Rotors of schijfremmen zijn niet het meest sexy onderdeel van een auto, maar als je genoeg circuitdagen achter de rug hebt, heb je waarschijnlijk op de harde manier geleerd dat niet alle rotors gelijk zijn en dat de prestaties van de rotor enorm belangrijk zijn als je een betrouwbaar en consistent rempedaal onder je voet wilt hebben. Ik herinner me een teleurstellende Time Attack evenement in Montreal waar we een rotor gekraakt op mijn vader ’97 Camaro Z/28 en moest vroeg inpakken. De OEM-rotors van die auto waren gewoon niet opgewassen tegen de thermische stress die we op het circuit op hen uitoefenden.
Heden ten dage zijn high-performance rotors ongelooflijk geavanceerd. Ik weet zeker dat u allemaal koolstof-keramische rotoren hebt gezien in high-end sportauto’s en zelfs koolstof-koolstofrotoren in volwaardige raceauto’s. Hoe veranderen deze materialen de prestaties van het remsysteem in vergelijking met de goede oude gietijzeren schijven? Hoe verbetert de interne schoepenstructuur de prestaties? Hoe presteert een tweedelige zwevende schijf in vergelijking met een eendelige? En wat is er aan de hand met al die verschillende vormen van gleuven en frequenties op de remschijf? Dankzij de technische inzichten van Mark Vlaskis van Brembo North America en Yoni Kellman van DBA USA zullen we al deze onderwerpen behandelen, zodat u een beter geïnformeerde aankoop kunt doen.
Zoals de meesten van u al weten, is de belangrijkste taak van de rotor het vormen van een pasvlak voor de remblokken, zodat wanneer u remt het frictiemateriaal waaruit het remblok bestaat hydraulisch door de remklauwen tegen de rotors wordt gedrukt, waardoor voorwaartse beweging wordt omgezet in warmte wanneer de auto wordt afgeremd. Deze warmte wordt vervolgens uitgestraald naar de atmosfeer wanneer lucht over en door de rotors (en de rest van het remsysteem) stroomt, waardoor de omzetting van kinetische energie in thermische energie voltooid is. En als de grootste massa in het remsysteem speelt de schijf een vitale rol in het absorberen en afvoeren van al die warmte.
DBA 4000 Series eendelige rotor
DBA 5000 Series tweedelige rotor
Ik heb het grootste deel van mijn races gereden in relatief kleine, lichte voertuigen met een laag tot gemiddeld vermogen, zoals Hondas, Mazdas en Scions, dus voor mijn behoeften heb ik meestal probleemloos eendelige gietijzeren remschijven van hoge kwaliteit kunnen gebruiken. Maar met mijn grote, dikke Infiniti G35 coupé, heeft de overstap naar twee-delige rotoren met een grotere diameter de prestaties van de auto volledig getransformeerd. Yoni van DBA USA legde uit: “Vanuit kostenoogpunt voldoet een eendelige rotor in de meeste gevallen aan de behoeften van de meeste bestuurders en is hij kosteneffectief, vooral als de rotor is gemaakt van materialen en een ontwerp van hoge kwaliteit en wordt gecombineerd met de juiste remblokken voor het beoogde gebruik van de auto.
Twee-delige rotors bieden echter een aantal belangrijke voordelen, zoals een lager gewicht en een betere warmteafvoer, deels door de aluminium kap die als koellichaam fungeert. Sommige tweedelige rotors bieden ook een betere luchtstroom door de rotor als gevolg van de meer open ontwerp waar de hoed voldoet aan de rotor gezicht. Een ander groot voordeel is de mogelijkheid om alleen de schijfring te vervangen terwijl de middenkap wordt hergebruikt. Dit kan in veel gevallen kostenbesparend werken.”
Brembo tweedelige zwevende rotor
Aals Mark van Brembo voegde hieraan toe: “Er zijn eigenlijk geen nadelen aan tweedelige constructie behalve de kosten. Het eerste voordeel van een zwevende tweedelige constructie is een lager gewicht. Door de middensectie van de schijf uit aluminium te maken, kan heel wat gewicht bespaard worden op een belangrijke plaats, aangezien deze zowel niet afgeveerd als roterend is. Een ander voordeel van deze constructie is de verminderde warmteoverdracht naar de naaf en de wiellagers van het voertuig. Hoewel oververhitting van de wiellagers op straat normaal gesproken geen probleem is, kan het dat wel zijn op het circuit. Maar het grootste voordeel ligt in de vlotter zelf. De remschijven moeten extreme temperaturen kunnen verdragen. In sommige gevallen kunnen de schijftemperaturen oplopen tot meer dan 1100°F. Wanneer een materiaal wordt verwarmd zet het uit, en door de grote temperatuursverandering die remschijven ondergaan kan dit effect aanzienlijk zijn. In het geval van een niet-zwevende schijf warmt niet al het materiaal gelijkmatig op. Het middengedeelte van de schijf blijft relatief koel ten opzichte van de remoppervlakken. Dit temperatuurverschil veroorzaakt thermische spanningen die leiden tot kromtrekken van de schijf en cupping van het remoppervlak, alsmede een verhoogd scheurpotentieel. Met het volledig zwevende systeem is de schijf vrij om te groeien ten opzichte van de remklok en kan hij recht en strak blijven.”
Een ander belangrijk element bij het rotorontwerp is het ontwerp van de interne schoepen. Mark van Brembo zei hierover het volgende: “Er is niet één optimaal schoepenontwerp, dat kan variëren naargelang de toepassing. Sommige ontwerpen, zoals schoepen met gebogen schoepen, verbeteren de luchtstroom door de schijf door er een centrifugaalpomp van te maken. De kosten om dit te implementeren zijn echter hoger omdat er unieke linker- en rechterschijven nodig zijn. De door Brembo gepatenteerde interne geometrie van de schoepen biedt bijna alle luchtstroomvoordelen van de gebogen schoepen, terwijl dezelfde schijf zowel aan de linker- als aan de rechterkant van het voertuig kan worden gebruikt. Ongeacht het ontwerp spelen de schoepen een belangrijke rol om de schijf in staat te stellen warmte af te voeren en zo de schijf binnen het temperatuurbereik te houden dat wordt bepaald door de algehele samenstelling van het remsysteem (d.w.z. De gepatenteerde Kangaroo Paw-lamellen van DBA
Yoni van DBA herhaalde dat er veel verschillende filosofieën voor het ontwerp van lamellen zijn. “In ons geval wilden we twee dingen bereiken toen we met ons gepatenteerde Kangaroo Paw-ventilatieontwerp kwamen. Ten eerste een groot oppervlak voor de meest efficiënte warmteafvoer wanneer de lucht door de rotor stroomt. Ten tweede een hoge sterkte. Door gebruik te maken van de speciaal verdeelde pilaren en staanders in ons Kangaroo Paw ontwerp wordt de belasting op de rotor tijdens het remmen en warmtewisselingen goed verdeeld, wat vervorming van de rotor vermindert, evenals ballooning, wat een veel voorkomend probleem is bij rotoren met rechte schoepen en sommige gebogen schoepen.”