Bremsscheibenphysikfrage
- Ersteller Frrank
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Bremsscheibenphysikfrage .
Eisenfaust
Lux in tennebris.
... weil größere Bremsscheiben innen hohl sind und so die Wärme besser in den Quantenraum tunneln kann ...
Kayn
-------✂-------
mehr masse, ist die frage überhaupt ernst gemeint?
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- 30. Oktober 2004
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Aus der Physik:
Drehmoment (Bremsung = negatives Drehmoment) = Hebel x Kraft =>
ein großer Hebel benötigt eine geringere Kraft um das gleiche Drehmoment zu erzeugen.
Ich weiß jetzt gerade nicht aus dem Stand die Formel für die Wärmeendwicklung aber klar ist,
um so höher der Druck desto höher die Wärme,
um so höher der Druck desto höher die Reibung und damit die Bremskraft.
Also, umso höher der Hebel ist,
desto geringer ist die benötigte Reibung,
desto geringer ist der Druck (und die dadurch endstehende Wärme)
bei gleichbleibendem Drehmoment.
Gruß
Bernd
Drehmoment (Bremsung = negatives Drehmoment) = Hebel x Kraft =>
ein großer Hebel benötigt eine geringere Kraft um das gleiche Drehmoment zu erzeugen.
Ich weiß jetzt gerade nicht aus dem Stand die Formel für die Wärmeendwicklung aber klar ist,
um so höher der Druck desto höher die Wärme,
um so höher der Druck desto höher die Reibung und damit die Bremskraft.
Also, umso höher der Hebel ist,
desto geringer ist die benötigte Reibung,
desto geringer ist der Druck (und die dadurch endstehende Wärme)
bei gleichbleibendem Drehmoment.
Gruß
Bernd
M
mete
Guest
Entscheidender dürfte die größere Kühl- und Bremsfläche sein, da die Wärmekapazität von Metallen eher gering ist. Die Umlaufgeschwindigkeit eines Punktes auf dem Reibring ist auch höher.
Blackwater Park
Schluchtinhaber
falsch. bei gleicher bremsleistung muss auch die gleiche wärmeenergie entstehen. der längere hebel bei ner größeren scheibe spielt dabei keine rolle. die hitzeentwicklung hängt nämlich nicht nur vom anpressdruck des kolbens ab, sondern auch von der geschwindigkeit, mit der die scheibe am kolben reibt. und die geschwindigkeit ist bei größeren scheiben entsprechend höher.
wie oben schon gesagt kann sich die thermische energie aber auf eine größere masse verteilen. außerdem ist die abstrahlungsleistung durch die größere oberfläche auch etwas höher.
ein weiterer vorteil ist natürlich, dass man mit größeren scheiben trotz fading noch besser bremsen kann als mit kleineren scheiben gleicher temperatur, da man ja nen größeren hebel hat.
Dieselwiesel
Hobby Exzentriker
Vorausgesetzt die Fläche und Druck der Bremskolben/Beläge ist bei beiden Scheiben gleich groß:
Bremsscheibe 1 und 2 werden gleich warm aber Bremse 2 bremst besser.
Außerdem wird durch den großen Durchmesser die Kühlung von Bremse 2 begünstigt.
kon
twowheelfanatic
Ein bisher gar nicht angesprochener punkt ist die wärmekonvektion, also die waärmeabgabe der scheibe an die umgebungsluft durch konvektion. In die formel für die wärmekonvektion spielen unter anderem die fläche und die relativgeschwindigkeit rein. Beide faktoren werden durch eine große scheibe positiv beeinflusst. Je größer die scheibe, desto größer die fläche für die wärmekonvektion. Bei einer größeren scheibe ist außerdem die relativgeschwindigkeit zur umgebung größer.
