Grundlegende Funktionsprinzipien

Grundlegende Funktionsprinzipien

Mit Hydrauliksystemen werden die Bremsen aller modernen Automobile betätigt. Das System transportiert die Kraft, die erforderlich ist, um die Reibflächen des Bremssystems vom Pedal auf die einzelnen Bremseinheiten an jedem Rad zusammenzudrücken. Ein Hydrauliksystem wird aus zwei Gründen verwendet.

Erstens kann unter Druck stehendes Fluid durch kleine Rohre und flexible Schläuche zu allen Teilen eines Automobils befördert werden, ohne eine erhebliche Menge an Raum in Anspruch zu nehmen oder Routingprobleme aufzuwerfen.

Zweitens kann dem Bremspedalende des Systems ein großer mechanischer Vorteil verliehen werden, und der zum Betätigen der Bremsen erforderliche Fußdruck kann verringert werden, indem die Oberfläche der Hauptzylinderkolben kleiner gemacht wird als die der Kolben in Radzylinder oder Bremssättel.

Der Hauptzylinder besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter sowie einer Doppelzylinder- und Kolbenbaugruppe. Doppelte Hauptbremszylinder dienen dazu, die vorderen und hinteren Bremssysteme im Falle einer Undichtigkeit hydraulisch zu trennen. Der Hauptzylinder wandelt die mechanische Bewegung vom Pedal in Hydraulikdruck innerhalb der Leitungen um. Dieser Druck wird entweder vom Radzylinder (Trommelbremsen) oder vom Bremssattel (Scheibenbremsen) in mechanische Bewegung an den Rädern zurückgewandelt.

Stahlleitungen leiten die Bremsflüssigkeit zu einem Punkt am Fahrzeugrahmen in der Nähe der einzelnen Räder des Fahrzeugs. Die Flüssigkeit wird dann durch flexible Schläuche zu den Bremssätteln und Radzylindern befördert, um Aufhängungs- und Lenkbewegungen zu ermöglichen.

In Trommelbremssystemen enthält jeder Radzylinder zwei Kolben, einer an jedem Ende, die in entgegengesetzte Richtungen nach außen drücken und den Bremsschuh in Kontakt mit der Trommel zwingen.

In Scheibenbremssystemen sind die Zylinder Teil der Bremssättel. Mindestens ein Zylinder in jedem Bremssattel wird verwendet, um die Bremsbeläge gegen die Scheibe zu drücken.

Alle Kolben verwenden eine Art Dichtung, die normalerweise aus Gummi besteht, um das Austreten von Flüssigkeit zu minimieren. Ein Gummistaubschutz dichtet das äußere Ende des Zylinders gegen Staub und Schmutz ab. Die Manschette passt um das äußere Ende des Kolbens bei Scheibenbremssätteln und um die Bremsbetätigungsstange bei Radzylindern.

Das Hydrauliksystem funktioniert wie folgt: Im Ruhezustand ist das gesamte System, vom Kolben im Hauptzylinder bis zu denen in den Radzylindern oder Bremssätteln, mit Bremsflüssigkeit gefüllt. Bei Betätigung des Bremspedals wird vor dem oder den Hauptzylinderkolben eingeschlossenes Fluid durch die Leitungen zu den Radzylindern gedrückt. Hier werden die Kolben bei Trommelbremsen nach außen und bei Scheibenbremsen nach innen zur Scheibe gedrückt. Der Bewegung der Kolben wirken bei Trommelbremsen außerhalb der Zylinder montierte Rückstellfedern und bei Scheibenbremsen Federdichtungen entgegen.

Beim Loslassen des Bremspedals bringt eine im Hauptbremszylinder befindliche Feder die Kolben des Hauptbremszylinders sofort in die normale Position zurück. Die Kolben enthalten Rückschlagventile, und in den Hauptzylinder sind Ausgleichsöffnungen gebohrt. Diese werden freigelegt, wenn die Kolben ihre normale Position erreichen. Die Kolbenrückschlagventile ermöglichen es, dass Flüssigkeit zu den Radzylindern oder Bremssätteln fließt, wenn sich die Kolben zurückziehen. Wenn dann die Rückstellfedern die Bremsklötze oder Bremsbacken in die gelöste Position zwingen, wird das überschüssige Flüssigkeitsreservoir durch die Ausgleichsöffnungen geleitet. Während sich das Pedal in der gelösten Position befindet, wird aus dem System austretende Flüssigkeit durch die Ausgleichsöffnungen ersetzt.

