Bremsanlagen schwerer Nutzfahrzeuge

Versorgung, Steuerung und Bremswirkung

Der Kompressor erzeugt die Druckluft, die nach Aufbereitung in getrennten Vorratskreisen gespeichert wird. Diese gespeicherte Energie betätigt über Ventile oder elektropneumatische Modulatoren die Bremszylinder. Dort wird Luftdruck in mechanische Kraft umgewandelt, die an Scheiben- oder Trommelbremsen wirkt.

Davon getrennt ist der Steuerungsweg: Bremspedal, Sensorik und elektronisches Bremssystem erfassen den Verzögerungswunsch und verteilen ihn auf die verfügbaren Bremsen. Ein EBS ersetzt die pneumatische Energieversorgung nicht. Es ergänzt sie durch schnelle elektronische Signalübertragung, Regelung und Überwachung.

• Druckluft liefert die Betätigungsenergie.
• EBS berechnet und verteilt die Bremsanforderung.
• Bremszylinder erzeugen mechanische Betätigungskraft.
• Radbremsen wandeln Bewegungsenergie überwiegend in Wärme um.

Quellenhinweis: Knorr-Bremse · Elektronische Bremsregelung · Knorr-Bremse · Bremszylinder · Knorr-Bremse · Pneumatischer Steuerweg

Pneumatische Betriebsbremsanlage

Die Betriebsbremse muss das Fahrzeug wiederholt, fein dosierbar und bis zum Stillstand verzögern. Mehrere Bremskreise begrenzen die Folgen einzelner Ausfälle. Druckregelung und Achslast- beziehungsweise Beladungsinformationen helfen, die Bremskräfte so zu verteilen, dass die vorhandene Haftung möglichst stabil genutzt wird.

ABS verhindert bei drohendem Blockieren eine dauerhaft zu hohe Bremskraft am betroffenen Rad. EBS kann den Fahrerwunsch elektronisch übertragen und die pneumatischen Modulatoren achs- oder radnah ansteuern. Die eigentliche Reibungsarbeit bleibt an Bremsscheibe und Belag beziehungsweise an Trommel und Bremsbacken bestehen.

Quellenhinweis: Knorr-Bremse · Elektronische Bremsregelung · Knorr-Bremse · Druckluft- und Bremsventile

Staudruck-, Dekompressions- und Hochleistungsmotorbremse

Eine Staudruck- oder Auspuffklappenbremse drosselt den Abgasstrom und erhöht dadurch die Ausschiebearbeit der Kolben. Eine Dekompressionsbremse beeinflusst den Ventiltrieb so, dass während der Verdichtung aufgenommene Arbeit nicht vollständig an die Kurbelwelle zurückgegeben wird. Herstellerabhängige Hochleistungsmotorbremsen können mehrere Gaswechsel- und Regelmaßnahmen kombinieren.

Die Motorbremse arbeitet ohne Reibkontakt an den Radbremsen, ist aber nicht wirkungslos gegenüber dem Motor: Gaswechsel, Zylinderdruck und Wärmehaushalt werden gezielt verändert. Ihre Bremsleistung steigt typischerweise mit der Motordrehzahl. Getriebe und Motorsteuerung müssen deshalb einen wirksamen, aber zulässigen Drehzahlbereich einhalten.

Quellenhinweis: Mercedes-Benz Public Archive · OM-471-Beispiel

Hydrodynamischer und elektrodynamischer Retarder

Im hydrodynamischen Retarder beschleunigt ein Rotor ein Arbeitsmedium – meist Öl, systemabhängig auch Kühlmittel – gegen einen Stator. Strömungswiderstand erzeugt das Bremsmoment; die aufgenommene Bewegungsenergie gelangt als Wärme in das Kühlsystem. Füllgrad, Drehzahl und Temperatur bestimmen die verfügbare Bremswirkung.

