Bremskraftverstärker: Service-Grundlagen

May 27, 2023

Scheibenbremsen sind nicht „selbstverstärkend“ wie Trommelbremsen und erfordern daher mehr Pedalkraft zum Betätigen. Es ist die Magie der Servobremsen, die ein Gewicht von 98 Pfund ermöglicht. kleine alte Dame, die zwei Tonnen einer Luxuslimousine, wie Sie sie nennen, mit kaum mehr als einer leichten Liebkosung ihres Fußes gegen das Bremspedal kreischend zum Stehen bringt.

Servobremsen sind großartig, wenn sie richtig funktionieren, aber was passiert, wenn sie nicht funktionieren? Plötzlich erfordert es viel mehr Kraft, das Fahrzeug zum Stehen zu bringen. Dadurch kann sich die zum Anhalten des Fahrzeugs benötigte Distanz verlängern und eine potenziell gefährliche Situation entstehen. Wenn also ein Fahrzeug unter einer erhöhten Pedalkraft leidet, sollten Sie als Erstes die Servobremsanlage überprüfen.

VAKUUM-BOOSTER Die meisten Servobremssysteme verwenden einen Vakuumverstärker zur Bremsunterstützung. Vakuum eignet sich für viele Dinge, etwa zum Ansaugen von Benzin durch einen Vergaser, zum Öffnen und Schließen von Luftklappen in der Klimaanlage eines Fahrzeugs und um zusätzliche Muskelkraft beim Bremsen bereitzustellen. Aber um das Bremsen zu unterstützen, braucht es viel Vakuum.

Wie kann etwas viel von nichts vertragen? Vakuum ist schließlich die Abwesenheit von atmosphärischem Druck. Die Antwort lautet: Je höher das Vakuum, desto größer ist der atmosphärische Druck, den Hohlraum zu füllen. Wie ein berühmter Wissenschaftler einmal sagte: „Die Natur verabscheut ein Vakuum.“ Er meinte damit, dass, sobald man ein Loch in der Luft (Vakuum) erzeugt, die Umgebungsluft versucht, direkt hineinzuströmen, um es wieder aufzufüllen. Der „Druck“, den ein Unterdruckbremskraftverstärker auf den Hauptzylinder ausübt, ist also tatsächlich atmosphärischer Luftdruck.

Auf Meereshöhe beträgt der Luftdruck 14,7 Pfund. pro Quadratzoll, was etwa 30 Zoll Vakuum auf einem Messgerät entspricht. Der durchschnittliche Motor kann nicht so viel Unterdruck erzeugen, daher beträgt der höchste Ansaugunterdruck, den Sie lesen werden, etwa 20 bis 22 Zoll. Die meisten Motoren erzeugen im Leerlauf einen konstanten Unterdruck von 16 bis 20 Zoll. Eine Ausnahme bildet ein Dieselmotor, der über keine Drosselklappe zur Drosselung und somit über keinen Ansaugunterdruck verfügt. Daher müssen Dieselfahrzeuge eine Zusatzvakuumpumpe verwenden, wenn sie über einen Unterdruckbremskraftverstärker verfügen.

Wie der Bremskraftverstärker Unterdruck zur Kraftunterstützung nutzt, ist verblüffend einfach. Der ursprüngliche „Master-Vac“-Bremskraftverstärker, der zum Vorläufer praktisch aller heutigen Vakuum-Bremskraftverstärker wurde, wurde bereits in den 1950er Jahren von Bendix patentiert. Das Verstärkergehäuse ist durch eine flexible Membran in zwei Kammern unterteilt. Ein Vakuumschlauch vom Ansaugkrümmer am Motor saugt bei laufendem Motor Luft von beiden Seiten der Membran an. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal tritt, bewegt sich die Eingangsstangenbaugruppe im Verstärker nach vorne. Dadurch wird der Vakuumanschluss auf der Rückseite der Membran blockiert und ein atmosphärischer Anschluss geöffnet, durch den Luft in die hintere Kammer eindringen kann. Plötzlich wirkt auf der Membran ein Vakuum, das auf einer Seite anzieht, und Luftdruck, der auf der anderen Seite drückt. Das Ergebnis ist ein Vorwärtsschub, der dazu beiträgt, die Stößelstange zur Kraftunterstützung in den Hauptzylinder zu schieben.

Der Umfang der vom Booster tatsächlich bereitgestellten Kraftunterstützung hängt von zwei Dingen ab: der Größe der Membran und der Menge des vom Motor erzeugten Ansaugkrümmerunterdrucks. Je größer die Membran, desto größer der Boost. Ein 8-Zoll-Booster mit 20 Zoll Motorvakuum liefert etwa 240 Pfund. des Bremsassistenten.

