Was macht ein Bremsverteilungsventil? Funktion, Fehlerzeichen und Spezifikationen

Ein halbtonnenschwerer Pickup mit 800 Pfund Fliesen auf der Ladefläche bremst auf nassem Asphalt stark ab. Die Vorderreifen graben sich ein und halten. Die Hinterreifen, die wenige Augenblicke zuvor noch einen angenehmen Teil der Last trugen, lösen sich und blockieren. Das Heck tritt aus, der Fahrer fängt es mit einem schnellen Gegenlenken auf. Um diesen einen Moment zu verhindern, gibt es ein Bremsverteilungsventil.

Die kurze Antwort: Ein Bremsverteilungsventil reduziert den Hydraulikdruck zu den Hinterradbremsen, sobald der Leitungsdruck einen kalibrierten Schwellenwert überschreitet. Unterhalb dieses Schwellenwerts wird der Druck im Verhältnis 1:1 weitergegeben. Darüber steigt der hintere Druck weiter an, allerdings langsamer als der vordere. Das Ergebnis ist ein Drehmoment der Hinterradbremse, das das Gewicht verfolgt, das bei einem harten Stopp tatsächlich auf der Hinterachse lastet, und nicht das Gewicht, das dort saß, als das Fahrzeug geparkt war.

Bei den meisten Fahrzeugen, die vor Mitte der 2000er-Jahre gebaut wurden, finden Sie es als separaten Messing- oder Gusseisenblock, der in die Hinterradbremsleitung eingeschraubt ist, oder in ein unter dem Hauptzylinder verschraubtes Kombinationsventil eingebaut. Bei leichten Lkw, Transportern und einigen SUVs handelt es sich oft um eine Load-Sensing-Version mit einem Hebel, der mit der Hinterachse verbunden ist. Bei Allrad-ABS-Fahrzeugen wird die Aufgabe häufig stattdessen elektronisch erledigt.

Warum die hinteren Bremsen weniger Druck benötigen als die vorderen

Beim Bremsen handelt es sich um eine Gewichtsverlagerung. Je stärker Sie abbremsen, desto mehr Last trägt die Vorderachse und desto weniger trägt die Hinterachse, auch wenn sich dazwischen nichts bewegt. Der Reifengrip folgt der Belastung, sodass die Vorderreifen an Traktion gewinnen, während die Hinterreifen sie abgeben.

Nehmen wir eine 2000 kg schwere Limousine mit einem Radstand von 290 cm und einem Schwerpunkt etwa 55 cm über der Straße, die mit 0,75 g bremst:

Wenn beide Achsen über gleich große Bremssättel den gleichen Hydraulikdruck erhalten würden, würden die hinteren Bremsen ihre Überbrückungsschwelle lange vor den vorderen erreichen. Und da sich die Reifenhaftung nicht perfekt linear mit der Belastung verändert, ist der tatsächliche Abstand sogar noch größer, als die Tabelle vermuten lässt. Blockierende Hinterreifen sind die gefährliche Folge: Eine rutschende Hinterachse kann dem Gieren nicht standhalten, sodass das Fahrzeug eher durchdreht, als gerade stehen zu bleiben.

Wie ein Proportionalventil eine Kurve mit zwei Steigungen erzeugt

Ein festes Proportionalventil ist mechanisch einfach: eine abgestufte Bohrung, ein Kolben, eine kalibrierte Feder und ein Paar Flüssigkeitskammern. Was es nützlich macht, ist, dass es den hinteren Druck nicht einfach begrenzt. Es verbiegt die Druckkurve.

1. Unterhalb des Teilungspunkts. Die Federvorspannung hält den Kolben in seiner Ruheposition. Die Flüssigkeit strömt direkt hindurch, sodass der Druck in der vorderen und hinteren Leitung gemeinsam im Verhältnis 1:1 ansteigt.
2. Am Split-Punkt. Der auf die Kolbenfläche wirkende Eingangsdruck erzeugt genügend Kraft, um die Feder zu überwinden. Dies ist das Knie der Kurve, manchmal auch Split-Point oder Crack-Point genannt.
3. Oberhalb des Split-Punkts. Der Kolben bewegt sich und verschließt den direkten Durchgang. Jeder weitere Druckanstieg wirkt sich nun auf eine größere wirksame Fläche aus, sodass der Ausgangsdruck mit einer durch das Bohrungsflächenverhältnis festgelegten verringerten Geschwindigkeit ansteigt.

Was die Zahlen in der Praxis bedeuten

Split-Punkte landen normalerweise zwischen 300 und 600 psi, mit Steigungen typischerweise zwischen 0,2 und 0,5. Ein Ventil mit einem Split-Punkt von 400 psi und einer Steigung von 0,4 verhält sich wie folgt: Bei 1.000 psi Hauptzylinderdruck beträgt der Druck in der hinteren Leitung 400 (1.000 − 400) × 0,4, was 640 psi entspricht. Die hinteren Bremsen arbeiten immer noch stark, nur nicht so stark wie die vorderen.

Warum nicht einfach den Druck begrenzen?

