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Forum: Offtopic verzögerung der Scheibenbremse


Autor: Feadi F. (feadi)
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Wenn man beim bremsen den Pedaldruck konstant hält, nimmt die 
Verzögerung mit abnehmender Geschwindigkeit zu. Ich habe das an meinem 
Auto, sowie an meinem Fahrrad(mit Scheibenbremsen) beobachten können.

Mein Gedanke ist bisher, dass eine Bremse eine maximale Bremsleistung 
besitzt. Leistung ist in diesem Fall Drehzahl mal Drehmoment. Wenn die 
Leistung konstant ist, würde das Moment bei fallender Drehzahl steigen. 
Was diesen Effekt erklären könnte.

Im Umkehrschluss wäre es dann kaum noch möglich, bei 300 km/h eine 
Blockierbremsung zu machen.

Was denkt ihr?

Autor: Norbert (Gast)
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... Leistung ist in diesem Fall Drehzahl mal Drehmoment. ...

Ist das auch richtig?

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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P = 2* PI * Drehfrequenz *Drehmoment

Autor: Matthias S. (da_user)
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> Im Umkehrschluss wäre es dann kaum noch möglich, bei 300 km/h eine
> Blockierbremsung zu machen.

Du darfst aber die Faktoren Asphalt vs. Reifen auch nicht vergessen.

Autor: nemon (Gast)
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das drehmoment ist bereits eine leistung (moment = kraft x weg).
du hast z.b. bei einem auto den effekt des abtriebs, der bewirkt, dass 
bei höheren geschwindigkeiten das auto stärker auf die straße gedrückt 
wird, also der reibkoeffizient größer wird, die räder also nicht so 
schnell blockieren. zum anderen steigt (was wohl am gravierensten sein 
sollte) die kinetische energie quadratisch zur geschwindigkeit. wenn du 
nun also von tempo 200 auf 150 abbremsen willst, musst du mehr 
kinetische energie umwandeln, als von 50 zum stillstand. meine vermutung 
ist, dass die geleistete arbeitder bremsen linear zur geschwindigkeit 
steigt (also anpressmoment x winkelgeschwindigkeit x irgendeine halbwegs 
konstante).

Autor: Timo (Gast)
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>das drehmoment ist bereits eine leistung (moment = kraft x weg).

Unsinn, wenn wäre Kraft mal Weg eine Arbeit und keine Leistung. Ist hier 
aber auch falsch, da beim Drehmoment die Vektoren orthogonal aufeinander 
stehen.

Autor: Rumpel (Gast)
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Blockierbremsung ist immer möglich wenn kein ABS vorhanden ist. Beim 
Blockieren ist die Verlustleistung in der Bremse Null, die Bremsleistung 
vom Reifen aufgebracht. Ansonsten gilt wie Nemon schrieb: 
E_kin=0.5*m*v^2

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Autor: nemon (Gast) Datum: 16.09.2008 13:49
>das drehmoment ist bereits eine leistung (moment = kraft x weg).

Unsinn!

Keine Leistung (Leistung ist Arbeit/Zeit), und auch keine 
Energie(Arbeit) weil beim Drehmoment Kraft und Hebelarm senkrecht 
aufeinander stehen!

Autor: Feadi F. (feadi) Datum: 16.09.2008 13:35
>Wenn man beim bremsen den Pedaldruck konstant hält, nimmt die
>Verzögerung mit abnehmender Geschwindigkeit zu.

Eher nicht. Konstante Pedalkraft bedeutet, dass auch die Bremsklötze mit 
konstanter Kraft auf die Bremsscheibe gepresst werden, daraus resultiert 
in erster Näherung  konstante Verzögerung bzw. neg. Beschleunigung.

Geringen Einfluss haben Erwärmung der Bremse, Fading.
Und Schmutz auf Scheibe/Belag, der erst abgerieben werden muss.

Natürlich mag der Reibwert ein wenig von der Geschwindigkeit abhängen, 
aber nur minimal, und man wird bei einer Bremse einen konstanten 
Reibwert anstreben.

