Bei Fahrzeugen mit hydraulischem Bremssystem kommt den Haupt- und Radbremszylindern eine Schlüsselrolle zu.Lesen Sie im Artikel, was ein Bremszylinder ist, welche Arten von Zylindern es gibt, wie sie angeordnet sind und funktionieren und wie diese Teile richtig ausgewählt, gewartet und repariert werden.
Bremszylinder – Funktionen, Typen, Merkmale
Bremszylinder ist die allgemeine Bezeichnung für die Steuerung und Aktuatoren der Bremsanlagen hydraulisch angetriebener Fahrzeuge.Es gibt zwei Geräte, die sich in Design und Zweck unterscheiden:
• Hauptbremszylinder (GTZ);
• Radbremszylinder (funktionsfähig).
GTZ ist das Stellglied des gesamten Bremssystems, Radzylinder sind Aktuatoren, die die Radbremsen direkt betätigen.
Die GTZ löst mehrere Probleme:
• Umwandlung der mechanischen Kraft vom Bremspedal in den Druck der Arbeitsflüssigkeit, der ausreicht, um die Aktuatoren anzutreiben;
• Sicherstellung eines konstanten Niveaus der Arbeitsflüssigkeit im System;
• Aufrechterhaltung der Bremsleistung bei Dichtheitsverlust, Undichtigkeiten und anderen Situationen;
• Erleichterung des Fahrens (mit Bremskraftverstärker).
Die Nehmerzylinder haben eine Schlüsselfunktion – den Antrieb der Radbremsen beim Abbremsen des Fahrzeugs.Außerdem sorgen diese Komponenten für eine teilweise Rückkehr der GTZ in ihre ursprüngliche Position, wenn das Fahrzeug freigegeben wird.
Die Anzahl und Lage der Zylinder hängt vom Fahrzeugtyp und der Anzahl der Achsen ab.Der Hauptbremszylinder ist einteilig, aber mehrteilig.Die Anzahl der Arbeitszylinder kann doppelt oder dreimal so groß sein wie die Anzahl der Räder (bei Installation von zwei oder drei Zylindern am Rad).
Der Anschluss von Radbremsen an die GTZ ist abhängig von der Antriebsart des Fahrzeugs.
Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb:
• Erster Kreis – Vorderräder;
• Der zweite Kreislauf sind die Hinterräder.
Typisches Diagramm des Bremssystems eines Autos
Eine kombinierte Verbindung ist möglich: Wenn an jedem Vorderrad zwei Arbeitszylinder vorhanden sind, ist einer davon mit dem ersten Kreis verbunden, der zweite mit dem zweiten und arbeitet mit den Hinterradbremsen zusammen.
Bei Fahrzeugen mit Frontantrieb:
• Erster Kreis – rechtes Vorderrad und linkes Hinterrad;
• Zweiter Kreislauf – linkes Vorderrad und rechtes Hinterrad.
Andere Bremskonfigurationen können verwendet werden, die oben genannten Schemata sind jedoch die gebräuchlichsten.
Aufbau und Funktionsprinzip des Hauptbremszylinders
Hauptbremszylinder werden entsprechend der Anzahl der Kreise (Abschnitte) in zwei Gruppen eingeteilt:
• Einkreisig;
• Zweikreisig.
Einkreiszylinder werden heute praktisch nicht mehr verwendet, sie sind in einigen alten Autos zu finden.Die überwiegende Mehrheit der modernen Autos ist mit Zweikreis-GTZ ausgestattet – tatsächlich handelt es sich dabei um zwei Zylinder in einer Karosserie, die an autonomen Bremskreisen arbeiten.Das Zweikreis-Bremssystem ist effizienter, zuverlässiger und sicherer.
Außerdem werden die Hauptzylinder je nach Vorhandensein eines Bremskraftverstärkers in zwei Gruppen eingeteilt:
• Ohne Verstärker;
• Mit Vakuum-Bremskraftverstärker.
Moderne Autos sind mit einem GTZ mit integriertem Vakuum-Bremskraftverstärker ausgestattet, der die Steuerung erleichtert und die Effizienz des Gesamtsystems erhöht.
