Die Einzelheiten von Scheiben, Trommeln, Belägen und dem hydraulischen System: Wie Ihre Bremsen Sie schützen.
Bremsen sind genauso wichtig wie der Motor eines jeden Autos und entscheidend für Ihre Sicherheit beim Fahren. Das Grundprinzip von Bremsen ist einfach: Sie entziehen dem fahrenden Fahrzeug kinetische Energie und übertragen sie durch Reibung in thermische Energie, damit das Auto zum Stillstand kommt. Alle Bremsen folgen dem gleichen Prinzip, aber verschiedene Systeme erzeugen diese Reibung auf unterschiedliche Weise.
Viele Faktoren bestimmen die Art des Systems in Ihrem Auto und die verwendeten Komponenten, da alle Systeme leicht variieren, aber hier sind die Systeme, die Ihr Auto wahrscheinlich hat, wie sie funktionieren und welche Schlüsselkomponenten sie wahrscheinlich sind. Das Verständnis des Bremssystems eines Autos und der Fahrzeugbremsanlagen kann lebenswichtig sein, lesen Sie also weiter!
BREMSANLAGENKOMPONENTEN
Bevor wir auf die Art des Systems eingehen, das ein Auto zum Bremsen verwenden kann, sollten die Schlüsselkomponenten erwähnt werden, besonders wenn Sie Teile des Bremssystems reparieren oder ersetzen möchten. Die Art der Teile, die Ihr Bremssystem verwendet, hängt oft von Marke und Modell des Autos, den erreichbaren Geschwindigkeiten, dem Preis und dem Alter des Fahrzeugs ab. Ein Bremssystem verwendet eine Trommel oder eine Scheibe und enthält Bremsbeläge.
TROMMELBREMSEN
Trommelbremsen sind die älteste Methode, um ein Auto anzuhalten. Eine Trommel ist innen am Rad befestigt und darin befinden sich zwei hitzebeständige Beläge. Wenn das Pedal gedrückt wird, drücken die Beläge nach außen und pressen gegen die Trommel, die das Rad stoppt. Die Reibung zwischen den Belägen und der Trommel bewirkt die Übertragung der kinetischen Energie in thermische Energie.
Diese Bremsentypen wurden bis in die 1980er Jahre häufig in Autos verwendet. Als Autos leistungsstärker wurden, waren Trommelbremsen der Herausforderung, sie anzuhalten, nicht gewachsen. Sie werden bei häufigem starkem Bremsen sehr heiß und können, wenn sie zu heiß werden, die Bewegungsenergie nicht mehr in Wärme umwandeln und funktionieren nicht mehr. 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 ausreichend und erledigen ihre Arbeit. Sie werden oft für die Hinterradbremsen verwendet, da beim Bremsen eines Autos der größte Druck auf die Vorderradbremsen wirkt. Da Trommelbremsen günstiger in der Herstellung und einfacher zu warten sind, werden sie oft in Einsteigerautos oder günstigeren Modellen verwendet.
SCHEIBENBREMSEN
Scheibenbremsen sind das, was Trommelbremsen als beliebteste Wahl für die meisten Autos „ersetzt“ hat. Trommelbremsen drücken nach außen, was nicht so viel Druck erzeugt wie das Zusammendrücken des Rades. Daher entwickelten Experten ein System, bei dem etwas zusammengedrückt statt gedrückt wird. Sie fanden auch heraus, dass eine größere Oberfläche mehr Reibung bedeutet und entscheidend für verbessertes Bremsen bei hoher Intensität ist. Die Kombination aus der Suche nach etwas zum Zusammendrücken und einer großen Oberfläche führte zur Einführung von Scheibenbremsen.
Eine Scheibenbremse ist ein Mechanismus zum Verlangsamen oder Stoppen der Rotation eines Rades in seiner Bewegung. Eine Scheibenbremse besteht normalerweise aus Gusseisen, in einigen Fällen aber auch aus Kohlenstoff- oder Keramikverbundstoffen. Diese ist mit dem Rad und/oder der Achse verbunden. Um das Rad zu stoppen, wird ein Reibmaterial in Form von Bremsbelägen gegen beide Seiten der Scheibe gepresst. Die Reibung an der Radscheibe verlangsamt oder stoppt es.
