Das Bremsprinzip beruht hauptsächlich auf Reibung. Durch die Reibung zwischen Bremsbelägen, Bremsscheibe (bzw. -trommel) und Reifen auf der Fahrbahn wird die kinetische Energie des Fahrzeugs in Wärmeenergie umgewandelt, wodurch das Fahrzeug zum Stehen kommt. Ein gutes und effizientes Bremssystem muss eine stabile, ausreichende und kontrollierbare Bremskraft bereitstellen und über eine gute hydraulische Kraftübertragung sowie Wärmeableitung verfügen. So wird sichergestellt, dass die vom Fahrer über das Bremspedal ausgeübte Kraft vollständig und effektiv an die Haupt- und Nebenpumpen übertragen wird und hydraulische Ausfälle sowie Bremsleistungsverluste durch Überhitzung vermieden werden. Es gibt Scheiben- und Trommelbremsen, wobei Trommelbremsen – abgesehen vom Kostenvorteil – deutlich weniger effizient sind als Scheibenbremsen.
Reibung
Reibung bezeichnet den Bewegungswiderstand zwischen den Kontaktflächen zweier Objekte in Relativbewegung. Die Größe der Reibungskraft (F) ist proportional zum Produkt aus Reibungskoeffizient (μ) und dem vertikalen positiven Druck (N) auf die Reibungsfläche, ausgedrückt durch die physikalische Formel: F = μN. Im Bremssystem bezeichnet μ den Reibungskoeffizienten zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe, und N ist die Pedalkraft, die der Bremskolben auf den Bremsbelag ausübt. Je größer der Reibungskoeffizient, desto größer die Reibung. Der Reibungskoeffizient zwischen Bremsbelag und Scheibe ändert sich jedoch aufgrund der durch die Reibung entstehenden hohen Wärme, d. h. er ist temperaturabhängig. Unterschiedliche Materialien und Reibungskoeffizientenkurven führen bei verschiedenen Bremsbelägen zu unterschiedlichen optimalen Betriebstemperaturen und Betriebstemperaturbereichen. Dies sollte beim Kauf von Bremsbelägen unbedingt beachtet werden.
Übertragung der Bremskraft
Die Kraft, die der Bremskolben auf den Bremsbelag ausübt, wird als Pedalkraft bezeichnet. Nachdem die Kraft des Fahrers beim Betätigen des Bremspedals durch den Hebel des Pedalmechanismus verstärkt wurde, wird sie durch die Unterdruckverstärkung, die auf dem Prinzip der Unterdruckdifferenz basiert, weiter verstärkt, um die Hauptbremszylinderpumpe anzutreiben. Der von der Hauptbremszylinderpumpe erzeugte Flüssigkeitsdruck nutzt die inkompressible Kraftübertragung von Flüssigkeiten. Dieser Druck wird über die Bremsleitungen an die einzelnen Teilpumpen weitergeleitet. Das Pascalsche Gesetz wird angewendet, um den Druck zu verstärken und den Kolben der Teilpumpen anzutreiben, wodurch die Kraft auf den Bremsbelag ausgeübt wird. Das Pascalsche Gesetz besagt, dass der Flüssigkeitsdruck in einem geschlossenen Behälter überall gleich ist.
Der Druck ergibt sich aus der Division der aufgebrachten Kraft durch die beanspruchte Fläche. Bei gleichem Druck lässt sich durch Änderung des Verhältnisses von aufgebrachter Kraft und beanspruchter Fläche eine Leistungsverstärkung erzielen (P₁ = F₁/A₁ = F₂/A₂ = P₂). Bei Bremssystemen entspricht das Verhältnis des Gesamtpumpendrucks zum Teilpumpendruck dem Verhältnis der Kolbenfläche der Gesamtpumpe zur Kolbenfläche der Teilpumpe.
