3er (E90, E91, E92, E93) 330d VA Bremsenoptimierung bei Nässe

[csl_micha]

da wo die Beläge greifen schon

 

[Uwe Mettmann]

Weiter oben habe ich das doch erklärt. Der Wasserfilm zwischen Belag und Scheibe wird durch das Bremsen über erhitzt und verdampft. Aus diesem Grund bildet sich eine Dampfschicht. Diese Dampfschicht sorgt dafür, dass kaum Reibung zwischen Belag und Scheibe besteht.

Wenn nun Löcher oder Schlitze in den Scheiben sind, so wird der Dampf dort hineingedrückt und kann somit besser abgeführt werden, so dass Belag und Scheibe schneller mechanischen Kontakt bekommen.


@CodeZilla
Ich habe noch zwei Punkte vergessen. Durch gelochte oder geschlitzte Scheiben können Komforteinbußen entstehen, so z.B. höhere Bremsgeräusche. Dies war zumindest bei meinem E46 so.

Weiterhin besteht die Gefahr, dass die Scheiben schneller gammeln, weil sich in den Löchern bzw. den Schlitzen Streumittel absetzt und somit länger wirkt als bei Scheiben ohne Löcher bzw. Schlitze. Auch diese Beobachtung habe ich bei meinem damaligen E46 gemacht.

Gruß

Uwe

 

[CodeZilla]

@Uwe: Danke, ja ist mir bekannt das es Geräusche geben kann. Stört mich nicht, wenn es dafür gescheit bremst.

Habe jetzt mal alles bestellt für die VA, mal schauen wie sich das macht, ich bin gespannt!

 

[John]

an die wasserdampf theorie glaube ich nicht wirklich...

bei fest sattel bremsen, liegen die bremsbelaege immer leicht an, das ist schonmal ein vorteil.
bei schwimmsattel bremsen erstmal nicht (konstruktionsbedingt). [diese zustand wird dann eben extern erzeugt, siehe BMW]
die schwimmsattel bremszangen neigen eher dazu aufzugehen (und erhoeht damit das "spiel" im system)

ich kenne das nassbrems problem so, das gerade die erste 0.5-1.0s die bremsleistung quasi nicht vorhanden ist. also null bremse.
fuer mich fuehlte sich das so an, das wasser muesste erst verdraengt werden (hydraulik prinzip), danach baute sich die bremsleistung erst auf.

selbst wenn beim ersten "nass bremsen" der waerme eintrag sprunghaft erfolgen sollte (was ja nicht passiert), erfolgt eine evtl. verdampfung verzoegert. Die kompressibilitaet von wasserdampf ist viel hoeher als bei wasser. Eine aufschwimmen auf "gas" ist denkbar, siehe bremsbelag fading (z.b. auf rennstrecke) im zusammenhang mit "out-gassing" bei neuen bremsbelaegen (war frueher mehr ein thema als heute), aber diese effekt setzt sich verzoegert ein. Es fuehlt sich auch anders an, das bremspedal ist "hart" aber die bremswirkung laesst stark nach.

Da aber die bremsleistung von anfang an fehlt, und nicht erst verzoegert, denke ich eher das ist das aufschwimmen auf wasser film. Zudem das pedal sich zunaechst nicht hart anfuehlt, sondern "undefiniert". Aehnlich wenn man spiel im bremssystem hat.


PS: bei meinem turbo habe ich die PCCB bremse (die scheiben sind auch gebohrt), und bin erst kurzlich bei starkem regen gefahren, und auch hier eine deutlich verminderte bremswirkung. das bremspedal fuehlte sich zwar gut an, aber die bremswirkung war nicht da. ich hatte nicht zeit um zu experimentieren, aber beim naechsten mal moechte ich die sache nachgehen.

John

 

[Uwe Mettmann]

Hallo John,

ich spreche jetzt von den Erfahrungen mit meinem ehemaligen e46.
Gerade weil in den ersten 1 bis 2 Sekunden keine Bremswirkung vorhanden ist, kann ich mir nicht vorstellen, dass es eben nur Wasser zwischen Beläge und Scheiben ist. Man hätte eine geringere aber man hätte eine Bremswirkung.