Einige Scheiben haben Modifikationen, um sicherzustellen, dass sie schneller abkühlen und effizienter bleiben. Dies wird oft erreicht, indem Luft eindringen kann, daher ermöglichen Modifikationen wie ein Loch in der Mitte, kleine Öffnungen außen oder Kühlrippen den Luftzugang zur Scheibe und bedeuten letztendlich ein effizienteres Bremssystem.
BREMSBELÄGE
Ob Ihr Auto eine Scheibe oder eine Trommel verwendet, die Hauptkomponente darin ist ein Bremsbelag (manchmal auch „Bremsklotz“ genannt). Diese erzeugen die Reibung. Viele verschiedene Materialien werden für Bremsbeläge verwendet, aber einige gängige Beläge können organisch (unter Verwendung von Glas, Kevlar, Kohlenstoff usw.), keramisch, halbmetallisch oder vollmetallisch sein. Alle verwendeten Materialien sind darauf ausgelegt, so viel Wärme wie möglich aufzunehmen.
Organische Bremsbeläge sind sehr leise und nutzen die Scheibe nicht ab, müssen aber häufiger gewechselt werden, da sie sich tendenziell schneller abnutzen. Keramische Beläge sind ebenfalls sehr leise, halten lange und haben eine hohe Bremsleistung, viel besser als organische Beläge. Halbmetallische Beläge übertreffen sogar die Leistung keramischer Beläge, aber aufgrund der Metallflocken im Synthesematerial nutzen sie die Scheibe stärker ab, sodass die Bremsscheibe häufiger gewechselt werden muss. Schließlich gibt es vollmetallische Bremsbeläge.
Diese werden in Rennwagen verwendet. Sie haben eine unglaubliche Bremskraft, sind aber laut und nutzen die Scheibe ab wie Eis in der Sonne. Ihr Auto wird wahrscheinlich synthetische oder keramische Bremsbeläge enthalten, und beide sind gute Wahlmöglichkeiten für den täglichen Gebrauch.
MECHANISCHE BREMSSYSTEME
Mechanische Bremsen waren die ersten Bremssysteme, die in Automobilen verbaut wurden, als diese im 20. Jahrhundert in Serie produziert wurden. Diese Systeme beinhalteten eine Reihe von Rollen, Kabeln, Nocken und anderen Vorrichtungen, um Reibung auf die Bremstrommel auszuüben und das Auto anzuhalten. Wenn das Pedal gedrückt wurde, zog es an einem Kabel, dem „Bremszug“, der wiederum die Trommel zwang, gegen das Rad zu drücken und das Auto zu stoppen.
Es gab viele Probleme mit diesen Bremssystemen. Zum einen erforderten sie viel Wartung, da die Bremszüge und alle anderen beweglichen Teile in einwandfreiem Zustand gehalten werden mussten, damit die Bremsen funktionierten. Wenn die Bremszüge zu viel Druck ausgesetzt waren oder die zum Stoppen des Fahrzeugs erforderliche Kraft zu groß war, konnten sie auch leicht brechen, was sehr gefährlich wäre. Die Systeme benötigten auch Wartung aufgrund ihrer Präzision; wenn ein Hebel nicht richtig eingestellt war oder die Spannung der Kabel nicht ganz korrekt war, erhielten verschiedene Räder unterschiedliche Bremsdrücke, was das Auto sehr schwer kontrollierbar machte.
Aufgrund all dieser Probleme waren mechanische Bremsen Ende der 1950er Jahre selten in Autos zu sehen und wurden durch hydraulische Bremsen ersetzt.
Das gesagt, haben die meisten Autos immer noch eine Form von mechanischen Bremsen: die Handbremse. Zusätzlich zu den Haupt-Hydraulikbremsen haben Autos oft eine mechanische Handbremse, die einen Hebel und einen Arm in der Bremstrommel verwendet, um beim Stoppen des Autos zu helfen. Sie werden über ein Kabel vom Handbremshebel im Inneren des Autos betätigt. Ein Ratschenmechanismus am Handbremshebel hält die Bremse angezogen, sobald sie betätigt wird. Ein Druckknopf löst die Ratsche und gibt den Hebel frei. Alle Autos haben ein Handbremsensystem (manchmal elektrisch und nicht mechanisch), das auf zwei Räder wirkt – normalerweise die Hinterräder. Dieses mechanische System dient nur dazu, das Auto beim Parken zu sichern, nicht zum Anhalten, daher ist ein mechanisches System ausreichend.
