiben breiten sich aus, um Reibung gegen die innere Trommeloberfläche durch die Wirkung von Standard zu erzeugen Radzylinder.[12] Aufgrund der Kosten waren die Bremsen nur auf der Chrysler -Krone und der Chrysler -Krone Standard Stadt und Land Newport 1950.[12] Sie waren jedoch optional bei anderen Chryslern, die zu einer Zeit rund 400 US -Dollar zu einer Zeit waren, als ein ganzer Crosley -Hot Shot für 935 US -Dollar verkaufte.[12] Dieses Allrad-Scheibenbremssystem wurde von Auto Specialties Manufacturing Company (AUSCO) von gebaut St. Joseph, Michiganunter Patenten des Erfinders H. L. Lambert und wurde erstmals an einem 1939 getestet Plymouth.[12] Chrysler -Scheiben waren "selbstsergreifend", da einige der Bremsenergie selbst zum Bremsbemühungen beitrugen.[12] Dies wurde durch kleine Kugeln erreicht, die in ovale Löcher eingesetzt wurden, die zur Bremsoberfläche führten.[12] Als die Scheibe anfängliche Kontakt mit der Reibungsoberfläche aufnahm, würden die Kugeln die Löcher erzwingen, die die Scheiben weiter voneinander entfernt und die Bremsenergie erweitern.[12] Dies sorgte für den leichteren Bremsdruck als bei Bremssättel, vermieden Bremsverblutungen, förderte das Kühlerraufen und sorgte für ein Drittel mehr Reibungsoberfläche als Standard-Chrysler-Trommeln von Chrysler.[12] Die heutigen Besitzer betrachten die Ausco-Lambert Sehr zuverlässig und kraftvoll, aber zugeben, dass er greift und Sensibilität ist.[12]

1953 50 Aluminiumkörper Austin-Healey 100s (Sebring) Modelle, die hauptsächlich zum Rennen gebaut wurden, waren die ersten europäischen Autos, die an die Öffentlichkeit verkauft wurden, um Scheibenbremsen zu haben, die an allen 4 Rädern angebracht waren.[14]

Erste Auswirkungen beim Rennen

Jaguar C -Typ ähnlich wie 1953 "24 Heures du Mans" Gewinner
Citroën DS 19

Das Jaguar C-Typ Rennwagen gewann das 1953 24 Stunden von Le Mans, das einzige Fahrzeug im Rennen zur Verwendung von Scheibenbremsen, entwickelt in der Vereinigtes Königreich durch Dunlopund das erste Auto in Le Mans, der durchschnittlich über 100 Meilen pro Stunde ist.[15] "Große Trommelbremsen von Rivalen könnten den ultimativen Stopp von Discs mithalten, aber nicht ihre beeindruckende Ausdauerkraft." [4]

Zuvor gewann 1950 ein Crosley-Hotshot mit börsennotierten Allrad-Scheibenbremsen im ersten Rennen bei Sebring (6 Stunden statt 12) am Silvesterabend im Jahr 1950 den Leistungsindex.

Massenproduktion

Das Citroën DS war der erste anhaltend Massenproduktion Verwendung moderner Kfz -Scheibenbremsen im Jahr 1955.[3][5][16][17][18] Das Auto enthielt einen Bremsen mit Bremsscheiben-Typen unter den vielen Innovationen.[3] Diese Scheiben wurden in der Nähe des Getriebes in Bord montiert und vom zentralen Hydrauliksystem des Fahrzeugs angetrieben. Dieses Modell verkaufte 1,5 Millionen Einheiten über 20 Jahre mit demselben Bremsaufbau.[3]

Trotz der frühen Experimente im Jahr 1902 von Briten Lanchester Motor Companyund 1949 von Amerikanern Chrysler und CrosleyDie kostspielige, störende Technologie war nicht bereit für die Massenproduktion.[3][13] Versuche wurden bald zurückgezogen.[3][13][12]

Das Jensen 541mit Allrad-Scheibenbremsen, folgte 1956.[3][19] Triumph zeigte eine 1956 TR3 Mit Scheibenbremsen für die Öffentlichkeit, aber die ersten Produktionsautos mit Girling-Front-Disc-Bremsen wurden im September 1956 hergestellt.[20]

Scheibenbremsen waren am beliebtesten auf Sportwagen Wenn sie zum ersten Mal eingeführt wurden, sind diese Fahrzeuge, da diese Fahrzeuge mehr in Bezug auf die Bremsleistung sind. Discs sind jetzt in den meisten Personenfahrzeugen die häufigere Form geworden, obwohl viele (besonders leichte Fahrzeuge) verwenden Trommelbremsen auf den Hinterrädern, um Kosten und Gewicht niedrig zu halten und die Bestimmungen für a zu vereinfachen Feststellbremse. Da die Vorderbremsen den größten Teil der Bremsanstrengung ausführen, kann dies ein vernünftiger Kompromiss sein.

Viele frühe Implementierungen für Automobile haben die Bremsen auf dem gefunden Innenbord Seite der Antriebswelle, in der Nähe der Differential, während sich die meisten Bremsen heute in den Rädern befinden. Ein Innenbordort reduziert die Unsprachiges Gewicht und beseitigt eine Wärmeübertragungsquelle auf die Reifen.

Historisch gesehen wurden Bremsscheiben weltweit mit einer starken Konzentration in Europa und Amerika hergestellt. Zwischen 1989 und 2005 wanderte die Herstellung von Bremsscheiben überwiegend nach China.

In den USA.

1963 Studebaker Avanti wurde mit Scheibenbremsen gemacht.[21] (das Bendix Das System war für einige andere Studiermodelle optional[22]). Frontscheibenbremsen wurden 1965 Standardausrüstung auf der Rambler Marlin[23] (Die Bendix -Einheiten waren für alle optional Amerikanische Motoren' Rambler Classic und Botschafter Modelle[24]) sowie auf der Ford Thunderbird,[25] und die Lincoln Continental.[26] Ein Allrad-Scheibenbremssystem wurde auch 1965 auf dem eingeführt Chevrolet Corvette Stachelrochen.[27] Die meisten US -Autos wechselten in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren von vorderen Trommelbremsen zu Bremsen vorne.

Motorräder

Die ersten Motorräder für die Verwendung von Scheibenbremsen waren Rennfahrzeuge. MV Agusta war der erste, der 1965 in kleinem Maßstab ein vorderes Scheibenbremsmotorrad für ihre relativ teuer 600 Tourenmotorradmit einer mechanischen Bremsbindung.[28] 1969 stellte Honda die erschwinglicheren vor CB750, die eine einzelne hydraulisch verwirrte vordere Scheibenbremse (und eine hintere Trommelbremse) hatte und die in großer Anzahl verkaufte.[28] Scheibenbremsen sind jetzt bei Motorrädern üblich, Mopeds und sogar Mountainbikes.