Daraus sollte klar sein, dass der Vakuumverstärker zwei Dinge benötigt, um seine Aufgabe zu erfüllen – eine gute Vakuumversorgung vom Motor und eine gute Membran. Ein lockerer, undichter, kollabierter oder verstopfter Unterdruckversorgungsschlauch sorgt möglicherweise dafür, dass der Booster nicht genügend Unterdruck erhält, um die übliche Leistungsunterstützung bereitzustellen. Folglich muss der Fahrer stärker auf das Bremspedal treten, um die gleiche Bremswirkung wie zuvor zu erzielen.

Ein verstopfter Unterdruckschlauch führt dazu, dass der Ladedruck abfällt, wenn die Bremsen schnell hintereinander betätigt werden. Dies liegt daran, dass die Verstopfung die Rückkehr des Vakuums im Booster verlangsamt.

Um den Motorunterdruck zu prüfen, schließen Sie ein Vakuummessgerät an den Versorgungsschlauch an, der vom Ansaugkrümmer zum Verstärker führt. Ein niedriger Wert (unter 16 Zoll) kann auf ein Schlauchleck oder eine Verstopfung, eine Verstopfung im Abgassystem (verstopfter Katalysator, kaputtes Rohr, defekter Schalldämpfer usw.) oder ein Problem im Motor selbst (Leck im Krümmerunterdruck, defekt) hinweisen Ventil, Kopfdichtung usw.).

Auch der Zustand der Membran im Booster ist wichtig. Wenn es Risse, Risse oder Undichtigkeiten aufweist, hält es das Vakuum nicht und kann nicht viel Kraftunterstützung leisten. Undichtigkeiten im Hauptzylinder können dazu führen, dass Bremsflüssigkeit in den Bremskraftverstärker gesaugt wird, was den Abbau der Membran beschleunigt. Wenn sich also Bremsflüssigkeit im Unterdruckschlauch befindet, ist das ein gutes Zeichen dafür, dass der Hauptzylinder undicht ist und repariert oder ersetzt werden muss. Nässe an der Rückseite des Hauptzylinders wäre ein weiterer Hinweis auf ein solches Problem.

Um den Vakuumverstärker zu überprüfen, betätigen Sie das Bremspedal bei ausgeschaltetem Motor, bis Sie das gesamte Vakuum aus der Einheit abgelassen haben. Halten Sie dann das Pedal gedrückt und starten Sie den Motor. Sie sollten spüren, wie das Pedal leicht niedergedrückt wird, während der Unterdruck des Motors in den Verstärker gelangt und an der Membran zieht. Keine Änderung? Überprüfen Sie dann den Unterdruckschlauchanschluss und den Motorunterdruck. Wenn alles in Ordnung ist, liegt das Problem am Booster und der Booster muss ersetzt werden.

Vakuum-Booster verfügen außerdem über ein externes Einweg-Rückschlagventil am Schlaucheinlass, das schließt, wenn der Motor abgestellt ist oder abgewürgt wird. Dadurch wird das Vakuum im Booster eingeschlossen, so dass er noch ein oder zwei kraftunterstützte Stopps durchführen kann, bis der Motor neu gestartet wird. Das Ventil trägt auch dazu bei, das Vakuum aufrechtzuerhalten, wenn das Ansaugvakuum niedrig ist (wenn der Motor unter Last steht oder mit Vollgas läuft). Sie können das Ventil überprüfen, indem Sie es entfernen und versuchen, von beiden Seiten durchzublasen. Es sollte Luft von hinten strömen lassen, aber nicht von vorne.

HYDRO-BOOSTDas „Hydro-Boost“-System von Bendix ist zwar nicht so verbreitet wie Vakuum-Bremskraftverstärker, stammt aber aus dem Jahr 1973. Das System nutzt zur Servounterstützung den von der Servolenkungspumpe erzeugten Hydraulikdruck anstelle des Motorvakuums.

Im Inneren der Hydro-Boost-Einheit, die wie ein Unterdruckverstärker zwischen Hauptzylinder und Bremspedal passt, befindet sich eine Steuerventil- und Kolbenbaugruppe. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal tritt, gleitet die Stößelstange nach vorne und verändert die Position des Steuerventils. Dadurch wird ein Ventilanschluss geöffnet, der Servolenkungsflüssigkeit in den Hohlraum hinter dem Kolben leitet, um ihn nach vorne zu drücken und die Bremsen zu betätigen.

Eine weitere Komponente des Systems ist ein Druckspeicher. Einige stehen unter Stickstoffdruck, während andere je nach Anwendung federbelastet sind. Die Aufgabe des Druckspeichers besteht darin, den Druck als Notfallreserve für den Fall eines Druckverlusts zu speichern (Motor geht aus oder der Antriebsriemen der Servolenkungspumpe reißt). Im Druckspeicher ist in der Regel genügend Reservedruck für ein bis drei Servostopps vorhanden.

Probleme mit diesem System können durch Schieberventil- oder Kolbenverschleiß in der Hydro-Boost-Einheit, Flüssigkeitslecks oder Druckverlust (verschlissene Pumpe, rutschender Pumpenriemen usw.) verursacht werden.

