Funktionsweise und Komponenten von Bremssystemen

ABS-Bremsphasen

Phase des Druckanstiegs

Die hydraulischen Magnetventile sind geschlossen. Der Bremsdruck wird durch die Pedalkraft des Fahrers aufgebaut. Die Bremskraft erhöht sich, das Rad verlangsamt sich und reduziert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Wenn die Radgeschwindigkeit so weit sinkt, dass die Haftung (Grip) beeinträchtigt wird (Blockierneigung), muss die Bremskraft reduziert werden, um die Geschwindigkeit des Rades zu erhöhen und die Griffigkeit wiederherzustellen.

Phase des Druckabfalls (Druckreduzierung)

Die elektronische Steuereinheit (ECU) erkennt die Blockierneigung des Rades und aktiviert das Auslassventil (ABV) des Rades. Das Magnetventil wird mit einem Strom von 4,6 bis 6 Ampere aktiviert. Die Kommunikation zwischen Pumpe und Bremssattel wird unterbrochen, während die Kommunikation zwischen Bremssattel und Rücklaufpumpe geöffnet wird. Dadurch wird Bremsflüssigkeit aus dem Bremssattel zurückgezogen. Dies führt zu einem spürbaren, intermittierenden Pulsieren des Bremspedals während des Bremsvorgangs.

Phase der Druckhaltung

In dieser Phase, in der die Radgeschwindigkeit wieder zunimmt, wird das Magnetventil mit einem Strom zwischen 1,9 und 2,3 Ampere aktiviert. Die Kommunikation zwischen der Pumpe und dem Bremssattel ist unterbrochen. Der Druck im Bremssattel bleibt konstant, unabhängig von der auf das Bremspedal ausgeübten Kraft.

Komponenten des Hydraulikaggregats

Hydraulikaggregat

Das Aggregat besteht aus Ventilen, einer Pumpenkammer, Akkumulatoren (Rücklaufkammern) und Magnetventilen für jeden Bremskreis.

Rückförderpumpe

Verantwortlich für die Rückführung der Bremsflüssigkeit aus dem Akkumulator in den Hauptbremszylinder, um den Druck zu reduzieren. Dieses Ventil wird durch einen Elektromotor aktiviert.

Akkumulatoren

Sammeln die Bremsflüssigkeit, die bei plötzlichem Druckabfall zurückfließt.

Magnetventile

Verantwortlich für die Modulation des Drucks im Bremszylinder während der drei Phasen (Druckanstieg, Druckabfall und Druckhaltung).

Betriebszustände der Magnetventile

• Ruhestellung (Sleep): Der Hauptbremszylinder steht in direkter Kommunikation mit dem Antrieb.
• Druckhaltung (Wartung): Die Kommunikation wird durch einen Strom von etwa 2 Ampere unterbrochen, der die Spule erregt und den Kolben bewegt, um den Zylinder nahe dem maximalen Druck zu schließen.
• Druckreduzierung (Reduktion): Ein Strom von etwa 5 Ampere erregt die Spule und bewegt den Kolben weiter, wodurch der Weg zwischen dem Antrieb und der Pumpe geöffnet wird, um überschüssigen Druck abzubauen.

Komponenten der Druckluftbremse

Relaisventil (Bremskraftverstärker)

Das Signal vom T-Ventil (oder dem Bremspedalventil) aktiviert das Relaisventil. Der Kolben und die Membranbaugruppe werden angehoben und bewegen das Doppelkegelventil von seinem Sitz. Dadurch strömt Druckluft aus dem Vorratsbehälter zu den Bremszylindern, um das Fahrzeug zu bremsen. Wenn das Pedal losgelassen wird, schließt die Federkraft des Kolbens das Doppelkegelventil. Die Luft aus den Bremszylindern entweicht durch die mittlere Öffnung des Kolbens, wodurch die Bremsung gelöst wird.

T-Ventil (Zweiwegeventil)

Das T-Ventil funktioniert auf zwei Arten: 1. Bei Betätigung der Fußbremse bewegt der Luftdruck den Ventilkolben T, schließt die manuelle Kommunikation und leitet Druckluft zum Relaisventil, um das Fahrzeug zu bremsen. 2. Bei manueller Betätigung (z. B. Handbremse) wird die Kommunikation zum Bremspedal unterbrochen, und nur Druckluft wird zur Bremsung des Fahrzeugs verwendet.

Überströmventil (Kreisschutz)

Luft aus dem Primärkreislauf tritt in das Ventil ein und wirkt auf die Membran. Bei einem Druck von mehr als 4,5 kg/cm² hebt sich die Membran von ihrem Sitz, wodurch Luft in den Hilfsstromkreis strömt. Die Drücke werden bis zu 7 kg/cm² ausgeglichen. Bei einem Ausfall im Primärkreislauf (Druckverlust auf 0) stellt der Hilfsstromkreis über ein Einwegventil den Luftdruck bereit, um das Fahrzeug zu bremsen.

Fußbremsventil

Beim Drücken des Bremspedals wird die Kraft über die Stange oder die Federplatte auf den Kolben übertragen. Der Kolben bewegt sich nach unten von seinem Sitz weg und öffnet das Druckventil, wodurch Luft in die Bremskammern strömt und das Fahrzeug stoppt. Beim Loslassen des Bremspedals schließt der Kolben das Druckventil und öffnet das Entlüftungsventil. Die Luft aus den Bremskammern entweicht durch die Öffnung des Kolbens, wodurch die Bremsung gelöst wird.

Sicherheitsventil

Wenn der Druckregler ausfällt und der Druck 9 Bar (oder 7 Bar, je nach Einstellung) überschreitet, öffnet das Sicherheitsventil und entlüftet an der Oberseite, um Überdruck und eine Zerstörung des Systems zu verhindern. Wenn der Druckregler ordnungsgemäß funktioniert, sollte das Sicherheitsventil niemals aktiviert werden.

Lufttrockner und Druckregler

Primäre Funktion (Lufttrocknung)

Die Luft vom Kompressor tritt in den Lufttrockner ein, passiert eine Filterscheibe, die die Geschwindigkeit der Luft erhöht und einen Wirbel erzeugt. Durch Zentrifugalkraft werden Verunreinigungen wie Wasser, Öl und Kohle im Filter abgeschieden.

Sekundäre Funktion (Druckregelung)

Zur Druckregulierung aus dem Tank: Ein flexibles Luftventil wird eingesetzt und wirkt auf die Membran. Wenn der Druck über 7 Bar steigt, öffnet sich die Membran, lässt Luft in den Kolben strömen und öffnet die Entlüftung des Lufttrockners, um Verunreinigungen nach außen abzugeben.