Naja, Wärmeabgabe durch Konvektion halt ich an dieser Stelle für ein Gerücht. Konvektion bedeutet Wärmetransport durch Materiefluss, wie z.B. in Flüssigkeiten oder Gasen (Warme Luft steigt nach oben=Konvektion). Wie schon gesagt sind es eigentlich nur 2 Größen, die wichtig sind: Volumen/Masse und Oberfläche, wobei die Oberfläche die wichtigere Größe darstellt, da für die Wärmeabgabe die Oberfläche wichtig ist und nicht das Volumen. Natürlich nimmt die größere Scheibe mehr Energie auf (bis sie die gleiche Temperatur besitzen würde, wie die kleine Scheibe, wenn man die Abgabe der Wärme außen vor lassen würde), was aber weniger wichtig ist, als die verbesserte Wärmeabgabe aufgrund der größeren Oberfläche.
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mit dem hebel hat das mal gar nichts zu tun wie Blackwater Park schon gesagt hat. das ist einfach ne frage der energieerhaltung: wenn du bremst, musst du bewegungsenergie "vernichten" und genau diese energie erwärmt auch deine scheibe, egal wie stark du bremst oder wie groß der hebel ist etc. (der unterschied zwischen kurzem, festen bremsen und schleifbremsung entsteht allein dadurch, dass die bremse beim kurzen bremsen mehr zeit hat, sich zu "erholen" zwischen dem bremsen)
die sache mit der größeren oberfläche und höheren geschwindigkeit der bremssscheibe durch den größeren durchmesser stimmt sicher, die frage ist nur wie groß der effekt ist. ne heiße bremsscheibe braucht ja schon ein wenig zeit um abzukühlen...kann da aber auch flasch liegen.
der wie ich glaube größte effekt kommt einfach durch die größere masse, weil gilt:
Delta T = Q / (c*m)
(Delta T: temperaturanstieg, Q: zugeführte wärmemenge, c: spezifische wärmekapazität, m: masse)
und ne größere scheibe ist einfach schwerer, demnach wird sie bei gleicher zugeführter wärmemenge nicht so heiß.
die sache mit der größeren oberfläche und höheren geschwindigkeit der bremssscheibe durch den größeren durchmesser stimmt sicher, die frage ist nur wie groß der effekt ist. ne heiße bremsscheibe braucht ja schon ein wenig zeit um abzukühlen...kann da aber auch flasch liegen.
der wie ich glaube größte effekt kommt einfach durch die größere masse, weil gilt:
Delta T = Q / (c*m)
(Delta T: temperaturanstieg, Q: zugeführte wärmemenge, c: spezifische wärmekapazität, m: masse)
und ne größere scheibe ist einfach schwerer, demnach wird sie bei gleicher zugeführter wärmemenge nicht so heiß.
kon
twowheelfanatic
ach wirklich, na dann schau mal hier:
http://books.google.de/books?id=iRU...86B1Abh&sig=GWBbP1AyzQSYuUdxmIl90bwVmO0&hl=de
oder hier (seite 56)
http://www.springerlink.com/content/x07l41665w012224/fulltext.pdf
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ähm...du sitzt nicht zufällig gerade in ner uni oder sowas?...an die links kommt man normalerweise nämlich nicht ran, ergo kanns niemand lesen
Wie schon gesagt, Konvektion bedeutet Materiefluss. Natürlich spielt sie auch eine Rolle, hat aber doch nichts mit der Scheibe selbst zu tun, sondern nur mit der Luft an der Scheibe. Dort findet nämlich Konvektion statt. Die Wärmeabgabe von der Scheibe an die Luft findet nicht durch Konvektion statt. Der Wärmetransport durch die Luft allerdings schon. Wie stellst du dir das denn vor? Metallteilchen von der Scheibe gehen in Luft über?
F
falkd
Guest
ähm...du sitzt nicht zufällig gerade in ner uni oder sowas?...an die links kommt man normalerweise nämlich nicht ran, ergo kanns niemand lesen
Also Gughel und Springdenlink sind normal erreichbar. Im Gegenteil: wenn ich durch meinen Heim-PC tunnele kann ich GoogleBooks nutzen - aus der Uni heraus nicht.
