Wieviel kW Leistung haben Bremsen?
Hallo 🙂
Vorab - ich bin kein Physiker/Mathematiker. Die nachfolgend in diesem Thread genannten Werte habe ich mir mit Hilfe eines PC-Programms ("Brems Dich ein!") konstruiert ... eine mir wichtige Frage ließ das Programm jedoch unbeantwortet:
Die Bremsen eines Kraftfahrzeugs müssen seine Motorleistung ja um das mehrfache "toppen", um das Gefährt sicher und rechtzeitig zum Stehen zu bringen. Daher dieses von mir erdachtes Exempel:
Angenommen, ich fahre einen Supersportwagen mit 250 kW (340 PS) Motorleistung.
Mein Fahrzeug ist in der Lage, aus dem Stillstand auf 100 km/h in 5,56 Sekunden zu beschleunigen (= mittlere Beschleunigung: 5,0 m/s²). Der hierfür erforderliche Weg beträgt 77,16 Meter.
Die vorzüglichen Bremsen bringen das Auto nun aus 100 km/h Geschwindigkeit binnen 38,58 Meter zum Stehen (= mittlere Verzögerung: 10,0 m/s²). Die hierfür erforderliche Zeit beträgt 2,78 Sekunden.
Meine Frage: Wieviel Kilowatt Leistung müssen die vier Scheibenbremsen (gemeinsam) aufwenden, um das Auto wie beschrieben abzubremsen? Lässt sich das errechnen?
Mein intuitiver Tipp: Das vierfache der Motorleistung, also 1000 kW (~1360 PS). Ist das so korrekt?
Gruß
Richard
Beste Antwort im Thema
Hi!
Gesetzlich Festgelegt ist eine mindes-Bremsverzögerung von 1,5m/s² - StVZO §41. Von der Motorleistung is das nicht abhängig.
(Anmerkung: Die 'Fahrschul-Formeln' für Brems- und Anhalteweg gelten für ca. 2,5 m/s²).
Leistung ist Energie pro Zeit, die Energie des Fahrzeugs ist von seiner Masse und seiner Geschwindigkeit abhängig: W=0,5 m v².
Jetzt nimmst du noch mal deine 'Bremszeit' und rechnest (mit der Masse des Wagens) noch mal neu.
(Anmerkung: Für den 'Ernstfall' müssen die Bremens mehr können als das Auto ein mal bis zum Stillstand abzubremens, z.B. bei eine Passabfahrt .
Ein LKW mit 340 PS braucht - da deutlich schwerer als dein angenommener Supersportwagen - auch deutlich größer dimensionierte Bremsen - trotz gleich Motorleistung.)
Gruss
trambolubi
Edit
PS: Dein intuitiver Tip (1000 kW) ist korrekt, wenn dein Auto 7200 kg wiegt.
(1000kW in 2,7 Sekunden macht 2780000 J.
W=0,5 m v² folgt m=2 W/v²)
50 Antworten
Das alles dürfte aber nur klappen, wenn die Räder dabei nicht blockieren. Ansonsten fällt der größte Teil der Energie nämlich auf die Reifen.
Zitat:
Original geschrieben von Radlager
Das alles dürfte aber nur klappen, wenn die Räder dabei nicht blockieren. Ansonsten fällt der größte Teil der Energie nämlich auf die Reifen.
Richtig, prinzipiell genau 100%.
MfG, HeRo
Zitat:
Original geschrieben von HeRo11k3
Richtig, prinzipiell genau 100%.
MfG, HeRo
Na, so ein bischen Luftwiderstand ist bei über 100 Sachen ja auch noch da 😁
Zitat:
Original geschrieben von Radlager
Na, so ein bischen Luftwiderstand ist bei über 100 Sachen ja auch noch da 😁
Ja, schon, der geht aber auch nicht an den Bremsen in Wärme über, wenn die Reifen noch nicht blockieren, den haben wir schon die ganze Zeit ganz großzügig ignoriert.