Ein elektrodynamischer Retarder erzeugt Magnetfelder und Wirbelströme in mitdrehenden Rotoren. Zwischen Rotor und Stator besteht kein Reibkontakt. Auch hier wird Bewegungsenergie in Wärme umgewandelt, allerdings unmittelbar in den metallischen Rotoren und deren Umgebungsluft. Die verfügbare Wirkung hängt bei beiden Bauarten von Ausführung, Einbauort, Drehzahl und Temperatur ab. Den geregelten Halt im Stillstand übernehmen Betriebs- und Feststellbremse.

Quellenhinweis: ZF · Hydrodynamischer Intarder · Telma · Elektrodynamischer Retarder

Federspeicher als Feststell- und Hilfsbremsfunktion

Bei schweren Nutzfahrzeugen erzeugt häufig eine starke mechanische Feder die Feststellkraft. Druckluft spannt die Feder und löst die Bremse; beim Entlüften wird die Federkraft wirksam. Dieses Prinzip ermöglicht eine Haltefunktion, die nicht von dauerhaft anstehendem Luftdruck abhängt.

Federspeicherzylinder können außerdem eine Hilfs- oder Notbremswirkung bereitstellen. Welche Achsen eingebunden sind, wie eine abgestufte Betätigung erfolgt und welche Notlöseeinrichtung vorhanden ist, hängt vom Fahrzeug ab. Das Zerlegen eines Federspeicherzylinders und das Betätigen einer mechanischen Notlöseeinrichtung dürfen nur nach Herstellerangabe und bei gesichertem Fahrzeug erfolgen.

Quellenhinweis: Knorr-Bremse · Federspeicher-Bremszylinder

Anhängerbremsung und Stabilität des Zuges

Im Fahrzeugzug müssen Zugfahrzeug und Anhänger eine gemeinsame Verzögerungsanforderung umsetzen. Vorrats- und Steuerpfade versorgen die Anhängerbremsanlage und übertragen den Bremswunsch. Elektronische Anhängerbremssysteme können Raddrehzahlen, Beladung und weitere Zustände unmittelbar im Anhänger auswerten.

Eine gute Abstimmung verhindert, dass der Anhänger das Zugfahrzeug stark aufschiebt oder den Zug unnötig zurückhält. ABS- und EBS-Funktionen unterstützen die Stabilität, können die physikalisch verfügbare Reifenhaftung jedoch nicht erhöhen. Leitungsabriss, fehlender Vorrat oder elektrische Kommunikationsfehler verlangen jeweils definierte Rückfallebenen.

Quellenhinweis: Knorr-Bremse · Anhängerschnittstellen · ZF · Trailer iEBS

Bremsmanagement: Verzögerung sinnvoll aufteilen

Das Bremsmanagement kann zunächst Motorbremse und Retarder anfordern und die Radbremsen bedarfsgerecht ergänzen. Diese Überblendung schont Beläge und Scheiben, hält die Betriebsbremse für starke Einzelbremsungen verfügbar und ermöglicht auf Gefällen eine gleichmäßigere Geschwindigkeit.

Die Priorität ist nicht starr. Geringe Geschwindigkeit, hohe Kühlmittel- oder Retardertemperatur, niedrige Motordrehzahl, ein ABS-Eingriff oder eine Störung können die Dauerbremsleistung begrenzen. Dann muss das System Bremsmomente reduzieren, anders verteilen oder stärker auf die Radbremsen zurückgreifen.

Quellenhinweis: Knorr-Bremse · EBS-Systemverbund · ZF · Entlastung der Betriebsbremse

Prüfung nur mit gesichertem Energiezustand

Druckluft, Federspeicherkräfte, schwere Fahrzeugmassen und heiße Reibflächen machen die Bremsanlage zu einem sicherheitskritischen System. Vor einer Prüfung müssen Fahrzeug, Achsen und gespeicherte Energien nach Herstellerangabe gesichert beziehungsweise kontrolliert werden.

Ein Fehlercode oder ein Druckwert reicht selten als alleinige Diagnose. Vorratsaufbau, Dichtheit, Kreistrennung, elektrische Versorgung, Sensorsignale, pneumatische Umsetzung, mechanische Leichtgängigkeit und Temperaturbild müssen im vorgesehenen Prüfablauf zusammengeführt werden.