Details zu Scheiben, Trommeln, Belägen und hydraulischen Systemen: Wie Bremsen Sie schützen.
Bremsen sind genauso wichtig wie der Motor eines jeden Autos und unerlässlich für die Sicherheit während der Fahrt. Das Grundprinzip von Bremsen ist einfach: Sie entziehen einem fahrenden Fahrzeug seine kinetische Energie und wandeln sie durch Reibung in Wärmeenergie um, um das Auto zum Stillstand zu bringen. Alle Bremsen folgen demselben Prinzip, aber verschiedene Systeme erreichen diese Reibung auf unterschiedliche Weise.
Der Systemtyp und die verwendeten Teile eines Autos werden durch viele Faktoren bestimmt. Obwohl alle Systeme leicht unterschiedlich sind, werden hier die Systeme, die ein Auto haben könnte, deren Funktionsweise und die Hauptkomponenten besprochen. Das Verständnis des Bremssystems Ihres Autos und des Fahrzeugbremsensystems ist sehr wichtig, lesen Sie also weiter!
Komponenten des Bremssystems
Bevor wir auf die Art des Systems eingehen, das ein Auto zum Bremsen verwendet, lohnt es sich, die Hauptkomponenten zu erwähnen, insbesondere wenn Sie eine Reparatur oder einen Austausch von Bremsensystemteilen in Betracht ziehen. Die Art der Teile, die ein Bremssystem verwendet, wird oft durch den Hersteller und das Modell des Autos, die erreichbaren Geschwindigkeiten sowie den Preis und das Alter des Fahrzeugs bestimmt. Bremssysteme verwenden Trommeln oder Scheiben und umfassen Bremsbeläge.
Trommelbremsen
Trommelbremsen sind die älteste Methode, um ein Auto zum Stehen zu bringen. Die Trommel ist an der Innenseite des Rads angebracht, und in ihrem Inneren befinden sich zwei hitzebeständige Beläge. Wenn das Pedal betätigt wird, werden die Beläge nach außen gedrückt, pressen gegen die Trommel und die Trommel stoppt das Rad. Die Reibung zwischen Belag und Trommel wandelt die kinetische Energie in Wärmeenergie um.
Diese Art von Bremsen war bis in die 1980er Jahre in Autos weit verbreitet. Als Autos leistungsstärker wurden, konnten Trommelbremsen mit der Herausforderung, sie zu stoppen, nicht mehr mithalten. Unter rauen Bedingungen mit häufigem Bremsen werden sie sehr heiß, und wenn sie zu heiß werden, können sie die kinetische Energie nicht mehr in Wärme umwandeln und versagen. Nach den 1980er Jahren begannen viele Autos stattdessen, Scheibenbremsen zu verwenden.
Das bedeutet jedoch nicht, dass Trommelbremsen überhaupt nicht mehr verwendet werden. Sie sind immer noch angemessen und erledigen ihre Aufgabe. Da beim Anhalten des Autos der meiste Druck auf die Vorderradbremsen ausgeübt wird, werden sie häufig als Hinterradbremsen eingesetzt. Trommelbremsen sind kostengünstiger in der Herstellung und einfacher zu warten, weshalb sie oft in Einsteigerautos oder preiswerten Modellen zu finden sind.
Scheibenbremsen
Scheibenbremsen haben Trommelbremsen als beliebteste Wahl für die meisten Autos „abgelöst“. Trommelbremsen drücken nach außen, was nicht so viel Druck erzeugt, wie das Zusammendrücken des Rads. Daher entwarfen Experten ein System, das eher drückt als quetscht. Sie fanden auch heraus, dass eine größere Oberfläche mehr Reibung bedeutet, was entscheidend ist, um das Bremsen bei hoher Intensität zu verbessern. Die Kombination aus etwas, das quetscht, und dem Streben nach einer großen Oberfläche führte zur Einführung von Scheibenbremsen.
Eine Scheibenbremse ist ein Mechanismus, der die Drehung eines Rads verlangsamt oder stoppt, um es von seiner Bewegung abzuhalten. Die Bremsscheibe ist normalerweise aus Gusseisen, manchmal aber auch aus Kohlefaser-Verbundwerkstoffen oder Keramik. Sie ist mit dem Rad oder der Achse verbunden. Um das Rad zu stoppen, wird ein Reibmaterial in Form von Bremsbelägen mit Kraft gegen beide Seiten der Scheibe gedrückt. Die Reibung, die auf die Scheibenrad auftritt, führt zur Verlangsamung oder zum Stillstand.