MfG, HeRo
P.S: DNA sagt dazu: "Die Physik schaute weg, bis Arthur bemerkte, dass das was er tat (nämlich fliegen) physikalisch gar nicht möglich war"
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Zitat:
P.S: DNA sagt dazu: "Die Physik schaute weg, bis Arthur bemerkte, dass das was er tat (nämlich fliegen) physikalisch gar nicht möglich war"
Das erinnert mich immer an Tom&Jerry oder Roadrunner, wo über dem Abhang erst noch mal doof in die "Kamera" geschaut wird und es dann abwärts geht 😁
Sry, wenn ich das Thema nach gut 9 jahren nochmal aufgreiffe, aber mich stört an den berechnungen oben etwas gewaltig:
Als ex-Pysik-schüler hab ich über die Theorie immer gelacht. Denn da wurde alles weggelassen, v.a. reibung und wiederstand, bis das endergebnis nix mehr mit der Realität zu tun hatte.
Trotzdem will ich das ganze mal theoretisieren. Weiter unten wurde geschrieben dass der Beispiels-rennwagen 7,2Tonnen wiegen müsste damit er 1000KW bremsleistung hat.
Ich denke hier ist ein Gravierender Fehler gemacht worden, wenn man das von hinten her aufrollt. Insbesondere wurde nicht mit rausgerechnet: ABS [oder blockierende reifen]
Will man die tatsächliche bremsleistung testen müsste man reintheoretisch einen Wagen konzepieren, der 1. keine wiederstände hat, zum anderen-und hier das Hauptproblem so schwehr beladen ist, dass nicht das ABS eingerifen muss, oder die reifen blockieren, sondern im falle einer Vollbremsung die Bremsscheiben durch die bremsbacken durchrutschen.
Erst wenn die scheibe durch die klötze durchrutscht haben wir die tatsächliche bremskraft. Solange das ABS eingreift oder die reifen durchrutschen wird nicht das Maximum ausgenuzt.
Ich kann zwar nicht rechnen, aber ich würde sagen, dass in diesem Versuch eine Bremsleistung von gut 1000PS tatsächlich erreicht werden könnte.
Stützen tu ich diese Theorie auf folgendem Video:
http://www.youtube.com/watch?v=UL7A6Fb8AGw
Klar zu erkennen: Trotz mehr gewicht bleibt der bremsweg gleich. Der verlust von ABS wird minimiert [wie auch erklärt] und reinheoretisch ist bei gleichem bremsweg und doppelten gewicht die Doppelte Bremsleistung da-bei gleichen Bremsen.
Die Feststellbremse ist keine Betriebsbremse..
Zitat:
(4) Bei Kraftfahrzeugen – ausgenommen Krafträder – muss mit der einen Bremse (Betriebsbremse) eine mittlere Vollverzögerung von mindestens 5,0 m/s2 erreicht werden; bei Kraftfahrzeugen mit einer durch die Bauart bestimmten Höchstgeschwindigkeit von nicht mehr als 25 km/h genügt jedoch eine mittlere Vollverzögerung von 3,5 m/s².
Zitat:
(9) Zwei- oder mehrachsige Anhänger – ausgenommen zweiachsige Anhänger mit einem Achsabstand von weniger als 1,0 m – müssen eine ausreichende, leicht nachstellbare oder sich selbsttätig nachstellende Bremsanlage haben; mit ihr muss eine mittlere Vollverzögerung von mindestens 5,0 m/s² – bei Sattelanhängern von mindestens 4,5 m/s² – erreicht werden. Bei Anhängern hinter Kraftfahrzeugen mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 25 km/h (Betriebsvorschrift) genügt eine eigene mittlere Vollverzögerung von 3,5 m/s², wenn die Anhänger für eine Höchstgeschwindigkeit von nicht mehr als 25 km/h gekennzeichnet sind (§ 58). Die Bremse muss feststellbar sein. Die festgestellte Bremse muss ausschließlich durch mechanische Mittel den vollbelasteten Anhänger auch bei einer Steigung von 18 Prozent und in einem Gefälle von 18 Prozent auf trockener Straße am Abrollen verhindern können. Die Betriebsbremsanlagen von Kraftfahrzeug und Anhänger müssen vom Führersitz aus mit einer einzigen Betätigungseinrichtung abstufbar bedient werden können oder die Betriebsbremsanlage des Anhängers muss selbsttätig wirken; die Bremsanlage des Anhängers muss diesen, wenn dieser sich vom ziehenden Fahrzeug trennt, auch bei einer Steigung von 18 Prozent und in einem Gefälle von 18 Prozent selbsttätig zum Stehen bringen. Anhänger hinter Kraftfahrzeugen mit einer durch die Bauart bestimmten Höchstgeschwindigkeit von mehr als 25 km/h müssen eine auf alle Räder wirkende Bremsanlage haben; dies gilt nicht für die nach § 58 für eine Höchstgeschwindigkeit von nicht mehr als 25 km/h gekennzeichneten Anhänger hinter Fahrzeugen, die mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 25 km/h gefahren werden.
