Der Hauptbremszylinder ist ein druckerzeugender Zylinder in der hydraulischen Bremsanlage. Hauptbremszylinder setzt man sowohl bei Scheibenbremsen, als auch bei Trommelbremsen ein.

Bei entsprechendem Druck aufs Bremspedal leitet er Bremsflüssigkeit in die Bremskreise ein und steuert sie, wodurch die hydraulische Bremskraft entsteht. Bei Betätigung des Bremspedals wird die Fußkraft durch den Stößel auf den Druckkolben übertragen, wodurch der Kolben sich in Richtung Bremsleitung verschiebt.
Dabei überfährt die Primärmanschette die Ausgleichsbohrung, der Druckraum ist geschlossen und der Bremsdruck wird erzeugt.
Nach dem Lösen des Bremspedals wird der Druckkolben mit Hilfe einer Feder in seine ursprüngliche Lage zurückgedrückt, sodass wieder Bremsflüssigkeit durch die Nachlaufbohrung in den Hauptbremszylinder nachfließen kann. Dadurch ist der Bremsdruck bei sofort wiederholtem Bremsen erhöht.
Die Arbeitsweise bei neueren Fahrzeugen unterscheidet sich allerdings.

Bei neueren Fahrzeugen ist das Zentralventil im Ruhestand des Hauptbremszylinders geöffnet und der Volumenausgleich erfolgt über die Nachlaufbohrung und der Bohrung im Kolben. Bei Betätigung des Bremspedals wird hier das Zentralventil geschlossen, durch die Unterbrechung zwischen Bremsflüssigkeitsbehälter und Radbremse beginnt der Druckaufbau.
Beim Entlasten des Bremspedals entsteht ein Unterdruck, der gewährleistet, dass sich das Zentralventil öffnet und die Bremsflüssigkeit einfließen kann. In der Ruhestellung bleibt das Zentralventil geöffnet.

Für den Fall des Ausfalls eines Bremskreises muss jeder Pkw mit zwei getrennten Bremskreisen ausgerüstet sein. Den hydraulischen Druck für diese Bremskreise erzeugt der sogenannte Tandem-Hauptzylinder.


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