Friction and wear of brake systems

Abstract

 The contact area in brake systems shows characteristic structures. With respect to wear an equilibrium of flow of growing and destruction of hard patches is to be found on the contact surface. These patches modulate the friction coefficient of the brake system. The paper deals with this principal wear mechanism of brake pads which leads to a new type of differential equation of second order for the dynamic friction coefficient describing the stationary and transient friction behaviour of brake pads. Many known effects of friction in such systems are covered by the solutions of this new model.

Zusammenfassung

 Die Oberfläche von technischen Bremsbelägen zeigt typische Strukturen. Mit dem Verschleiß des Belages stellt sich ein Fließgleichgewicht zwischen Aufbau und Zerstörung von harten dünnen Plättchen in der Reibschicht ein. Diese Plättchen modulieren den Reibungskoeffizienten des Bremssystems. In dieser Arbeit wird dieser prinzipielle Verschleißmechanismus aufgedeckt und ein dynamisches Modell vorgestellt, das auf einen neuen Typ von Differentialgleichung für den Reibungskoeffizienten führt, der stationäre wie transiente Reibvorgänge in technischen Bremssystemen beschreiben kann. Viele bekannte Effekte des Bremsverhaltens dieser Systeme werden durch die Lösungen dieses Modells beschrieben.