Nachtrag:
beladene LKW haben gegenüber PKW einen kürzeren Bremsweg, weil die Haftreibung zwischen Reifen und Fahrbahn größer wird als die des PKWs..
Die Kraft pro cm² Aufstandfläche ist größer als beim PKW, deshalb ist sehr wichtig, den Abstand zum LKW zu beachten, sonst ist das Heck des LKW der Stirn des PKW Fahrers sehr nah oder bis zum Hirn an- oder durchs Hirn geschlagen..
Zitat:
Original geschrieben von Hartgummifelge
Nachtrag:
beladene LKW haben gegenüber PKW einen kürzeren Bremsweg, weil die Haftreibung zwischen Reifen und Fahrbahn größer wird als die des PKWs..
Die Kraft pro cm² Aufstandfläche ist größer als beim PKW, deshalb ist sehr wichtig, den Abstand zum LKW zu beachten, sonst ist das Heck des LKW der Stirn des PKW Fahrers sehr nah oder bis zum Hirn an- oder durchs Hirn geschlagen..
Kraft pro ccm Aufstandsfläche (= Druck) ist für die Größe der Reibung nicht maßgebend.
Die Haftreibung ist unabhängig von der Größe der Kontaktfläche und hängt nur von der Normalkraft ab.
Wäre es anders, würde ein Panzer, dessen Kraft pro Aufstandsfläche wesentlich kleiner ist als bei einem Pkw, eine geringere Haftreibung zwischen Kette und Strasse haben.
O.
Zitat:
Angenommen, ich fahre einen Supersportwagen mit 250 kW (340 PS) Motorleistung.
*hüstel* 😉
Zitat:
Original geschrieben von Hartgummifelge
Nachtrag:
beladene LKW haben gegenüber PKW einen kürzeren Bremsweg, weil die Haftreibung zwischen Reifen und Fahrbahn größer wird als die des PKWs..
Der Nachtrag stimmt so nicht. Leere LKW moderner Bauart erreichen leer die Bremswege von PKW. In beladenem Zustand werden die Bremswege jedoch länger.
Richtig ist jedoch die Empfehlung, auch zu LKW einen vernünftigen Sicherheitsabstand zu halten.
Zitat:
Original geschrieben von go-4-golf
Kraft pro ccm Aufstandsfläche (= Druck) ist für die Größe der Reibung nicht maßgebend.
Die Haftreibung ist unabhängig von der Größe der Kontaktfläche und hängt nur von der Normalkraft ab.
Wäre es anders, würde ein Panzer, dessen Kraft pro Aufstandsfläche wesentlich kleiner ist als bei einem Pkw, eine geringere Haftreibung zwischen Kette und Strasse haben.
Das sehe ich anders. Bei ebener Strecke ist die "Normalkraft" gleich der Gewichtskraft. Die Reibung (bzw Haftung/sgrenze) hängt vom Reibungskoeffizienten zwischen Reifen und Fahrbahn und der Kraft ab, mit der die Flächen zusammengedrückt werden.
Bei hinreichend dimensionierten Bremsen unterscheidet sich deshalb der Bremsweg eines leeren und eines vollen LKW und eines PKW nicht (s. Video). Die zwischen Reifen und Strasse übertragbare Kraft nimmt genau in demselben Maße zu wie das Gewicht des Fahrzeugs.
Edit - wobei, eigentlich sagen wir dasselbe: die Reibung hat mit der Größe der Fläche nichts zu tun . Deshalb wurde oben der Druck zu Unrecht ins Spiel gebracht.
Zitat:
Original geschrieben von AMenge
Der Nachtrag stimmt so nicht. Leere LKW moderner Bauart erreichen leer die Bremswege von PKW. In beladenem Zustand werden die Bremswege jedoch länger.Zitat:
Original geschrieben von Hartgummifelge
Nachtrag:
beladene LKW haben gegenüber PKW einen kürzeren Bremsweg, weil die Haftreibung zwischen Reifen und Fahrbahn größer wird als die des PKWs..Richtig ist jedoch die Empfehlung, auch zu LKW einen vernünftigen Sicherheitsabstand zu halten.