Bei Zweikreis-Hauptzylindern werden zwei hintereinander angeordnete Kolben im selben Zylinder eingesetzt. Der Primärkolben wird direkt durch mechanische Verbindung vom Bremspedal über den Kraftverstärker betätigt. Der Sekundärkolben wird durch zwischen den beiden Kolben eingeschlossenes Fluid betätigt. Wenn sich vor dem Sekundärkolben ein Leck entwickelt, bewegt es sich vorwärts, bis es gegen die Vorderseite des Hauptzylinders stößt, und die zwischen den Kolben eingeschlossene Flüssigkeit betätigt die hinteren Bremsen. Wenn die hinteren Bremsen undicht werden, bewegt sich der Primärkolben vorwärts, bis ein direkter Kontakt mit dem Sekundärkolben stattfindet, und er zwingt den Sekundärkolben, die vorderen Bremsen zu betätigen. In beiden Fällen bewegt sich das Bremspedal weiter, wenn die Bremsen betätigt werden, und es steht weniger Bremsleistung zur Verfügung.

Alle Zweikreissysteme verwenden einen Schalter, um den Fahrer zu warnen, wenn nur die Hälfte des Bremssystems in Betrieb ist. Dieser Schalter befindet sich normalerweise in einem Ventilgehäuse, das an der Firewall oder dem Rahmen unterhalb des Hauptzylinders montiert ist. Ein Hydraulikkolben erhält Druck von beiden Kreisen, wobei der Druck jedes Kreises auf ein Ende des Kolbens ausgeübt wird. Wenn die Drücke ausgeglichen sind, bleibt der Kolben stationär. Wenn jedoch ein Kreis eine Undichtigkeit aufweist, wird der Kolben durch den höheren Druck in diesem Kreis während der Betätigung der Bremsen zur Seite gedrückt, wodurch der Schalter geschlossen und die Bremswarnleuchte aktiviert wird.

In Scheibenbremssystemen enthält dieser Ventilkörper auch ein Dosierventil und in einigen Fällen ein Dosierventil. Das Dosierventil verhindert, dass der Druck auf die Scheibenbremsen an den Vorderrädern gelangt, bis die Bremsbacken an den Hinterrädern die Trommeln berührt haben. Dadurch wird sichergestellt, dass die Vorderradbremsen niemals alleine verwendet werden. Das Proportionalventil regelt den Druck auf die Hinterradbremsen, um die Gefahr eines Blockierens des Hinterrads bei sehr starkem Bremsen zu verringern.

Warnleuchten können getestet werden, indem das Bremspedal gedrückt und gehalten wird, während eine der Entlüftungsschrauben des Radzylinders geöffnet wird. Wenn dies nicht zum Aufleuchten des Lichts führt, ersetzen Sie eine neue Lampe, führen Sie Durchgangsprüfungen durch und tauschen Sie den Schalter gegebenenfalls aus.

Das Hydrauliksystem kann auf Undichtigkeiten überprüft werden, indem das Pedal langsam und gleichmäßig betätigt wird. Wenn das Pedal sehr langsam auf den Boden sinkt, ist das System undicht. Dies ist nicht zu verwechseln mit einem federnden oder schwammigen Gefühl aufgrund der Kompression von Luft in den Leitungen. Wenn das System leckt, ändert sich die Position des Pedals bei konstantem Druck allmählich.

Prüfen Sie alle Leitungen und die Radzylinder auf Undichtigkeiten. Wenn keine äußeren Undichtigkeiten erkennbar sind, liegt das Problem im Hauptzylinder.