D
dubbel
Guest
F
falkd
Guest
Ist das TOR-Ende dann Springer-Abonennt?
kon
twowheelfanatic
ähm...du sitzt nicht zufällig gerade in ner uni oder sowas?...an die links kommt man normalerweise nämlich nicht ran, ergo kanns niemand lesen
daran hab ich jetzt nicht gedacht.
hier n screenshot der beiden quellen:
und das zweite
M
mete
Guest
Der Wärmeübertrag Scheibe-Luft findet durch primär durch Wärmeleitung (auch etwas Wärmestrahlung) statt (direkt an der Scheibe ist die Strömungsgeschwindigkeit gleich null, also gibt es da keine Konvektion), diese ist aber wiederum abhängig von der Temperatur der umgebenden Luft...und da kommt die Konvektion zum tragen, je stärker diese ist, desto besser ist der "Wärmeausgleich" in der Umgebungsluft, desto flacher ist das Temperaturprofil rund um die Scheibe. Das mit der Masse spielt meiner Meinung nach eine untergeordnete Rolle, die Wärmekapazität von Metallen ist stark begrenzt (sie nimmt zwar minimal mit T zu, aber das ist vernachlässigbar), die Wärmeleitung ist allerdings ganz hervorragend (z.B. auch über die Nabe, Speichen möglich, daher ist der Massevorteil einer größeren Scheibe marginal auf das Gesamtsystem bezogen, da spielen 20-50g kaum eine Rolle).
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hm..im moment sind alle (inklusive mir) nur am vermuten welcher effekt größer is. kann das vielleicht jemand mal quantifizieren?
aber soweit ich das im kopf hab, ist das bei festkörpern so wie ich das oben geschrieben habe, also würde eine doppelt so schwere bremsscheibe nur halb so warm werden, sie hätte also doppelt so viel "reserve"...
ich klau mal folgende angaben aus irgend nem thread hier:
Avid Polygon 160mm 115g
Avid Polygon 185mm 164g
Avid Polygon 203mm 223g
also hätte ne 203er scheibe bei der gleichen zugeführten wärmemenge wie ne 160er scheibe einen um 48,4% geringeren temperaturanstieg.
korrigiert mich wenn ich falsch liege..
kann denn auch jemand was zu der sache mit der konvektion sagen?
aber soweit ich das im kopf hab, ist das bei festkörpern so wie ich das oben geschrieben habe, also würde eine doppelt so schwere bremsscheibe nur halb so warm werden, sie hätte also doppelt so viel "reserve"...
ich klau mal folgende angaben aus irgend nem thread hier:
Avid Polygon 160mm 115g
Avid Polygon 185mm 164g
Avid Polygon 203mm 223g
also hätte ne 203er scheibe bei der gleichen zugeführten wärmemenge wie ne 160er scheibe einen um 48,4% geringeren temperaturanstieg.
korrigiert mich wenn ich falsch liege
..kann denn auch jemand was zu der sache mit der konvektion sagen?
Blackwater Park
Schluchtinhaber
das wirft auch folgende interessante frage auf: je mehr löcher man in die scheibe bohrt, desto größer wird die oberfläche, aber desto kleiner wird auch die masse. wo liegt das optimum?
ich würde mal vermuten:
wenn man zu viele löcher reinbohrt, wird die scheibe zu leicht, so dass kurzzeitige spitzen in der bremsleistung einen sehr hohen temperaturanstieg verursachen.
wenn man zu wenige löcher bohrt, ist die oberfläche zu klein, und sie kann bei längeren schleifbremsungen die hitze nicht gut genug abgeben.
ich würde mal vermuten:
wenn man zu viele löcher reinbohrt, wird die scheibe zu leicht, so dass kurzzeitige spitzen in der bremsleistung einen sehr hohen temperaturanstieg verursachen.
wenn man zu wenige löcher bohrt, ist die oberfläche zu klein, und sie kann bei längeren schleifbremsungen die hitze nicht gut genug abgeben.
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