Bremskraftverstärker

Üblicher, vakuumbetriebener Bremskraftverstärker für Pkw

Der Bremskraftverstärker (BKV) ermöglicht die Verringerung der Betätigungskraft an der Bremse eines Fahrzeugs, die zum Erreichen der gewünschten Bremswirkung benötigt wird.

Bei dem in Pkw und leichten Nutzfahrzeugen vorwiegend verbauten Unterdruck-Bremskraftverstärker wird die Hilfskraft mittels einer Druckdifferenz (Atmosphärendruck zu Unterdruck) erzeugt. Bei mittleren bis schweren Nutzfahrzeugen (in der Regel ab 7,49 t) wie z. B. LKW wird die Bremskraft mittels Druckluft (Pneumatik) erzeugt (Fremdkraftbremsanlage), der Betriebsdruck liegt hier bei ca. 8 bar. Es sind auch hydraulische oder elektrische Bremskraftverstärker möglich.

Unterdruckerzeugung

Ottomotoren

Kraftfahrzeuge mit Ottomotoren erfordern bei Teillast den Einsatz einer Drosselklappe, um ein brennfähiges Kraftstoff-Luftgemisch zu erzeugen. Als Nebeneffekt entsteht hinter der Drosselklappe im Ansaugtrakt (Ansaugkrümmer) ein Unterdruck.

Bei einigen aktuellen Ottomotoren mit Benzindirekteinspritzung, wie z. B. BMW-Fahrzeugen mit Valvetronic, wird durch den systembedingten Entfall der Drosselklappe eine separate Saugpumpe bzw. Unterdruckpumpe (auch Vakuumpumpe) wie bei Dieselmotoren erforderlich. In der Verbindungsleitung zwischen BKV und Unterdruckquelle ist ein Rückschlagventil eingebaut, das dazu dient, den Unterdruck bei Vollast und stehendem Motor aufrechtzuerhalten.

Dieselmotoren

Ein Dieselmotor verfügt prinzipbedingt über keine Drosselklappe. Hier wird der Unterdruck durch eine Saugpumpe bzw. Unterdruckpumpe (auch Vakuumpumpe) erzeugt. Dieser Unterdruck stellt ein Druckgefälle gegenüber der Außenluft dar, das sich im Bremskraftverstärker zur Erhöhung der Bremskraft ausnutzen lässt.

Funktion

Wie in konventionellen Bremssystemen ohne Verstärker wirkt das Bremspedal direkt auf den Hauptbremszylinder, der die Bremsflüssigkeit in das Leitungssystem zu den Bremsen drückt (vgl. Pascalsches Gesetz). Unterstützt wird dieser Druck durch eine Arbeitsmembran, deren beide Seiten (in Ruhestellung) unter Unterdruck stehen. Durch die Betätigung des Bremspedals wird über ein Ventil die pedalgerichtete Seite der Membran mit atmosphärischem Druck beaufschlagt, so dass aufgrund der dann herrschenden Druckdifferenz eine Kraft entsteht, die die am Pedal aufgebrachte Bremskraft in gleicher Richtung unterstützt. Aufgrund der verhältnismäßig kleinen Druckdifferenz muss die Fläche der Membran relativ groß sein, um eine genügend hohe Kraftwirkung zu erzielen. Entsprechend hat das Gehäuse des Bremskraftverstärkers einen Durchmesser von bis zu 11 Zoll (Anmerkung: etwa 28 cm, der Durchmesser bei BKV wird immer in Zoll angegeben.). Bei kleinem Bauraum (z.B. beim Smart) werden auch sog. Tandem-BKV eingesetzt, bei denen zwei „in Reihe geschaltete“ Bremskraftverstärker für die nötige Oberfläche sorgen.

$F = p \cdot A$

F = Kraft [N]

p = Druck [Pa], hier Druckdifferenz zwischen Atmosphäre (ca. 101.300 Pa) und erzeugtem Unterdruck

A = Fläche [m²]

Durch die Auslegung der Ventile im Bremskraftverstärker ist die Hilfskraft des Kolbens immer proportional zur Pedalkraft. Ohne Unterdruck, beispielsweise beim Abschleppen des Wagens ohne laufenden Motor, muss die Pedalkraft alleine die Bremskraft aufbringen. Um die gleiche Bremswirkung wie bei arbeitendem Bremskraftverstärker zu erreichen, ist dann ein wesentlich größerer Kraftaufwand nötig.

Die Funktion des Bremskraftverstärkers wird wie folgt geprüft: Motor abstellen, Bremspedal mehrmals betätigen bis ein starker Widerstand spürbar wird. Bremspedal getreten halten, Motor starten. Wenn das Bremspedal nun nachgibt, ist der Verstärker in Ordnung.

Geschichte

Bis weit in die 1980er Jahre hinein kamen verschiedene (kleinere) Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise der Fiat Panda, der VW Käfer, der VW Polo oder der Renault Rapid noch ohne dieses Bauteil aus. Entweder wurden die Bremsen selbst z. B. als selbstverstärkende Trommelbremse ausgeführt oder der Pedalweg hatte eine Größe, dass die Pedalkraft auch ohne Bremskraftverstärker ausreichte.

Literatur

• Hans-Hermann Braess, Ulrich Seiffert: Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik. 2. Auflage, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, 2001, ISBN 3-528-13114-4

Siehe auch

• Bremsassistent
• Hydrovac

Weblinks

• Prinzip des Bremskraftverstärkers