Bremsscheibe

Frontautomobilbremse mit rechteckigen offenen Slots, die zwischen den Reibungsflächen der Scheibe sichtbar sind

Die Bremsscheibe ist der rotierende Teil der Scheibenbremsbaugruppe eines Rads, gegen die die Bremsbeläge aufgetragen werden. Das Material ist normalerweise graues Eisen,[29] eine Form von Gusseisen. Das Design der Discs variiert etwas. Einige sind einfach solide, aber andere sind mit Flossen oder Flüchen ausgehöhlt, die sich den beiden Kontaktflächen der CD (normalerweise als Teil eines Gussprozesses enthalten) zusammenschließen. Das Gewicht und die Leistung des Fahrzeugs bestimmen die Notwendigkeit von belüfteten Scheiben.[24] Das "belüftete" Scheibendesign hilft dabei, die erzeugte Wärme aufzulösen, und wird üblicherweise für die mehr geladenen vorderen Scheiben verwendet.

Scheiben für Motorräder, Fahrräder und viele Autos haben oft Löcher oder Schlitze durch die Scheibe. Dies geschieht zum besseren Wärmeableitung, um die Oberflächenwasserverteilung zu unterstützen, Rauschen zu reduzieren, die Masse zu reduzieren oder Kosmetika zu vermarkten.

Slotted -Scheiben haben flache Kanäle in die Scheibe, um Staub und Gas zu entfernen. Das Schlitzen ist die bevorzugte Methode in den meisten Rennumgebungen, um Gas und Wasser zu entfernen und Bremsbeläge zu entfernen. Einige Discs werden sowohl gebohrt als auch geschlitzt. Slotted -Discs werden im Allgemeinen nicht bei Standardfahrzeugen verwendet, da sie schnell Bremsbeläge abnutzen. Diese Entfernung von Material ist jedoch für Rassenfahrzeuge vorteilhaft, da es die Pads weich hält und vermeidet VERTRIFIERUNG ihrer Oberflächen. Auf der Straße wirken sich gebohrte oder geschlitzte Scheiben unter nassen Bedingungen immer noch positiv aus, da die Löcher oder Schlitze verhindern, dass sich ein Wasserfilm zwischen der Scheibe und den Pads aufbaut.

Beispiel einer zweiteiligen CD in einer Aftermarket -Anwendung

Zweiteilige Scheiben sind eine Scheibe, auf der der mittlere Befestigungsteil der Scheibe getrennt vom äußeren Reibungsring hergestellt wird. Der für die Ausstattung verwendete zentrale Abschnitt wird häufig als Glocke oder Hut bezeichnet und wird üblicherweise aus einer Legierung wie a hergestellt 7075 Legierung und hart Anodiert für ein dauerhaftes Finish. Der äußere Scheibenring wird normalerweise aus hergestellt Graues Eisen aber in speziellen Anwendungen können von stammen Stahl oder Kohlenstoffkeramik. Ursprung aus dem Motorsport, aber heute in Hochleistungsanwendungen und Aftermarket-Upgrades häufig. Zweiteilige Scheiben können als feste Baugruppe mit normalen Muttern, Schrauben und Unterlegscheiben oder einem komplizierteren schwimmenden System geliefert werden Die Scheibe wird sich vor einer Überhitzung verziehen. Die wichtigsten Vorteile einer zweiteiligen CD sind eine Ersparnis von kritisch ungekündigtes Gewicht und die Dissipation von Hitze von der Scheibenoberfläche durch die Legierungsglocke (Hut). Sowohl feste als auch schwimmende Optionen haben ihre Nachteile und Vorteile. Schwimmscheiben sind anfällig für Rasseln und Sammlung von Trümmern und eignen sich am besten für den Motorsport, während festgelegt für den Straßenverkehr am besten geeignet ist.[30]

Motorräder und Roller

Schwebende Scheibenbremse auf Kawasaki W800
Radial montierter Bremssattel auf a Triumphgeschwindigkeit Dreifach

Lambretta stellte die erste hochvolumige Produktionsanwendung einer einzelnen schwimmenden, vorderen Scheibenbremse vor, die in einem belüfteten Gusslegungsnetz eingeschlossen und von Cable betätigt wurde, auf dem TV175 von 1962.[31] gefolgt vom GT200 im Jahr 1964.[32][33][34][35] Die 1969 Honda CB750 Einführte hydraulische Scheibenbremsen in großem Maßstab bis zur breiten Motorrad Öffentlich, nach der MV Agusta 600 von 1965, die eine kabelbetriebene mechanische Betätigung hatte.[28][36]

Im Gegensatz zu Autoscheibenbremsen, die im Rad vergraben sind, befinden sich Fahrradscheibenbremsen im Luftstrom und haben eine optimale Kühlung. Obwohl Gusseisenscheiben eine poröse Oberfläche haben, die eine überlegene Bremsleistung liefert, rosten solche Scheiben im Regen und werden unansehnlich. Dementsprechend sind Motorradscheiben in der Regel Edelstahl, gebohrt, geschlitzt oder wellig, um Regenwasser zu zerstreuen. Moderne Motorradscheiben haben in der Regel ein schwimmendes Design, bei dem die Scheibe auf Spulen "schwimmt" und sich leicht bewegen kann, was eine bessere Scheibe mit einem festen Bremssattel ermöglicht. Eine schwimmende Scheibe vermeidet auch das Scheibenverzerrung und reduziert die Wärmeübertragung auf die Radnabe. Sättellättel haben sich von einfachen Einkolbeneinheiten zu zwei-, vier- und sogar sechs-Kolben-Artikeln entwickelt.[37] Im Vergleich zu Autos haben Motorräder eine höhere Massezentrum:Radstand Verhältnis, also erleben sie mehr Gewichtstransfer Beim Bremsen. Vorderbremsen absorbieren die meisten Bremskräfte, während die hintere Bremse hauptsächlich das Motorrad während des Brems basieren. Modern Sporträder Normalerweise haben zwei große Frontscheiben mit einer viel kleineren einzelnen hinteren Scheibe. Besonders schnell oder schwere Fahrräder können entlüftete Scheiben haben.

Frühe Scheibenbremsen (wie auf den frühen Honda Fours und der Norton Commando) Sit die Bremssättel auf der Scheibe vor dem Gabel -Schieberegler. Obwohl dies den Bremsbelagern eine bessere Kühlung gab, ist es jetzt fast universell, den Bremssattel hinter dem Schieberegler zu stellt (um den Winkelimpuls der Gabelbaugruppe zu verringern). Heckscheibenbraten können oben montiert werden (z. BMW R1100S) oder unten (z. Yamaha TRX850) Der schwingende Arm: Eine niedrige Halterung sorgt für einen geringfügig unteren Schwerpunkt, während ein oberer Standort den Bremssattel sauberer und besser von Straßenhindernissen geschützt ist.