Genau das ist aber nicht der Fall, es ist überhaupt keine Bremswirkung vorhanden. Außerdem, wenn es nur ein Wasserfilm wäre, würde das Problem auch bei geringeren Geschwindigkeiten als 120 km/h auftreten, gerade auch, weil eine geringere Zentrifugalgraft vorhanden ist, die das Wasser nach außen schleudert. Bei meinem E46 trat das Problem mit keiner Bremswirkung aber erst ab 120 km/h auf und war bis zu einer Geschwindigkeit von 180 km/h präsent. Unter 120 km/h hatte ich die zu erwartende Bremswirkung.

Des Weiteren ist das Problem nicht nur der Feuchtigkeitsfilm, sondern ich vermute, dass die Poren der porösen Oberfläche der Beläge Wasser aufnehmen (diese Info gab mir auch meine BMW-Werkstatt). Das erklärt dann auch, dass, wenn das Problem auftritt, ein kurzes Trockenbremsen nicht ausreicht. Nur ein längeres oder mehrmaliges deutliche Bremsen hilft wirklich. Das erklärt auch, warum die Trockenbremsfunktion bei E91 nicht ausreichend. Das Abstreifen der Feuchtigkeit reicht halt nicht aus und die Trockenbremsfunktion reicht eben nicht, um das Wasser komplett aus den Belägen zu entfernen.

Beim Bremsen erhitzt sich das Wasser in den Belägen sehr schnell, dampft dann aus und führt zu der fast nicht vorhandenen Bremswirkung.

Im Übrigen hatte ich bei meinem E46 auch bei Nässe einen harten definierten Druckpunkt.


Gruß

Uwe

 

[3kleineMarder]

Ein Wasserfilm kann schon eine ziemlich Gleitreibung aufbauen.
Es gibt bestimmte Lager, die werden nur mit Wasser geschmiert.

 

[Catahecassa]

Wasserdampf würde voraussetzen, dass Wärme erzeugt wird ... wird aber nicht, weil nichts bremst. Erst wenn das Wasser weicht, kann der Belag zur Scheibe und dann gibt es auch Hitze durch Reibwärme. Sogar beim E91, den ich hatte, war das Problem mit dem Nassbremsen vorhanden, trotz "Trockenbremsfunktion", welche aber nur aktiv ist, wenn man kein Intervall am Scheibenwischer aktiviert hat ... absolut unverständlich für mich, das so zu kombinieren. War der Scheibenwischer auf Stufe 1 oder 2, war die Bremswirkung unmittelbarer, aber immer noch verzögert.
Das hat mein ML mit gelochten Scheiben z.B. nicht, da kann es schütten und beim ersten Pedaldruck habe ich eine Bremsfunktion ... und den fahre ich nur mit Intervallregelung des Scheibenwischers Beim RS4 mit der CISC (gelocht, nicht geschlitzt) und sogar beim E82 135i mit der Performance-Bremse (ebenfalls gelocht) nebst ABS-Adaption war bei Regen keine Verzögerung.

Lt. einem Brembo-Ingenieur helfen die Löcher nur für die Kühlung, die Schlitze nur für die Wasserabweisung. Damals hatte ich diese Wasserdampftheorie noch nie gehört, sonst hätte ich Ihn gleich direkt darauf angesprochen

 

[Uwe Mettmann]

Wasserdampf würde voraussetzen, dass Wärme erzeugt wird ... wird aber nicht, weil nichts bremst.

Um das Wasser, welches sich in den Poren der Beläge befindet, zu erhitzen, reicht eine geringe Wärmentwicklung aus, so dass eine nur geringe Abbremsung eines 1700 kg Fahrzeuges ausreichend ist. Ein geringe Abbremsung, die man kaum wahrnimmt, eben weil man eine starke Bremswirkung erwartet.

Wasserdampf Sogar beim E91, den ich hatte, war das Problem mit dem Nassbremsen vorhanden, trotz "Trockenbremsfunktion", welche aber nur aktiv ist, wenn man kein Intervall am Scheibenwischer aktiviert hat ... absolut unverständlich für mich, das so zu kombinieren.

Bei meinem E91 ist die Trockenbremsfunktion auch beim Intervallbetrieb aktiv. Das kann aber natürlich je nach Alter und SW-Stand unterschiedlich sein.

