Bremse
Aus Prius Wiki
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- | Der Prius hat mehrere Bremssysteme. Im Normalbetrieb | + | Der Prius hat mehrere Bremssysteme. Im Normalbetrieb, d.h., sofern nicht stark abgebremst werden muss, tritt die elektromotorische Bremsung in Funktion. Unterstützt wird sie bei Bedarf von der Motorbremsung, die vom Benzinmotor erzeugt wird. Wird stark abgebremst, tritt zusätzlich die mechanische Bremsung in Funktion, bei welcher die Bremswirkung in herkömmlicher Weise durch die Bremsklötze auf den Bremsscheiben erzielt wird. |
Das Zusammenwirken der verschiedenen Bremssysteme wird in der Regel automatisch (elektronisch) geregelt. Der Fahrer "meldet" dem Reglersystem durch Betätigung des Bremspedals lediglich, wie stark die Bremsung sein muss. | Das Zusammenwirken der verschiedenen Bremssysteme wird in der Regel automatisch (elektronisch) geregelt. Der Fahrer "meldet" dem Reglersystem durch Betätigung des Bremspedals lediglich, wie stark die Bremsung sein muss. | ||
- | Der durch die Pedalbetätigung erzeugte Flüssigkeitsdruck wird, | + | Der durch die Pedalbetätigung erzeugte Flüssigkeitsdruck wird, ausser im Notbetrieb, nicht mechanisch zu den Radbremszylindern geleitet. Sondern der Flüssigkeitsdruck wird von zwei '''Hauptzylinderdrucksensoren''' und einem '''Bremspedalhubsensor''' erfasst, welche auf elektrischem Weg (by wire) ihre Signale der Antischlupfregelungs-[[ECU]] und der in ihr intigrierten Brems-ECU zuleiten. Diese errechnen aus Pedaldruck, aktueller Geschwindigkeit und Ladezustand der Batterie die erforderliche Bremskraft und deren Aufteilung auf die regenerative elektromotorische Bremsung und auf die mechanischen Radbremsen. Dabei wird der hydraulische Bremsdruck für jedes Rad einzeln kontrolliert. Bei der Betätigung des Bremspedals erzeugt ein hydraulischer Hubsimulator einen künstlichen Gegendruck, der nur dazu dient, den vom Fahrer bei konventionellen Fussbremsen verspürten Gegendruck zu simulieren. |
- | Vorgehend wird der linke Bremskreis des zweikreisigen Hauptbremszylinders beschrieben. Der rechte Bremskreis ist | + | Vorgehend wird der linke Bremskreis des zweikreisigen Hauptbremszylinders beschrieben. Der rechte Bremskreis ist in diesem Zustand außer Funktion und wird über das Hauptbremszylinderabschaltventil nur bei Notbetrieb aktiviert. |
==== Elektromotorisches Bremsen ==== | ==== Elektromotorisches Bremsen ==== | ||
- | Sofern man nur sanft bremst, wird die Bremswirkung (fast) nur durch den großen Motorgenerator [[MG|MG2]] | + | Sofern man nur sanft bremst, wird die Bremswirkung (fast) nur durch den großen Motorgenerator [[MG|MG2]], der dabei als Generator tätig wird, erzeugt. Das heisst, die Bremsung erfolgt in diesem Stadium [http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotorische_Bremse elektromotorisch] (generatorisch): Der Generator gewinnt aus der Bewegungsenergie elektrische Energie. Die Kraft von deren elektromagnetischem Feld, wirkt der Drehkraft des Motors entgegen, was die Bremswirkung ergibt. |
- | Beim elektromotorischen Bremsen wird durch den Generator Energie zurückgewonnen und in der NiMH-Batterie gespeichert (sogenannte [[Rekuperation]]). Dasselbe geschieht in geringerem Maße auch im Schiebebetrieb. Elektromotorisches Bremsen ist nur möglich, solange der Generator die erzeugte Elektrizität im Hybridakku speichern kann. Ist der Akku voll, schaltet das elektronische Bremsmanagement automatisch auf mechanische Bremsung um. Dasselbe geschieht auch bei nicht vollem | + | Beim elektromotorischen Bremsen wird durch den Generator Energie zurückgewonnen und in der NiMH-Batterie gespeichert (sogenannte [[Rekuperation]]). Dasselbe geschieht in geringerem Maße auch im Schiebebetrieb. Elektromotorisches Bremsen ist nur möglich, solange der Generator die erzeugte Elektrizität im Hybridakku speichern kann. Ist der Akku voll, schaltet das elektronische Bremsmanagement automatisch auf mechanische Bremsung um. Dasselbe geschieht auch bei nicht vollem Akkku, in dem Umfange als die aufzunehmende Bremsenergie die Kapazität des Generators übersteigt, was bei stärkerem Bremsen der Fall ist. '''Bei stärkerem Bremsen werden die mechanischen Bremsen zusätzlich(!) benutzt.''' Dann bremst bei beiden Modellen der '''MG2''' mit maximaler Kraft und zusätzlich die hydraulische Anlage konventionell durch Umwandlung der Fahrenergie in Wärme. |