Bei Auto (ohne ABS), Motorrad und Fahrrad ist meine Erfahrung eher: 
Verzögerung proportional zu Kraft von Hand/Fuß solange die Räder noch 
nicht blockieren.

Mit ABS sollte es ähnlich sein, nur dass bei zu hoher Pedalkraft das 
(vollständige) Blockieren der Räder verhinder wird. Einige teure Autos 
haben ja diesen Brems-Assistenten, da ist es komplizierter.

Wie hast Du denn die Verzögerung gemessen? Mit Beschleunigungssensor?

Autor: Feadi F. (feadi)
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> Wie hast Du denn die Verzögerung gemessen? Mit Beschleunigungssensor?

Im Auto merke ich es daran, wie stark der Gurt in die Brust drückt.

Auf dem Rad merke ich es daran, dass ich den Bremsdruck verringern muss, 
um nicht vorne überzukippen.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Im Auto merke ich es daran, wie stark der Gurt in die Brust drückt.

Hm. Da geht aber die Zeit ein, um so länger dich etwas drückt, so so 
stärker spürst Du es.

>Auf dem Rad merke ich es daran, dass ich den Bremsdruck verringern muss,
>um nicht vorne überzukippen.

Federgabel? Wenn ja ist es klar, Vorderrad taucht beim Bremsen ein, im 
letzten Teil der Bremsung droht man vorne überzukippen. Mit Starrgabel 
kann es ähnlich sein, der Körperschwerpunkt verlagert sich evtl. nach 
vorne während des Bremsvorganges.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Direkt beim Anhalten ist der Übergang von der Gleit- zur Haftreibung
(auf der Bremsscheibe).  Damit gibt es einen Ruck (der Ruck ist die
dritte Ableitung des Weges nach der Zeit).

Die konstante Bremskraft müsste im Zweifelsfalle auch erstmal
messtechnisch nachgewiesen werden...

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Direkt beim Anhalten ist der Übergang von der Gleit- zur Haftreibung
>(auf der Bremsscheibe).  Damit gibt es einen Ruck (der Ruck ist die
>dritte Ableitung des Weges nach der Zeit).

Das ist ein ganz interessanter Gedanke...
Gibt es wirklich einen Peak in der Beschleunigung, wenn ein Körper über 
eine ebene Fläche rutscht und zum Stehen kommt (z.B. Buch auf 
Schreibtisch, anschubsen und rutschen lassen. Würde ein 
Beschleunigungssensor einen Peak messen, wenn es zum Stehen kommt? Ich 
weiß es nicht.

Der Ruck den man im Auto spürt resultiert weitgehend aus der Elastizität 
der Fahrzeugfedern und des menschlichen Körpers.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Ich denke man sollte zunächst mal einen Zusammenhang zwischen der durch 
die Bremse entnommenen kinetischen Energie und daraus resultierender 
Beschleunigung (negativ) feststellen.

Wenn mir auf die Schnelle kein Fehler untergekommen ist gilt:

E = 1/2*m*vo² - (Drehfrequenz0  2  PI  N  t)

Ab hier kann jemand anders weitermachen ;))

E = Kinetische Energie des Autos
m = Masse Auto
v0 = Ausgangsgeschwindigkeit vor dem Bremsen
Drehfrequenz = Drehfrequenz des Rades in 1/s
PI = 3,141...
N = Drehmoment durch die Bremse ausgeübt
t = Zeit

Viel Spaß

;)

Autor: The Devil (devil_86)
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Ich möchte in den Raum werfen, dass bei Autobremsscheiben die 
Beschichtung so ist, dass bei bei Erwärmung eine Verminderung der 
möglichen Bremsleistung eintritt. Höhere Geschwindigkeit bewirkt 
Erhöhung der Temperatur, somit muss die Bremsleistung hier begrenzt 
werden.

Autor: Feadi F. (feadi)
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> ... somit muss die Bremsleistung hier begrenzt werden.

Meinst Du die Bremleistung ist Technisch durch eine Regelung begrenzt?

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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@Jonny Obivan

Du kannst auch die allg. Relativitäts-Theorie anwenden, aber wird das 
neue Erkenntnisse liefern?

