Als Hauptbremszylinder bezeichnet man in der hydraulischen Bremsanlage den druckerzeugenden Zylinder. Er wird zum Beispiel
im PKW vom Bremspedal über einen Stößel betätigt. Im PKW wird ein sogenannter Tandemhauptbremszylinder eingebaut. Dieser
stellt durch seine zwei Druckkammern die Trennung von zwei voneinander unabhängigen Bremskreisen her, so wie es vom
Gesetzgeber gefordert ist.
Der Hauptbremszylinder besteht aus folgenden Bauteilen:
• Druckkolben: Der Druckkolben wird von der Kolbenstange im Zylinder bewegt. Auf ihm sind die Primär- und
die Sekundärmanschette angebracht. Des Weiteren verfügt er hinter der Primärmanschette über Nachlaufbohrungen.
• Primärmanschette: Sie ist die druckaufbauende Manschette. Sie ermöglicht auch das Nachströmen von
zusätzlicher Bremsflüssigkeit beim sogenannten Pumpen der Bremse.
• Sekundärmanschette: Es handelt sich meist um eine Topfmanschette, welche die Aufgabe hat, den
Kolbenraum nach außen abzudichten.
• Nachfüllbehälter :Er stellt den Vorrat von Bremsflüssigkeit sicher. Er sitzt oben auf dem Zylinder.
Die Behälterverschraubungen haben immer eine Belüftungsbohrung. Diese Bohrung muss immer offen sein. Um zu verhindern,
dass Schmutz in das Bremssystem gelangt, ist diese Bohrung klein gehalten. Die sich auf der Behälterverschraubung
absetzende Schmutzschicht ist bei der Inspektion oder beim Nachfüllen von Bremsflüssigkeit durch Reinigen mit Spiritus
zu beseitigen. Die Belüftungsbohrung muss bei einer Motorwäsche verschlossen werden.
• Ausgleichs- und Nachlaufbohrung: Sie stellen die Verbindung zwischen Nachfüllbehälter und Zylinderinnenraum
her. Die kleinere Ausgleichsbohrung dient zum Ausgleich von temperaturbedingten Volumenschwankungen in den Bremsleitungen
und zum raschen Abbau des Bremsdrucks. Die weitaus größere Nachlaufbohrung ermöglicht ein Nachlaufen der Bremsflüssigkeit
beim sogenannten Pumpen.
• Füllscheibe: Die Füllscheibe sitzt zwischen Primärmanschette und Füllbohrungen im Druckkolben. Sie
verhindert, dass die Manschette durch den Bremsdruck durch die Füllbohrungen gedrückt wird. Dies würde zum Ausfall der
Bremse führen, da kein Druck mehr aufgebaut werden kann.
• Bodenventil: Das Bodenventil hatte früher die Aufgabe, einen geringen Restdruck (etwa 0,4–1,7 bar)
in der Bremsleitung zu halten, um mechanische Spiele, insbesondere an der Trommelbremse, auszugleichen und Kavitation
(Gasbildung durch raschen Druckabbau, was zu Korrosion führt) zu verhindern. Es war am Hauptbremszylinder angebracht
und in Fahrzeugen mit Topfmanschetten am Radbremszylinder der Trommelbremse verbaut. Heutzutage werden statt Bodenventilen
Vordruckventile verwendet. Sie sind am Hauptbremszylinder im Bremskreis für die Trommelbremsen angeschraubt. Der
Vordruck dient auch dazu, eine bessere Abdichtung der Manschetten im Radbremszylinder zu ermöglichen. Es gibt auch
Trommelbremsen, die keinen Vordruck haben, dort übernehmen sogenannte "Lippenspreizer" die Abdichtung.