Den Denkfehler haben schon viele PKW Fahrer mit dem Leben bezahlt, je schwerer der LKW beladen ist umso kürzer ist der Anhalteweg.
Vorrausgesetzt die Ladung ist anständig gesichert, ohne den Fahrer beim Bremsen zu erschlaqen.
Die Zeiten das ein vollbeladener LKW aus 80km/h erst nach 60m zum Stehen kam sind lange vorbei.
Anders als Radfahrzeug, kann ein vollbremsendes Kettenfahrzeug mit angebrachten Kettenschonern nahezu auf dem Fleck zum Stehen kommen, ohne, rutscht es funkenschlagend wenige Meter weiter..
Die Haft(reib)ung von Reifen auf Asphalt ist nicht so einfach zu verstehen.
Sie ist sehr wohl druckabhängig. Eben deshalb bremst ein schwerer Panzer auf flächigen Gummis besser als er es auf kleinen Reifen tun würde.
Unendlich kurz ist der Bremsweg eines Panzers dennoch nicht. Auf Wikipedia kann man für den Leopard 2 etwa 20,6 m finden, aus 70 km/h. Das ist recht gutes PKW-Niveau. Wohlgemerkt, obwohl er vermutlich nicht für einen kurzen Bremsweg ausgelegt ist (wieso sollte man einen Kampfpanzer dahingehend optimieren?) und auch die Gummis nicht dahingehend.
Könnte aber auch sein, dass die Gummis recht weich sind? Dann hätte der Panzer dadurch schon einen Vorteil.
Ein LKW wird mit Sicherheit aus 100 km/h nicht nach 30 bis 35 m stehen. Es werden wohl um die 40 bis 45 m sein. PKW-Niveau, aber auch nicht besser. Wer da hinten reindonnert, hat einfach zu wenig Abstand gehalten. Völlig egal, ob der LKW voll oder leer ist, sieht man doch im Video.
Das Problem bei LKW dürfte auch sein, dass die meist doch nur 85 bis 90 km/h schnell fahren. Wenn man da mit 110 oder 120 km/h angefahren kommt, eigentlich zum Überholen ausscheren will und der LKW bremst nun genau in dem Moment geht einem natürlich der Platz aus. Wenn man das Bremslicht des LKW sieht, benötigt der noch 30 m bis er steht. Der PKW-Fahrer hat hingegen noch 80 bis 90 m vor sich.
In der Kolonne mit ausreichend Abstand sollte es nicht eng werden. Was sich hinter einem abspielt ist in der Situation eher von Belang.
Zitat:
Original geschrieben von Hartgummifelge
Den Denkfehler haben schon viele PKW Fahrer mit dem Leben bezahlt, je schwerer der LKW beladen ist umso kürzer ist der Anhalteweg.
Es ist und bleibt falsch. Siehe dazu beispielsweise dieses
PDF.
Bei der Reibung muss man zum einen daran denken, dass das nicht nur Kraft mal Fläche ist, sondern die Größe der Fläche anders als in der Physik Grundkurstheorie (heute wahrscheinlich LK) durchaus eine andere Rolle spielt, da auf einer größeren Fläche der Verzahnungseffekt von Reifen zu Straße größer ist.
Deshalb kann man mit breiten Reifen auch schneller durch Kurven fahren als mit Schmalen, obwohl das lt. Kraft / Fläche gleich bleiben müsste, was es aber nicht tut.
Weiterhin wird lt. Gesetzgeber eine maximale Betätigungskraft der Bremsanlage gefordert, die liegt bei 50KG Pedaldruck.
Zu guter letzt kommen dann grade bei Sportwagen, die ja ggfls. ständig beschleunigt und gebremst werden, die Probleme hinzu dass sie zum einen viel Wärme in der Bremsanlage aufnehmen und diese Abführen müssen, ohne dass sie überhitzt, und zum anderen wenn die Bremsbeläge warm werden, diese Ausgasen und die Beläge auf den Gaspolstern aufschwimmen und die Bremsleistung schlechter wird.
Deswegen baut man z.B. geschlitzte Scheiben...