- | Vom Übergang | + | Vom Übergang rein-elektromotorischem zu elektomotorischem und mechanischem Bremsen merkt man nichts, da der Übergang völlig gleichmäßig ist, man hört es höchstens. |
* Beim Prius I ist das Verhältnis Energieabsorption E-Bremse zu mechanischer Bremse ungefähr 80:20, d.h. auch leichtes Bremsen benutzt etwas die Scheibenbremsen und Beläge. | * Beim Prius I ist das Verhältnis Energieabsorption E-Bremse zu mechanischer Bremse ungefähr 80:20, d.h. auch leichtes Bremsen benutzt etwas die Scheibenbremsen und Beläge. | ||
* Beim Prius II ist das Verhältnis nahezu 100:0, d. h. er kann, solange der Akku nicht voll ist und die aufzunehmende Bremsenergie die Kapazität des Generators nicht übersteigt, Bremsvorgänge ohne mechanische Unterstützung ausführen. | * Beim Prius II ist das Verhältnis nahezu 100:0, d. h. er kann, solange der Akku nicht voll ist und die aufzunehmende Bremsenergie die Kapazität des Generators nicht übersteigt, Bremsvorgänge ohne mechanische Unterstützung ausführen. | ||
- | Diese Verhältnisse werden erst verlassen, wenn der Wagen nur noch '''Schrittgeschwindigkeit''' (unter 8 km/h) hat. Wie bei einer Straßenbahn greifen dann auf den letzten paar Metern die mechanischen Bremsen, um ganz zum Stillstand zu kommen. Manche Fahrer und Beifahrer spüren dann, dass sich der Prius kurz vor dem Anhalten etwas | + | Diese Verhältnisse werden erst verlassen, wenn der Wagen nur noch '''Schrittgeschwindigkeit''' (unter 8 km/h) hat. Wie bei einer Straßenbahn greifen dann auf den letzten paar Metern die mechanischen Bremsen, um ganz zum Stillstand zu kommen. Manche Fahrer und Beifahrer spüren dann, dass sich der Prius kurz vor dem Anhalten etwas anderst verhält als ein konventionelles Fahrzeug. |
Weil im Normalfall fast nur elektromotorisch gebremst wird, ist die Abnützung der Bremsscheiben- und Klötze beim Prius wesentlich geringer, als bei Fahrzeugen mit konventioneller (mechanischer) Bremsung. | Weil im Normalfall fast nur elektromotorisch gebremst wird, ist die Abnützung der Bremsscheiben- und Klötze beim Prius wesentlich geringer, als bei Fahrzeugen mit konventioneller (mechanischer) Bremsung. | ||
- | ==== Motorbremsung durch | + | ==== Motorbremsung durch MG1 (Verbrennungsmotor) ==== |
- | + | Ist der Hybrid-Akku vollständig geladen, wird der Verbrennungsmotor auch im Schiebebetrieb zugeschaltet, obwohl er in diesem Stadium weder zum Vortrieb noch zum Aufladen des Hybrid-Akkus benötigt wird. Dies dient der '''Aufrechterhaltung der konventionellen Motorbremswirkung von MG1'''. Andernfalls würde bei Gefälle eine zu starke Beschleunigung des Fahrzeugs eintreten und den Fahrer zu vermehrtem Bremsen zwingen. Die Motorbremswirkung von MG1 bei Wählhebelstellung D ist allerdings spürbar geringer als bei einem konventionellen Personenwagen. Dies hat zur Folge, dass der Prius leichter rollt, bzw., z.B. im Schiebebetrieb, länger ausrollt, wodurch Benzin eingespart wird. | |
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- | Ist der Hybrid-Akku vollständig geladen, wird der Verbrennungsmotor | + | Bei Bedarf kann mit Stellung "B" des Wählhebels die Motorbremse des Verbrennungsmotors verstärkt werden, wodurch die elektromotorische und/oder die mechanische Bremswirkung zusätzlich unterstützt und entlastet werden. Der Rekuperationsgrad ist in diesem Fall natürlich vermindert, weil ein Teil der Bremsleistung im Verbrennungsmotor "vernichtet" wird und somit nicht dem Generator zugute kommt. |