Der Aufbau des Hauptbremskraftverstärkers ist einfach.Es basiert auf einem gegossenen zylindrischen Körper, in dem nacheinander zwei Kolben eingebaut sind – sie bilden Arbeitsabschnitte.Der vordere Kolben ist über die Stange mit dem Bremskraftverstärker oder direkt mit dem Bremspedal verbunden, der hintere Kolben hat keine starre Verbindung mit dem vorderen, zwischen ihnen befindet sich eine kurze Stange und eine Feder.Im oberen Teil des Zylinders, über jedem Abschnitt, befinden sich Bypass- und Ausgleichskanäle, und aus jedem Abschnitt gehen ein oder zwei Rohre für den Anschluss an die Arbeitskreisläufe aus.Am Zylinder ist ein Bremsflüssigkeitsbehälter installiert, der über Bypass- und Ausgleichskanäle mit den Abschnitten verbunden ist.
Die GTZ funktioniert wie folgt.Beim Betätigen des Bremspedals verschiebt sich der vordere Kolben, er blockiert den Ausgleichskanal, wodurch der Kreislauf dicht wird und der Druck der Arbeitsflüssigkeit darin ansteigt.Durch den Druckanstieg bewegt sich der hintere Kolben, er verschließt außerdem den Ausgleichskanal und komprimiert das Arbeitsmedium.Wenn sich die Kolben bewegen, bleiben die Bypasskanäle im Zylinder immer geöffnet, sodass das Arbeitsmedium die hinter den Kolben gebildeten Hohlräume ungehindert füllen kann.Dadurch steigt der Druck in beiden Kreisen der Bremsanlage, unter dem Einfluss dieses Drucks werden die Radbremszylinder betätigt und die Beläge gedrückt – das Fahrzeug wird langsamer.
Wenn das Pedalbein entfernt wird, neigen die Kolben dazu, in ihre ursprüngliche Position zurückzukehren (dies wird durch die Federn gewährleistet), und dazu tragen auch die Rückholfedern der Beläge bei, die die Arbeitszylinder zusammendrücken.Das durch die Bypasskanäle in die Hohlräume hinter den Kolben der GTZ eintretende Arbeitsmedium ermöglicht jedoch nicht, dass die Kolben sofort in ihre ursprüngliche Position zurückkehren. Dadurch erfolgt das Lösen der Bremsen reibungslos und das System arbeitet zuverlässiger.Bei der Rückkehr in die Ausgangsposition öffnen die Kolben den Ausgleichskanal, wodurch der Druck in den Arbeitskreisläufen mit dem Atmosphärendruck verglichen wird.Beim Loslassen des Bremspedals gelangt die Arbeitsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter ungehindert in die Kreisläufe, wodurch der Rückgang der Flüssigkeitsmenge aufgrund von Undichtigkeiten oder aus anderen Gründen ausgeglichen wird.
Die Konstruktion des Hauptbremszylinders gewährleistet die Funktionsfähigkeit des Systems im Falle eines Austritts von Arbeitsflüssigkeit in einem der Kreise.Tritt im Primärkreis ein Leck auf, wird der Kolben des Sekundärkreises direkt vom Kolben des Primärkreises angetrieben – hierfür ist eine spezielle Stange vorgesehen.Wenn im zweiten Kreislauf ein Leck auftritt, ruht dieser Kolben beim Betätigen des Bremspedals am Ende des Zylinders und sorgt für einen Anstieg des Flüssigkeitsdrucks im Primärkreislauf.In beiden Fällen erhöht sich der Pedalweg und die Bremswirkung nimmt leicht ab, sodass die Störung schnellstmöglich behoben werden muss.
Auch der Vakuum-Bremskraftverstärker ist einfach aufgebaut.Es basiert auf einem versiegelten zylindrischen Körper, der durch eine Membran in zwei Kammern unterteilt ist – die hintere Vakuumkammer und die vordere Atmosphärenkammer.Die Vakuumkammer ist mit dem Ansaugkrümmer des Motors verbunden, sodass in ihr ein Unterdruck entsteht.Die atmosphärische Kammer ist über einen Kanal mit dem Vakuum und auch mit der Atmosphäre verbunden.Die Kammern werden durch ein auf der Membran montiertes Ventil getrennt, durch den gesamten Verstärker verläuft eine Stange, die einerseits mit dem Bremspedal verbunden ist und andererseits am Hauptbremszylinder anliegt.