Einige Scheiben sind modifiziert, um schneller abzukühlen und effizienter zu bleiben. Dies wird oft durch Belüftung erreicht, sodass Modifikationen wie das Bohren von Löchern in der Mitte, das Anbringen kleiner Spalten am äußeren Umfang oder das Hinzufügen von Lamellen ermöglichen, dass Luft die Scheibe erreicht, was letztendlich ein effizienteres Bremssystem bedeutet.
Bremsbeläge
Ob ein Auto Scheiben oder Trommeln verwendet, die Hauptkomponente, die in der Scheibe oder Trommel enthalten ist, sind die Bremsbeläge (manchmal auch „Bremsbacken“ genannt). Diese erzeugen die Reibung. Bremsbeläge werden aus vielen verschiedenen Materialien hergestellt, aber gängige Beläge sind organisch (unter Verwendung von Glas, Kevlar, Kohlenstoff usw.), keramisch, halbmetallisch oder vollmetallisch. Alle verwendeten Materialien sind so konzipiert, dass sie so viel Wärme wie möglich absorbieren.
Organische Bremsbeläge sind sehr leise und verschleißen die Scheibe nicht, nutzen sich aber schneller ab und müssen häufiger ausgetauscht werden. Keramische Beläge sind ebenfalls sehr leise, langlebig und haben eine viel bessere Bremskraft als organische Beläge. Halbmetallische Beläge übertreffen sogar die Fähigkeiten von keramischen Belägen, verschleißen die Scheibe jedoch aufgrund der Metallflocken im Verbundmaterial stärker, was einen häufigeren Austausch der Bremsscheibe erfordert. Schließlich gibt es vollmetallische Bremsbeläge.
Diese werden in Rennwagen verwendet. Sie haben eine unglaubliche Bremskraft, sind aber laut und verschleißen die Scheibe wie Eis in der Sonne. Ihr Auto enthält wahrscheinlich synthetische oder keramische Bremsbeläge, die beide eine gute Wahl für den Alltagsbetrieb sind.
Mechanische Bremssysteme
Mechanische Bremsen waren die erste Art von Bremssystemen, die in Autos eingebaut wurden, als diese im 20. Jahrhundert in Massenproduktion hergestellt wurden. Diese Systeme umfassten eine Reihe von Rollen, Kabeln, Nocken und anderen Vorrichtungen, um Reibung auf die Bremstrommel auszuüben und das Auto zu stoppen. Wenn das Pedal betätigt wurde, zog ein Bremsseil, das wiederum die Trommel gegen das Rad drückte, um das Auto anzuhalten.
Diese Bremssysteme hatten viele Probleme. Zum einen erforderten sie viel Wartung, da die Bremsleitungen und alle anderen beweglichen Teile in perfektem Zustand gehalten werden mussten, damit die Bremsen funktionierten. Es bestand auch die Gefahr, dass die Bremsseile bei übermäßigem Druck oder zu großer Kraft zum Anhalten des Fahrzeugs leicht reißen konnten, was sehr gefährlich war. Das System erforderte auch Wartung aufgrund seiner Präzision. Wenn ein Hebel nicht richtig ausgerichtet war oder die Seilspannung nicht genau richtig war, wirkten unterschiedliche Bremsdrücke auf verschiedene Räder, was die Kontrolle über das Auto sehr schwierig machte.
Aufgrund all dieser Probleme waren mechanische Bremsen in Autos bis in die späten 1950er Jahre kaum noch zu finden und wurden durch hydraulische Bremsen ersetzt.