Ein Problem mit Motorradscheibenbremsen ist, dass wenn ein Fahrrad in eine gewalttätige Weise gerät Panzer-Slapper (Hochgeschwindigkeitsschwingung des Vorderrads) Die Bremsbeläge in den Bremssätteln werden von den Discs weggedrückt. Wenn der Fahrer den Bremshebel aufweist, schieben die Bremssättel die Pistons die Pads in Richtung der Discs, ohne tatsächlich Kontakt zu berücksichtigen. Der Fahrer bremst sofort härter, was die Pads viel aggressiver auf die Scheibe drückt als beim normalen Bremsen. Zum Beispiel der Michele Pirro -Vorfall in Mugello, Italien, 1. Juni 2018.[38] Mindestens ein Hersteller hat ein System entwickelt, um den weggezwungenen Pads entgegenzuwirken.

Eine moderne Entwicklung, insbesondere bei invertierten ("verkehrten" oder "USD") Gabeln, ist der radial montierte Bremssattel. Obwohl diese modisch sind, gibt es keine Hinweise darauf, dass sie die Bremsleistung verbessern und die Steifheit der Gabel nicht erhöhen. (Ohne die Option einer Gabelstrecke können USD -Gabeln am besten durch eine übergroße Frontachse versteift werden).

Fahrräder

Siehe auch: Fahrradbremse § Scheibenbremsen
Mountainbike Frontscheibenbremse
Heckscheibenbremssättel und CD auf einem Mountainbike

Mountainbike Scheibenbremsen können von einfachen, mechanischen (Kabel-) Systemen bis hin zu teuren und leistungsstarken, multi-kolbenhydraulischen Scheibensystemen reichen, die häufig verwendet werden Downhill Racing Bikes. Eine verbesserte Technologie hat die Schaffung von belüfteten Scheiben für den Einsatz auf Bergbikes, ähnlich wie bei Autos, eingeführt, um zu vermeiden Hitze verblassen auf schnellen alpinen Abfahrten. Obwohl weniger verbreitet, werden Scheiben auch auf Straßenfahrrädern für Allwetterradfahren mit vorhersehbarem Bremsen verwendet, obwohl Trommeln bei überfüllten Parkplätzen manchmal als schwerer zu beschädigen sind, wo Discs manchmal verbogen sind. Die meisten Fahrradbremsscheiben bestehen aus Stahl. Edelstahl wird aufgrund seiner Anti-Rust-Eigenschaften bevorzugt.[39] Discs sind dünn, oft etwa 2 mm. Einige verwenden einen zweiteiligen schwebenden Scheibenstil, andere verwenden eine einteilige massive Metallscheibe. Fahrradscheibenbremsen verwenden entweder einen Zwei-Kolben-Bremssattel, der die Scheibe von beiden Seiten klemmt, oder einen Einzelkolben-Bremssattel mit einem sich bewegenden Pad, das zuerst die Scheibe kontaktiert, und schieben die Scheibe dann gegen das nicht bewegende Pad.[40] Da die Energieeffizienz in Fahrrädern so wichtig ist, ist ein ungewöhnliches Merkmal von Fahrradbremsen, dass sich die Pads zurückziehen, um den Rest des Widerstandes zu beseitigen, wenn die Bremse freigesetzt wird.[Klarstellung erforderlich] Im Gegensatz dazu ziehen die meisten anderen Bremsen die Pads leicht, wenn sie freigegeben werden, um die anfänglichen operativen Reise zu minimieren.[Klarstellung erforderlich]

Schwere Fahrzeuge

Scheibenbremsen werden zunehmend bei sehr großen und schweren Straßenfahrzeugen eingesetzt, bei denen bisher große Trommelbremsen nahezu universell waren. Ein Grund dafür ist, dass der Mangel an Selbstassistent der Scheibe die Bremskraft viel vorhersehbarer macht, sodass die Spitzenbremskraft ohne mehr Risiko einer durch Bremsung verursachten Lenkung oder Jackmesser an artikulierten Fahrzeugen angehoben werden kann. Ein weiterer Scheibenbremsen verblassen weniger, wenn es heiß ist, und in einem schweren Fahrzeugluft und Rollwiderstand und Motorbremsen sind kleine Teile der gesamten Bremskraft, sodass Bremsen härter verwendet werden als bei helleren Fahrzeugen, und Trommelbremsblems können bei einer einzigen Station auftreten. Aus diesen Gründen kann ein schwerer Lkw mit Scheibenbremsen in etwa 120% der Entfernung eines Personenwagens anhalten, aber mit Trommeln dauert das Stoppen von etwa 150% die Entfernung.[41] In Europa erfordern das Stoppen der Distanzvorschriften im Wesentlichen Scheibenbremsen für schwere Fahrzeuge. In den USA sind Trommeln zulässig und werden in der Regel für ihren niedrigeren Kaufpreis bevorzugt, trotz höherer Lebenszeitkosten und häufigeren Serviceintervallen.

Schiene und Flugzeuge

Eine Eisenbahn Drehgestell und Scheibenbremsen

Stillscheiben werden für verwendet Eisenbahnwagen, Straßenbahnen und einige Flugzeuge. Beifahrerfahrzeuge und Leichte Schienenfahrzeuge Verwenden Sie häufig Scheibenbremsen außen der Räder, um einen freien Kühlluftstrom zu gewährleisten. Einige moderne Fahrgabebahnautos wie die Amfleet II -AutosVerwenden Sie Inboard -Scheibenbremsen. Dies reduziert den Verschleiß durch Trümmer und bietet Schutz vor Regen und Schnee, was die Scheiben rutschig und unzuverlässig machen würde. Es gibt jedoch noch viel Abkühlung für einen zuverlässigen Betrieb. Einige Flugzeuge haben die Bremse mit sehr wenig Abkühlung montiert, und die Bremse wird beim Stopp ziemlich heiß. Dies ist akzeptabel, da genügend Zeit für die Abkühlung besteht, wenn die maximale Bremsenergie sehr vorhersehbar ist. Sollte die Bremsenergie das Maximum überschreiten, beispielsweise während eines Notfalls während des Starts, können Flugzeugräder mit a ausgestattet werden Schmelzstopfen[42] um zu verhindern, dass der Reifen platzt. Dies ist ein Meilenstein -Test in der Flugzeugentwicklung.[43]

Automobilgebrauch

Für die Verwendung von Automobilbremsen bestehen die Scheibenbremsscheiben häufig aus Graues Eisen.[29] Das Sae Unterhält eine Spezifikation für die Herstellung von Graueisen für verschiedene Anwendungen. Für normale Auto- und Light-Truck-Anwendungen bestimmt die SAE-Spezifikation J431 G3000 (abgelöst an G10) den richtigen Bereich der Härte, chemische Zusammensetzung, Zugfestigkeit und andere Eigenschaften, die für die beabsichtigte Verwendung erforderlich sind. Einige Rennwagen und Flugzeuge verwenden Bremsen mit Kohlefaserscheiben und Kohlefasern, um das Gewicht zu verringern. Die Verschleißraten sind in der Regel hoch, und das Bremsen kann schlecht oder greifbar sein, bis die Bremse heiß ist.

