Das sind aber zwei Worte...
Mit Erhöhung der Masse nimmt die Wärmekapazität zu, aber die Abgabemenge als Funktion der Oberfläche dürfte aufgrund des schlechteren Oberflächen/volumenverhältnisses geringer werden schätze ich. Ober was meintest du mit Massenerhöhung?
Ich wollte nicht schulmeistern ,aber bevor es dem Einstein die Schuhe mit Socken auszieht, kommt doch ein Statement...
Die spezifische Wärmekapazität, genannt "c", ist eine empirisch ermittelte Größe, die konstant ist. Für Wasser beträgt sie 1,16 Wh/kgxK, für metallische Werkstoffe ist sie wesentlich kleiner. Sie gibt an, wie viel Energie man 1 kg eines Stoffes zuführen muss um seine Temperatur um 1 K anzuheben.
Was hat das mit unserer Scheibenbremse zu tun?
Mechanische
Bremsen sind Reibungsbremsen, sie "vernichten" (besser: sie wandeln nach Energieerhaltungssatz um) kinetische Energie durch Reibungsarbeit. Reibung erzeugt Wärme, also wird schlussendlich Wärmearbeit = Wärmeenergie erzeugt. Aus Bewegungsenergie wird Wärmenergie.
Wärmenergie ist das Produkt dreier Faktoren: Masse, "c" und Temperaturdifferenz [ Q = m x c x Delta t].
Die Bremse, die eine höhere Wärmearbeit generiert, ist die bessere Bremse.
Um eine Bremse nach obiger Formel zu verbessern, könnte ich das "c" verändern, beispielsweise Ersatz von Stahl durch Kupfer - besitzt höheres "c", aber Kupfer ist als Werkstoff recht schwer und besitzt einen niedrigen Schmelzpunkt. Die Erhöhung der Temperaturdifferenz ist auch limitiert:
Die Scheibe verformt sich, die Beläge schmelzen oder die
Bremsflüssigkeit gibt den Geist auf.
Also erhöhen wir die Masse durch eine größere Scheibe. Damit steigt nicht nur das "Q", sondern die Oberfläche des Reibrings wird größer, wodurch auch mehr Bohrungen in der Scheibe möglich werden. Die Umfangsgeschwindigkeit am jetzt größeren Reibring nimmt ebenfalls zu, wodurch eine höhere Kühlwirkung bei der Drehung des Rades erzielt wird.
Die kleinere Bremse erbringt auch die Wärmearbeit, aber sie braucht normalerweise etwas länger als die größere Bremse und ist deshalb die "schlechtere Bremse" zunächst einmal.
Kommen wir zur Wärmeleistung. Wärmeenergie geteilt durch die Zeit ergibt die Wärmeleistung,[Q`= Q/t] in diesem 'Fall die Bremsleistung.
Die Bremse, die die Wärmenergie schneller abbaut, ist thermisch stabiler, bietet also auch die größeren Reserven.
Seltsamerweise, gibt es auch relativ kleine
Bremsen, die teilweise "besser" als die größere Konkurrenz erscheinen.
Hier konmt es auf die Reibpaarung von Belag/Scheibe, Ventilationswirkung der Scheibe,
Bremsflüssigkeit, Lüfterspiel, mechanische Übersetzung (Hebelverhältnisse am Bremshebel) und hydraulische Übersetzung (Verhältnis von Geberkolbenfläche zu Bremskolbenfläche) an.
Druck ist Kraft geteilt durch die Fläche [ p = F/A]. Geht man von einem konstanten Druck (Normalfall in der Hydraulik aus) aus, so verhält sich F1/A1 wie F2/A2. (A1 ist Betätigungskolben- oder Geberkolbenfläche, A2 ist Bremskolbenfläche)
Nimmt man beispielweise eine Geberkolbenfläche von 20 mm2 und eine der Bremskolben von 400 mm2, so ergibt sich schon eine zwanzigfache Verstärkung der Betätigungskraft, bei einer mechanischen Übersetzung von 1:3 verdreifacht sich das Ganze noch einmal.
Bei Verdopplung der Bremskolben würde theoretisch sich eine 120fache Verstärkung der Betätigungskraft am Bremshebel ergeben.
Erinnert man sich an die dynamische Achslastverschiebung, so sollte man vorne die größere und hinten die kleinere Scheibe verbauen, jedoch bietet eine gleich große Bremse im steilen Gelände -
Bremsen vorne schlecht möglich, sonst droht Überschlag - am Hinterrad eine größere thermische Reserve.
