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Kraftfahrzeugtechnik 4 Kraftfahrzeugbremsen Herzog 4 Kraftfahrzeugbremsen 4 Kraftfahrzeugbremsen 4.1 Einteilung der Bremsanlagen 4.2 Aufbau einer Pkw-Bremsanlage 4.3 Scheibenbremsen 4.4 Trommelbremsen 4.5 Hauptbremszylinder und Bremskraftverstärker 4.6 Bremskraftverteilung 4.7 Dauerbremsanlagen

Kfz Technik 4 Bremsen - thm.de · Kraftfahrzeugtechnik 4 Kraftfahrzeugbremsen Herzog 4.1 Einteilung der Bremsanlagen

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Kraftfahrzeugtechnik 4 Kraftfahrzeugbremsen Herzog

4 Kraftfahrzeugbremsen4 Kraftfahrzeugbremsen

4.1 Einteilung der Bremsanlagen4.2 Aufbau einer Pkw-Bremsanlage4.3 Scheibenbremsen4.4 Trommelbremsen4.5 Hauptbremszylinder und Bremskraftverstärker4.6 Bremskraftverteilung4.7 Dauerbremsanlagen

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4.1 Einteilung der Bremsanlagen4.1 Einteilung der Bremsanlagen

� Betriebsbremsanlage (BBA)Betriebsbremsanlage (BBA)Betriebsbremsanlage (BBA)Betriebsbremsanlage (BBA)– Die Betriebsbremsanlage muss abstufbar betätigt werden

können und besteht in der Regel aus zwei Bremskreisen.� Hilfsbremsanlage (HBA)Hilfsbremsanlage (HBA)Hilfsbremsanlage (HBA)Hilfsbremsanlage (HBA)

– Die mit der Hilfsbremsanlage erreichbare Verzögerung muss mindestens halb so groß sein, wie die für die BBA.

� Feststellbremsanlage (FBA)Feststellbremsanlage (FBA)Feststellbremsanlage (FBA)Feststellbremsanlage (FBA)– Die Feststellbremsanlage muss das beladene Fahrzeug

auf einer Neigung von 20% halten können.� Dauerbremsanlage (DBA)Dauerbremsanlage (DBA)Dauerbremsanlage (DBA)Dauerbremsanlage (DBA)

– Dauerbremsanlagen sind verschleißfreie Bremsen für längere Beharrungsbremsungen von NKW‘s und Bussen.

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4.2 Aufbau einer Pkw4.2 Aufbau einer Pkw--BremsanlageBremsanlage

1 Bremspedal2 Bremskraftverstärker3 Hauptbremszylinder4 ABS-Regeleinheit5 Leitungen6 Schläuche7 Radbremszylinder8 Raddrehzahlsensoren9 Bremsscheibe10 ABS-Steuergerät11 ABS-Warnleuchte12 Bremskraftminderer

Quelle: Haken

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Äußere Übersetzung einer BremsanlageÄußere Übersetzung einer Bremsanlage

äußere Übersetzung

P

SPä F

Fi =

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Bremskraft am Rad und innere Bremskraft am Rad und innere Übersetzung (Bremsenkennung)Übersetzung (Bremsenkennung)

innere Übersetzung (Bremsenkennung)

SP

BS*

FF

C =

Radbremskraft

dyn

w*äPBR r

rCiFF ⋅⋅⋅=

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4.3 Scheibenbremsen4.3 Scheibenbremsen

FSPFSP

Bremsenkennung der Scheibenbremse µ=

⋅µ== 2

FF2

FF

CSP

SP

SP

BS*

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ÜbungsaufgabeÜbungsaufgabe

Bestimmen Sie die Radbremskraft an einem Fahrzeug mit einer Scheibenbremsanlage bei einer Fußbetätigungskraft von 500N. Das Fahrzeug hat keinen Bremskraftverstärker. Gege-ben sind die folgenden Daten: Reibwert der Reibpaarung Belag-Bremsscheibe μ = 0,8 wirksamer Bremsenradius rw = 100 mm dynamischer Rollradius rdyn = 315 mm äußere Übersetzung der Bremsanlage iä = 12 Welche Verzögerung wird bei dieser Betätigungskraft erreicht? Das Fahrzeug wiegt ein-schließlich Zuladung 1250 kg. Alle vier Räder sind mit einer Scheibenbremse ausgerüstet, und es kann vereinfacht davon ausgegangen werden, dass die Bremskraftverteilung auf alle Räder gleich ist.

