Nieuwsbank

Schrijft, screent en verspreidt persberichten voor journalistiek, search en social media. Hét startpunt om uw nieuws wereldkundig te maken. Ook voor follow-ups, pitches en korte videoproducties.

Keramische remschijven voor Porsche 911 Turbo

Datum nieuwsfeit: 17-11-2000
Vindplaats van dit bericht
Bron: Razende Robot Reporter
Zoek soortgelijke berichten
Carros

Keramische remschijven voor Porsche 911 Turbo

(17 november 2000)

De geavanceerde Porsche Ceramic Composite Brake (PCCB) wordt thans voor het eerst aangeboden in een productiemodel. Het revolutionaire remsysteem is opgebouwd rond een keramische remschijf met evolventen-koelkanalen en is vanaf december 2000 verkrijgbaar als individuele optie voor de 911 Turbo. Op dit moment rollen reeds de eerste met PCCB uitgeruste Turbos in Zuffenhausen van de band.

Onafhankelijke vergelijkingstests tonen aan dat een conventioneel remsysteem met gietijzeren remschijven reeds uitstekend presteert. Toch kan de toepassing van nieuwe materialen voor aanzienlijke verbeteringen zorgen. Wat dat betreft zet de PCCB op het gebied van remtechnologie nieuwe maatstaven. Dat geldt bijvoorbeeld voor belangrijke aspecten als aanspreekgedrag op droog en nat wegdek, fadingstabiliteit, gewicht en levensduur. Ook bij het thema kortere remweg legt PCCB de lat wederom hoger. Maar zolang nog geen nieuwe rubbercompounds voor banden en een nieuw afgestemd antiblokkeersysteem (ABS) beschikbaar zijn, kan de Porsche Ceramic Composite Brake zijn potentieel voor een kortere remweg nog niet volledig waarmaken.

Experts op het gebied van remtechnologie voorzien voor de Porsche Ceramic Composite Brake een uiterst succesvolle toekomst. Want naast de hierboven genoemde voordelen kan het systeem tezijnertijd ook achteraf worden ingebouwd. In de werkplaats van de dealer hoeven alleen de remschijven en de remklauwen inclusief remblokken te worden vervangen. Veranderingen aan leidingen, rembekrachtiger of andere onderdelen van het remsysteem zijn niet nodig. Voor Nederland verwachten we dat dit mogelijk is vanaf medio 2001.

Circa 25 procent grotere wrijvingscoëfficiënt

De Porsche Ceramic Composite Brake onderscheidt zich door een aanmerkelijk verbeterd aanspreekgedrag en door een grotere wrijvingscoëfficiënt. De gemiddelde wrijvingscoëfficiënt bedraagt bij aanvang van het remmen meer dan 0,5. De gemiddelde verbetering ten opzichte van een gietijzeren remschijf is circa 25 procent. Dat betekent een duidelijk voordeel in noodsituaties: voor een optimale noodstop met de PCCB zijn geen hoge pedaalkrachten nodig en dus ook geen aanvullende technische hulpmiddelen die in een fractie van een seconde voor maximale remdruk zorgen. PCCB levert direct en zonder sterke druk op het rempedaal een maximale vertraging. Daarmee is een gevaar ondervangen waaraan veel automobilisten zichzelf blootstellen bij een noodstop met conventionele gietijzeren remschijven. Uit onderzoek blijkt namelijk dat veel automobilisten bij een noodstop weliswaar direct het rempedaal hard intrappen, maar dat ze zodra het ABS begint te regelen de druk op het rempedaal verminderen. De bestuurder denkt dan namelijk dat hij reeds de maximale remkracht heeft opgewekt, terwijl in werkelijkheid het ABS alleen nog maar aan de voorwielen actief is. Daardoor wordt de remweg onnodig langer.

Uitstekende fading-stabiliteit

De bedrijfstemperatuur bij metalen remschijven een beslissende factor voor de remweg speelt bij de PCCB slechts een ondergeschikte rol. Remblokken met keramische remschijf hebben noch in koude, noch in hete toestand een lagere wrijvingscoëfficiënt. Het niveau blijft steeds constant hoog, zoals de uiterst zware Porsche-fadingtest bewijst.

Hierbij wordt 25 maal direct achter elkaar afgeremd van 90 procent van de topsnelheid tot 100 km/u, bij een vertraging van 8 m/s2. Daarbij was de gemiddelde wrijvingscoëfficiënt na de elfde keer remmen nog steeds circa 0,45. Deze uitstekende fading-stabiliteit voorkomt onaangename verrassingen voor de bestuurder, wanneer hij bijvoorbeeld ineens van zeer hoge snelheid moet afremmen. Want een rem die in eerste instantie een perfecte vertraging geeft, maar die niet zoals Porsche-remmen speciaal voor hoge snelheden is geconstrueerd, verliest bij hoge bedrijfstemperaturen aan remvermogen. Een verlies dat alleen kan worden gecompenseerd door het rempedaal harder in te trappen.