Rennen

Verstärkter Kohlenstoff Bremsscheibe auf einem Ferrari F430 Herausforderung Rennauto
Vorderscheibenbräuche während eines Rennens leuchteten

In Renn- und Straßenautos mit sehr hoher Leistung wurden andere Scheibenmaterialien eingesetzt. Verstärkter Kohlenstoff Discs und Pads, die von Flugzeugbremssystemen inspiriert sind Concorde wurden eingeführt in Formel Eins durch Brabham in Verbindung mit Dunlop 1976.[44] Carbon-Kohlenstoffbrems Unsprachiges Gewichtmit einer besseren Reibungsleistung und verbesserten strukturellen Eigenschaften bei hohen Temperaturen im Vergleich zu Gusseisen. Carbonbremsen wurden zum Beispiel vom französischen Venturi -Sportwagenhersteller gelegentlich auf Straßenautos angewendet, müssen jedoch eine sehr hohe erreichen Betriebstemperatur Bevor Sie wirklich effektiv werden und daher nicht gut für die Straßennutzung geeignet sind. Die extreme Wärme, die in diesen Systemen erzeugt wird, ist während des Nachtrennens sichtbar, insbesondere auf kürzeren Strecken. Es ist nicht ungewöhnlich, dass die Bremsscheiben während des Gebrauchs rot leuchten.

Keramikverbundwerkstoffe

Mercedes-Benz AMG Carbonkeramikbremse
Porsche Carreras Verbundkeramikbremse

Keramik Discs werden in einigen Hochleistungsautos und schweren Fahrzeugen verwendet.

Die erste Entwicklung der modernen Keramikbremse wurde von britischen Ingenieuren für gemacht TGV Anwendungen im Jahr 1988. Ziel war es, das Gewicht, die Anzahl der Bremsen pro Achse zu verringern und eine stabile Reibung von hohen Geschwindigkeiten und allen Temperaturen zu liefern. Das Ergebnis war a Kohlefaserverstärkte Keramikprozess Dies wird jetzt in verschiedenen Formen für Automobil-, Eisenbahn- und Flugzeugbremsanwendungen verwendet.

Aufgrund der hohen Wärmetoleranz und der mechanischen Festigkeit von Keramik -Verbundscheiben werden sie häufig verwendet Exotische Fahrzeuge wo die Kosten nicht unerschwinglich sind.[45] Sie sind auch in industriellen Anwendungen zu finden, in denen das leichte und wartungsarme Eigenschaften der Keramikscheibe die Kosten rechtfertigen. Verbundbremsen können Temperaturen standhalten, die Stahlscheiben beschädigen würden.

Porsche's Composite Ceramic Brems (PCCB) sind silikonisierte Kohlefaser, mit Hochtemperaturfähigkeit, einer Gewichtsreduzierung von 50% gegenüber Eisenscheiben (somit verringern das unsprachige Gewicht des Fahrzeugs), eine signifikante Verringerung der Stauberzeugung, erheblich erweiterte Wartungsintervalle und verbessert Haltbarkeit in korrosiven Umgebungen. Auf einigen ihrer teureren Modelle ist es auch eine optionale Bremse für alle Straßenporsche auf zusätzliche Kosten. Sie können durch die leuchtend gelben Lackierung der Aluminium-Sechs-Kolben-Bremssättel erkannt werden. Die Discs sind intern ähnlich wie gusseisebirige und gekreuzt.

Einstellmechanismus

In Automobilanwendungen hat die Kolbenversiegelung einen quadratischen Querschnitt, der auch als quadratisches Siegel bezeichnet wird.

Während sich der Kolben ein- und auszieht, schleppt sich das Siegel auf den Kolben und verdreht das Siegel. Die Dichtung verzerrt ungefähr 1/10 Millimeter. Der Kolben darf frei ausgehen, aber die geringfügige Menge an Widerstand, die durch das Siegel verursacht wird, verhindern, dass der Kolben vollständig in seine vorherige Position zurückgezogen wird, wenn die Bremsen freigesetzt werden, und nimmt so den durch den Verschleiß der Bremsbeläge verursachten Lack ein, der verursacht wird. Beseitigung der Notwendigkeit von Rückgängen.[46][47]

In einigen hinteren Scheibenssätteln aktiviert die Feststellbremse einen Mechanismus innerhalb des Bremssattels, der einige der gleichen Funktionen ausführt.

Disc -Schadensmodi

Discs werden normalerweise auf vier Arten beschädigt: Narben, Knacken, Verziehen oder übermäßiges Rost. Service -Shops reagieren manchmal auf ein Disc -Problem, indem sie die Discs vollständig ändern. Dies geschieht hauptsächlich, wenn die Kosten einer neuen Disc tatsächlich niedriger sind als die Kosten der Arbeit, um die alte Disc wieder aufzunehmen. Mechanisch ist dies unnötig, es sei denn, die Discs haben die empfohlene Dicke des Herstellers erreicht, wodurch es unsicher ist, sie zu verwenden, oder das Schaufel -Rost ist schwerwiegend (nur belüftete Scheiben). Die meisten führenden Fahrzeughersteller empfehlen Bremsscheibenflocken (USA: Drehen) als Lösung für seitliche Auslauf, Vibrationsprobleme und Bremsgeräusche. Der Bearbeitungsprozess wird in einer Bremse durchgeführt Drehbank, was eine sehr dünne Schicht von der Scheibenoberfläche entfernt, um geringfügige Schäden zu reinigen und gleichmäßige Dicke wiederherzustellen. Wenn Sie die Scheibe nach Bedarf bearbeiten, maximiert die Kilometerleistung der aktuellen Scheiben auf dem Fahrzeug.