- | + | ''Zuschalten'' des V-Motors ist in [[Wählhebel]]stellung '''D''' nur sehr leise hörbar, in Stellung '''[[B-Modus]]''' (B steht für Brake = Bremsen) ist dagegen ein deutliches Geräusch des (plötzlich) hochdrehenden V-Motors aus dem Motorraum hörbar. Keine Motorbremswirkung entfaltet MG1 bei Wählhebelstellung N, was von erfahrenen Priusfahrern gelegentlich dazu genutzt wird, um noch länger auszurollen (unter anderem aus Sicherheitsgründen ist diese Praxis allerdings nicht zu empfehlen). | |
==== Mechanisches Bremsen ==== | ==== Mechanisches Bremsen ==== | ||
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Vier '''Radzylinderdrucksensoren''' erfassen den Bremsdruck jedes einzelnen Rades und melden diesen an die ECU des Bremssystems. | Vier '''Radzylinderdrucksensoren''' erfassen den Bremsdruck jedes einzelnen Rades und melden diesen an die ECU des Bremssystems. | ||
- | Wenn die ECU einen hydraulischen Bremsvorgang auslösen möchte | + | Wenn die ECU einen hydraulischen Bremsvorgang auslösen möchte so errechnet sie zunächst den erforderlichen Flüssigkeitsdruck für jedes einzelne Rad. Anschließend werden die Druckerhöhungs- bzw. Druckverminderungsventile derart betätigt, dass sich der gewünschte Bremsdruck an jedem Rad einstellt. Das ganze passiert deratig schnell und verzögerungsarm, dass man das Gefühl hat die Bremse direkt und selber zu betätigen. |
Einen '''Bremskraftverstärker''' im eigentlichen Sinne gibt es nicht, da die Pedalkraft normalerweise nicht auf direktem Wege den Radbremszylindern zugeleitet wird. Die Hydraulikpumpe zur Erzeugung der Bremskraft wird elektrisch angetrieben und ist damit unabhängig von der Antriebskraft des Verbrennungsmotors. | Einen '''Bremskraftverstärker''' im eigentlichen Sinne gibt es nicht, da die Pedalkraft normalerweise nicht auf direktem Wege den Radbremszylindern zugeleitet wird. Die Hydraulikpumpe zur Erzeugung der Bremskraft wird elektrisch angetrieben und ist damit unabhängig von der Antriebskraft des Verbrennungsmotors. | ||
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Dieses '''[[elektrohydraulische Bremse|elektrohydraulische Bremssystem]]''' wird derzeit nur von Toyota und Mercedes eingesetzt. (Über den "Erfolg" und die "Zuverlässigkeit" des Systems vom Mercedes überzeuge man sich in der Fachliteratur...) | Dieses '''[[elektrohydraulische Bremse|elektrohydraulische Bremssystem]]''' wird derzeit nur von Toyota und Mercedes eingesetzt. (Über den "Erfolg" und die "Zuverlässigkeit" des Systems vom Mercedes überzeuge man sich in der Fachliteratur...) | ||
- | Auch den Prius bzw. seine Bremsen sollte man [[ | + | Auch den Prius bzw. seine Bremsen sollte man [[Einfahren]], da speziell bei einer Notbremsung die mechanische Bremswirkung auch von der Güte der Bremsbeläge bzw. deren Anpassung an die Bremsscheibe abhängt. |
===Notfunktion=== | ===Notfunktion=== | ||
- | Zahlreiche Sicherheitsmechanismen sorgen dafür, dass die Bremsanlage | + | Zahlreiche Sicherheitsmechanismen sorgen dafür, dass die Bremsanlage trotz ihrer Komplexität genau so betriebssicher ist wie alle anderen Bremsanlagen auch. |
Die '''Stromversorgung''' der Bremsanlage ist durch einen '''Energiespeicher''' aus 28 '''Kondensatoren''' hoher Kapazität abgepuffert. | Die '''Stromversorgung''' der Bremsanlage ist durch einen '''Energiespeicher''' aus 28 '''Kondensatoren''' hoher Kapazität abgepuffert. | ||
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Die Bremsanlage fällt dadurch in einen Zustand zurück, der einer konventionellen Zweikreis-Bremse ohne Bremskraftverstärker entspricht, die Pedalkraft wird dann direkt zu den Radbremszylindern geleitet. Die Bremse wirkt in diesem Zustand '''nur auf die Vorderräder''' und die erforderliche '''Pedalkraft''' ist '''wesentlich höher.''' | Die Bremsanlage fällt dadurch in einen Zustand zurück, der einer konventionellen Zweikreis-Bremse ohne Bremskraftverstärker entspricht, die Pedalkraft wird dann direkt zu den Radbremszylindern geleitet. Die Bremse wirkt in diesem Zustand '''nur auf die Vorderräder''' und die erforderliche '''Pedalkraft''' ist '''wesentlich höher.''' | ||