Das Funktionsprinzip des Verstärkers ist wie folgt.Wenn das Pedal nicht gedrückt wird, kommunizieren beide Kammern über das Ventil, in ihnen wird ein Unterdruck beobachtet, die gesamte Baugruppe ist funktionsunfähig.Bei Krafteinwirkung auf das Pedal trennt das Ventil die Kammern und verbindet gleichzeitig die vordere Kammer mit der Atmosphäre – dadurch steigt der Druck darin.Durch den Druckunterschied in den Kammern neigt die Membran dazu, sich in Richtung der Vakuumkammer zu bewegen – dadurch entsteht eine zusätzliche Kraft auf den Schaft.Auf diese Weise erleichtert der Unterdruckverstärker die Kontrolle der Bremsen, indem er den Widerstand des Pedals beim Betätigen verringert.
Aufbau und Wirkungsweise von Radbremszylindern
Bremsnehmerzylinder werden in zwei Typen unterteilt:
• Für Trommelradbremsen;
• Für Scheibenradbremsen.
Bei Trommelbremsen handelt es sich bei den Nehmerzylindern um eigenständige Teile, die zwischen den Bremsbelägen eingebaut werden und für deren Ausfahren beim Bremsen sorgen.Die Arbeitszylinder der Scheibenbremsen sind in die Bremssättel integriert und sorgen beim Bremsen für den Druck der Beläge auf die Scheibe.Strukturell weisen diese Teile erhebliche Unterschiede auf.
Der Radbremszylinder von Trommelbremsen ist im einfachsten Fall ein Rohr (Gusskörper) mit an den Enden eingesetzten Kolben, zwischen denen sich ein Hohlraum für die Arbeitsflüssigkeit befindet.Außen haben die Kolben Anlaufflächen zur Verbindung mit den Belägen, zum Schutz vor Verschmutzung sind die Kolben mit elastischen Kappen verschlossen.Außerdem befindet sich außen eine Armatur zum Anschluss an das Bremssystem.
Der Bremszylinder von Scheibenbremsen ist ein zylindrischer Hohlraum im Bremssattel, in den durch den O-Ring ein Kolben eingesetzt wird.Auf der Rückseite des Kolbens befindet sich ein Kanal mit einem Anschlussstück zum Anschluss an den Bremskreis.Der Bremssattel kann einen bis drei Zylinder mit unterschiedlichen Durchmessern haben.
Die Radbremszylinder funktionieren einfach.Beim Bremsen steigt der Druck im Kreislauf, die Arbeitsflüssigkeit gelangt in den Zylinderhohlraum und drückt den Kolben.Die Kolben des Trommelbremszylinders werden in entgegengesetzte Richtungen gedrückt, jeder von ihnen treibt einen eigenen Belag an.Die Bremssattelkolben kommen aus ihren Hohlräumen und drücken (direkt oder indirekt über einen speziellen Mechanismus) den Belag an die Trommel.Wenn die Bremsung aufhört, sinkt der Druck im Kreislauf und irgendwann reicht die Kraft der Rückstellfedern aus, um die Kolben in ihre Ausgangsposition zurückzubringen – das Fahrzeug wird freigegeben.
Auswahl, Austausch und Wartung von Bremszylindern
Bei der Auswahl der betreffenden Teile ist es notwendig, sich strikt an die Empfehlungen des Fahrzeugherstellers zu halten.Beim Einbau von Zylindern eines anderen Modells oder Typs kann es zu einer Verschlechterung der Bremsleistung kommen, was nicht akzeptabel ist.
Im Betrieb benötigen Geber- und Nehmerzylinder keine besondere Wartung und funktionieren viele Jahre problemlos.Wenn sich die Funktion der Bremsen oder des gesamten Systems verschlechtert, ist es notwendig, die Zylinder zu diagnostizieren und im Falle einer Fehlfunktion einfach auszutauschen.Außerdem müssen Sie regelmäßig den Bremsflüssigkeitsstand im Behälter überprüfen und ihn bei Bedarf auffüllen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. August 2023