Welcher Unterdruck herrscht im Bremskraftverstärker?

[Standspurpirat10825]

Abend!

Ich habe eine recht allgemeine Frage:

Wie stark ist der Unterdruck, der für den Betrieb eines BKV´s benötigt wird?

Mit ist klar, dass das stark von Fahrzeugtyp, Motorisierung usw abhängig ist.

Allerdings brauche ich auch keinen exakten Wert. Eine ungefähre Hausnummer reicht mir schon.

Und wo könnte man bei einem Fahrzeug diesen benötigten Unterdruck herbekommen,

wenn man ihn leider nicht vom Vergaser holen kann (mangels Anschlußmöglichkeit).

Keine Sorge aus Haftungsgründen nicht zu antworten.

Es geht um eine nicht gewerblich auf Privatgelände betriebene Arbeitsmaschine.

Schönen Abend!

[troja_falls]

wie wäre es mit einer unterdruckpumpe aus einem dieselmotor?

EDIT: wobei mich der unterdruckwert ansich auch mal interressieren würde ;)

[Schyschka]

laut Bosch 0,5 - 0,9 bar

[Standspurpirat10825]

Danke für die Antwort!

[stereo_rob]

Heißt denn dann 0,5 bis 0,9 bar (absolut), dass er den Umgebungsdruck von etwa einem bar um 0,1 bis 0,5 bar absenkt?

Und dass dann eben bei 0,5 bar die Pedalkräfte etwa verdoppelt werden?

Ich frage, weil ich gerne wissen würde, wie das bei Hybridfahrzeugen und reinen Elektrowagen gelöst wird.

Da sollte sich doch die Bremse mit und ohne Verbrennungsmotor gleich anfühlen.

(Im Anhang ein Bild vom Ruf-Elektro-Porsche. Der hat doch auch nen BKV.)

[Standspurpirat10825]

Ein Absolutdruck von 0,5bar wird wohl nicht bedeuten, dass die Pedalkräfte halbiert werden / die Bremskraft verdoppelt. Schließlich spielt ja auch die Größe der Membran im BKV (der bei dem Ruf-Porsche übrigens ziemlich groß ist) eine entscheidende Rolle.

Bei Hybridfahrzeugen wird der notwendige U-Druck dann vermutlich über eine elektrische Pumpe erzeugt. Da bei modernen Fahrzeugen sowieso schon häufig eine E-Pumpe eingesetzt wird (mangels Drosselklappe) wird man wahrscheinlich hier komplett auf die E-Variante zurückgreifen. Eine gemischte U-Druckerzeugung stelle ich mir regelelektronisch relativ kompliziert vor.

Sind aber ausdrücklich nur Vermutungen und Schlüsse, falls es jemand besser weiß nehme ich gerne alles zurück und behaupte das Gegenteil...

[stereo_rob]

Interessant, ich hätte vermutet, dass eine Druckdifferenz (delta_p) von 0,5 im Vergleich zum Umgebungsdruck von einem bar, also ein Verhältnis von 1 zu 2 genau eine Verdopplung der Pedalkraft ergibt. Die Membranfläche auf Geber- und Nehmerseite sollten doch exakt gleich groß sein (?)!

Außerdem hatte ich mal gehört, dass heutzutage auch Dieselmotoren eine Drosselklappe haben, unter anderem um sie "komfortabel" ausschalten zu können, sodass sie nicht so lange rumeiern und -wackeln, bevor sie stehenbleiben.

[Standspurpirat10825]

Eine "nehmerseitige" Membranfläche gibt es ja eigentlich nicht.

Was im Endeffekt identisch sein sollte, ist die Kraft, die im HBZ (hinter dem BKV) und am Bremszylinder anliegt.

Aber am HBZ wirkt ja zum einen die Kraft, die man direkt über das Pedal ausübt und zusätzlich die Kraft, die durch den BKV generiert wird.

Da Kraft = Druck * Fläche ( F = p * A ) ist, kann also die durch den BKV erzeugte (zusätzliche!) Kraft nicht nur vom Druck sondern auch Fläche der Membran (=Durchmesser des BKV) abhängig. D.h., dass man auch bei gleichbleibendem Druckunterschied von zum Beispiel 0,5bar die Bremskraft durch Änderung der Größe des BKV variieren kann.

Also ist die Annahme, dass delta_p=0,5 die Pedalkräft halbiert/verdoppelt im Allgemeinen nicht zulässig. In manchen Sonderfällen allerdings bestimmt zutreffend.

[stereo_rob]

Hast recht, war ein Denkfehler meinerseits!

Die Druckdifferenz kann die Kraft natürlich nicht schlicht verdoppeln, sondern nur um delta_p * A erhöhen.

[Oldie65]

Ich schreib auch mal etwas dazu.