War der Scheibenwischer auf Stufe 1 oder 2, war die Bremswirkung unmittelbarer, aber immer noch verzögert.

Ja, leider war das trotz Trockenbremsfunktion bei meinem E91 auch so, schlimmer noch, er zog zu einer Seite. Inzwischen ist das Problem nach einigen Modifikationen wohl erledigt. Nur einmal ist mir bei mehreren Fahrten bei Nässe eine leichte (einseitige) Verzögerung aufgefallen.

War Lt. einem Brembo-Ingenieur helfen die Löcher nur für die Kühlung, die Schlitze nur für die Wasserabweisung. Damals hatte ich diese Wasserdampftheorie noch nie gehört, sonst hätte ich Ihn gleich direkt darauf angesprochen

Bei meinem damaligen E46 haben die gelochten Scheiben sehr gut geholfen. Das Ziehen zur einen Seite war weg und die gefühlt Null-Bremsverzögerung auch. Was geblieben war, war die reduzierte Bremswirkung, die man bei nassen Bremsscheiben aber erwartet und durch erhöhten Pedaldruck kompensierten konnte (Klick mich.

Dieses Verhalten passt mit der Wasserdampftheorie gut zusammen, denn der Wasserdampf kann einfach durch die Löcher entweichen. Aber letztendlich ist es egal, wie das Problem zustande kommt, denn theoretisieren darüber löst es nicht.


Gruß

Uwe

 

[John]

ich denke auch, wie oben geschrieben, das es ein "hydraulik" effekt ist.

ich hatte auch geschrieben das selbst bei einem sprunghaft angelegte waerme eintrag (was ja nicht statt findet), eine gewisse verzoegerung statt finden muss (bedingt durch die physik), bis sich das wasser verdampfen wurde. jetzt aber hat das wasserdampf eine viel hoehere kompressibilitaet als der des wasser films. gerade bei hohen scheiben drehzahlen reicht eine minimale wasser film aus um den hydraulik effekt hervorzurufen.

die kleinen poren im belag, gemessen am gesamt belag oberflaeche, ueberzeugt mich nicht, das hier durch sehr kompressiblen wasserdampf ensteht um ein abheben des belags von der scheibe hervorzurufen.

ich merkte bei aeltere fahrzeuge immer eine gewisse "undefiniertheit" im bremspedal, gerade in der erste 0.5s. ob eine andere fahrer das genauso empfindet? ist natuerlich subjektiv und haengt vom einfuehl vermoegen des fahrers ab. diese aeltere fahrzeuge hatten schwimmsattel bremszangen. und ich denke der wasser film die bremszange leicht nach aussen druckt, wenn man laengere zeit nicht gebremst hat.

ich hatte aus gewoehnheit dann bei regen immer wieder mal links gebremst um die bremsen warm und trocken(er) zu halten, was auch funktioniert hat.

auf der nordschleife fahre ich auch im regen. allerdings habe ich hier geschlitzte AP racing bremsscheiben mit festsattel bremse, und hatte noch nie diese null-brems problem. anscheinend reicht hier die waerme aus, auch weil die bremsbelaege immer leicht anliegen. die belaege sind sicher nass, und durch die bremsenkuehlung kommt dauernd wasser an die bremsscheibe, aber da ensteht kein verdampfungs problem. zumindest nicht das ich gemerkt haette.

John

Wasserdampf würde voraussetzen, dass Wärme erzeugt wird ... wird aber nicht, weil nichts bremst. Erst wenn das Wasser weicht, kann der Belag zur Scheibe und dann gibt es auch Hitze durch Reibwärme. Sogar beim E91, den ich hatte, war das Problem mit dem Nassbremsen vorhanden, trotz "Trockenbremsfunktion", welche aber nur aktiv ist, wenn man kein Intervall am Scheibenwischer aktiviert hat ... absolut unverständlich für mich, das so zu kombinieren. War der Scheibenwischer auf Stufe 1 oder 2, war die Bremswirkung unmittelbarer, aber immer noch verzögert.
Das hat mein ML mit gelochten Scheiben z.B. nicht, da kann es schütten und beim ersten Pedaldruck habe ich eine Bremsfunktion ... und den fahre ich nur mit Intervallregelung des Scheibenwischers Beim RS4 mit der CISC (gelocht, nicht geschlitzt) und sogar beim E82 135i mit der Performance-Bremse (ebenfalls gelocht) nebst ABS-Adaption war bei Regen keine Verzögerung.