@Teufelchen
Fading hatte ich schon erwähnt, ist heute minimal und da die Temperatur 
mit Dauer der Bremsung ansteigt sollte dann die Verzögerung eher 
abnehmen!

Autor: The Devil (devil_86)
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Feadi F. wrote:
>> ... somit muss die Bremsleistung hier begrenzt werden.
>
> Meinst Du die Bremleistung ist Technisch durch eine Regelung begrenzt?

Ich bin für eine Begrenzung durch die Regelung, damit die Bremsscheibe 
eben nicht überhitzt und noch schlechter bremst.

@ Stefan Salewski:
So wirst du von mir keine auf die Frage bezogene Antwort bekommen!

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Autor:  The Devil (devil_86) Datum: 16.09.2008 16:16

>Ich bin für eine Begrenzung durch die Regelung, damit die Bremsscheibe
>eben nicht überhitzt und noch schlechter bremst.

Viel Absurder geht es nicht!

@ Stefan Salewski:
So wirst du von mir keine auf die Frage bezogene Antwort bekommen!

Da bin ich aber traurig.

Bist Du sauer weil ich Deinen Namen ins Deutsche übersetzt habe?
Wird sind hier schließlich in einem deutschsprachigen Forum.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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The Devil wrote:

> Ich bin für eine Begrenzung durch die Regelung, damit die Bremsscheibe
> eben nicht überhitzt und noch schlechter bremst.

Du bist auch für eine ,,Beschichtung''.  Wie lange soll die wohl
halten?

Selbst Fahrradfelgen werden durch Felgenbremsen runtergenuddelt,
Bremsscheiben erst recht.  Die sind schlicht und einfach massiv,
und die Degradation der Bremswirkung durch die Erhitzung ist eher
ein unangenehmer Nebeneffekt denn irgendwie künstlich rangezüchtet.
Ich kann mich an eine technische Studie aus Zeiten erinnern, da
MZ die ersten Scheibenbremsen für Motorräder untersucht hat.  Da
kam die Aussage raus, dass die thermische Stabilität des gesamten
Systems irgendwo bis zu dunkler Rotglut der Scheibe gegeben ist...

Das bessere Bremsvermögen bei thermischer Belastung ist übrigens
das Argument für die Scheibenbremse schlechthin: eine Trommel-
bremse beginnt sich dadurch zu verziehen, weil sie die Wärme
ungleichmäßig (einseitig) abführt und daher in der Trommel ein
Temperaturgefälle entsteht.  Dadurch bremst nur noch ein kleiner
Teil des Belags, der dann erst recht überhitzt wird.  Das dürfte
der wesentliche Grund gewesen sein, warum ein Trabant so miserabel
auf der Autobahn gebremst hat, während das in der Stadt noch ganz
gut funktioniert hat.  Nein, den fehlenden Bremskraftverstärker
allein kann man dafür auch nicht verantwortlich machen: ein
Wartburg hatte (wegen des 2-Takt-Motors) auch keinen, der konnte
aber recht ordentlich bremsen -- viel besser als alle heutigen
Autos, wenn bei denen mal die ,,Luft raus ist'' aus dem Brems-
kraftverstärker.

Autor: I_ H. (i_h)
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Mein Eindruck ist auch, dass konstanter Pedaldruck konstante Verzögerung 
bewirkt. Allerdings wird durch die Verzögerung das Bein stärker auf die 
Bremse gedrückt, wodurch man dann natürlich wieder stärker bremst.
Kann man auch ausnutzen, bei modernen Autos aber schwierig, da Pedal zu 
leichtgängig. (es leben die ersten ABS Bremsen!)


Der Druckspeicher von meinem (elektrische Pumpe, kein Vakuum) hat 
letztens übrigens 20min gehalten (Stau, bergab, Motor+Zündung aus), 
obwohl ich zwischendurch gepumpt hab. War selber reichlich baff.

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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Warme Bremsen bremsen besser. (Also nicht überhitzte!)

