+ Plus

Techniek – remmen

Goed doseerbaar, enorme stopkracht en hittebestendig tot aan roodgloeiende toestand toe. Dat is voor de remmen op motoren tegenwoordig de normaalste zaak van de wereld – meestal althans.

Op het gebied van remsystemen was het bij wijze van uitzondering nou eens niet de racerij die in de motorwereld een belangrijke stap voorwaarts inluidde, maar de revolutionaire Honda CB750, die eind 1968 werd gepresenteerd. Deze machine vormde namelijk de doorbraak voor de schijfrem. Pas na 1970 werd op een aantal GP-racers de enorme trommelrem vervangen door (veelal) twee Lockheed-schijven, waarbij de remklauwen in de vorkpoten waren geïntegreerd. Halverwege de jaren zeventig was de schijfrem echter op straatmotoren al de standaard geworden. Gelukkig maar, want met de tot dan toe gebruikte trommelremmen van zo’n 200 millimeter doorsnede, werd een snelle afdaling van een bergpas een behoorlijk avontuur. Door de hitte werd de trommeldiameter groter, de organische remvoeringen gingen door slechte warmteafvoer faden en de remwerking was foetsie. Ook grote luchthappers en ventilatieopeningen konden niet afdoende helpen.

Schijfremmen waren duidelijk beter bestand tegen langdurig remmen, maar vroegen veel handkracht. Trommelremmen kunnen namelijk bij weinig handkracht heel hard remmen, dankzij de zelfbekrachtigende werking van de oplopende remschoenen. Wanneer een remschoen aan zijn uiteinde door de bedieningsnok van binnenuit tegen de trommel wordt gedrukt, wordt de oplopende kant vanaf die nok als het ware meegenomen door de trommel, waardoor hij zichzelf harder tegen de trommel drukt en vervolgens nog sterker wordt meegetrokken, enzovoorts. Hierin zit ook meteen één van de nadelen van een trommelrem: de moeilijke doseerbaarheid. Bij een schijfrem daarentegen is de remkracht nagenoeg lineair met de kracht op het remhendel, maar moet er wel beduidend meer remdruk op de blokjes staan voor een goede vertraging. Om bij trommelremmen optimaal gebruik te maken van die zelfbekrachtigende werking, werden beide remschoenen oplopend gemaakt, dus elk met een bedieningsnok aan de oplopende kant: de zogenaamde duplex-rem (op z’n Engels ‘two-leading-shoe drum brake’), te herkennen aan de twee hefboompjes. Het summum was de grote dubbele duplex-rem, of ‘four-leading-shoe’ (zie foto van de Yamaha TZ250/350-voorrem). De enkele schijf op de CB750 was dus wel modern, maar erg hard remmen deed hij nog niet. De snelle motoren ten tijde van de pk-wedloop werden daarom al snel voorzien van twee schijven (foto pag. ??). Een van de problemen was dat de destijds vaak simpel gestanste, eendelige stalen remschijven door de hitte vervormden. Door ongunstige spanningen in het materiaal en de alleen op de rand inwerkende hitte trokken de schijven krom, als een soort gewelfde schotelrand. Daarna waren ze verder onbruikbaar. Pas toen de diameters flink toenamen – tot 320 millimeter – en de remschijf semi-zwevend werd gelagerd op het hart, in combinatie met vast gemonteerde vierzuiger-remklauwen, zoals op de 135 pk sterke Yamaha FZR1000 van 1987 (zie foto), waren de schijfremmen echt opgewassen tegen de sterk toegenomen motorprestaties. Zelfs de sterkste en snelste motoren van dit moment gebruiken nog steeds veelal die 320 millimeter schijven met vierzuiger-remklauwen, zowel op straat als in de racerij. In de tussentijd gingen meerdere fabrikanten nog een stap verder met zeszuiger-klauwen, maar daar werd na verloop van tijd weer vanaf gestapt. Het is namelijk niet persé de dimensionering, maar veelal de combinatie van remblok- en schijfmateriaal die bepalend is voor een goed functionerende rem.