Lt. einem Brembo-Ingenieur helfen die Löcher nur für die Kühlung, die Schlitze nur für die Wasserabweisung. Damals hatte ich diese Wasserdampftheorie noch nie gehört, sonst hätte ich Ihn gleich direkt darauf angesprochen

 

[Uwe Mettmann]

Die Wasserdampftheorie findet man auch in einer Patentschrift:

Um die Wärmeabstrahlung an die Umgebung zu erhöhen, gibt es verschiedene Bauformen von Scheiben- bzw. Trommelbremsen. So gibt es z.B. bei Scheibenbremsen so genannte innen belüftete Bremsscheiben, die aus zwei Scheiben bestehen, die durch Stege miteinander verbunden sind. Durch diese Anordnung wird die Fläche zur Abgabe der Wärme an die Luft vergrößert und durch die Zentripetalkraft ein Luftstrom erzeugt. Bremsscheiben für höhere Ansprüche, z. B. bei Sportwagen, sind häufig auch gelocht, das heißt, sie sind mit kleinen Bohrungen in der gesamten Fläche versehen. Dies hat einen positiven Effekt auf das Ansprechverhalten bei Nasse, da sich zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe kein Dampfdruck durch das verdampfende Wasser aufbauen kann. Diese Maßnahmen beziehen sich jedoch auf der Bremsscheibe.
Daher ist es die Aufgabe dieser Erfindung, einen Bremsbelag zur Optimierung des Wärmeübergangs zu Bauteilen im Bremsenumfeld bereitzustellen. Dabei wird der Wärmeübergang des Bremsbelags, der aus einem Reibbelag und einer Rückenplatte besteht, auf die daran anschließenden Bremsenbauteile, z.B. die Druckteller einer Zuspanneinheit und die daran montierten Schutzkappen lokal reduziert und die Wärme mittels spezieller Formgebung vermehrt an die Umwelt abgestrahlt.

Quelle

Auch bei Wikipedia habe ich das mal gelesen.


Gruß

Uwe

 

[John]

Im Anhang habe ich ein interessante paper in englischer sprache eingefuegt, vergleich von gelochte und nicht gelochte beremsscheiben bzgl. diverse performance metrics. Ich denke die meisten von euch werden das schon verstehen koennen.

bzgl nass bremsverhalten wurde gesagt (seite 10 und 11):

Wet event brake outputs are also of high interest and in a similar case as in the degassing discussion,
cross drilled rotors help evacuate water but do so only at very low brake pressures [10].

At higher braking pressures the pad puts enough pressure on the thin film of water that it
can escape quickly without any cross holes. Hence, wet brake output is higher for cross drilled
rotors only at low brake pressures and becomes very similar to the brake output of blank rotors
once high brake pressure is exerted upon the brake pad [10].

Es wird eigentlich immer von der beseitigung des wasser films ausgegangen, um die bremswirking herzustellen, und das wird erreicht durch anlegen des belags (schab wirkung). Ist kein bremsdruck da, schwimmen die belaege (durch die keil wirkung des wasser films) auf. Bei schwimmsattel bremsen wird das halt beguenstigt.

Die keil wirkung ensteht wegen der vergleichsweise sehr niedrigen kompressibilitaet. Genauso funktionieren gleit lager fuer kurbelwellen und pleuel, nur hier ist anstatt wasser film, ein oel film mit eine drueck aufnahme vermoegen im 2 stelligen MPa bereich (dort betraegt das oel film teilweise nur etwa 4 micrometer dicke). Diese effekt muss es von anfang an geben (sofort beim ersten einsatz der bremse).

Verdampfung ensteht nicht "sofort". Zur veranschaulichung, siehe dazu "differential gleichung erste ordnung". Legt man ein sprung als "input" an (das ist also idealisiert), kommt das response verzoegert an. Solche systeme werden durch eine delay zeit t beschrieben. bei 3t hat das response 67% des inputs erreicht. bei 7t nahezu 99%. Die antwort wird durch ein exponential funktion beschrieben. Diese verzoegerung wurde ein fahrer wahrnehmen.