Leerlaufen

Leerlaufen wird unter Verwendung einer Zifferblattanzeige auf einer festen starren Basis gemessen, wobei die Spitze senkrecht zum Gesicht der Bremsscheibe ist. Es wird normalerweise ungefähr gemessen 1⁄2in (12,7 mm) aus dem Außendurchmesser der Scheibe. Die Scheibe wird gedreht. Die Differenz zwischen dem minimalen und dem maximalen Wert auf dem Zifferblatt wird als seitlicher Auslauf bezeichnet. Typische Auslaufspezifikationen für Passagierfahrzeuge für Hub/Disc-Baugruppen sind bei 0,0508 etwa 0,002 Zoll (0,0508)mm). Der Runout kann entweder durch Verformung der Scheibe selbst oder durch Runout in der darunter liegenden Radnabenfläche oder durch Kontamination zwischen der Scheibenoberfläche und der darunter liegenden Hub -Montageoberfläche verursacht werden. Die Bestimmung der Grundursache der Indikatorverschiebung (lateraler Auslauf) erfordert die Demontage der Scheibe durch die Hub. Der Runout des CD -Gesichts aufgrund des Runouts oder einer Kontamination von Hub -Gesichtsgesicht hat in der Regel einen Zeitraum von 1 Minimum und 1 maximal pro Revolution der Bremsscheibe.

Discs können bearbeitet werden, um die Dickenschwankung und den seitlichen Auslauf zu beseitigen. Die Bearbeitung kann in situ (auf dem Auto) oder außerhalb des Autos (Bankdrehmaschine) durchgeführt werden. Beide Methoden beseitigen die Dickenvariation. Die Bearbeitung im Auto mit der richtigen Ausrüstung kann auch seitlich aufgrund der Nicht-Perpendikularität der Hub-Face-Ausrüstung eliminieren.

Eine falsche Anpassung kann (Warp) Discs verzerren. Die Stützschrauben der Scheibe (oder die Rad-/Lugmuttern, wenn die Scheibe am Rad festgelegt ist) müssen zunehmend und gleichmäßig festgezogen werden. Die Verwendung von Luftwerkzeugen zum Befestigen von Muttern kann eine schlechte Übung sein, es sei denn, ein Drehmomentschlüssel wird zum endgültigen Anziehen verwendet. Das Fahrzeughandbuch zeigt das richtige Muster für das Anziehen sowie eine Drehmomentbewertung für die Schrauben an. Laschenmuttern sollten niemals in einem Kreis festgezogen werden. Einige Fahrzeuge sind empfindlich gegenüber der Kraft, die die Schrauben auftragen, und das Festziehen sollte mit a erfolgen Drehmomentschlüssel.

Oft ist ein unebener Pad -Transfer für das Verziehen von Disc verwirrt.[48] Die Mehrheit der als "verzerrten" diagnostizierten Bremsscheiben sind tatsächlich das Ergebnis einer ungleichmäßigen Übertragung von Pad -Material. Eine unebene Übertragung von Pad kann zu einer Dickenschwankung der Scheibe führen. Wenn der dickere Abschnitt der Scheibe zwischen den Pads verläuft, bewegen sich die Pads auseinander und das Bremspedal hebt sich leicht an. Dies ist Pedalpulsation. Die Dickenvariation ist vom Treiber zu spüren, wenn er ungefähr 0,17 mm (0,0067 Zoll) oder mehr (auf Automobilscheiben) beträgt.

Die Variation der Dicke hat viele Ursachen, aber es gibt drei primäre Mechanismen, die zur Ausbreitung von Variationen der Scheibendicke beitragen. Die erste ist eine unangemessene Auswahl an Bremsbelägen. Pads, die bei niedrigen Temperaturen wirksam sind, z. Diese ungleichmäßige Zersetzung führt zur ungleichmäßigen Ablagerung von Material auf die Bremsscheibe. Eine weitere Ursache für ungleichmäßige Materialtransfer ist der unsachgemäße Einbruch einer Pad/Disc-Kombination. Für den ordnungsgemäßen Einbruch sollte die Scheibenoberfläche erfrischt werden (entweder durch Bearbeitung der Kontaktfläche oder durch Austausch der Scheibe) jedes Mal, wenn die Pads geändert werden. Sobald dies erledigt ist, werden die Bremsen mehrmals nacheinander stark angewendet. Dies erzeugt eine glatte, sogar Schnittstelle zwischen dem Pad und der Scheibe. Wenn dies nicht ordnungsgemäß erledigt ist, werden die Bremsbeläge eine ungleiche Verteilung von Spannung und Wärme verzeichnen, was zu einer ungleichmäßigen, scheinbar zufälligen Ablagerung von Pad -Material führt. Der dritte primäre Mechanismus für die Übertragung von ungleichmäßigem Pad -Material ist "Pad -Printing". Dies tritt auf, wenn die Bremsbeläge so weit erhitzt werden, dass das Material zu zerstören und auf die Scheibe zu übertragen. In einem ordnungsgemäß eingebrochenen Bremssystem (mit ordnungsgemäß ausgewählten Pads) ist diese Übertragung natürlich und trägt tatsächlich zu der von den Bremsbelag erzeugten Bremskraft bei. Wenn das Fahrzeug jedoch zum Stillstand kommt und der Fahrer weiterhin die Bremsen aufträgt, wie es bei Autos mit einem üblich ist automatische ÜbertragungDie Pads werden eine Materialschicht in der Form des Bremsbelags hinterlegt. Diese kleine Dickenvariation kann mit dem Zyklus der unebenen Übertragung von Pads beginnen.