Eine einfache Möglichkeit, das Hydro-Boost-System zu testen, besteht darin, die Bremsen fünf oder sechs Mal bei ausgeschaltetem Motor zu betätigen, um den Druckspeicher zu entladen. Drücken Sie dann kräftig auf das Pedal (ungefähr 20 kg Kraft) und starten Sie den Motor. Wie bei einem Unterdruckverstärker sollten Sie spüren, wie das Pedal beim Starten des Motors leicht nach unten und dann wieder nach oben geht.

Die Leckage des Akkumulators kann durch mehrmaliges Betätigen der Bremsen bei laufendem Motor und anschließendes Abstellen überprüft werden. Lassen Sie das Auto etwa eine Stunde stehen und versuchen Sie dann, die Bremsen zu betätigen, ohne den Motor zu starten. Sie sollten zwei oder drei Mal sanft bremsen, bevor Sie mehr Kraft aufwenden müssen, um das Pedal zu betätigen.

Ruckelnde Bremsen sind wahrscheinlich das Ergebnis einer Verschmutzung im System oder einer gebrochenen Spulenrückholfeder. Wenn die Bremsen dazu neigen, von selbst zu klemmen, liegt wahrscheinlich ein eingeschränkter Rückfluss oder ein defektes Ablassventil vor. Übermäßige Pedalkraft kann normalerweise auf interne Undichtigkeiten oder das Durchsickern von Flüssigkeit hinter der Akkumulator-/Booster-Dichtung zurückgeführt werden. Wenn sich herausstellt, dass das Problem am Booster selbst liegt, müssen Sie ihn ersetzen. Stellen Sie sicher, dass Sie den Druckspeicher entlasten, indem Sie das Bremspedal ein halbes Dutzend Mal betätigen, bevor Sie Leitungsanschlüsse öffnen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass Sie von der unter hohem Druck stehenden Bremsflüssigkeit in die Luft gespritzt werden.

ELEKTROHYDRAULISCHBei Fahrzeugen mit integriertem Antiblockiersystem, bei denen der Hauptzylinder Teil der hydraulischen Steuerbaugruppe ist (Teves Mark 2 ABS, Bosch III ABS, Delco Powermaster 3 ABS, Bendix 10 und Jeep ABS), eine elektrische Pumpe mit einem Stickstoffdruckspeicher dient der Servounterstützung.

Bei diesen Systemen erfolgt die Kraftunterstützung durch den im Druckspeicher gespeicherten Druck. Wir sprechen hier von einem hohen Druck, von 675 bis 2.600 psi, je nach System und Anwendung. Wenn der Fahrer auf das Bremspedal tritt und sich die Stößelstange nach vorne bewegt, öffnet sie ein Ventil im Hauptzylinder, das den gespeicherten Druck aus dem Druckspeicher in einen Hohlraum hinter der Kolbenbaugruppe gelangen lässt. Dadurch wird der Kolben nach vorne gedrückt und die Bremse betätigt.

Ein Druckschalter am Hauptzylinder überwacht den im Druckspeicher gespeicherten Druck und schließt einen Schalter, um die Elektropumpe einzuschalten, wenn der Druck unter einen voreingestellten Mindestwert fällt. Anschließend schaltet es die Pumpe ab, wenn der Druck wieder den gewünschten Wert erreicht hat.

Probleme mit dieser Art von Servobremssystem sind in der Regel auf einen defekten Pumpenmotor, einen undichten Akkumulator oder interne Probleme in der Hauptzylinderbaugruppe zurückzuführen. Da alles Teil des ABS-Systems ist, lösen elektrische Probleme mit dem Pumpenmotor oder dem Druckschalter sowie ein niedriger Flüssigkeitsstand oder niedriger Druck normalerweise einen Fehlercode aus und aktivieren die ABS-Warnleuchte. Um herauszufinden, was falsch ist, müssen Sie einen Diagnose-Tester anschließen oder das entsprechende Diagnoseverfahren verwenden, um die Fehlercodes abzurufen. Für eine genaue Diagnose ist hier die Bezugnahme auf das entsprechende Werkstatthandbuch erforderlich.

Die elektrische Pumpe und der Akkumulator können bei Problemen normalerweise separat ausgetauscht werden, der Hauptzylinder und die hydraulische Steuereinheit werden jedoch als Baugruppe ausgetauscht (was sehr teuer ist!).

Das Wichtigste, was Sie bei der Wartung dieser Systeme beachten sollten, ist, den Druckspeicher immer drucklos zu machen, bevor Sie an Teilen des Bremssystems arbeiten oder Rohrleitungen öffnen. Das Pedal muss bei ausgeschaltetem Motor 30 bis 40 Mal betätigt werden (oder bis eine Steigerung der Pedalkraft deutlich zu spüren ist), um den gesamten Druck aus dem Druckspeicher abzulassen.