Bij dergelijke extreme belastingen, zoals bijvoorbeeld de Porsche-fadingtest, afdalingen op bergwegen met hoge snelheid, of toepassing in de autosport reageert de keramische remschijf van Porsche met temperaturen tot maximaal 800° C. Daarmee wordt hij heter dan een conventionele gietijzeren remschijf. Maar de keramische schijf, die onder absoluut vacuüm bij een temperatuur van 1.700° C wordt gebakken, heeft geen enkel probleem met dergelijke hoge temperaturen. Een gietijzeren remschijf kan door de hogere temperatuur echter uitzetten, wat tot golfvormige vervorming van het remschijfoppervlak kan leiden. Daardoor liggen de remblokken niet meer vlak tegen de remschijf, wat onder meer trillende remmen veroorzaakt. Dit uit zich bijvoorbeeld in oncomfortabele pulsering van het rempedaal, onrust in de voorwielophanging en ongewenste reacties in het stuurwiel.

Koele schijf dankzij Porsche-patent

De reden voor de hogere temperatuur van de keramische remschijf is het lagere specifieke gewicht van het materiaal, waardoor de warmte-opslagcapaciteit kleiner is. De hitte van de remschijf was nog hoger geweest en daarmee gevaarlijk voor de ABS-sensoren en de capaciteit van de remvloeistof indien de ontwikkelingsingenieurs van Porsche niet zon optimale koeling hadden ontwikkeld. Daarbij kwam hun tientallen jaren ervaring op dit gebied goed van pas. Zo is de Porsche Ceramic Composite Brake voorzien van een uiterst efficiënte remkoeling met evolventen-koelkanalen. Verder zorgen de perforaties voor een groter oppervlak en dus voor een snellere afkoeling.

Daarnaast beschikt de PCCB door de perforaties in het frictie-oppervlak over een uitstekend aanspreekgedrag in natte toestand. Dit is zelfs nog aanzienlijk beter dan dat van gietijzeren remschijven. Dat komt deels, doordat de geheel nieuw ontwikkelde remblokken uit organisch vezelmateriaal door de grotere dichtheid minder water kunnen opnemen. De belangrijkste reden is echter het door Porsche gepatenteerde perforatie-principe van de remschijf. Dit was reeds voor Porsches gietijzeren remschijven gepatenteerd en is grotendeels ongewijzigd overgenomen en verder ontwikkeld.

Remmanoeuvres op nat wegdek laten in een fractie van een seconde het water tussen remschijf en remblokken verdampen. Zo ontstaat tussen de beide frictie-oppervlakken een laagje waterdamp, dat een stevig aangrijpen van de remmen verhindert. Porsche loste dit probleem op met behulp van de geperforeerde remschijf. Door de perforaties wordt de waterdamp binnen de kortste tijd afgevoerd, waardoor de remblokken hun totale kracht weer op de remschijf kunnen uitoefenen.

Goede grip op remschijf

Aan de vooras drukken voortaan zes remzuigers de remblokken tegen de keramische remschijf. Achter past Porsche wederom het beproefde vierzuigerprincipe toe. Ter compensatie van het schuin afslijten van de remblokken worden remzuigers met verschillende diameter toegepast. Om er absoluut zeker van te zijn dat eventueel optredende hogere temperaturen niet op de remvloeistof worden overgedragen, ontwikkelden de Porsche-ingenieurs een inventieve warmte-isolatie.

Dit vormt een beschermend schild tussen remblok en remzuiger. Dit kleine schild is gemaakt van een keramisch materiaal, waarvan de warmte-isolatie een factor 2,5 beter is dan die van titanium, dat hiervoor bij Formule 1-remmen wordt toegepast. De remklauwen zelf zijn uitgevoerd volgens de beproefde aluminium monobloc-constructie, met via pennen afgesteunde remblokken tegen schachtcorrosie en een buitenliggende verbindingsleiding voor een betere koeling van de remvloeistof.

De helft lichter

Ondanks de grotere diameter van de keramische remschijven voor de 911 Turbo (350 millimeter in plaats van 330 millimeter) is het verschil in gewicht opvallend. De keramische remschijf weegt als gevolg van het lagere materiaalgewicht circa 50 procent minder. Dat scheelt 16,5 kg gewicht in het onderstel van de 911 Turbo. Voor de onderstelspecialisten betekent dit een gigantische verbetering. Al vele jaren speuren ze naar mogelijkheden om elke gram overbodige massa uit het onafgeveerde gewicht te kunnen verwijderen. Dankzij het lagere gewicht van de PCCB dienen zich nieuwe mogelijkheden aan om het afrolcomfort, het wieldempingsgedrag en de stuurgevoeligheid merkbaar te verbeteren. Door de dynamische verbeteringen van het aanspreekgedrag van de schokdempers konden de ontwikkelingsingenieurs ook het instuurgedrag nog verder optimaliseren.

