Hoe remden mensen duizend jaar geleden? De evolutie van het remsysteem
Er wordt gezegd dat de Ouden duizend jaar geleden, toen ze met paardenkoetsen reden, voor alles in wezen afhankelijk waren van handmatige inspanning: ze pompten om te tanken, trokken om te keren, toeterden met hun mond en remden met hun benen. paardenbenen. Uiteindelijk, na talloze lessen die met bloed en tranen waren geleerd, beseften mensen dat wanneer ze bergafwaarts gingen, het uitsluitend vertrouwen op de benen van het paard niet alleen het paard uitputte, maar ook de bestuurder in gevaar bracht.
Zo werd het eerste remsysteem geboren. Mensen gebruikten een stuk hout als remblok om wrijving met het wiel te creëren, waardoor er remkracht ontstond. Hoewel het hout soms rookte als er werd geremd, was het voor de langzaam rijdende rijtuigen voldoende. Remsystemen met vergelijkbare structuren zijn zelfs vandaag de dag nog steeds te zien. Velgremmen voor fietsen zijn bijvoorbeeld geëvolueerd van het slijpen van het bandoppervlak naar het slijpen van de velg, maar het principe blijft hetzelfde.
Sinds de stoommachine in de 18e eeuw opkwam, verschoof de voertuigkracht van mens en dier naar machine en namen de snelheden toe, maar de remsystemen ondergingen weinig verandering. Aan het begin van de 20e eeuw werkte het remsysteem op dezelfde manier als dat van eerdere rijtuigen, of het nu een door paarden getrokken koets, een trein of een vroege auto was. Het resultaat? Zelfs op vlak terrein gebeurden er nog steeds ongelukken. Gelukkig ontwierp een genie genaamd Wilhelm Maybach in 1900 de eerste trommelrem voor auto's. Klinkt dat bekend? Zelfs vandaag de dag gebruiken sommige vrachtwagens en goedkope personenauto's nog steeds trommelremmen.
Toevallig ontwierp slechts twee jaar later, in 1902, een ander genie, Frederick William Lanchester, de eerste schijfrem, het remsysteem dat tegenwoordig in meer dan 80% van de auto's wordt gebruikt, inclusief de Xiaomi SU7. Je zou denken dat schijfremmen veel later zijn ontstaan dan trommelremmen, maar dat is niet het geval. Schijfremmen stellen hogere eisen aan remblokmaterialen. Vroege schijven waren gemaakt van ijzer en remblokken van koper, die snel versleten waren. Stel je voor dat je met het hele gezin op reis gaat met snacks, bier, speelkaarten en drie sets remblokken: teleurstellend, toch? Vanwege beperkingen in de materiaaltechnologie werden schijfremmen dus niet populair.
Trommelremmen hebben echter ook hun problemen. Hun ontwerp beperkt inherent de warmteafvoer, waardoor ze gevoelig zijn voor thermisch verval. Dit geldt zelfs voor moderne trommelremmen. Maar naarmate de materiaaltechnologie verbeterde, begonnen schijfremmen weer aandacht te krijgen. De eerste remblokken waren gemaakt van asbest, maar asbest had een fatale fout: het was niet milieuvriendelijk. Asbestvezels door slijtage kunnen worden ingeademd en onomkeerbare longschade veroorzaken. Daarom worden asbestdakpannen, die in mijn kindertijd ooit veel voorkwamen, niet meer gebruikt. Bovendien is asbest een slechte warmtegeleider, dus het was moeilijk om af te koelen na de wrijving door het remmen.
Later werden semi-metalen remblokken ontwikkeld, waarbij asbest werd vervangen door staalwol om de hardheid te vergroten. Maar nu was de warmtegeleiding te goed. De temperatuur liep snel op en het remsysteem bleef heet, waardoor de rubberen onderdelen, zoals afdichtingen en slangen, sneller verouderen. Bij hoge temperaturen verdampte ook het water in de remvloeistof, waardoor de remmen zacht aanvoelden. Bovendien veroorzaakte metaal-op-metaal wrijving lawaai bij lage snelheden en roestten de remmen gemakkelijk als het regende.
Vanwege deze nadelen werd een nieuwe generatie remblokken ontwikkeld: laag-metaalhoudende materialen. Zoals de naam al doet vermoeden, hadden deze pads minder metaalgehalte. Hoewel ze niet zo duurzaam waren, waren hun remprestaties beter dan die van semi-metalen remblokken, en waren ze stiller, wat vaak wordt gebruikt in auto's die prioriteit geven aan comfort. Uiteindelijk ontstonden er op keramiek gebaseerde remblokken, waarbij gebruik werd gemaakt van keramische vezels voor versterking. Deze hoogwaardige pads zijn hittebestendig en bieden stabiele wrijving en minder geluid. Bovendien laten ze, omdat ze geen metaal hebben, geen moeilijk schoon te maken remstof achter op de wielen. Het nadeel? Ze zijn duur.
Maar keramische remmen zijn niet eens de duurste. Er is een nog hogere optie: op koolstof gebaseerde remmen. Deze zijn er in twee varianten: koolstof-keramiek en koolstof-koolstof. De ene is een composiet van koolstof en keramische vezels, terwijl de andere volledig uit koolstof bestaat. Beide bieden uitstekende thermische geleidbaarheid, weerstand tegen hoge temperaturen, sterke remkracht en een laag gewicht, waardoor ze duurzamer zijn. Dat is de reden waarom op koolstof gebaseerde remmen doorgaans worden aangetroffen in raceauto's, luxe sportwagens en vliegtuigen. Voor gewone automobilisten zijn ze echter niet echt relevant vanwege de kosten.
Na al deze discussies over schijfremmen kun je je afvragen of trommelremmen nog een kans maken op een comeback. Het antwoord is nee: ze worden simpelweg overklast. Trommelremmen zijn zwaar, hebben een slechte warmteafvoer en zijn minder effectief in het snel en continu remmen. Ze zijn ook niet compatibel met moderne technologie zoals ABS. Dat gezegd hebbende, trommelremmen hebben hun sterke punten. Een voordeel is hun sterke remkracht. Van de twee remschoenen volgt er één de rotatie van de remtrommel, terwijl de andere daar tegenin gaat. Bij het remmen zorgt de schoen die tegen de rotatie in beweegt voor een zelfremmend effect, waardoor de rem strakker wordt naarmate je harder drukt. Dit is een structureel voordeel. Trommelremmen zijn ook kosteneffectief, omdat het ontwerp de afgelopen jaren geen grote veranderingen heeft ondergaan. Afgezien van updates op het gebied van wrijvingsmaterialen, zijn ze relatief goedkoop te produceren gebleven.
