Was sind die verschiedenen Arten von Bremssystemen und wie funktionieren sie?

Die Vor- und Nachteile von Scheiben, Trommeln, Schuhen und Hydraulik: Wie Ihre Bremsen Sie schützen.

Bremsen sind genauso wichtig wie der Motor für jedes Auto und sie sind entscheidend für Ihre Sicherheit beim Fahren.
Das Grundprinzip der Bremsen ist einfach: Sie nehmen dem fahrenden Fahrzeug kinetische Energie ab und übertragen sie durch Reibung in Wärmeenergie, um das Auto zum Stehen zu bringen.
Alle Bremsen folgen dem gleichen Prinzip, aber verschiedene Systeme erreichen diese Reibung auf unterschiedliche Weise.

Es gibt viele Faktoren, die bestimmen, welche Art von System Ihr Auto hat und welche Komponenten es verwendet, da alle Systeme leicht variieren, aber hier sind die Systeme, die Ihr Auto wahrscheinlich haben wird, wie sie funktionieren und was die Schlüsselkomponenten von ihnen sind wahrscheinlich zu sein. Das Verständnis des Bremssystems eines Autos und der Bremssysteme in Fahrzeugen kann von entscheidender Bedeutung sein, lesen Sie also weiter!

Komponenten des Bremssystems

Bevor Sie sich mit der Art der Bremssysteme befassen, mit denen ein Auto bremsen kann, sollten Sie die Schlüsselkomponenten erwähnen, insbesondere wenn Sie über die Reparatur oder den Austausch von Teilen des Bremssystems nachdenken. Die Arten von Teilen, die Ihr Bremssystem verwendet, hängen oft von der Marke und dem Modell des Autos ab, die Geschwindigkeiten, die es erreichen kann, der Preis des Autos, und wie alt es ist. Ein Bremssystem verwendet entweder eine Trommel oder eine Scheibe und enthält Bremsbeläge.

Trommelbremsen

Trommelbremsen sind die älteste Möglichkeit, ein Auto zum Stehen zu bringen. Eine Trommel ist an der Innenseite des Rades befestigt und im Inneren befinden sich zwei hitzebeständige Pads. Wenn das Pedal gedrückt wird, drücken die Pads nach außen und drücken die Trommel und die Trommel stoppt das Rad. Die Reibung, die zwischen den Pads und der Trommel verursacht wird, bewirkt, dass kinetische Energie in Wärmeenergie übertragen wird.

Diese Bremsentypen wurden bis in die 1980er Jahre häufig bei Autos verwendet. Als die Autos immer leistungsfähiger wurden, waren die Trommelbremsen der Herausforderung, sie zu stoppen, nicht gewachsen. Sie werden unter intensiven Bedingungen des häufigen Bremsens sehr heiß und wenn sie zu heiß sind, können sie die Bewegungsenergie nicht in Wärme umwandeln und sie hören auf zu arbeiten. Nach den 1980er Jahren begannen viele Autos stattdessen Scheibenbremsen zu verwenden.

Dies soll jedoch nicht heißen, dass Trommelbremsen überhaupt nicht verwendet werden. Sie sind immer noch angemessen und sie machen den Job. Sie werden häufig für Hinterradbremsen verwendet, da beim Anhalten eines Autos der größte Teil des Drucks auf die Vorderradbremsen ausgeübt wird. Da Trommelbremsen billiger herzustellen und einfacher zu warten sind, werden sie häufig bei Einstiegsautos oder billigeren Modellen verwendet.

Scheibenbremsen

Scheibenbremsen sind, was ‘ersetzt’ Trommelbremsen als die beliebteste Wahl für die meisten Autos. Trommelbremsen drücken heraus und dies erzeugt nicht so viel Druck wie das Eindrücken auf das Rad. Experten haben also ein System entwickelt, bei dem etwas eher gequetscht als gedrückt wird. Sie entdeckten auch, dass eine größere Oberfläche auch mehr Reibung bedeutet und für die Verbesserung des Bremsens bei hohen Intensitäten von entscheidender Bedeutung ist. Die Kombination aus der Suche nach etwas zu quetschen und dem Wunsch nach einer hohen Oberfläche führte dazu, dass Scheibenbremsen eingeführt wurden.

Eine Scheibenbremse ist ein Mechanismus zum Verlangsamen oder Stoppen der Drehung eines Rades aus seiner Bewegung. Eine Scheibenbremse besteht normalerweise aus Gusseisen, in einigen Fällen jedoch auch aus Kohlenstoff- oder Keramikverbundwerkstoffen. Diese ist mit dem Rad und/oder der Achse verbunden. Um das Rad anzuhalten, wird Reibmaterial in Form von Bremsbelägen gegen beide Seiten der Scheibe gedrückt. Reibung verursacht auf die disc rad wird langsam oder stoppen.