Das Spezialbodenventil wird bei Scheibenbremsanlagen verbaut, damit sich der Bremsflüssigkeitsdruck bei einem
Restvordruck von ca. 2 bar zeitverzögert abbaut, was Kavitation verhindert. Allerdings ist ein vollständiger Druckabbau
durch die Drosselbohrung im Ventil möglich und auch sinnvoll, da der Bremsbelag sonst unnötig anliegen und zu hohem
Verschleiß führen würde.
Funktion: Wird vom Fahrer das Bremspedal betätigt, überträgt der Stößel die Fußkraft auf den
Druckkolben. Dieser wird in Richtung Bremsleitung verschoben. Die Primärmanschette überfährt dabei die Ausgleichsbohrung.
Dadurch ist der Druckraum geschlossen, und es kann ein Bremsdruck erzeugt werden. Wird das Bremspedal gelöst, drückt der
Bremsdruck - unterstützt von einer Feder - den Druckkolben in seine Ausgangsstellung zurück. Dabei klappt die
Primärmanschette nach vorn und ermöglicht der Bremsflüssigkeit ein Nachlaufen über die Füllbohrungen des Druckkolbens.
Wenn nun sofort wieder das Bremspedal betätigt wird (Pumpen der Bremse), ist eine größere Menge Flüssigkeit vorhanden,
die verschoben werden kann. Es wird also ein höherer Bremsdruck erzeugt.
Beim Tandemhauptbremszylinder sind zwei einzelne Druckkolben hintereinander angebracht. Der Primärkolben wird dabei vom
Stößel betätigt. Durch den von ihm erzeugten Druck wird der Sekundärkolben oder auch Schwimmkolben betätigt und erzeugt
ebenfalls einen Druck im zweiten Bremskreis. Beim Ausfall einer der beiden Bremskreise ist immer noch der andere Bremskreis
in Funktion, wobei sich der Ausfall eines Kreises durch einen verlängerten Pedalweg mechanisch bemerkbar macht.
Die Verwendung von Tandemhauptbremszylindern ermöglicht es auch, unterschiedliche Drücke in den beiden Bremskreisen zu
erzeugen. Dies geschieht durch unterschiedliche Durchmesser der beiden Kolben. Diese Hauptbremszylinder werden dann gestufter
oder Stufenhauptbremszylinder genannt.
Besonderheit bei Fahrzeugen mit Antiblockiersystem: Fahrzeuge mit ABS haben besondere Anforderungen an
den Hauptbremszylinder. Da bei einer ABS-Bremsung der Druck in der Bremsleitung stark schwanken kann, wird der
Druckkolben ins Schwingen gebracht, was sich am Bremspedal durch starkes Pulsieren bemerkbar macht. Dies führt aber
dazu, dass die Primärmanschette sehr häufig über die Ausgleichsbohrung bewegt wird. Bei den entstehenden Schwingungen
ist diese einer stark erhöhten Belastung ausgesetzt und steht unter Gefahr, frühzeitig undicht zu werden. Deshalb ist
bei Fahrzeugen mit ABS ein sogenanntes Zentralventil verbaut. Dieses ersetzt die Ausgleichsbohrung, Füllscheibe und
Füllbohrungen vollständig. Dabei ist ein beweglicher Stift in der Mitte des Druckkolbens angebracht, der sich bei
Betätigung des Kolbens schließt und erst durch Erreichen seiner Endlage über einen mechanischen Anschlag wieder
aufgedrückt wird.
Heckantrieb bezeichnet nach dem Kraftfahrtechnischen Taschenbuch von Bosch eine Ausführung des Hinterradantriebs bei
Kraftfahrzeugen, bei dem die gesamte Antriebseinheit (bestehend aus Heckmotor, Getriebe und Antriebsachse) auf bzw.
direkt hinter der Hinterachse zusammengefasst ist. Diese Bauweise ist auch als Hecktriebblock bekannt, wird jedoch auch
häufig mit Hinterradantrieb gleichgesetzt.
