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Funktionsweise der Autobremse

Bevor man sich mit Fragen zum Thema Bremse beschäftigt, sollte man wissen, wie eine Autobremse überhaupt funktioniert. Die Frage klingt banal und wird gerne damit beantwortet, dass Bremsbeläge gegen Bremsscheiben oder Bremstrommeln drücken und das Fahrzeug so abbremsen. Diese Antwort ist zwar richtig, allerdings ist die Wirkungsweise einer Bremsanlage doch um einiges komplexer. Keine Angst; es folgt keine Doktorarbeit eines Bremseningenieurs, sondern eine auch für den Laien leicht verständliche Erklärung der Grundfunktionen der Autobremse.

Grundprinzip

Das Grundprinzip der Autobremse ist, wie oben bereits vereinfacht erklärt, dass sich zwei feststehende Bremsbeläge, die bei Trommelbremsen als Bremsbacken bezeichnet werden, gegen eine rotierende Bremsscheibe oder Bremstrommel drücken. Durch den dabei entstehenden Reibungswiderstand wird das Fahrzeug abgebremst, indem die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in Wärmeenergie umgewandelt wird.

Scheibenbremsen und Trommelbremsen

Funktionsweise Scheibenbremse

Funktionsweise Scheibenbremse

Ursprünglich wurden in Automobilen nur Trommelbremsen verbaut. Obwohl die Scheibenbremse bereits 1902 von dem Briten Frederick W. Lanchester erfunden und in seinen Fahrzeugen auch verbaut wurde, tauchten sie in Europa 1952 erstmals in dem Rennsportwagen Jaguar C-Type und 1955 im Citroën DS serienmäßig auf. Der Grund liegt in der Feststellbremse, die umgangssprachlich Handbremse genannt wird. Bei Scheibenbremsen ist es wesentlich aufwendiger und damit auch teurer, eine Feststellbremse zu integrieren, als bei den Trommelbremsen. Deshalb werden auch heute noch, insbesondere bei Fahrzeugen im unteren Preisniveau, auf der Hinterachse Trommelbremsen und nur auf der Vorderachse die leistungsstärkeren Scheibenbremsen montiert.

Seilzug, Hydraulik und Elektronik

In den Anfängen der Automobilgeschichte wurden die Bremsbacken noch mechanisch per Seilzug an die Bremstrommel gedrückt. Da diese allerdings im Winter gerne einfroren, durch Dehnung ungleiche Bremskräfte auf die einzelnen Bremsen ausübten und letztendlich gerissene Bremsseile ein hohes Unfallrisiko darstellten, wurden sie gegen das hydraulische Bremssystem ersetzt.

Heute wird durch Druck auf das Bremspedal die Bremsflüssigkeit in einem Zylinder verdichtet, der sich Hauptbremszylinder nennt. Der in dem Hauptbremszylinder entstehende, gleichmäßige Druck wird durch zwei Ausgänge, und daran angeschlossene Bremsleitungen, an die Bremsen weitergeleitet. Der eine Ausgang versorgt die Bremsen vorne links und hinten rechts, der andere die Bremsen hinten links und vorne rechts.

Funktionsweise Trommelbremse

Funktionsweise Trommelbremse

Diese sogenannte Zweikreis-Bremsanlage stellt sicher, dass auch bei Ausfall eines Kreises, das Fahrzeug noch gebremst werden kann. Die komprimierte Bremsflüssigkeit drückt an der Bremse nun über die Bremskolben die Bremsbeläge an die Bremsscheibe bzw. über sogenannte Radbremszylinder die Bremsbacken gegen die Bremstrommel. Bremsseile finden wir heute nur noch bei der Feststellbremse, wobei auch hier die elektrische Parkbremse mehr und mehr das Sicherheitsrisiko Bremsseil verdrängt. Für die Zukunft arbeiten Ingenieure an einer elektrischen Bremse, durch die auch auf die Hydraulik vollständig verzichtet werden kann. Der Pedaldruck soll dann über ein Steuergerät elektronisch an die Bremsen übermittelt werden.

Bremsflüssigkeit

Der umgangssprachlich oft gebrauchte Begriff Bremsöl ist nicht nur irreführend, sondern schlichtweg falsch. Ein Öl kann sich nicht mit Wasser verbinden, und wird sich stets auf der Wasseroberfläche absondern. Bremsflüssigkeit dagegen verbindet sich nicht nur mit Wasser, sie ist auch ausgesprochen hygroskopisch, das heißt, dass sie Wasser aus der Umgebungsluft anzieht, wodurch ihr Siedepunkt von etwa 260 Grad Celsius im Laufe der Zeit stetig abnimmt.

Bremsfluessigkeit_uebersicht

ATE Bremsflüssigkeit

Um den im Hauptbremszylinder aufgebauten Druck wirkungsvoll an die Bremsen weiterzuleiten, darf sich in dem System keine Luft befinden, da sich diese komprimieren lässt und dadurch den Bremsdruck nicht in der Form weitergibt, wie die Bremsflüssigkeit es tut. Deshalb muss nach allen Arbeiten am hydraulischen Bremssystem die Bremse gewissenhaft entlüftet werden. Es ist aber nicht nur die eingeschlossene Luft, die den Druck auf das Bremspedal ins Leere führen kann.

Durch die beim Bremsen entstehende Hitze kann diese bei einer Dauerbelastung der Bremse, beispielsweise im Stop-and-go-Verkehr oder auf Passstraßen, auch die Bremsflüssigkeit stark erhitzen. Das in der Bremsflüssigkeit enthaltene Wasser verdampft und bildet eine Wasserdampfblase, die das hydraulische Bremssystem lahmlegt. Nach Abkühlung ist die Bremse wieder voll funktionsfähig, sofern sich bis dahin kein Unfall ereignet hat. Ein regelmäßiger Wechsel der Bremsflüssigkeit, etwa alle zwei Jahre, ist deshalb besonders wichtig.

Bremskraftverstärker

Bremskraftverstärker

Bremskraftverstärker

Zum Aufbau des notwendigen Bremsdruckes ist ein nicht unerheblicher Kraftaufwand auf das Bremspedal erforderlich. Um das Bremsen zu erleichtern, werden Bremskraftverstärker eingesetzt, die den Unterdruck, der sich hinter der Drosselklappe im Ansaugkrümmer des Motors bildet, ausnutzt und die aufzubringende Pedalkraft drastisch reduziert. Bei Dieselfahrzeugen oder bei Autos mit Benzindirekteinspritzung, die keine Drosselklappe haben, übernimmt eine Vakuumpumpe die notwendige Unterdruckversorgung. In allen Fällen funktioniert der Bremskraftverstärker deshalb stets nur bei laufendem Motor.

Bremsen ist inzwischen mehr geworden, als das einfache Verzögern von gestern. Mit elektronisch gesteuerten Fahrerassistenzsystemen denkt die Bremse von heute mit und macht das Fahren noch komfortabler und sicherer.

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