Eine flache Decke würde dazu führen, dass die Hinterradbremsen bei beladenem Fahrzeug nicht ausreichend beansprucht werden. Durch eine Kurve mit zwei Steigungen tragen die Hinterradbremsen über einen größeren Last- und Verzögerungsbereich zur Gesamtbremskraft bei, weshalb die Proportionierung bei den meisten Passagieranwendungen die einfache Begrenzung ersetzt.

Dosieren, Druckbegrenzung und Lasterkennung sind nicht dasselbe

Teilekataloge verwischen diese Kategorien, aber auf der Straße verhalten sie sich anders. Käufer, die Hardware angeben, sollten prüfen, welche Kurve sie tatsächlich kaufen.

Die Haltbarkeit dieser Konstruktionen hängt von der Feder und der Dichtung ab. Die Federvorspannung legt den Teilungspunkt fest, und eine um ein paar Prozent abweichende Vorspannung verschiebt die gesamte Kurve. Aus diesem Grund geben seriöse Lieferanten Kalibrierungsdaten an und nicht nur Anschlussgrößen und Gewindesteigungen.

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Kombiventile, Dosierventile und das Rückschlagventil im Inneren

Wenn ein Proportionalventil in ein Kombinationsventil eingebaut wird, teilt es sich ein Gehäuse mit drei anderen Funktionen, und jede davon beeinflusst das Pedalgefühl:

• Dosier- oder Rückhalteventil: Verzögert die Betätigung der vorderen Bremsscheibe bis etwa 75 bis 300 psi Leitungsdruck, wodurch die hinteren Trommelbremsen einen Moment Zeit haben, die Spannung der Rückholfeder zu überwinden und mit der Arbeit zu beginnen. Ohne sie greifen die vorderen Bremsscheiben zuerst und das Fahrzeug kippt bei leichten Pedalbetätigungen um.
• Druckdifferenzschalter: Ein Kolben, der sich bewegt, wenn ein Hydraulikkreis relativ zum anderen Druck verliert, wodurch die Bremswarnleuchte auf dem Armaturenbrett geerdet wird.
• Restdruck-Rückschlagventil: Hält einen geringen Druck in den Leitungen, etwa 2 psi bei Scheibenkreisläufen und bis zu 10 psi bei Trommelkreisläufen, damit die Becherdichtungen an ihren Bohrungen anliegen.

Das Rückschlagventil ist das einfachste der Gruppe und wird bei der Diagnose am häufigsten mit einem Proportionalventil verwechselt, da beide im selben Gehäuse untergebracht sind. Ein defektes Rückschlagventil macht sich eher durch ein schwammiges Pedal oder einen langsamen Druckabbau bemerkbar als durch ein Blockieren des Hinterrads.

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Fehlersymptome, die Sie tatsächlich überprüfen können

Proportionalventile versagen in zwei Richtungen: Sie reduzieren den Druck nicht mehr oder sie reduzieren zu stark. Beides ist ohne Vermutung diagnostizierbar.

• Bei mäßigem Bremsen quietschen oder blockieren die Hinterreifen vor den Vorderreifen, insbesondere bei leerem Bett oder Kofferraum.
• Plattfleckige Hinterreifen oder ein Hüpfgefühl, das eher durch die Karosserie als durch das Lenkrad spürbar ist.
• Die Hinterradbremsen verschleißen viel langsamer als die Vorderradbremsen, was darauf hindeutet, dass das Ventil in der Reduzierposition festsitzt.
• Nässe oder kristallisierte Flüssigkeitsrückstände rund um das Ventilgehäuse und seine Anschlüsse.
• Eine Bremswarnleuchte, die bei Fahrzeugen mit Druckdifferenzschalter dauerhaft leuchtet.
• Hinterradblockierung, die unmittelbar nach einer Aufhängungsreparatur, einem Höherlegungssatz oder einem Federaustausch auftrat. Bei Load-Sensing-Ventilen handelt es sich fast immer um ein Gestänge, das nie wieder auf die neue Fahrhöhe eingestellt wurde.

Der endgültige Test ist unkompliziert: Installieren Sie Manometer an einem vorderen und einem hinteren Entlüfter, üben Sie in langsamen Schritten Pedalkraft aus und notieren Sie, wo die hintere Kurve von der vorderen abweicht. Vergleichen Sie den gemessenen Splitpunkt mit der Spezifikation. Es dauert etwa zwanzig Minuten und beseitigt alle Zweifel.

Wo die gleiche Arbeit bei luftgebremsten Lkw erledigt wird

Nutzfahrzeuge mit Druckluftbremsen verwenden keine hydraulischen Proportionalventile, aber das zugrunde liegende Problem, die Hinterradbremskraft an die Hinterachslast anzupassen, muss irgendwo gelöst werden. Bei diesen Fahrzeugen ist die Arbeit auf mehrere Komponenten verteilt.