Geschichte: Die früher weit verbreitete Standardbauweise (Motor und Getriebe vor den Insassen,
Hinterradantrieb) erfordert durch die räumliche Trennung von Getriebe und Achsdifferential und durch die
Kraftübertragung mittels Kardanwelle (die sich meist im Wageninnern als „Tunnel“ zeigt) zusätzliche Komponenten und
Bauraum. Durch den Interessenskonflikt bei Kosten, Raum und Gewicht ist die Standardbauweise für Kleinwagen nicht oder
nur bedingt geeignet.
Eine Lösungsmöglichkeit ist die Zusammenfassung von Motor, Getriebe und Antriebsachse zu einer kompakten Antriebseinheit.
In der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde dies vorwiegend als Heckantrieb umgesetzt, um den konstruktiven Aufwand
einer angetriebenen und gelenkten Vorderachse zu umgehen. Diese Bauweise wird auch als Hecktriebblock bezeichnet.
Ab den 1970er Jahren wurde der Frontantrieb die vorherrschende Antriebseinheit, der Heckantrieb wurde zu einer Nischenlösung
bei Sportwagen (z. B. Porsche), Kleinstwagen (Smart) und großen Bussen. In Amerika gibt es seit der Einstellung des
Chevrolet Corvair 1969, der als „Heckschleuder“ berüchtigt war, keine Heckmotorlimousinen mehr. In Europa entwickelten
und fertigten die tschechischen Automobilhersteller Škoda (mit dem Škoda Rapid bis 1990) und Tatra (mit dem Tatra 700
bis 1999) Limousinen mit Heckmotor.
Die „Väter“ des Heckantriebs waren Hans Ledwinka und Ferdinand Porsche.
Vor- und Nachteile: Neben den Vorteilen des Hinterradantriebs bietet der Heckantrieb noch weitere
Vorteile gegenüber Antriebskonzepten mit Frontmotor:
• Unabhängig vom Beladungszustand und der dynamischen Achslastverteilung des Fahrzeugs hat die Antriebsachse einen
hohen Achslastanteil und damit gute Traktion bei glatter Fahrbahn oder beim starken Beschleunigen.
• Im Vergleich zu Fahrzeugen mit Frontmotor und Hinterradantrieb wird der Fahrgastraum nicht durch einen Kardantunnel
eingeengt (die heute wesentlich stärker verbreiteten Fahrzeuge mit Frontmotor und Frontantrieb weisen hingegen
ebenfalls keinen Kardantunnel auf).
Dementgegen stehen folgende Nachteile, im Vergleich zu Fahrzeugen mit Front- oder Mittelmotor:
• Das Fahrzeugheck wird teilweise oder ganz durch die Antriebseinheit in Anspruch genommen und steht dadurch
eingeschränkt oder gar nicht für Stauraum zur Verfügung.
• Ist dennoch ein Kofferraum im Fahrzeugheck verwirklicht, ist entweder der Zugang zum Kofferraum oder zum Motor
eingeschränkt, zudem kann der motornahe Kofferraum durch die Wärmeabstrahlung des Motors stark aufgeheizt werden.
• Der Fahrzeugbug kann die Nachteile an Stauraum nicht kompensieren, denn der vorhandene Raum wird teilweise durch die
Radkästen (die wegen der gelenkten Vorderräder größer als an der Hinterachse ausfallen), die Lenkungsmechanik und den
Fußraum für Fahrer und Beifahrer in Anspruch genommen.
• Die Achslastverteilung ist sehr hecklastig, was sich negativ auf Fahrstabilität und Seitenwindempfindlichkeit auswirkt.
Maßnahmen zur Verbesserung der Fahrstabilität sind breitere Reifen an der Hinterachse und eine ausgeglichenere
Achslastverteilung z.B. durch Anordnung der Batterie im vorderen Fahrzeugbereich.
