Hvordan bremsede folk for tusind år siden? Udviklingen af bremsesystemet
Det siges, at for tusind år siden, da de gamle kørte hestevogne, var de i det væsentlige afhængige af manuel indsats til alt: de pumpede for at tanke brændstof, trak for at dreje, tudede med munden og bremsede med benene - godt, hestens ben. Til sidst, efter utallige lektioner lært gennem blod og tårer, indså folk, at når man gik ned ad bakke, at man udelukkende stolede på hestens ben, slidte hesten ud, men også truede føreren.
Dermed var det tidligste bremsesystem født. Folk brugte et stykke træ som bremseklods til at skabe friktion med hjulet, hvilket gav bremsekraft. Selvom træet nogle gange røg, når der blev bremset, var det nok til de langsomtkørende vogne. Faktisk kan bremsesystemer med lignende strukturer stadig ses i dag. Cykelfælgbremser har for eksempel udviklet sig fra at slibe dækkets overflade til at slibe fælgen, men princippet forbliver det samme.
Siden dampmaskinen dukkede op i det 18. århundrede, skiftede køretøjets kraft fra menneske og dyr til maskine, og hastighederne steg, men bremsesystemerne så lidt forandring. I begyndelsen af det 20. århundrede, uanset om det var en hestevogn, et tog eller en tidlig bil, fungerede bremsesystemet på samme måde som dem, der blev brugt med tidligere vogne. Resultatet? Selv på flad jord skete der stadig ulykker. Heldigvis designet i 1900 et geni ved navn Wilhelm Maybach den første biltromlebremse. Lyder det bekendt? Selv i dag bruger nogle lastbiler og low-end personbiler stadig tromlebremser.
Tilfældigvis, blot to år senere i 1902, designede et andet geni, Frederick William Lanchester, den første skivebremse, som er det bremsesystem, der bruges i mere end 80% af bilerne i dag, inklusive Xiaomi SU7. Du tror måske, at skivebremser opstod meget senere end tromlebremser, men det er ikke tilfældet. Skivebremser har højere krav til bremseklodsmaterialer. De tidlige skiver var lavet af jern og puder af kobber, som hurtigt blev slidt op. Forestil dig at tage ud på en familiebiltur med snacks, øl, spillekort og tre sæt bremseklodser - skuffende, ikke? Så på grund af begrænsninger i materialeteknologi blev skivebremser ikke populære.
Tromlebremser har dog også deres problemer. Deres design begrænser i sagens natur varmeafgivelsen, hvilket gør dem tilbøjelige til termisk henfald. Dette gælder selv for moderne tromlebremser. Men efterhånden som materialeteknologien blev forbedret, begyndte skivebremserne igen at få opmærksomhed. Tidlige bremseklodser var lavet af asbest, men asbest havde en fatal fejl: det var ikke miljøvenligt. Asbestfibre fra slid kunne inhaleres og forårsage irreversible lungeskader, hvorfor asbesttagsten, der engang var almindelig i min barndom, ikke længere bruges. Derudover er asbest en dårlig varmeleder, så det var svært at køle ned efter friktionen fra opbremsning.
Senere blev der udviklet semimetalliske bremseklodser, der erstattede asbest med ståluld for at øge hårdheden. Men nu var varmeledningen for god. Temperaturen steg hurtigt, og bremsesystemet forblev varmt, hvilket fik gummidelene, som tætninger og slanger, til at ældes hurtigere. Høje temperaturer fordampede også vand i bremsevæsken, hvilket fik bremserne til at føles bløde. Oven i købet forårsagede metal-på-metal-friktion støj ved lave hastigheder, og bremserne rustede let, når det regnede.
På grund af disse ulemper blev en ny generation af bremseklodser udviklet: lavmetalliske materialer. Som navnet antyder, havde disse puder mindre metalindhold. Selvom de ikke var så holdbare, var deres bremseevne bedre end semi-metalliske klodser, og de var mere støjsvage, ofte brugt i biler, der prioriterer komfort. Til sidst dukkede keramisk-baserede bremseklodser op, der brugte keramiske fibre til forstærkning. Disse avancerede puder er varmebestandige og tilbyder stabil friktion og reduceret støj. Plus, fordi de mangler metal, efterlader de ikke svært at rengøre bremsestøv på hjulene. Ulempen? De er dyre.
Men keramiske bremser er ikke engang de dyreste. Der er en mulighed i endnu højere niveau: kulstofbaserede bremser. Disse kommer i to varianter: carbon-keramik og carbon-carbon. Den ene er en komposit af kulstof og keramiske fibre, mens den anden er lavet udelukkende af kulstof. Begge tilbyder fremragende termisk ledningsevne, modstand mod høje temperaturer, stærk bremsekraft og lav vægt, hvilket gør dem mere holdbare. Det er derfor, kulstofbaserede bremser typisk findes på racerbiler, avancerede sportsvogne og fly. For almindelige bilister er de dog ikke rigtig relevante på grund af omkostningerne.
Efter al denne diskussion om skivebremser, kan du undre dig over, om tromlebremser stadig har en chance for at gøre comeback. Svaret er nej - de er simpelthen udklasset. Tromlebremser er tunge, har dårlig varmeafledning og er mindre effektive til at give hurtig, kontinuerlig bremsning. De er heller ikke kompatible med moderne teknologi som ABS. Når det er sagt, har tromlebremser deres styrker. En fordel er deres stærke bremsekraft. Af de to bremsesko følger den ene bremsetromlens rotation, mens den anden går imod den. Ved bremsning skaber skoen, der bevæger sig mod rotationen, en selvbremsende effekt, der strammer bremsen, når du trykker hårdere. Dette er en strukturel fordel. Tromlebremser er også omkostningseffektive, da deres design ikke har krævet væsentlige ændringer i de seneste år. Bortset fra opdateringer i friktionsmaterialer er de forblevet relativt billige at producere.