Dennoch haben die meisten Autos immer noch eine Form von mechanischer Bremse, nämlich die Feststellbremse. Zusätzlich zur Haupt-Hydraulikbremse haben Autos oft eine mechanische Feststellbremse, die mit einem Hebel und einem Arm in der Bremstrommel arbeitet, um das Auto beim Anhalten zu unterstützen. Diese werden über ein Kabel vom Feststellbremshebel im Auto betätigt. Ein Ratschenmechanismus im Feststellbremshebel hält die Bremse angezogen, sobald sie betätigt wurde. Ein Druckknopf löst die Ratsche und gibt den Hebel frei. Jedes Auto hat ein Feststellbremssystem (manchmal elektrisch und nicht mechanisch), das auf zwei Räder (normalerweise die Hinterräder) wirkt. Da dieses mechanische System nur dazu dient, das Auto beim Parken zu sichern und nicht zum Anhalten, ist ein mechanisches System ausreichend.
Hydraulische Bremssysteme
Das gebräuchlichste Bremssystem in modernen Autos ist das hydraulische Bremssystem, und Ihr Auto ist mit ziemlicher Sicherheit mit hydraulischen Bremsen ausgestattet. Autos haben dies normalerweise an allen vier Rädern, und das hydraulische System kann Bremsscheiben oder Bremstrommeln verwenden.
Im Gegensatz zu den älteren mechanischen Bremssystemen verwendet ein hydraulisches System Flüssigkeit, um Druck auf die Bremsen auszuüben. Hydraulikflüssigkeit wird in den Bremsleitungen gespeichert und verwendet, um Druck oder Kraft vom Bremspedal oder Bremshebel zu übertragen, um das Auto zu stoppen. Bremsflüssigkeit oder Hydraulikflüssigkeit ist eine nicht komprimierbare Substanz, die bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck arbeiten kann.
Bei dieser Art von Bremssystem entsteht die mechanische Kraft, wenn der Fahrer das Bremspedal tritt. Diese Kraft drückt die Bremsflüssigkeit durch die Leitungen, und da sie nicht komprimierbar ist, bewegt sie sich in Richtung des Bremssystems. In einer als Hauptzylinder bekannten Vorrichtung wird diese Kraft in hydraulischen Druck umgewandelt und zu den Bremszangen oder Trommelsegmenten (je nach Systemtyp) geleitet.
Jede Bremszange enthält eine Reihe von Kolben (bis zu sechs), und der hydraulische Druck zwingt die Zange, sich gegen die Scheibe oder Trommel zu verriegeln. Die an der Bremszange befestigten Bremsbeläge erzeugen Reibung, wenn sie gegen die Bremsscheibe oder -trommel reiben, was letztendlich das Auto zum Stehen bringt.
Hydraulische Bremssysteme haben auch deutliche Vorteile.
Erstens ist die von hydraulischen Bremssystemen erzeugte Kraft höher als bei den älteren mechanischen Bremssystemen, die in Autos verwendet wurden. Diese waren recht primitiv und verließen sich auf Hebel, Verbindungen oder Nocken, die nicht so viel Kraft übertragen wie hydraulische Bremssysteme. Mechanische Systeme können auch mit der Zeit an Effizienz verlieren, wenn sich die beweglichen Teile abnutzen.
Das Risiko eines Bruchs der hydraulischen Bremsleitung ist sehr gering und sie erfordert kaum Wartung, was ebenfalls im Gegensatz zu mechanischen Bremsen steht. Sie sind auch unglaublich schnell, reagieren gut auf das Pedal, und die auf die Bremsen ausgeübte Kraft kann sehr gering sein, um Druck auf die Trommel oder Scheibe auszuüben.
Hydraulische Systeme haben viel weniger bewegliche Teile als mechanische Systeme, was auch den Verschleiß dieser Teile und die damit verbundene oder daraus resultierende Wartung reduziert. Dies macht das System kostengünstiger und zuverlässiger als mechanische Systeme. Mechanische Systeme können auch stark in Design und Konstruktion von Auto zu Auto variieren, was Reparaturen oft schwierig machte. Hydraulische Systeme haben ein relativ einfaches Design und sind leicht zusammenzubauen, was die Wartung erleichtert.
Servobremssystem
Oft auch als Power-Bremse, Servobremse oder Bremskraftverstärker bezeichnet, ist das Servobremssystem so konzipiert, dass es zusätzliche Kraft liefert, um die zum Bremsen erforderliche Kraft zu reduzieren, und arbeitet mit hydraulischen Bremsen zusammen.
Der Bremsservo funktioniert, indem er ein Teilvakuum erzeugt