Sobald die Scheibe ein gewisses Maß an Variation der Dicke aufweist, kann sich eine ungleichmäßige Pad -Ablagerung beschleunigen, was manchmal zu Änderungen der Kristallstruktur des Metalls führt, die die Scheibe zusammensetzt. Wenn die Bremsen aufgetragen werden, rutschen die Pads über die unterschiedliche Scheibenoberfläche. Wenn die Pads am dickeren Abschnitt der Scheibe vorbeikommen, werden sie nach außen gezwungen. Der Fuß des Fahrers, der auf das Bremspedal aufgetragen wird, widersteht natürlich dieser Änderung, und daher wird mehr Kraft auf die Pads angewendet. Das Ergebnis ist, dass die dickeren Abschnitte höhere Spannungsniveaus sehen. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Erwärmung der Oberfläche der Scheibe, was zwei Hauptprobleme verursacht. Während die Bremsscheibe ungleichmäßig erwärmt wird, dehnt sie sich auch ungleichmäßig aus. Die dickeren Abschnitte der Scheibe erweitern sich mehr als die dünneren Abschnitte, da mehr Wärme auftritt, und somit wird die Dicke der Dicke vergrößert. Auch die ungleiche Verteilung der Wärme führt zu einer weiteren ungleichmäßigen Übertragung von Pad -Material. Das Ergebnis ist, dass die dicker hotteren Abschnitte noch mehr Pad-Material als die dünneren Kühlerabschnitte erhalten, was zu einer weiteren Zunahme der Variation der Dicke der Scheibe beiträgt. In extremen Situationen kann sich diese ungleichmäßige Erwärmung ändern, dass sich die Kristallstruktur des Bandscheibenmaterials ändert. Wenn die heißeren Abschnitte der Scheiben extrem hohe Temperaturen (1.200–1.300 ° F oder 649–704 ° C) erreichen, kann das Metall a a Phasentransformation und der im Stahl gelöste Kohlenstoff kann ausfällt, um kohlenstofflastige Carbidregionen zu bilden, die als bekannt sind Zementit. Dies Eisenkarbid unterscheidet sich sehr vom Gusseisen aus dem Rest der Scheibe besteht aus. Es ist extrem hart, spröde und absorbiert keine Wärme gut. Nach der Gründung des Zementits wird die Integrität der Scheibe beeinträchtigt. Selbst wenn die Scheibenoberfläche bearbeitet wird, trägt der Zementit in der Scheibe keine Wärme mit der gleichen Geschwindigkeit wie das umgebende Gusseisen, wodurch die ungleichmäßige Dicke und die ungleichmäßigen Erwärmungseigenschaften der Scheibe zurückkehren.

Narben

Narben (wir: Scoring) kann auftreten, wenn Bremsbeläge nicht sofort geändert werden, wenn sie das Ende ihres Lebensdauers erreichen und als abgenutzt angesehen werden. Sobald das Reibungsmaterial genug abgenutzt ist, wird die Stahlunterbrechung des Pads (für geklebte Pads) oder die Nieten des Pads (für genietete Pads) die Verschleißoberfläche der Scheibe tragen, die Bremskraft reduziert und Kratzer an der Scheibe machen. Im Allgemeinen kann eine mäßig vernarbte oder bewertete Disc, die mit neuen Pads zufriedenstellend mit vorhandenen Bremsbelagern arbeitete. Wenn die Narbenung tiefer, aber nicht übertrieben ist, kann es repariert werden, indem eine Schicht der Scheibeoberfläche bearbeitet wird. Dies kann nur eine begrenzte Häufigkeit durchgeführt werden, da die Scheibe eine Safe -Dicke mit minimaler Bewertung aufweist. Der Mindestdickenwert wird typischerweise während der Herstellung am Hub oder am Rand der Scheibe in die Scheibe gegossen. Im Pennsylvania, die eines der strengsten Programme zur Autosicherheitsinspektion in Nordamerika hat, kann eine Automobilscheibe keine Sicherheitsinspektion bestehen, wenn eine Bewertung tiefer ist als 0,38 mm (0,38 mm Minimale sichere Dicke.

Um Narben zu verhindern, ist es ratsam, die Bremsbeläge regelmäßig auf Verschleiß zu inspizieren. Eine Reifenrotation ist eine logische Zeit für die Inspektion, da die Rotation regelmäßig auf der Grundlage der Fahrzeugbetriebszeit durchgeführt werden muss und alle Räder entfernt werden müssen, sodass der fertige visuelle Zugang zu den Bremsbelagern ermöglicht wird. Einige Arten von Leichtmetallrädern und Bremsanordnung bieten genügend offenes Raum, um die Pads zu sehen, ohne das Rad zu entfernen. Wenn praktisch, sollten Pads, die sich in der Nähe des Verschleißpunkts befinden, sofort ersetzt werden, da vollständige Verschleiß zu Narbenschäden und unsicherem Bremsen führt. Viele Scheibenbremsbeläge enthalten eine Art weicher Stahlfeder oder Ziehenlasche als Teil der Pad -Baugruppe, die sich auf die Scheibe schleppt, wenn das Pad fast abgenutzt ist. Dies erzeugt ein mäßig lautes Quietschengeräusch und alarmiert den Fahrer darüber, dass der Service erforderlich ist. Dies wird normalerweise nicht die Scheibe narben, wenn die Bremsen sofort gewartet werden. Ein Satz von Pads kann zum Austausch berücksichtigt werden, wenn die Dicke des Padmaterials gleich oder weniger als die Dicke des Hintergrundstahls ist. In Pennsylvania beträgt der Standard 1/32 ".

Knacken

Das Knacken ist hauptsächlich auf gebohrte Scheiben begrenzt, die aufgrund der ungleichmäßigen Expansionsrate in schweren Umgebungen aufgrund der ungleichmäßigen Expansionsrate der Scheibe kleine Risse an den Rändern der Scheibe in der Nähe der Scheibe entwickeln können. Hersteller, die gebohrte Discs verwenden als OEM Normalerweise aus zwei Gründen: Wenn er feststellt, dass der durchschnittliche Eigentümer des Fahrzeugmodells das Aussehen bevorzugt und die Hardware nicht übermäßig belastet; oder als Funktion der Reduzierung der Unsprachiges Gewicht der Bremsbaugruppe mit der technischen Annahme, dass genügend Bremsscheibenmasse bleibt, um Renntemperaturen und -stress zu absorbieren. Eine Bremsscheibe ist a KühlkörperAber der Verlust der Kühlkörpermasse kann durch erhöhte Oberfläche ausgeglichen werden, um die Wärme abzustrahlen. In jeder gekreuzten Metallscheibe können kleine Haarrisse als normaler Verschleißmechanismus auftreten, aber im schweren Fall versagt die Scheibe katastrophal. Für die Risse ist keine Reparatur möglich, und wenn das Knacken schwerwiegend wird, muss die Scheibe ersetzt werden. Diese Risse treten aufgrund des Phänoms der Ermüdung mit niedrigem Zyklus infolge wiederholter hartes Bremsen auf.[49]

Rosten

Die Discs werden üblicherweise aus Gusseisen und einer bestimmten Menge an hergestellt Oberflächenrost ist normal. Der Disc -Kontaktbereich für die Bremsbeläge wird durch regelmäßige Verwendung sauber gehalten, ein Fahrzeug, das über einen längeren Zeitraum gespeichert wird . Rost kann auch zu einer Scheibenverzierung führen, wenn die Bremsen nach der Lagerung aufgrund der unterschiedlichen Erwärmung zwischen nicht verletzten Bereichen, die von Pads und Rost um die Mehrheit der Scheibenfläche bedeckt sind, wieder aktiviert werden. Im Laufe der Zeit können belüftete Bremsscheiben in den Lüftungsschlitzen eine schwere Rostkorrosion entwickeln, was die Stärke der Struktur beeinträchtigt und Austausch benötigt.[50]

Bremssättel

GM-Scheibenbremssättel (Zwillingskolben, Schwimmend

Der Bremssattel ist die Baugruppe, in der die Bremsbeläge und Kolben untergebracht sind. Die Kolben bestehen normalerweise aus Plastik, Aluminium oder verchromt Stahl.