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Eigenschaften von ScheibenbremsenEigenschaften von Scheibenbremsen

� Vorteile– Unempfindlich gegen Reibwertschwankungen– Gleichmäßige Bremswirkung auf einer Achse und bei Rückwärtsfahrt– Gute Selbstreinigung– Geringer Bremsschwund (Fading)– Gute Wärmeabfuhr (Kühlung)– Leichter Belagwechsel möglich– Selbsttätige Nachstellung– Höhere Bremsdrücke

� Nachteile– keine Selbstverstärkung– aufwendigere Feststellbremse– kürzere Standzeit der Beläge– Erwärmung der Bremsflüssigkeit– Empfindlich gegen Verschmutzung

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4.4 Trommelbremsen4.4 Trommelbremsen

� Simplexbremse

� Duplexbremse

� Duoservobremse

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SimplexSimplex--TrommelbremseTrommelbremse

1 Bremsträger

2 Bremsbacken

3 Abstützung

4 Rückholfeder

5 Haltefeder

6 Bremstrommel

7 Radzylinder

8 Spreizhebel

Auflaufbacke erzeugt ca.65% des BremsmomentesAblaufbacke erzeugt ca. 35% des Bremsmomentes

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DuplexDuplex-- und Duoservobremseund Duoservobremse

Duplexbremse:Zwei auflaufenden Backenin Hauptdrehrichtung

Duoservobremse:Durch beweglicher Drehpunkt Zwischen den Backen ergebensich zwei auflaufende Backenin beiden Drehrichtungen.

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Eigenschaften von TrommelbremsenEigenschaften von Trommelbremsen

� Vorteile– selbstverstärkend– unempfindlich gegen Verschmutzung– nachstellbar– lange Belagstandzeit– einfache Feststellbremse

� Nachteile– ungleichmäßige Bremswirkung auf einer Achse und bei Rückwärtsfahrt möglich– Neigung zum Bremsschwund (Fading)– keine Selbstreinigung– aufwendiger Belagwechsel– ungleicher Belagverschleiß der auflaufenden und ablaufenden Bremsbacke

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Bremsenkennung C* oder innere Bremsenkennung C* oder innere Übersetzung für verschieden BremsenÜbersetzung für verschieden Bremsen

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4.5 Hauptbremszylinder4.5 Hauptbremszylinder

gleicher Druck in beiden Bremskreisenbei Kreisausfall:

-Pedalweg wird länger-Höhere Pedalkraft wird für gleichwertige Bremskräfte erforderlich

Unterschiedlicher Druck in beiden BremskreisenBei Kreisausfall:

-Druck steigt im intakten Bremskreis an-keine Bremskrafterhöhung erforderlich

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Bremskraftverstärker in RuhestellungBremskraftverstärker in Ruhestellung

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Bremskraftverstärker bei TeilbremsungBremskraftverstärker bei Teilbremsung

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Bremskraftverstärker bei VollbremsungBremskraftverstärker bei Vollbremsung

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4.6 Bremskraftaufteilung4.6 Bremskraftaufteilung

� Radlastverlagerung beim Bremsen� Optimale Bremskraftaufteilung� Bremskraftbegrenzer� Bremskraftminderer

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Radlastverlagerung beim BremsenRadlastverlagerung beim Bremsen

TFlh

G ⋅=∆

FT

FBhFBv

h

l

∆G ∆Glh

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ÜbungsaufgabeÜbungsaufgabe

Bestimmen Sie die maximal mögliche Verzögerung eines Motorrades bei der das Hinterrad den Boden-kontakt verliert. Das Motorrad hat einen Radstand von 1398 mm, der Schwerpunktabstand zum Hinter-rad beträgt 688 mm und die Schwerpunkthöhe ein-schließlich Fahrer hat einen Wert von 709 mm. Das Gewicht einschließlich Fahrer beträgt 266 kg.