Das Bremspedal hat eine Kraft-Übersetzung durch die Hebelverhältnisse von 1:8 (hab ich für den Golf geschätzt). Die Stange für den BKV sitzt sehr nahe am Drehpunkt des Bremspedals. Wir Männer können mit dem rechten Bein bei einer starken Bremsung locker 500 N aufbringen (der Rücken ist ja gut abgestützt). Mit der Übersetzung macht das 4000 N am Kolben des HBZ ohne die Unterstützung des BKV.

Der BKV hat einen Membrandurchmesser von 9 Zoll. Das ergibt eine Fläche von ungefähr 380 cm2. Bei einem Unterdruck von 0,8 bar ergibt das eine Kraft von 3000 N bei der Bremsung.

Auf den kleinen Kolben des HBZ wirkt also eine Kraft von zusammen 7000 N. Weil der Kolbendurchmesser des HBZ viel kleiner ist als der der Scheibenbremse gibt es eine weitere Kraftverstärkung. Die Beläge drücken also ganz schön kräftig an die Scheibe. An einer der vorderen Scheibenbremse könnten das schon 10000 N sein.

Bei Benzinmotoren, die eine Drosselklappe haben, entsteht der höchste Unterdruck, wenn die Klappe geschlossen ist und der Motor dreht. Also, wenn man vom Gas geht, um zu bremsen. Die Zehntelsekunde reicht aus. Der Dieselmotor braucht dafür eine Unterdruckpumpe.

[Reifenfüller7782]

'n Abend zusammen ! :)

@Oldie: Für solche äußerst informativen Beiträge hättest Du mindestens mal wieder den "Ehren-Jogga des Monats" :D ;) verdient - ich weiß, warum ich dann so manchesmal wieder zurück ins Forum gefunden habe! Danke! ;)

 

Grüße und allen 'nen schönen Abend noch, Dynator :)

[Standspurpirat10825]

@ Oldie65:

Danke für die Rechnung. Allerdings habe ich den Eindruck, dass du mit den Einheiten etwas durcheinandergekommen bist.

Zuerst komme ich für die Membranfläche auf 410 cm^2 (bei 9 Zoll), weiterhin rechne ich mit 400cm^2, das entspricht 0,4m^2 (wegen der Stangenführung usw mögen einige cm^2 fehlen.

Du multiplizierst cm^2 mit bar. Dabei erhälst du auch eine Kraft, die Einheit entspricht allerdings nicht Newton.

Führt man die Einheiten bei der Rechnung mit erhält man:

F [N=(kgm/s^2)] = p [bar=1*10^5 N/m^2] * A [m^2]

-> F [N] = 0,8 bar * 0,4m^2

0,8* 1*10^5 N/m^2 * 0,4 m^2 = 32.000 N

Also alleine am BKV verstärkt sich die Kraft (bei deiner Annahme) etwa um das achtfache in diesem Fall.

Weitere Aussagen über Kraft durch Fußhebel und Kraft durch unterschiedliche Zylindergrößen sind eher Mutmaßungen und ich werde sie hier nicht berechnen.

Auch sollte man beachten, dass die durch den Hauptbremszylinder generierte Kraft bei der Übertragung noch ein paar (kleine) Verluste bei der Übertragung erfährt und natürlich nicht nur an einem Bremskolben anliegt sondern sich in der Regel auf vier Bremszylinder verteilt.

Schönen Abend!

[Oldie65]

9 Zoll = 22,5 cm. Davon habe ich etwas abgezogen für die Stange.

1 m2 = 10000 cm2 (100 cm x 100 cm)

Bei meiner Berechnung habe ich die Bremskraftverteilung berücksichtigt und den Anteil der Vorderachse auf eine einzelne Scheibenbremse aufgeteilt.

[Standspurpirat10825]

Leider wird das aus deinem Posting nicht ganz deutlich, da du schreibst

Zitat:

Original geschrieben von Oldie65

 

[...]

Auf den kleinen Kolben des HBZ wirkt also eine Kraft von zusammen 7000 N. [...]

Das impliziert, dass du damit die auf den HBZ wirkende Gesamtkraft (Hebelbetätigung + Verstärkung im BKV) meinst, die sich dann im weiteren auf sämtliche RBZ verteilen muss...

Meines Erachtens ist die auf den HBZ wirkende Kraft bereits deutlich höher.

[Oldie65]

Zitat:

Original geschrieben von Golf_Syncro/GTD

 

0,8* 1*10^5 N/m^2 * 0,4 m^2 = 32.000 N

Du hast für die Membran des BKV eine Fläche 0,4 m2 ausgerechnet. Das entspricht einem Quadrat mit einer Seitenlänge von 63 cm. Die Anschauung sagt einem schon, dass das viel zu groß ist.

 

Du hast dich daher um das Zehnfache verrechnet.