Bremssättel sind von zwei Arten, schwebend oder fest. Ein fester Bremssattel bewegt sich nicht relativ zur Scheibe und ist somit weniger tolerant gegenüber Scheibenunfehlungen. Es verwendet ein oder mehrere Paare von gegnerischen Kolben, um von jeder Seite der Scheibe zu klemmen, und ist komplexer und teurer als ein schwimmender Bremssattel.

Ein schwimmender Bremssattel (auch als "Schieber bezeichnet" bewegt) bewegt sich in Bezug auf die Scheibe entlang einer Linie, die parallel zur Drehachse der Scheibe ist; Ein Kolben auf einer Seite der Scheibe drückt das innere Bremsblock, bis er Kontakt mit der Bremsfläche aufnimmt, und zieht dann den Bremssattelkörper mit dem äußeren Bremsbelag, sodass der Druck auf beide Seiten der Scheibe ausgeübt wird. Floating Ceciper (Single Piston) Designs unterliegen dem Ausfall des Klebens, das durch Schmutz oder Korrosion verursacht wird, die mindestens einen Montagemechanismus eingeben und seine normale Bewegung stoppen. Dies kann dazu führen, dass die Pads des Bremssattels auf der Scheibe reiben, wenn die Bremse nicht verlobt ist oder sie in einem Winkel einbezieht. Das Kleben kann sich aus dem seltenen Gebrauch des Fahrzeugs, einem Versiegelungsstiefel oder einem Gummischutzstiefel ermöglichen, der einen Abfalleintritt, das Trocknen des Fettes im Montagemechanismus und den anschließenden Feuchtigkeitsinstrument zur Korrosion oder zu einer Kombination dieser Faktoren ermöglichen. Die Konsequenzen können reduzierte Kraftstoffeffizienz, extreme Erwärmung der Scheibe oder übermäßige Verschleiß auf dem betroffenen Block umfassen. Ein Stick -Front -Bremssattel kann auch eine Lenkschwingung verursachen.

Eine andere Art von schwimmender Bremssattel ist ein schwingender Bremssattel. Anstelle eines Paares horizontaler Schrauben, die es dem Bremssattel ermöglichen, sich direkt in die Autokörper zu bewegen, verwendet ein schwingender Bremssattel einen einzelnen vertikalen Drehbolzen, der sich irgendwo hinter der Achsenmittelinie befindet. Wenn der Fahrer die Bremsen drückt, drückt der Bremskolben auf den Innenkolben und dreht den gesamten Bremssattel nach innen, wenn er von oben angesehen wird. Da sich der Kolbenwinkel des schwingenden Bremssattels relativ zur Disc ändert, verwendet dieses Design Keilpads, die nach hinten schmaler sind und von innen schmaler vorne schmaler sind.

Verschiedene Arten von Bremssättel werden auch verwendet Fahrradrandbremsen.

Pistons und Zylinder

Das häufigste Bremssattel-Design verwendet einen einzelnen hydraulisch betätigten Kolben innerhalb eines Zylinders, obwohl Hochleistungsbremsen bis zu zwölf verwenden. Moderne Autos benutzen anders hydraulisch Schaltkreise, um die Bremsen auf jedem Rädersatz als Einsatz zu betreiben Sicherheitsmaßnahme. Das hydraulische Design hilft auch, die Bremskraft zu multiplizieren. Die Anzahl der Kolben in einem Bremssattel wird oft als Anzahl der 'Töpfe' bezeichnet. Wenn also ein Fahrzeug sechs Potplätze hat, bedeutet dies, dass jeder Bremssattel sechs Kolben beherbergt.

Bremsversagen kann sich aus dem Versagen des Kolbens zum Rückzug ergeben, was normalerweise eine Folge des Nichtbetriebs des Fahrzeugs während einer längeren Lagerung im Freien unter widrigen Bedingungen ist. Auf hohen Milienfahrzeugen der Kolben Siegel kann auslaufen, das unverzüglich korrigiert werden muss.

Bremsbelagsatz

Hauptartikel: Bremsklotz

Bremsbeläge sind für hoch ausgelegt Reibung Mit Bremsbelag Material in der Scheibe eingebettet in der Scheibe eingebettet, während sie gleichmäßig tragen. Reibung kann in zwei Teile unterteilt werden. Sie sind: klebend und abrasiv.

Abhängig von den Eigenschaften des Materials sowohl des Pads als auch der Scheibe sowie der Konfiguration sowie der Verwendung, Pad- und Disc -Verschleißraten variieren erheblich. Die Eigenschaften, die den Materialverschleiß bestimmen, beinhalten Kompromisse zwischen Leistung und Langlebigkeit.

Die Bremsbeläge müssen normalerweise regelmäßig ersetzt werden (abhängig von Padmaterial und Antriebsstil), und einige sind mit einem Mechanismus ausgestattet, der die Treiber darauf hinweist Zu dünn, wodurch die Bremsen quietschen, eine weiche Metalllasche, die in das Padmaterial eingebettet ist, das eine elektrische Schaltung schließt und ein Warnlicht beleuchtet, wenn das Bremsbelag dünn wird, oder eine elektronische Sensor.

Im Allgemeinen verfügen Straßenfahrzeuge über zwei Bremsbeläge pro Bremssattel, während bis zu sechs auf jedem Rennsattel mit unterschiedlichen Reibungseigenschaften in einem gestaffelten Muster für eine optimale Leistung installiert sind.

Frühe Bremsbeläge (und Auskleidung) enthalten AsbestStaub produzieren, der nicht eingeatmet werden sollte. Obwohl neuere Pads aus Keramik bestehen können, Kevlarund andere Kunststoffe sollten immer noch ein Inhalation von Bremsstaub unabhängig vom Material vermieden werden.