Geavanceerd productieproces

In tegenstelling tot gietijzeren remschijven, waarvan het productie- en afwerkingsproces slechts enkele uren duurt, kent een keramische remschijf een zeer geavanceerd en bijzonder uitgebreid productieproces van meer dan een dag. Voor de remschijf van koolstofvezel en siliciumcarbide is allereerst de keuze van de juiste koolstofvezels en hun voorbehandeling van beslissend belang. Bovendien vereist het bakken in de vacuüm-oven voor het carboniseren en het siliceren tientallen jaren ervaring. Om de hoge kwaliteitseisen van Porsche te kunnen garanderen is derhalve gekozen voor een Duitse fabrikant, die al meer dan honderd jaar ervaring heeft met hoogtemperatuur-materialen en processen. Het gehele productieproces is ondergebracht bij het competente hightech bedrijf SGL Carbon in Meitingen bij Augsburg. Deze werkwijze is van belang omdat alleen zó alle processen, van de productie van de koolstofvezels tot het bakken van de schijven, optimaal op elkaar zijn afgestemd.

Bij het begin van het productieproces worden exact gedoseerde hoeveelheden koolstofvezel gemengd met vloeibare polymeren, bijvoorbeeld harsen, tot een kleverige koolstofvezelmassa. In speciale remschijfvormen, waarin ook reeds de evolventen-koelkanalen zijn geïntegreerd, wordt de vezelmassa thermisch verdicht. Daarbij hardt het polymeer-aandeel uit, zodat een vormstabiele, ruwe CFK-remschijf ontstaat.

De uitgeharde, ruwe schijf wordt aansluitend in een pyrolyse-oven gecarboniseerd. Dat wil zeggen dat alle polymeer-aandelen die niet bestaan uit zuivere koolstof bij temperaturen van zon 1.000° C in een stikstof-atmosfeer grotendeels in koolstof worden omgezet.

Voor toepassing in de Formule 1 zou het productieproces hier stoppen, want na deze fase is immers sprake van koolstofvezel remschijven. Om ze echter om te vormen tot zeer sterke, keramische remschijven is nog een laatste, beslissende productiefase nodig. Een proces dat veel ervaring vereist in de omgang met hoogtemperatuur-materialen. Bij het siliceringsproces in de vacuüm-oven komt het namelijk niet alleen aan op de juiste dosering van het silicium, maar ook op de exacte temperatuur, die boven het smeltpunt van het materiaal bij 1.420° C moet liggen. Dan wordt silicium vloeibaar als water en wordt het door de koolstof remschijf die voorafgaand aan dit proces is geperforeerd als een spons opgezogen.

Na de afkoelingsfase is de aldus ontstane keramische remschijf bijna net zo hard als diamant: de hardheidsgraad van siliciumcarbide, dat bij dit chemische reactieproces ontstaat, bedraagt 9,7. Tegelijkertijd onderscheidt dit keramische materiaal zich met zijn vezelversterkte composietconstructie door een grote slagvastheid.

Gaat een autoleven lang mee

Dankzij de extreme hardheid van de keramische remschijf is de slijtage in verhouding tot een metalen remschijf uiterst gering. Derhalve is de levensverwachting overeenkomstig hoog. Uitvoerige tests hebben aangetoond, dat de remschijf bijna een autoleven lang mee gaat, namelijk een maximale levensduur heeft van zon 300.000 kilometer. Ook de corrosiebestendigheid van het gebruikte materiaal speelt een belangrijke rol bij de lange levensduur. Zo is de keramische remschijf absoluut ongevoelig voor pekel in zowel vaste (strooizout) als vloeibare vorm. Dat laatste wordt bijvoorbeeld in Duitsland toegepast in automatische sproei-installaties bij Autobahn-bruggen. De drager waarop de remschijf wordt gemonteerd en de elementen waarmee de remschijf wordt vastgezet hebben geen negatieve invloed op de levensduur. Opdat de PCCB veilig en lang meegaat is de drager uitgevoerd in edelstaal. Ook de nieuwe remblokken hebben een lange levensduur. In verhouding tot conventionele blokken gaan ze ongeveer tweemaal zo lang mee.

Prijs

PCCB-remmen voor de Porsche 911 Turbo kosten in Nederland 27.348,- incl. BTW/BPM als ze op een nieuwe Porsche af fabriek worden geleverd.

reageer via disqus

Nieuwsbank op Twitter

Gratis persberichten ontvangen?

Registreer nu

Profiteer van het gratis Nieuwsbank persberichtenfilter

advertentie