Das Relaisventil ist der nächstfunktionale Verwandte. Es empfängt ein Niederdruck-Steuersignal vom Tretventil und liefert im Verhältnis zu diesem Signal Vorratsdruck an die Wartungskammern, sodass ein leichtes Pedalieren eine leichte Bremsbetätigung erzeugt, ohne dass der Fahrer ein großes Luftvolumen modulieren muss. Load-Sensing-Ventile an der Hinterachse erhöhen oder senken dann den abgegebenen Druck entsprechend der Federungsauslenkung. Dies ist die pneumatisch äquivalente Idee eines höhenabhängigen Proportionalventils. Sicherheitsventile für Behälter übernehmen eine völlig andere Aufgabe: Sie begrenzen den Systemdruck, sodass ein ausgefallener Entlaster oder Regler den Kreislauf nicht unter Überdruck setzen kann.

Da diese Ventile im Sicherheitspfad sitzen, sind Toleranzen an der Bohrung, der Kolbenrückholfeder und der Membranmischung der Unterschied zwischen einer zuverlässigen und einer kurzlebigen Einheit. Bevor Sie Ersatzteile für eine Flotte spezifizieren, lohnt es sich, die gesamte Familie zu verstehen und sich einen allgemeinen Überblick darüber zu verschaffen Relaisventile und andere pneumatische Bremsventile ist ein nützlicher Ausgangspunkt.

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Was Sie vor der Bestellung eines Ersatzes überprüfen sollten

Ein Proportionalventil ist eine kalibrierte Baugruppe, keine Armatur. Zwei Ventile mit identischen Gewinden und Befestigungslöchern können völlig unterschiedliche Kurven aufweisen. Bevor Sie eine Bestellung aufgeben, bestätigen Sie Folgendes:

1. Splitpunkt und Steigung. Fragen Sie nach der Kalibrierungskurve, nicht nur nach der Teilenummer. Ein für ein anderes Gesamtgewicht des Fahrzeugs kalibriertes Ventil bremst die Hinterachse entweder im beladenen Zustand unter oder sperrt sie im leeren Zustand.
2. Kompatibilität des Dichtungsmaterials. Hydraulische Bremsflüssigkeit greift schnell das falsche Elastomer an. EPDM ist die Basis für DOT 3- und DOT 4-Dienste; Alles andere bedarf einer Begründung.
3. Frühlingskonsistenz. Die Feder legt den Splitpunkt fest. Eine Toleranz von plus oder minus 5 % bei der Vorspannung verschiebt die Kurve messbar. Erkundigen Sie sich daher, was der Lieferant in der Produktion bereithält und wie dies überprüft wird.
4. Load-Sensing-Gestänge. Wenn das Ventil über eine Höhenerkennung verfügt, prüfen Sie, ob die Halterung und der Hebel im Lieferumfang enthalten sind und ob das Gestänge für die gewünschte Fahrhöhe einstellbar ist.
5. Chargenrückverfolgbarkeit und Drucktestprotokolle. Bei Flotten- und OEM-Programmen führt ein Lieferant, der keine Prüftestdaten pro Charge erstellen kann, zu einem Garantierisiko, das die Kosteneinsparungen pro Einheit übersteigt.

Dies ist die Disziplin hinter der Ventil- und Zylinderhardware von ZEAST Autoparts , die Handelsidentität der Yuyao Zhedong Automotive Parts Factory in Yuyao, Zhejiang, einem Hersteller von Bremsventilen und Ventilsitzen, der seit September 1988 tätig ist. Die Fabrik betreibt neben Metallbearbeitungs-, Gummi- und Klebewerkstätten ein eigenes Formenbauzentrum, verfügt über die GB/T19001-2000-IDT- und ISO 9001:2000-Zertifizierung und liefert Ventilsitze, Ventilbaugruppen, bearbeitete Teile und Gummikomponenten an Fahrzeug- und Baugruppenhersteller, darunter First Automobile Works und Dongfeng mit Exporten in mehr als 30 Länder. Für Käufer, die Komponenten zur Druckregelung beschaffen, ist in der Regel die Kombination aus hauseigenen Werkzeugen und langjähriger OEM-Liefererfahrung der entscheidende Faktor.

Ein Bremskraftverteilungsventil erledigt eine kleine Aufgabe, und zwar geräuschlos über Jahrzehnte hinweg. Es hält den Hinterradbremsdruck unter dem Niveau, das eine leicht belastete Hinterachse blockieren würde, indem es die Druckkurve verbiegt, anstatt sie zu begrenzen. Wenn es fehlschlägt, zeigen sich die Symptome zuerst an den Hinterreifen: Zwitschern, platte Stellen und ein Schwanz, der die Nase nach vorne führen will.

Unabhängig davon, ob Sie ein Hydrauliksystem an einem Personenkraftwagen diagnostizieren oder pneumatische Bremsventile für eine gewerbliche Flotte spezifizieren, gilt das gleiche Prinzip. Die hintere Bremskraft muss der Last auf der Hinterachse folgen, und die Komponente, die diese Beziehung erzwingt, verdient es, anhand der Kalibrierungsdaten und nicht allein aufgrund der Gewindegröße ausgewählt zu werden.