Et tidlig problem med bilbremser – som ofte var underdimensjonert – var varmgang. Da sluttet de å virke, og ferden endte – med litt flaks – bare i naturen. Dette gjaldt trommelbremser. Altså satte en skarp fyr seg ned og tenkte: Hva er bedre? Resultatet av det ble skivebremser.
Bildet øverst: Helt fra midt på 1950-tallet brukte pioneren Citroën skivebremser, først i den teknisk futuristiske og elegante DS-modellen. (Foto: Citroën)
Av Stein Bekkevold
Jo, en blottlagt skive som du klyper friksjonsklosser inn mot er bra – den luftes og kjøles hele tiden. Tenkte en smart fyr. Og skivebremsen var oppfunnet. Når da? I 1903 …
Bak oppfinnelsen sto en temmelig intens ingeniør som het Frederick W Lanchester, et av UKs tre store navn på området ved siden av Harry Ricardo – motoroppfinner – og den like berømte Henry Royce (Rolls Royce). Riktig nok var Lanchesters bremser wireoperert og hadde svært tynne skiver, men prinsippet var det samme som i dag: En teknikk som gir mer effekt for hver centimeter inntrykket pedal.
Dette ble tydelig da 1953-løpene ved Le Mans ble vunnet av skive-bremsende (Girling) Jaguarer mens alle andre durte rundt løypa i 24 timer og ødela trommelbremsene. Effekten kan regnes som forholdet mellom trykket i bremserøret og klemkraften mot skiven. Før het dette fenomenet C* – noe skulle det jo hete …
Citroën
Tidlig ute med skivebremser var fenomenet Citroën DS fra 1955, en bil som på så mange måter var generasjoner før sin tid. Som så mye annet kom skiver i noe omfang først på fly – mer avanserte kampfly fra 2. verdenskrig (som tyske Arado) hadde slike, både på grunn av den høyere bremseeffekten og fordi de krevde mindre plass når hjulene skulle felles inn i vinger – som stadig ble tynnere fordi flyene skulle gå fortere og fortere.
En annen viktig fordel allerede med tidlige skivebremser, var at mens trommelbremser gjerne hadde naturlig servoeffekt fordi bremseskoen(e) ble dratt med i rotasjonen, ga skivebremsene mer direkte føling med effekten; du kjente akkurat hvor hardt du skulle trykke for å få ønsket effekt – og låste bremser var ikke lenger noe problem.
Enda en fordel er at skiver tørker mye fortere enn tromler om du kjører gjennom vann – mange opplevde i gamle dager full trommelsvikt og satt med hjertet i halsen før friksjonsvarmen fikk kokt bort vannet.
I dag har alle personbiler skivebremser foran og bak, i begynnelsen bare foran, mens bakhjulbremsene fortsatt hadde tromler. Men bilene ble tyngre og tyngre og kjørte fortere og fortere så snart kunne bare skiver trygt stoppe dem.
Så hva er skivene laget av, og hva slags hydraulikk må til? Og hva slags krefter skal de stanse?
Denne pene Mazda har som du ser – som alle moderne biler – store skiver foran og litt mindre bak, fordi rotasjonsmomentet krever større effekt foran. (Foto: Mazda)
Massekraft
Ta det siste først. Det finnes en masse-lov (formulert av vår gamle venn Isaac Newton) som angir størrelsen på kinetisk energi, bevegelsesenergien som må motvirkes for å stanse bilen: Ekin = M ganger v2 delt på to – v er bilens fart i meter per sekund mens massen er i kilogram.
Da ser du at tallet blir enormt: En bil på 2000 kg som kjører i 20 m/sek (72 km/t) har energimengde 2000/2 ganger 202 og det blir mye – men om du øker farten til 302 m/sek (108 km/t) så blir det kolossalt mye mer. Du ser det på fartskvadratet: 202 er 400 mens 302 jo er 900. Så energien som skal fanges opp er over dobbelt så stor i 108 km/t sammenlignet med 72 km/t. Alt dette skal de stakkars bremseklossene klare – rolig, trygt og bestemt. Uten å mattes av varmen som prøver å smelte dem, og uten å trekke skjevt slik at du flyr av veien. Her er teknologien bak skivene, klossene og den viktige bremsevæsken:
Skivene
er presisjonsformet, ofte av grått støpestål med høyt innhold av grafitt, for bedre friksjonskontroll. Noen fabrikker (Brembo bl.a.) gir skivene et ekstra grafittbelegg. I dag er mange skiver hule (ventilerte) med kanaler for enda raskere kjøling, særlig skivene foran – for der er massekreftene MYE større enn bak – fordi bilen vil rotere forover rundt massesenter når du bremser. Det finnes også skiver av smidd stål, for helt spesielle bruksområder.
Også din fine bil har sikkert moderne skivebremser, en oppfinnelse som altså stammer helt fra 1903 … (Foto: Ford)
Bremseklossene
var tidligere, for å tåle varmen, laget av asbest men dette er forlatt av helsehensyn; asbestose er en livsfarlig lungesykdom du får om du puster inn støvet. Viktige klossekrav er friksjonsevne og levetid. Kravene til friksjon er todelt: Dels skal klossene stanse bilen, men samtidig må friksjonen ikke gi låsing, så friksjons-koeffisienten for vanlige klosser er 0,3 til 0,5.
Balansen mellom evne til friksjon og slitasje på klossene (og skivene) er også svært viktig, for det koster å skifte klosser titt og ofte. Nå er materialet klassifisert som NAO (non-asbestos organic), og er ofte en kompositt av cellulose, plast (aramid) og glasspulver.
Andre kan også ha metallflak i kompositten mens noen lager helkeramiske klosser. Det som kan lukte av hete skivebremser er at noen materialer blir i overkant varme, da vil lukten av formaldehyd nå følsomme neser.
Bremsevæsken
er en hydraulikkolje, vanligvis en enkel glykoleter. I mer spesielle biler som Citroën og Rolls Royce, der det hydrauliske systemet også lenge sto for hjulopphenget i tillegg til bremsene, brukte de en olje kalt LHM (liquide hydraulique mineral) som er noen hakk dyrere. Til gjengjeld suger den ikke opp vann slik glykoleter gjerne gjør, vann som blir dampblærer på grunn av varmen; blærer som kollapser slik at du mister bremsene – det er derfor nødvendig å sjekke bremsevæsken HVERT ÅR om du har noe annet enn Citroën eller Rolls i garasjen …
Nå gjenstår bare å ønske god tur, med fine skivebremser som ganske sikkert redder deg og dine i nødens stund …