Beispiele für PKW mit Heckantrieb
BMW Isetta, 600, 700 • Chevrolet Corvair • Fiat 126, 500 und Puch 500 • Fiat 600, Fiat 850, Fiat 133 • Glas Goggomobil •
Goliath Pionier • Hillman Imp • Mercedes-Benz 130H/150H/170H • NSU Prinz • Porsche 356, 911, GT2, GT3, 912, 959 •
Renault 4CV, Dauphine, Caravelle, R8, R10 • Renault Alpine • Saporoshez (alle Modelle) • Simca 1000 • Smart Fortwo •
diverse Škoda-Modelle von 1964 bis 1990: 1000 MB, 100, 110 R, Rapid, 742 • Tatra 77, 87, 97, 600, 603, 613, 700 •
Tucker Torpedo • KdF-Wagen, VW Typ 82 (Kübelwagen), VW Käfer (Typ 1), VW-Bus (Typ 2 bzw. „Bulli“ als T1, T2, T3),
VW Typ 147 („Fridolin“), VW Typ 3 (1500/1600) und VW Typ 4 (411/412) • Der Hanomag 2/10 PS (Kommißbrot) hat keinen
Heckantrieb sondern einen Hinterradantrieb, da zwischen dem Mittelmotor und Achse eine Übertragungseinrichtung
(hier: Kette statt Kardanwelle) eingebaut und damit nicht der gesamte Antrieb zu einer Einheit zusammengefasst ist
(Hinterradantrieb).
Ein Hubkolbenmotor ist ein Motor, der die Volumenänderung eines Gases über einen sich linear bewegenden Kolben über
eine Pleuelstange und eine Kurbel in eine Drehbewegung umsetzt.
Funktionsprinzip: Die Ausdehnung des Gases in einem Zylinder verrichtet Arbeit an einem Kolben, die
durch eine Pleuelstange auf die Kurbelwelle übertragen wird. So wird die oszillierende Bewegung des Kolbens in eine
Drehbewegung umgesetzt. Hubkolbenmotoren funktionieren in der Regel nach dem Zweitakt- bzw. Viertaktverfahren. Es sind
prinzipiell zwei kinematische Bauformen möglich:
• Die erste ist der (herkömmliche) Standmotor, bei dem die Zylinder fixiert sind und die Kurbelwelle sich dreht. Dadurch
können die Kolben Arbeit über die Pleuel an die Kurbelwelle abgeben.
• Die zweite Form ist als Umlaufmotor bekannt. Bei diesem ist die Kurbelwelle fixiert und die Hubzapfen sowie die
Zylinder sind drehbar gelagert. Dabei rotieren die Zylinder auf einer anderen Achse als der Hubzapfen (exzentrisch),
wodurch der Hub der einzelnen Kolben in den Zylindern zustande kommt.
Beispiele für Hubkolbenmotoren sind:
Verbrennungsmotoren: Dieselmotor (Eigenzündung) und Ottomotor (Fremdzündung)
Ottomotor: Beim Ottomotor werden Luft und Kraftstoff vor dem Brennraum gemischt. Das Gemisch zündet
nicht selbst, sondern wird zu einem vorgegebenen Zeitpunkt von der Zündkerze durch einen Funken zum Verbrennen gebracht
(Fremdzündung). Das Volumen des Hubraums spielt bei der Klassifizierung der Ottomotoren eine wichtige Rolle.
Dieselmotor: Durch das hohe Verdichtungsverhältnis ist eine Selbstzündung möglich. Beim Dieselmotor
werden Luft und Kraftstoff erst im Brennraum gemischt. Dieselmotoren kommen in der Praxis als Zwei- oder Viertakter zum
Einsatz. In der Zweitakt-Technologie beweisen die Dieselmotoren als Großmotoren in Schiffen ihre Zuverlässigkeit. Die
Hauptanwendungen des Viertakt-Dieselmotors sind Antriebsaggregate in Kraftfahrzeugen, Baumaschinen und Diesellokomotiven.