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Kraftschlussbedingtes BremsvermögenKraftschlussbedingtes Bremsvermögen

Bremskraft zGga

gmamF vvB ⋅=⋅⋅=⋅=

z = Abbremsung BhBvB FFF +=

Bei optimaler Bremskraftaufteilung ( vBv GF ⋅µ= , hBh GF ⋅µ= ) kann die maximale Verzögerung erreicht werden:

ga maxv ⋅µ= bzw. µ=maxz Die ideale Verzögerung lässt sich nun als Funktion der vorderen Achsbremskraft herleiten:

)zlh

ll

(gm

FGG

FGF

zh

Bv

statisch,v

Bv

v

Bv

⋅+⋅⋅

=∆+

==µ=

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Ideale BremskraftverteilungIdeale Bremskraftverteilung

Auflösen der vorherigen Gleichung nach z ergibt:

hl

GF

)h2

l(

h2l

z Bv2hh ⋅++−=

Für die Hinterachsbremskraft gilt:

GF

zG

F BvBh −=

Damit ergibt sich die Hinterachsbremskraft in Abhängigkeit der Vorderachsbremskraft und der Schwerpunktlage:

GF

hl

GF

)h2

l(

h2l

GF BvBv2hhBh −⋅++−=

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Ideale BremskraftverteilungIdeale Bremskraftverteilung

Ideal-Bremskraftaufteilung für ein Fahrzeug mit 2,5 m Radstand

und 0,5m Schwerpunkthöhe

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

gewichtskraftbezogene Bremskraft vorne FBv / G

ge

wic

hts

kra

ftbe

zog

en

e B

rem

skra

ft h

inte

n F

Bh /

G

leer (Schwerpunktabstand hinten lh = 1.3 m)

beladen (Schwerpunktabstand hinten lh = 1.1 m)

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BremskraftbegrenzerBremskraftbegrenzer

1 Ventilkolben2 Kolbenfeder3 VentilsitzRZ RadzylinderHZ Hauptbremszylinder

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Bremskraftminderer Bremskraftminderer (Bremsdruckübersetzer)(Bremsdruckübersetzer)

1 Stufenkolben2 Kolbenfeder3 Schnüffelventil

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4.7 Dauerbremsanlagen4.7 Dauerbremsanlagen

� Motorbremssyteme

� Hydrodynamische Retarder

� Elektrodynamische Retarder

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Gesetzliche GrundlagenGesetzliche Grundlagen

Die deutsche Straßenverkehrszulassungsordnung schreibt verbindlich Dauerbremsen für alle Nkw und Anhänger ab einem zulässigen Gesamtgewicht von 9 t und für Busse ab 5,5 t vor.

Dabei muss allein mit der installierten Dauerbremse auf einer 7%-igen Gefällstrecke eine Beharrungsgeschwindigkeit von 30 km/h über eine Strecke von 6 km eingehalten werden können.

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ÜbungsaufgabeÜbungsaufgabe

Bestimmen Sie die erforderliche Bremskraft und die erforderliche Bremsleistung, die entspre-chend der deutschen Straßenverkehrszulassungsordnung für eine Fahrt auf einer 7%-igen Ge-fällstrecke mit einer Beharrungsgeschwindigkeit von 30 km/h erforderlich ist. Bestimmen Sie außerdem die Bremsarbeit, die auf einer Länge von 6 km anfällt. Die für diese Bremsung erfor-derliche Dauerbremse soll mit Hilfe eines Retarders auf der Kardanwelle zwischen Getriebe und Antriebsachse realisiert werden. Wie groß ist das erforderliche Moment am Retarder für diese Bremsung. Bei den Berechnungen kann der Luftwiderstand des Fahrzeugs vernachläs-sigt werden. Gesamte Fahrzeugmasse einschließlich Zuladung mF = 9 t Rollwiderstandsbeiwert fR = 0,015 dynamischer Rollradius rdyn = 538 mm Achsübersetzung isek = 4,2

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MotorbremssystemMotorbremssystem

Auspuffklappe Auspuffklappeund Konstantdrossel

Quelle: Haken

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Hydrodynamischer Hydrodynamischer RetarderRetarder

Quelle: Voith

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Elektrodynamischer Elektrodynamischer RetarderRetarder

Prinzipieller Aufbau Einbau im Fahrzeug

Quelle: HakenQuelle: Kloft

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Beispiel für technische Daten Beispiel für technische Daten elektrodynamischer elektrodynamischer RetarderRetarder

Quelle: Kloft