Wanneer je terugkijkt naar het begin van de schijfrem, dan is het bijna onvoorstelbaar hoe probleemloos de remmen van de huidige generatie bloedsnelle sportmotoren zelfs fanatiek circuitgebruik doorstaan. Ook al ruikt het in de pitbox soms een beetje ‘naar remmen’, het drukpunt en de remwerking blijven aan de veilige kant. Wat overigens niet betekent dat moderne remmen nooit enig probleem kennen. De meest voorkomende klacht: vibraties tijdens het remmen. Daarvoor zijn meerdere, deels aan elkaar gerelateerde oorzaken. De schijven kunnen domweg licht krom trekken en daardoor een slingering vertonen. Maar ook kunnen structuurveranderingen van het materiaal (door oververhitting) leiden tot vlekkerig ogende schijven, waarvan de wrijvingscoëfficiënt onregelmatig is. Dat leidt vooral bij lichtjes remmen tot een trillend gevoel. Deze structuurveranderingen kunnen bovendien leiden tot ongelijkmatige slijtage van de schijven, waardoor dikteverschillen ontstaan. Dan is de schijf niet krom, maar trilt de rem toch. Tevens kan juist een kromme schijf leiden tot ongelijkmatige slijtage en dus ook weer tot dikteverschillen. In alle gevallen moeten de schijven worden vervangen. Een zeer belangrijke factor bij alle remmen is het frictiemateriaal van de remblokken (of remschoenen bij trommelremmen). Tegenwoordig is het vaak een sintermetaallegering, een materiaal dat ook bestand is tegen de zware thermische belasting van circuitgebruik. De benodigde inremtijd is hiermee ook drastisch verkort. Remblokken met organisch of deels organisch frictiemateriaal hebben een grondige inremprocedure nodig. Daarbij moet de belasting langzaam en geleidelijk worden opgevoerd (met vanaf lage snelheid stevig, maar kort remmen), voordat uiteindelijk vanaf hoge snelheid maximaal geremd wordt. Bij de maximale warmteontwikkeling komen gassen vrij die als een soort luchtkussen tussen remblok en schijf werken, wat de remwerking enorm verslechtert. Bij een dergelijk type fading voelt het alsof de remschijf met olie gesmeerd wordt. Deze zogenaamde ‘initial fading’ moet een keer bereikt worden, zodat de remblokken daarna onder hoge thermische belasting betrouwbaar functioneren. Soms ontstaat tijdens het inremmen een verglaasd oppervlak, dat met schuurpapier met korrel 200 of hoger kan worden verwijderd. Een ander mogelijk probleem is het schuin afslijten van de remblokken, ook bij vierzuigerklauwen. Dit komt doordat de voorste rand van het remblok (waar de schijf ‘binnenkomt’) harder slijt dan de achterste. Dit wordt veroorzaakt door het minimaal kantelen van de remblokjes, die tijdens het remmen door de schijf worden meegetrokken. Voor racemotoren met korte onderhoudsintervallen geen groot probleem, maar voor de gewenste levensduur bij straatmotoren is het een groter nadeel. De oplossing van het probleem: remklauwen met remzuigers van verschillende diameters. Een kleine aan de oplopende kant waar de schijf binnenkomt, een grotere aan de aflopende zijde. Aangezien de hydraulische druk achter de zuigers gelijk is, geeft de remzuiger met het grotere oppervlak meer remkracht. Hiermee compenseer je de oplopende werking van de kantelende remblokken. Vooral in de racerij wordt gebruik gemaakt van het feit dat het oplopende remblok meer remkracht genereert, door de vierzuigerklauwen van vier losse remblokjes te voorzien, eentje voor elke zuiger. Daarmee heb je twee keer zoveel oplopende kanten en daarmee meer servo-effect. Voor straatgebruik heeft deze constructie meestal een te aggressief aangrijpgedrag, zeker ook bij noodstops zonder ABS.

Met de zogenaamde radiale rempompen en radiale remklauwen hebben nog twee componenten uit de racerij hun weg op straatmotoren gevonden. De radiale klauw, of beter gezegd radiaal gemonteerde klauw, heeft een flink wat stijvere bevestiging aan de vorkpoot dan bij axiale (parallel aan de wielas) bevestigingsbouten. De bevestigingsbouten kunnen niet alleen goed aan de uiteinden van de remklauw worden geplaatst, maar zo zit de bevestiging ook dichter tegen de schijf aan, wat minder buigend moment oplevert. Bij de radiale rempomp zit het voordeel enkel in een veranderde verdeling van mechanische en hydraulische overbrengingsverhouding. Door een grotere effectieve hefboom van het remhendel kan de diameter van de hoofdremcilinder groter worden gekozen dan bij een conventionele rempomp. Bij die laatste wordt de remkracht onder een hoek van circa 90 graden omgebogen naar de hoofdremcilinder, die dan door zijn kleinere diameter weer voor een grotere overbrengingsverhouding naar de remcilinders in de remklauwen zorgt (zie tekening pag. ??). Uiteindelijk geven beide systemen theoretisch dezelfde remdruk. Het voordeel van de radiale opstelling is de betere doseerbaarheid en feedback in het hendel. Ook uit de racerij stammen de zogenaamde monoblock remklauwen, die met ingewikkeld freeswerk uit één massief blok smeedaluminium worden gemaakt. Normale remklauwen bestaan uit twee aan elkaar geboute helften (zie foto pag. ??), die daardoor niet alleen minder stijf maar ook zwaarder zijn. Aan de andere kant van het spectrum vind je de eenvoudige, goedkoop te produceren zwevende remklauwen. Deze worden voornamelijk nog in het achterwiel en op goedkope motoren gebruikt. Bij deze klauwen zit er maar aan één kant een remzuiger (de enkelzuigerklauw) of twee stuks aan dezelfde kant in geval van een dubbelzuigerklauw. De remklauw zit niet vast gemonteerd, maar kan op twee glijpennen heen en weer schuiven. Wanneer de remzuigers door de hydraulische druk naar buiten bewegen, drukken ze de klauw tegen de schijf opzij en zo wordt het remblok aan de vaste zijde ook tegen de schijf gedrukt. Nadeel: de stijfheid van de klauw is minder en de glijbeweging loopt onder belasting minder soepel dan de remzuigers, waardoor de doseerbaarheid onder zware belasting verslechtert.

Motoplus als app?

Om deze webapp op je telefoon te installeren, klik dan op het icoontje onderaan en klik daarna op Zet in beginscherm.

Om deze webapp op je telefoon te installeren, klik dan op de drie bolletjes rechtsbovenin

en klik daarna op Toevoegen aan startscherm.