Allgemeine Probleme

Quietschen

Manchmal tritt ein lautes Geräusch oder ein hohes Quietschen auf, wenn die Bremsen aufgetragen werden. Das meiste Bremsquietschen wird durch Vibration (Resonanzinstabilität) der Bremskomponenten, insbesondere der Pads und Discs (bekannt als bekannt als Kraftgekoppelte Anregung). Diese Art von Quietschen sollte sich nicht negativ auf die Leistung der Brems stoppen. Zu den Techniken gehört das Hinzufügen Fase Pads zu den Kontaktpunkten zwischen Bremssattelkolben und den Pads, den Bindungsisolatoren (Dämpfungsmaterial) zur Padrückenplatte, der Bremsscheiben zwischen dem Bremsbelag und den Kolben usw. sollten mit extrem hoher Temperatur, hohem Festkörperschmiermittel beschichtet werden, um zu helfen Quietschen reduzieren. Dies ermöglicht es dem Metall zu Metallteilen, sich unabhängig voneinander zu bewegen und dadurch den Energieaufbau zu beseitigen, der eine Frequenz erzeugen kann, die als Bremse quietschen, stöhnt oder knurrt. Es ist inhärent, dass einige Pads angesichts der Art des Pads und des Verwendungsfalles mehr quietschen werden. Pads, die typischerweise sehr hohe Temperaturen für längere Perioden standhalten, erzeugen tendenziell hohe Reibungsmengen, was zu mehr Lärm während der Bremsanwendung führt.[51]

Kaltes Wetter in Kombination mit hoher Feuchtigkeit am frühen Morgen (Tau) verschlimmert häufig das Bremsequietschen, obwohl das Quietschen im Allgemeinen aufhört, wenn die Auskleidung regelmäßige Betriebstemperaturen erreicht. Dies wirkt sich stärker auf Pads aus, die bei höheren Temperaturen verwendet werden sollen. Staub auf den Bremsen kann auch zu quietschen und kommerziellen Bremsreinigungsprodukten führen, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen. Pads ohne ordnungsgemäße Menge an Übertragungsmaterial könnten ebenfalls quietschen. Dies kann durch Bettwäsche oder Wiederverdünnungen der Bremsbeläge für Bremsscheiben behoben werden.

Einige Auskleidungsindikatoren, die entweder als halbmetallische Schicht innerhalb des Bremsblockmaterials oder mit einem externen "Sensor" gelegen sind, sind auch so ausgelegt, dass sie beim Austausch der Auskleidung quietschen werden. Der typische externe Sensor unterscheidet sich grundlegend von den oben beschriebenen Geräuschen (wenn die Bremsen angewendet werden), da das Verschleiß -Sensorgeräusch typischerweise auftritt, wenn die Bremsen nicht verwendet werden. Der Verschleißsensor kann nur ein Quietschen unter dem Bremsen erzeugen, wenn er zum ersten Mal auf Verschleiß hinweist, ist aber immer noch ein grundlegend anderer Klang und Pech.[51][52]

Judder oder Shimmy

Der Bremsrichter wird normalerweise vom Fahrer als geringfügige bis schwere Schwingungen wahrgenommen, die während des Brems durch das Chassis übertragen werden.[53][54][55][56][57][58][59][60][61]

Das Judder -Phänomen kann in zwei verschiedene Untergruppen eingeteilt werden: heiß (oder Thermal-), oder kalt Judder.

Hot Judder wird normalerweise aufgrund längerer, mäßigerer Bremsung von hoher Geschwindigkeit hergestellt, bei dem das Fahrzeug nicht zu einem kompletten Stopp kommt.[62] Es tritt üblicherweise auf, wenn ein Autofahrer von Geschwindigkeiten von etwa 120 km/h auf etwa 60 km/h (37,3 Meilen pro Stunde) verlangt wird, was dazu führt, dass schwere Schwingungen an den Treiber übertragen werden. Diese Schwingungen sind das Ergebnis ungleichmäßiger thermischer Verteilungen oder Hot Spots. Hotspots werden als konzentrierte thermische Regionen klassifiziert, die sich zwischen beiden Seiten einer Scheibe abwechseln, die sie so verzerren, die a produziert sinusförmig Welligkeit um seine Ränder. Sobald die Bremsbeläge (Reibungsmaterial/Bremsfutter) während des Brems in Kontakt mit der sinusförmigen Oberfläche in Kontakt kommen, werden schwere Schwingungen induziert und können gefährliche Bedingungen für die Person erzeugen, die das Fahrzeug fährt.[63][64][65][66]

Der kalte Rudder hingegen ist das Ergebnis von ungleichmäßigen Scheibenverschleißmustern oder Disc -Dicke (DTV). Diese Variationen in der Scheibenoberfläche sind normalerweise das Ergebnis einer ausgedehnten Nutzung der Fahrzeugstraße. DTV wird normalerweise auf die folgenden Ursachen zurückgeführt: Welligkeit und Rauheit der Scheibenoberfläche,[67] Fehlausrichtung der Achse (Runout), elastischer Ablenkung, Verschleiß- und Reibungsmaterialtransfers.[55][66][68] Bei jedem Typ kann möglicherweise festgelegt werden, indem eine saubere Befestigungsfläche auf beiden Seiten der Bremsscheibe zwischen dem Radknotenpunkt und der Bremsscheibenscheibe vor der Verwendung vorhanden ist und auf das Eindruck nach der längeren Verwendung achtete, indem das Bremspedal am Ende des schweren Gebrauchs stark depressiv ist . Manchmal kann ein Bett in der Prozedur DTV reinigen und minimieren und eine neue, gleichmäßige Übertragungsschicht zwischen dem Pad und der Bremsscheibe legen. Es wird jedoch keine Hotspots oder einen übermäßigen Runout beseitigen.

Staub

Wenn die Bremskraft angewendet wird, trägt der Akt der Schleifreibung zwischen dem Bremsblock und der Scheibe sowohl die Scheibe als auch die Pad weg. Der Bremsstaub, der auf Rädern, Bremssättel und anderen Komponenten des Bremssystems abgelagert wird, besteht hauptsächlich aus dem Scheibenmaterial.[69] Bremsstaub kann das Finish der meisten Räder beschädigen, wenn sie nicht abgewaschen wird.[70] Im Allgemeinen führt ein Bremsbelag, das aggressiv mehr Scheibenmaterial verfertigt, wie z. B. Metallic Pads, mehr Bremsstaub. Einige leistungsstarke Pads für den Gebrauch oder die Verwendung von Spuren oder Schleppen können viel schneller abnutzen als ein typisches Pad, was aufgrund der erhöhten Bremsscheibe und der Bremsblockabnutzung mehr Staub verursacht.[71]

Fading

Fading ist ein Phänomen, das die Bremswirkungsgrad verringert. Es führt dazu, dass sich die Bremskraft verringert, und Sie haben das Gefühl, dass die Bremsen nicht mit der Kraft angewendet werden, die sie zum Zeitpunkt des Starts angewendet wurden. Dies geschieht aufgrund der Erwärmung von Bremsbelägen. Die erhitzten Bremsbeläge geben einige gasförmige Substanzen aus, die den Bereich zwischen der Scheibe und den Bremsbelagern bedecken. Diese Gase stören den Kontakt zwischen den Bremsbelagern und der Scheibe und verringern somit die Bremswirkungsgrad.[72]

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Siehe auch

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