Autor: Spötter (Gast)
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"Gibt es wirklich einen Peak in der Beschleunigung, wenn ein Körper über
eine ebene Fläche rutscht und zum Stehen kommt (z.B. Buch auf
Schreibtisch, anschubsen und rutschen lassen. Würde ein
Beschleunigungssensor einen Peak messen, wenn es zum Stehen kommt? Ich
weiß es nicht."

Ja.

Autor: I_ H. (i_h)
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Streng genommen nein, nur wenn irgendwo was elastisches dabei ist.

Autor: Jonny Obivan (-geo-)
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Die Frage die doch erstmal mathematisch belegt werden muss ist: Stimmt 
es, dass bei konstantem Drehmoment durch Bremse die negative 
Beschleunigung über der Zeit konstant bleibt?

Autor: I_ H. (i_h)
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Das ist doch schon belegt. Leistung der Bremse steigt linear mit der 
Geschwindigkeit, Energie des Autos quadratisch. Für konstante 
Beschleunigung (ob positiv oder negativ) brauchst du also linear von der 
Geschwindigkeit abhängige Leistung (Ableitung der Energie) - genau das 
macht die Bremse.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Autor: Jonny Obivan (-geo-)
Datum: 16.09.2008 19:06
>Die Frage die doch erstmal mathematisch belegt werden muss ist: Stimmt
>es, dass bei konstantem Drehmoment durch Bremse die negative
>Beschleunigung über der Zeit konstant bleibt?

Ja sicher.
Konstantes Drehmoment bedeutet konstante Brems- oder Antriebskraft und 
damit konstante (positive oder negative Beschleunigung).

Genauer: Beschleunigung ist proportional zu Drehmoment (von Bremse oder 
Motor). Natürlich nur wenn man andere Kräfte wie Luftwiderstand 
unberücksichtigt lässt.

Wer mag: Formeln aus Formelsammlung oder Physikbuch und einsetzen.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Wer mag: Formeln aus Formelsammlung oder Physikbuch und einsetzen.

Umgekehrt ist es recht anschaulich: Stellen wir uns ein sehr leichtes 
Auto vor, dass sich leicht schieben lässt (wir vernachlässigen also 
Reibung).
Im Auto sitzt jemand und tritt mit großer Kraft auf die Bremse, ein 
anderer versucht vergeblich das Auto anzuschieben. Das Drehmoment auf 
die Räder ist dann Kraft mal Hebelarm, also Anschiebekraft mal Radius 
des Reifens. Da das Auto sich aber nicht bewegt herrscht Kraft- bzw. 
Drehmomentgleichgewicht: Das Drehmoment der Bremse, 
Bremsscheibendurchmesser mal Kraft der Bremsklötze (tangential zur 
Bremsscheibe), ist genau so groß (aber mit anderem Vorzeichen) wie das 
durch das Anschieben verursachte Drehmoment auf die Reifen:

Reifendurchmesser*Anschiebekraft=-Bremscheibendurchmessser*Bremsklotzkra 
ft

Kraft und Drehmoment sind also proportional zueinander.

Und Beschleunigung ist Kraft geteilt durch Masse.

Also ist Beschleunigung proportional zum Drehmoment.

Und nochmal: Mit Bremsklotzkraft meine ich die Kraft in Drehrichtung, 
nicht die Andruckkraft. Also als wenn jemand die Klötze festgeklebt 
hätte. Und ja, das Auto hat vier Räder, also verteilen sich die Kräfte 
natürlich.

Harald Lesch hätte das sicher besser erklärt.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Hebelarm ist natürlich stehts Radius, nicht Durchmesser.

Autor: The Devil (devil_86)
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Jörg Wunsch wrote:
> The Devil wrote:
>
>> Ich bin für eine Begrenzung durch die Regelung, damit die Bremsscheibe
>> eben nicht überhitzt und noch schlechter bremst.
>
> Du bist auch für eine ,,Beschichtung''.  Wie lange soll die wohl
> halten?

Hab mich verwirrt ausgedrückt, meinte mit "Beschichtung" das Material 
der Bremsklötze bzw. -backen.

> viel besser als alle heutigen Autos, wenn bei denen mal die ,,Luft
> raus ist'' aus dem Bremskraftverstärker.

gg Bis die die Luft drin ist ;-)

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