Der fahrer bremst aber nicht digital und dieses phenominaen tritt aber auch schon bei leichte brems maneuver auf (z.b. 200 km auf der autobahn bei staerkere regen).

John

 

[John]

Hier noch eine zusammenfassung aus einem anderen SAE paper zu gelochte scheiben.


seite 3/4:

"(wet) brakes operate in a micro-elastic hydrodynamic regime"

gleitlager arbeiten auch im hydrodynamic regime...

 

[Catahecassa]

again what learned

 

[silverSl!DE]

Zu den Black Dash, fährst Du die mit den Serien Belägen oder welche von EBC, wenn ja, welche?

@CodeZilla sry für die späte rückmeldung.

Ich fahre EBC Red vorne hinten serienscheibe+serienbelag.
sind nun schon etwa 2Jahre druf, wenn ich mich nicht vertue... bin eig. super zufrieden. allerdings würde ich die RED nicht mehr nehmen. max green. die Blackdash haben zwar die freigabe für red beläge, aber ich vermute, dass sie in der praxis für diese schiebe eben doch ein wenig zu agressiv sind. im Vergangenen halben jahr oder so konnte ich feststellen, dass sich die scheiben angefangen haben zu verziehen. könnte aber auch daran liegen, dass die scheiben evtl langsam auf das mindestmaß zugehen. hatte ich bei den Brembo Max genauso, dass die gegen verschleißende feinstes Lenkradflattern bescherten.
ansonsten immer zuverlässige verzögerung. auch bei hohen temperaturen. Interessant ist, dass die HA (kompl. Serie) im kalten zustand etwas besser beißt. 2-3 Bremsungen weiter stellt sich dann mit steigender Temperatur an der VA die gewünschte Bremsbalance her.
nach der Brembo Max und Blackdash warte ich sehnsüchtig auf die Zulassung der neuen EBC schiebe: High Carbon http://www.ebcbremsen-profi.de/ebc-bremsscheiben/ebc-high-carbon-blade-disc/

Die Legierung würde ich mal gerne testen

 

[3kleineMarder]

Nach dem ich vorne Yellow hatte und jetzt DS Performance würde ich ganz klar die DS Performance empfehlen.
Die gelben machen im Alltag die Scheibe kaputt und lösen sich einfach nur auf.

Die RED hinten sind aber ok. Die werden so wie es aussieht den Satz DS Performance überleben.

Die Performance macht halt nen rosa/roten Staub aufs Rad/Felge

 

[3kleineMarder]

Über die Bremsleistung könnte ich mich auch nicht beschweren.
Ich werd die Tage mal km eintragen, dann kann ich mal rechnen wie lange die Yellow gehalten haben.
Die Scheibe hatte zwischen durch aber schon ziemliche riefen.
Ich muss halt mit kalter Bremse auf der BAB auch oft ziemlich Ankern.

Hier mal zwei Bilder, als der Belag fast weg war.

 

[3kleineMarder]

Das war nach EINEM Satz Yellow!
Die Scheibe hat schon einen ziemlichenGrat, den die Trägerplatte amEnde schon abgehobelt hat.

Und bei 1.000 km die Woche kann ich die Löcher oft frei machen. ;-)
Ich mach morgen noch mal Bilder, wie die Scheibe jetzt aussieht.

 

[3kleineMarder]

Hier das aktuelle Bild.
Sieht besser aus, nur die Löcher Sehen ziemlich missbraucht aus.

 

[lorre]

Ich würde mir nicht die Mühe machen und mit einer Schraube rumpopeln. Einfach mit nem Kärcher durchblasen. 10sekunden pro Seite ; fertsch.

 

[CodeZilla]

So, kurzes Update, am Wochenende endlich die Tarox F2000 Scheiben, Ferodo DS Performance, EVOLITY Brakes Bremssattelhülsen montiert.

Auf den alten Belägen war zwar noch reichlich Belag drauf, aber ich war einfach zu sehr genervt vom Bremsverhalten bei Nässe.

Das ganze nun noch sorgsam einfahren und der Test steht dann noch aus.
Fürs erste kann ich aktuell aber sagen das das Bremsgeräusch lauter geworden ist, mal schauen ob sich das noch ändert.

Sieht nun so aus:

Komplett mit Rad:

VG
Hendrik