HYDRAULISCHE BREMSSYSTEME
Das häufigste Bremssystem für moderne Autos ist ein hydraulisches Bremssystem, und Ihr Auto hat fast sicher hydraulische Bremsen. Autos haben dies normalerweise an allen vier Rädern, und hydraulische Systeme können eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel verwenden.
Im Gegensatz zu älteren mechanischen Bremssystemen verwenden hydraulische Systeme eine Flüssigkeit, um Druck auf die Bremsen auszuüben. Hydraulikflüssigkeit wird in den Bremsleitungen gespeichert und dient dazu, den Druck oder die Kraft vom Bremspedal oder Bremshebel zu übertragen, um das Auto anzuhalten. Bremsflüssigkeit oder Hydraulikflüssigkeit ist eine nicht komprimierbare Substanz, die bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck funktionieren kann.
In dieser Art von Bremssystem kommt die mechanische Kraft vom Fahrer, der das Bremspedal drückt. Diese Kraft drückt dann die Bremsflüssigkeit durch die Leitungen und, da sie nicht komprimierbar ist, zum Bremssystem. In einer als Hauptzylinder bekannten Vorrichtung wird diese Kraft dann in hydraulischen Druck umgewandelt, der zu den Bremszangen oder Trommelbacken (je nach Systemtyp) gesendet wird.
Jede Bremszange enthält eine Reihe von Kolben (bis zu 6), und der hydraulische Druck zwingt die Zange, sich auf die Scheibe oder Trommel zu klemmen. Die an der Bremszange befestigten Bremsbeläge erzeugen Reibung, wenn sie an der Bremsscheibe oder -trommel reiben, und das ist es, was letztendlich das Auto zum Stillstand bringt.
Hydraulische Bremssysteme haben auch deutliche Vorteile.
Erstens ist die im hydraulischen Bremssystem erzeugte Kraft höher im Vergleich zu den alten mechanischen Bremssystemen, die in Autos verwendet wurden. Diese sind eher primitiv und basieren auf Hebeln, Gestängen oder Nocken, die nicht so viel Kraft übertragen wie hydraulische Bremssysteme. Mechanische Systeme können auch mit der Zeit an Effizienz verlieren, wenn sich die Arbeits Teile abnutzen.
Das Risiko eines Bruchs hydraulischer Bremsleitungen ist sehr gering, und sie erfordern sehr wenig Wartung, wieder im Gegensatz zu mechanischen Bremsen. Sie sind auch unglaublich schnell und reagieren auf das Pedal, und es ist sehr wenig Kraft auf die Bremsen erforderlich, um Druck auf die Trommeln oder Scheiben auszuüben.
Da ein hydraulisches System viel weniger bewegliche Teile hat als ein mechanisches System, werden auch der Verschleiß dieser Teile und jegliche damit verbundene oder daraus resultierende Wartung reduziert. Das macht das System kostengünstiger und zuverlässiger als ein mechanisches System. Da mechanische Systeme auch in Design und Konstruktion von Auto zu Auto erheblich variieren konnten, machte dies Reparaturen oft knifflig. Hydraulische Systeme haben ein relativ einfaches Design und sind leicht zusammenzubauen, was die Wartung erleichtert.
SERVOBREMSSYSTEM
Oft auch als Bremskraftverstärker, Servobremse oder Bremsservo bezeichnet, ist ein Servobrems system dazu ausgelegt, zusätzliche Kraft bereitzustellen, um den Aufwand für das Betätigen der Bremse zu verringern, und arbeitet in Verbindung mit hydraulischen Bremsen.
Der Bremskraftverstärker funktioniert, indem er ein Teilvakuum erzeugt, das dann die auf den Hauptzylinder ausgeübte Kraft erhöht. Mit einem Bremskraftverstärker drückt das Bremspedal zuerst auf eine daran befestigte Stange, die dann Luft in den Servo einströmen lässt, während das Vakuum geschlossen wird. Der Druck erhöht sich dann auf die Stange, die mit einer Stange im Hauptzylinder verbunden ist.
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