Einige Scheiben haben Modifikationen, um sicherzustellen, dass sie schneller abkühlen und effektiver bleiben. Modifikationen wie ein Loch in der Mitte, kleine Lücken an der Außenseite oder Lamellen ermöglichen den Zugang von Luft zur Scheibe und bedeuten letztendlich ein effizienteres Bremssystem.

Bremsbeläge

Unabhängig davon, ob es sich um eine Scheibe oder eine Trommel handelt, die Ihr Auto verwendet, ist die Hauptkomponente, die in der Scheibe oder Trommel enthalten ist, ein Bremsbelag (manchmal auch als ‘Schuh’ bezeichnet). Das ist es, was die Reibung verursacht. Viele verschiedene Materialien werden für Bremsbeläge verwendet, aber einige gängige Beläge können entweder organisch sein (mit Glas, Kevlar, Carbon usw.), keramisch, halbmetallisch oder vollmetallisch. Alle verwendeten Materialien sind so konzipiert, dass sie so viel Wärme wie möglich aufnehmen.

Organische Bremsbeläge sind sehr leise und verschleißen die Scheibe nicht, müssen jedoch häufiger gewechselt werden, da sie tendenziell abgenutzt sind.
Keramik pads sind auch sehr ruhig, eine lange zeit dauern, und haben eine große bremsen kapazität, weit besser als organische pads.
Halbmetallische Beläge übertreffen sogar die Kapazität von Keramikbelägen, aber aufgrund der metallischen Flocken im Kunststoff verschleißen sie die Scheibe stärker, so dass die Bremsscheibe häufiger gewechselt werden muss.
Endlich gibt es Vollmetall-Bremsbeläge. Dies sind, was Rennwagen verwenden. Sie haben eine unglaubliche Bremskapazität, sind aber laut und verschleißen die Scheibe wie ein Eis, das in der Sonne schmilzt. Ihr Auto enthält wahrscheinlich synthetische oder keramische Bremsbeläge und diese sind beide eine gute Wahl für das tägliche Fahren.

Mechanische Bremssysteme

Mechanische Bremsen waren die ersten Bremssystemtypen, die bei der Massenproduktion im 20. Diese Systeme umfassten eine Reihe von Riemenscheiben, Kabeln, Nocken und anderen Vorrichtungen, um Reibung auf die Bremstrommel aufzubringen und das Auto zum Stillstand zu bringen. Wenn das Pedal gedrückt wurde, zog es an einem Kabel, der ‘Bremsleitung’, die wiederum die Trommel zwang, auf das Rad zu drücken und das Auto zum Stillstand zu bringen.

Es gab viele Probleme mit diesen Bremssystemen. Zum einen erforderten sie einen enormen Wartungsaufwand, da die Bremsleitungen und alle anderen beweglichen Teile in einwandfreiem Zustand gehalten werden mussten, damit die Bremsen funktionierten. Wenn die Bremskabel zu stark unter Druck geraten oder die Kraft, die erforderlich ist, um das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen, zu groß ist, können sie auch leicht einrasten, was sehr gefährlich ist. Die Systeme mussten auch gewartet werden, weil sie so präzise sein mussten; Wenn ein Hebel ausgeschaltet war oder die Spannung in den Drähten nicht ganz stimmte, erhielten verschiedene Räder unterschiedliche Bremsdrücke, was die Kontrolle des Autos sehr schwierig machte.

Aufgrund all dieser Probleme wurden Ende der 1950er Jahre mechanische Bremsen bei Autos selten gesehen und durch hydraulische Bremsen ersetzt.

Trotzdem haben die meisten Autos immer noch eine Form mechanischer Bremsen: die Handbremse. Sowie hydraulische Hauptbremsen habend, haben Autos häufig eine mechanische Handbremse, die einen Hebel und einen Arm in der Bremstrommel benutzt, um zu helfen, das Auto zu stoppen. Sie werden über ein Kabel vom Handbremshebel im Auto bedient. Eine Ratsche am Handbremshebel hält die Bremse an, sobald sie betätigt wird. Ein Druckknopf löst die Ratsche und gibt den Hebel frei. Alle Autos haben ein Handbremssystem (manchmal kann es elektrisch und nicht mechanisch sein), das auf zwei Räder wirkt – normalerweise auf die Hinterräder. Dieses mechanische System ist eigentlich nur dazu gedacht, das Auto beim Parken zu sichern, anstatt es zum Stehen zu bringen, daher ist ein mechanisches System geeignet.

Hydraulische Bremssysteme

Das gebräuchlichste Bremssystem für moderne Autos ist ein hydraulisches Bremssystem, und Ihr Auto hat mit ziemlicher Sicherheit hydraulische Bremsen. Autos haben dies üblicherweise an allen vier Wochen und Hydrauliksysteme können entweder eine Bremsscheibe oder eine Bremstrommel verwenden.

