Hvor længe holder bremseklodser?

De to puder øverst på billedet er ca. 2 millimeter tykke og dårligt slidt. Den nederste pude, frisk fra kassen, er 12 mm tyk. Rude på de gamle puder (et typisk problem) reducerede deres friktionskapacitet. Se flere billeder af bremser. Foto af Eric Baxter

Levetiden for et givet sæt bremseklodser afhænger af et meget bredt sæt af variabler, der spænder fra personlig kørestil til fysisk upersonlige love. Mekanik og fabrikanter har en løst aftalt kilometertal mellem 30.000 og 70.000 miles (48.280 til 112.654 kilometer), men historier om puder, der varer kun 160 km (160,9 kilometer) til en forbløffende 100.000 miles (160.934 kilometer), bugner.

Disse vidtgående tal er forståelige. Pudder findes i en række typer og sammensætninger - fra komposit til metallisk til keramik - og er knyttet til en endnu mere forvirrende række bremsesystemer og rotorer, som alle påvirker pudenes levetid. Til blandingen tilføjes varme, tryk og friktion i mængder, der ville forbløffe de fleste drivere. Faktisk er bremserne, især puderne, nogle af de hårdest arbejdende komponenter i din bil.

Med henblik på denne artikel beskæftiger vi os udelukkende med bremseklodser, hvilket betyder, at puderne, der bruges i caliperbremser i stedet for tromlebremser. De puder der bruges i tromlebremser benævnes "sko." De tjener det samme formål og er ofte konstrueret af det samme eller lignende materiale, men de fungerer på en lidt anden måde.

Lad os begynde at tackle spørgsmålet om levetid ved at se på, hvad bremseklodser er lavet af eller deres friktionsmateriale. Pads findes generelt i fire typer: organisk, semimetallisk, metallisk og syntetisk. Hver af disse typer har deres egne egenskaber, der skal vejes mod bremsebelægningens levetid:

• Økologisk: Lavet af ikke-metalliske fibre bundet til et sammensat materiale. Materialet behandles derefter med friktionsmodificerende midler inklusive grafit, pulveriserede metaller og endda nøddeskaller. Fyldstoffer tilføjes for at reducere støj og for at påvirke varmeoverførslen blandt andre faktorer.
• halvmetal: Denne pude er en blanding af organisk materiale og metaller - lige fra stål og jern til kobber - støbt og bundet til dannelse af puden. Disse puder er hårdere og mere modstandsdygtige over for varme.
• Metallic: Dette materiale, der er dannet af en række og blanding af trykbundne metaller, blev engang brugt i vid udstrækning i racing. Fremskridt inden for organisk og semimetallisk pude-sammensætning har gjort metalliske puder næsten forældede.
• Syntetisk: Dette kaldes ofte keramiske puder. Disse puder er lavet af en sammensætning af ikke-organisk og ikke-metallisk materiale, normalt glasfiber og aramidfibre. Disse puder vejer cirka halvdelen af ​​vægten af ​​den gennemsnitlige pude, de er stærkere, har bedre kold og varm stopkraft, og de holder meget længere end gennemsnittet. De koster også cirka dobbelt så meget.

For polstermaterialerne ovenfor findes den bedste stopkraft i de organiske puder. Men denne samme stopkraft betyder, at mere af pudematerialet bliver slidt under et stop. På grund af dette varer organiske puder i gennemsnit mindst mulig tid. Semimetalliske puder, de puder, der nu er på de fleste biler, er sværere og holder længere, men de stopper ikke så effektivt, som organiske puder gør. Det samme gælder keramiske puder, skønt disse puder ofte holder længere, hvis chaufføren er villig til at betale prisen og har en lidt længere stoppeafstand.

Og da puder handler om at stoppe, er det tid til at se på massen. Virkeligheden med masse eller specifikt at stoppe en given masse - som en bil - bringer os til fysikken bag slid på puden.

Dette foto viser en typisk skivebremsesamling med rotor, puder og caliper. Denne samling blev udskiftet efter, at caliper frøs og puderne bar ned til næsten ingen tykkelse. Varme skred rotoren og forhindrede bremserne i at arbejde effektivt. Foto af Eric Baxter

På det mest basale konverterer et bremsesystem en kines energi til varmeenergi gennem friktionsenheder - nemlig puderne. Hvor meget kinetisk energi der er i arbejde i en bil bestemmes af dens vægt (jeg bruger dette ombytteligt med masse, troede de to ikke er nøjagtigt ens), dens hastighed og hvor meget hastigheden ændres. Fra fysisk synspunkt beregnes kinetisk energi ved at multiplicere bilens vægt gange kvadratet for dens hastighed. Produktet divideres derefter med 29,9, og resultatet er mængden af ​​kinetisk energi i fodpund.