SCHEIBENBREMSEN

Anstelle der herkömmlichen expandierenden Bremsen, die gegen eine kreisförmige Trommel nach außen drücken, verwenden Scheibenbremssysteme eine Scheibe (einen Rotor) mit Bremsbelägen, die auf beiden Seiten davon positioniert sind. Eine leicht zu erkennende Analogie ist die Handbremsanordnung an einem Fahrrad. Die Bremsbeläge quetschen sich auf die Felge des Fahrradrads und verlangsamen dessen Bewegung. Scheibenbremsen für Automobile verwenden das gleiche Prinzip, üben jedoch die Bremskraft auf eine separate Scheibe anstelle des Rads aus.

Die Scheibe (Rotor) ist ein Gussteil, das üblicherweise mit Kühlrippen zwischen den beiden Bremsflächen ausgestattet ist. Dies ermöglicht eine Luftzirkulation zwischen den Bremsflächen, wodurch diese weniger empfindlich gegen Wärmestau und weniger lichtbeständig sind. Schmutz und Wasser beeinträchtigen die Bremswirkung nicht drastisch, da Verunreinigungen durch die Zentrifugalwirkung des Rotors weggeschleudert oder von den Belägen abgekratzt werden. Die gleichmäßige Klemmwirkung der beiden Bremsbeläge sorgt für gleichmäßige, gerade Anschläge. Scheibenbremsen sind von Natur aus selbsteinstellend. Es gibt drei allgemeine Arten von Scheibenbremsen:

  1. Ein fester Bremssattel.
  2. Ein Schwimmsattel.
  3. Eine Schieblehre.

Bei der Konstruktion mit festem Bremssattel werden zwei Kolben verwendet, die auf beiden Seiten des Rotors (auf jeder Seite des Bremssattels) montiert sind. Der Bremssattel ist starr montiert und bewegt sich nicht.

Die gleitenden und schwimmenden Designs sind ziemlich ähnlich. Tatsächlich werden diese beiden Typen oft zusammengewürfelt. Bei beiden Konstruktionen wird der Belag auf der Innenseite des Rotors durch hydraulische Kraft in Kontakt mit dem Rotor gebracht. Der Bremssattel, der nicht in einer festen Position gehalten wird, bewegt sich geringfügig und bringt das Außenkissen in Kontakt mit dem Rotor. Es gibt verschiedene Methoden, Schwimmsättel anzubringen. Einige sind oben oder unten drehbar, andere sind auf Befestigungsschrauben verschiebbar. In jedem Fall ist das Endergebnis das gleiche.

TROMMELBREMSEN

Trommelbremsen verwenden zwei Bremsbacken, die auf einer feststehenden Grundplatte montiert sind. Diese Schuhe befinden sich in einer kreisförmigen Trommel, die sich mit der Radbaugruppe dreht. Die Schuhe werden von Federn gehalten. Dies ermöglicht es ihnen, zu den Trommeln zu gleiten (wenn sie angewendet werden), während die Auskleidungen und Trommeln in Ausrichtung bleiben. Die Schuhe werden von einem Radzylinder betätigt, der oben auf der Trägerplatte montiert ist. Wenn die Bremsen betätigt werden, drückt der Hydraulikdruck die Betätigungsglieder des Radzylinders nach außen. Da diese Glieder direkt an der Oberseite der Bremsbacken anliegen, werden die Schuhoberseiten gegen die Innenseite der Trommel gedrückt. Diese Aktion zwingt die Böden der beiden Schuhe dazu, die Bremstrommel zu berühren, indem die gesamte Baugruppe leicht gedreht wird (als Servoaktion bezeichnet). Wenn der Druck im Radzylinder nachlässt, ziehen die Rückstellfedern die Schuhe von der Trommel zurück.

Die meisten modernen Trommelbremsen sind so ausgelegt, dass sie sich beim Rückwärtsfahren selbst einstellen. Diese Bewegung bewirkt, dass sich beide Schuhe geringfügig mit der Trommel drehen, wodurch ein Einstellhebel geschwenkt wird, wodurch die Einstellschraube gedreht wird. Einige Trommelbremssysteme sind so ausgelegt, dass sie sich während des Bremsvorgangs automatisch einstellen, wenn die Bremsen betätigt werden. Dieses integrierte Einstellsystem reduziert den Wartungsaufwand und sorgt für ein zufriedenstellendes Brems- und Pedalgefühl.