Im Gegensatz zu älteren mechanischen Bremssystemen verwenden Hydrauliksysteme Flüssigkeit, um Druck auf die Bremsen auszuüben. Hydraulikflüssigkeit wird in Bremsleitungen gespeichert und wird verwendet, um Druck oder Kraft vom Bremspedal oder Bremshebel zu übertragen, um das Auto zum Stehen zu bringen. Bremsflüssigkeit oder Hydraulikflüssigkeit ist eine nicht komprimierbare Substanz, die unter hohen Temperaturen und hohem Druck arbeiten kann.

Bei dieser Art von Bremssystem kommt die mechanische Kraft vom Fahrer, der auf das Bremspedal drückt. Diese Kraft drückt dann die Bremsflüssigkeit durch die Leitungen und, da sie nicht komprimierbar ist, in Richtung des Bremssystems. In einer Vorrichtung, die als Hauptzylinder bekannt ist, wird diese Kraft dann in Hydraulikdruck umgewandelt, der an die Bremssättel oder Trommelschuhe gesendet wird (abhängig von der Art des Systems).

Jeder Bremssattel enthält eine Reihe von Kolben (bis zu 6), und der hydraulische Druck zwingt den Bremssattel, sich an der Scheibe oder Trommel festzuklemmen. Die am Bremssattel angebrachten Bremsbeläge erzeugen Reibung, wenn sie an der Bremsscheibe oder -trommel reiben, und dies bringt das Auto letztendlich zum Stehen.

Es gibt auch einige deutliche positive Aspekte bei hydraulischen Bremssystemen.

Erstens ist die im hydraulischen Bremssystem erzeugte Kraft im Vergleich zu den älteren mechanischen Bremssystemen, die früher in Autos verwendet wurden, höher. Diese sind eher primitiv und beruhen auf Hebeln, Gestängen oder Nocken, die nicht so viel Kraft übertragen wie die hydraulischen Bremssysteme. Mechanische Systeme können auch ihre Wirksamkeit im Laufe der Zeit verlieren, wenn die Arbeitsteile zusammenbrechen.

Die Wahrscheinlichkeit, dass hydraulische Bremsleitungen reißen, ist sehr gering und sie erfordern im Gegensatz zu mechanischen Bremsen sehr wenig Wartung. Sie sind auch unglaublich schnell und reagieren auf das Pedal und es erfordert sehr wenig Kraft, die auf die Bremsen ausgeübt wird, um Druck auf die Trommeln oder Scheiben auszuüben.

Da ein hydraulisches System weit weniger bewegliche Teile aufweist als ein mechanisches System, verringert sich auch der Verschleiß dieser Teile und die damit verbundene oder daraus resultierende Wartung. Dies macht das System billiger und zuverlässiger als ein mechanisches.
Da sich auch mechanische Systeme von Auto zu Auto in Konstruktion und Aufbau stark unterscheiden konnten, gestaltete sich die Reparatur oft schwierig. Hydrauliksysteme sind relativ einfach aufgebaut und leicht zu montieren, was die Wartung erleichtert.

Servobremssystem

Ein Servobremssystem, das oft auch als leistungsunterstützte Bremsen oder Brems- oder Unterdruckverstärker bezeichnet wird, soll zusätzliche Leistung liefern, um den zum Betätigen der Bremse erforderlichen Aufwand zu verringern, und arbeitet in Verbindung mit hydraulischen Bremsen.

Das Bremsservo erzeugt einen Unterdruck, der dann die auf den Hauptzylinder ausgeübte Kraft erhöht. Bei einem Bremsservo drückt das Bremspedal zuerst eine angebrachte Stange, die dann Luft in den Booster eindringen lässt, während das Vakuum geschlossen wird. Der Druck steigt dann an der Stange, die mit einer Stange im Hauptbremszylinder verbunden ist.

Das Bremsservo ist in Autos üblicher geworden, da Scheibenbremsen Trommelbremsen als Standardeinstellung in Fahrzeugen ersetzt haben. Scheibenbremsen machen es notwendig, dass Autos Leistungsbremsen haben, um einen Großteil der Kraft zu entfernen, die ein Fahrer ausüben muss, um das Auto anzuhalten.

Im Inneren des Bremskraftverstärkers vervielfacht ein Unterdruck die Kraft, die der Fahrer auf das Bremspedal ausübt. Das äußere Erscheinungsbild eines Bremsservos ist ein Kanister, der eine Membran und ein Ventil enthält und normalerweise aus Metall besteht. Am Bremsservo ist auch ein Rückschlagventil angebracht, das die Luftrichtung nur nach außen begrenzt, um das Risiko eines Verlusts der Bremsfunktion während des Betriebs des Fahrzeugs auszuschließen.

Wenn der Unterdruck ausfällt, weil der Motor stoppt, funktionieren beispielsweise die Bremsen immer noch, weil eine normale mechanische Verbindung zwischen dem Pedal und dem Hauptzylinder besteht. Aber viel mehr Kraft muss auf das Bremspedal ausgeübt werden, um sie anzuwenden.

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