En mere praktisk anvendelse er dette: To biler kører 30 miles i timen (48,3 kilometer i timen). Den ene vejer 2.000 pund (907,2 kg), den anden 4.000 pund (1.814 kg). Den lettere bil genererer 60.200 fodpund (81.620 newton-meter) kinetisk energi, den tyngre bil genererer 120.400 fodpund (163.240 ftonpund (163.240 newton-meter)) kinetisk energi.

Vores teoretiske bil kører og genererer drejningsmoment, og i virkeligheden sker der intet, før føreren træder på bremsen. Så sker der en hel masse ting. Bremserne skal overvinde dynamisk inerti (bilen i bevægelse) og pålægge statisk inerti (få bilen til at stoppe). Det gør dette ved at ændre den kinetiske energi til termisk energi eller varme - og det genererer meget. Puden på den mindre bil, der går 60 miles i timen (96,6 kilometer i timen), når ca. 450 grader Fahrenheit (232,2 grader Celsius) under et nødstop. Dette kan selvfølgelig påvirke pudenes levetid. Eller, mere enkelt sagt, hver gang en chauffør stopper eller kører bremserne, slides puderne, opvarmes og dør bare lidt.

Den sidste del af denne lange ligning på polstringslevetid har intet at gøre med puderne direkte. Husk, at puderne skal trykke mod en rotor for at bremse bilen. Dette opnås ved hjælp af et sæt af målere, og puderne presses mod en rotor.

En rotor kan se ud som et simpelt stykke metal, men det er designet meget specifikt til at arbejde med målere og puder. Rotorens masse såvel som indbyggede varmefinner hjælper med at sprede noget af den varmeenergi, der er udviklet under bremsning, og forlænge levetiden til puden. Overfladen har også en bestemt finish, der er glat nok til at forlænge puden, men ru nok til at muliggøre effektiv bremsning.

Tilsvarende skal caliprene arbejde for korrekt påføring af stemplet og trykke på puderne når det er nødvendigt og løsne, når det ikke er nødvendigt. En fastklæbende eller klæbende tykkelse kan betyde, at en pude er i konstant eller for hyppig kontakt med en rotor. Dette øger varmeenergien og den tidlige slid på puden.

Variablerne i en bremseklods levetid er så brede, at det er næsten umuligt at indstille en bestemt levetid - selvom 30.000 til 50.000 miles (48.280 til 80.467 kilometer) for semimetalliske puder er en god målsætning. Selv den type transmission, en bil har, kan have indflydelse på livslængden. Drivere til manuel gearkasse, der ved, hvordan man skifter til kontrolhastighed, vil se længere bremsevirkningstid end automatgearkørere. I den anden ende af spektret ser folk, der kører bremser eller bremser meget hårdt, ofte deres livslængde halveres, når et enkelt skift i kørestil kunne spare dem penge.

I betragtning af denne sort er den bedste måde at håndtere pudelivet på at få dem kontrolleret under rutinemæssige olieudskiftninger. Et sæt bremseklodsmålere kan bruges til at måle slid, og en god butik kan fortælle dig, hvor meget friktionsmateriale du har tilbage på puden, og hvor længe de skal vare. Mange puder har også hørbare indikatorer. Et lille stykke metal, normalt en fjederklemme, fastgjort til en af ​​puderne. Når puden slites ned, gnider klemmerne mod rotoren og giver en skrigende lyd.

Uanset hvor længe typiske bremseklodser kan vare, skal du altid være opmærksom på tegnene på, at bremserne går dårligt - falmende kraft, tab af magt, når bremserne bliver varme, eller trækkes til den ene eller den anden side under bremsning. Alle disse skilte er en indikation af, at bremseklodser går dårligt, og bremser er kritiske for en bils gode drift.

For mere information om bremseklodser og andre relaterede emner, skal du følge linkene på næste side.

Relaterede artikler

• Top 10 daglige bilteknologier, der kom fra racing
• Kan du samle din egen bil?
• Hvor længe holder bilmotorer?
• Hvor længe varer transmissionerne?
• Hvor længe skal en bils luftkompressor vare?
• Skulle autodæk have en salgsdato?
• Hvad er en olielevetidsindikator?
• Hvad er nyt inden for syntetisk olieteknologi?
• Vil bilreparationer i fremtiden krøbelige dig?

Kilder

• Baxter, Eric. Chrysler certificeret bremsetekniker - Niveau 3. juli 2010.
• Chamberlain, Kenneth. Chrysler certificeret bremsetekniker - Niveau 4. Personligt interview. Gennemført den 6. - 8. juli 2010.
• Erjavec, Jack. "Automotive bremser." Delmar Learning. 2004. (juli 2010)