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===Bremsscheibentausch / passende Teile=== | ===Bremsscheibentausch / passende Teile=== | ||
- | Fahrer von Prius I und II berichten, dass sie in 5 Jahren nur eine '''sehr geringe Abnutzung der Bremsbeläge''' zu verzeichnen hatten. Allerdings waren die Bremsscheiben beim Prius I in manchen Fällen so stark angerostet (wegen Nichtnutzung), dass sie abgedreht werden mussten. Quietschende Bremsen sind unter Umständen ein Hinweis, dass die Bremsscheiben- und/oder Klötze ausgewechselt werden müssen. Das | + | Fahrer von Prius I und II berichten, dass sie in 5 Jahren nur eine '''sehr geringe Abnutzung der Bremsbeläge''' zu verzeichnen hatten. Allerdings waren die Bremsscheiben beim Prius I in manchen Fällen so stark angerostet (wegen Nichtnutzung), dass sie abgedreht werden mussten. Quietschende Bremsen sind unter Umständen ein Hinweis, dass die Bremsscheiben- und/oder Klötze ausgewechselt werden müssen. Das Quitschen wird in diesem Falle durch Federn erzeugt, welche im Bereich der Bremsscheiben eingebaut sind und gegen diese schleifen, wenn diese so dünn geworden sind, dass sie ausgewechselt werden müssen. Es handelt sich also bei diesem Quitschen nicht um eine Fehlfunktion sondern um ein gewolltes Warnsystem. |
Für den Hobbyschrauber gibt es unzählige Anbieter von angeblich passenden Scheiben und Klötzen für den Prius. Leider ist dem nicht so da hier sehr viele Teile mit falschen Abmessungen und Aufbauten in die Datenbanken der Anbieter gerutscht sind. | Für den Hobbyschrauber gibt es unzählige Anbieter von angeblich passenden Scheiben und Klötzen für den Prius. Leider ist dem nicht so da hier sehr viele Teile mit falschen Abmessungen und Aufbauten in die Datenbanken der Anbieter gerutscht sind. | ||
- | Kleiner Tipp: wer den ewigen Rost an den Scheiben nicht mehr haben will, behandelt die neuen Scheiben mit Zinkspray. Das gibt einen haltbaren und hübschen Schutz | + | Kleiner Tipp: wer den ewigen Rost an den Scheiben nicht mehr haben will, behandelt die neuen Scheiben mit Zinkspray. Das gibt einen haltbaren und hübschen Schutz. |
- | + | Wer auf Nummer Sicher gehen will läßt neue Scheiben und Klötze in der Toyota-Fachwerkstatt einbauen. Für den Selberschrauber hier einige Hinweise: | |
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- | Wer auf Nummer Sicher gehen will | + | |
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- | Passende Abmessungen (255mm Durchmesser, 5 Loch, 100mm Lochkreis, 55mm Nabendurchmesser, 22mm Scheibendicke und 49mm Scheibenhöhe) fanden sich bei "Nipparts" unter der Artikelnummer J3302158 | + | Passende Abmessungen (255mm Durchmesser, 5 Loch, 100mm Lochkreis, 55mm Nabendurchmesser, 22mm Scheibendicke und 49mm Scheibenhöhe) fanden sich bei "Nipparts" unter der Artikelnummer J3302158. |
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- | Die Klötze von Herth+Buss (Jakoparts) mit der Artikelnummer J3602088 passen wunderbar. Der Zubehörsatz (Geräuschdämmscheiben sowie Klammern) | + | Die Klötze von Herth+Buss (Jakoparts) mit der Artikelnummer J3602088 passen wunderbar. Der Zubehörsatz (Geräuschdämmscheiben sowie Klammern) muß nicht gekauft werden, da diese Teile in den meisten Fällen problemlos weiterverwendet werden können. |
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- | + | ===Bilder von Prius II=== | |
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Bild:pii_bremse_vorne2.jpg|Prius II Bremsscheibe vorne | Bild:pii_bremse_vorne2.jpg|Prius II Bremsscheibe vorne | ||
Bild:pii_bremse_hinten2.jpg|Prius II Bremsscheibe hinten | Bild:pii_bremse_hinten2.jpg|Prius II Bremsscheibe hinten | ||
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===Weblinks=== | ===Weblinks=== | ||
- | * | + | * [http://www.toyota-prius.at/index.php?topic=1084.0 Bremsscheibentausch beim Prius2 an der Vorderachse] |
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