LKW-Bremsen: Verzögern unter Höchstlast

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Die meisten Autofahrer wissen zumindest so ungefähr, wie die Bremse an ihrem Pkw funktioniert. Aus diesem Wissen und aus ihrer Erfahrung heraus, können viele Autofahrer auch den Bremsweg ihres Pkw gut abschätzen. Die Situation ändert sich, wenn die Sprache auf Lkw-Bremssysteme kommt – denn diese haben nicht nur ganz anderen Anforderungen zu genügen, darüber hinaus funktionieren sie grundsätzlich anders.

Hydraulische Bremse im Pkw

sichtbare Bremsanlage
sichtbare Bremsanlage

Bekanntermaßen funktioniert die hydraulische Betriebsbremse im Automobil durch Druck auf das Bremspedal. Konkreter: Der vom Fuß auf das Bremspedal ausgeübte Druck wird über das damit verbundene Leitungssystem und die darin befindliche Bremsflüssigkeit auf alle vier Räder verteilt.

Dazwischen sitzen mittlerweile allerhand elektronische Helferlein wie ABS, ESP, EBV usw., die die Sicherheit beim Bremsvorgang erhöhen. Um die Bremskraft zu steigern, sind moderne Fahrzeuge mit einem Bremskraftverstärker ausgerüstet. Mit einer solchen hydraulischen Betriebsbremse lassen sich Pkw zumeist problemlos verzögern, denn im Straßenverkehr ist entweder leichtes permanentes Bremsen oder kurzzeitiges hartes Bremsen die Regel.

Doch ist eine steile Passstraße mit vollbeladenem Auto und Anhänger zu bewältigen, die permanentes starkes Bremsen erfordert, kann eine Fahrzeugbremse bereits an ihre Belastungsgrenze kommen. Gleiches gilt für den sportlichen Einsatz auf einer Rennstrecke. Dafür sind hydraulische Automobilbremsen, so wie sie ab Werk verbaut sind, nicht uneingeschränkt tauglich. Mehr zur Funktionsweise einer PKW Bremse erfahren Sie in unserem Beitrag "Wie funktioniert eigentlich eine Autobremse?"

Pneumatische Bremse im Lkw

Schon diese kurze Beschreibung der Bremse im Pkw weist auf die grundsätzliche Problematik hin. Denn: Ist eine Bremse im Pkw gerade nicht für die Dauerbelastung im beladenen Zustand ausgelegt, so muss ein Lkw genau hierfür gerüstet sein. Hinzu kommt, dass es bei der bewegten Masse eines vollbeladenen Lkw nicht mehr ausreicht, lediglich die Fußkraft des Fahrers hydraulisch zu verstärken. Fahrzeuge ab 7,5 t Gesamtgewicht, somit schwere Lkw, Sattelzugmaschinen und Busse, besitzen aus diesem Grund eine pneumatische Bremse als sogenannte Fremdkraftbremsanlage.

Eine pneumatische Bremsanlage besteht grundsätzlich aus einem System von Druckerzeuger (Kompressor), Druckregler, Druckluftbehältern, Druckluftleitungen und Membranzylindern (Bremszylinder).
Im Unterschied zu einer hydraulischen Bremse im Pkw wird in einem Lkw die vom Fahrer erzeugte Pedalkraft durch die vom Kompressor erzeugte Druckluft, und nicht durch die permanent im System befindliche Bremsflüssigkeit, an die Bremsen geleitet. Die Fußkraft des Fahrer wirkt dabei nicht direkt auf das kraftübertragende Medium, sondern auf ein Bremsventil.

Die vom Fahrer per Fußpedal angeforderte Druckluft fließt durch ein Leitungssystem an die einzelnen Räder, wo jeweils ein Membranzylinder die Reibbeläge bewegt. Die benötigte Bremskraft steuert der Fahrer über den Pedalweg. Ermöglicht die pneumatische Bremse das dauerhaft sichere Abbremsen schwerer Fahrzeuge ohne ein Nachlassen der Bremskraft (Fading), so ist diese Form der Bremse nicht für ein dauerhaftes Verzögern geeignet. Weil auch die Betriebsbremse eines Lkw bei lang andauernder Verzögerung verbrennen und schließlich ausfallen würde, schreibt der Gesetzgeber hier eine weitere, unabhängige Bremsanlage (Dritte Bremse) vor.

Dauerbremsanlage als Dritte Bremse

Diese für schwere Lkw, Sattelzugmaschinen und Busse vorgeschriebene Dauerbremse ist eine Hilfsbremse, die die Betriebsbremse beispielsweise bei langen Gefällstrecken entlasten soll. Sie soll eine permanente verschleißfreie Verzögerung gewährleisten, ohne in ihrer Bremsleistung nachzulassen.

Laut Gesetzgeber muss eine Dauerbremse die Geschwindigkeit eines vollbeladenen Fahrzeugs bei einer Fahrgeschwindigkeit von 30 km/h und einem Gefälle von 7 % konstant halten können – sie allein ist jedoch nicht dazu vorgesehen, das Fahrzeug durch ihre Verzögerungsleistung zum Stehen zu bringen. Bei der Dauerbremse werden grundsätzlich zwei Systeme unterschieden:

  • Motorbremssysteme: Es gibt zwei Bauformen der Motorbremse, einerseits das Motorbremssystem mit Auspuffklappe und andererseits das Motorbremssystem mit Auspuffklappe und Konstantdrossel. Beide Systeme besitzen eine Auspuffklappe in der Auspuffleitung, die zum Verzögern durch ein fußbetätigtes Magnetventil die Auspuffleitung verringert bzw. nahezu verschließt. Damit wird die vom Motor erzeugte Energie des 4. Arbeitstakts (Auspufftakt) zum Bremsen genutzt. Parallel dazu wird die Kraftstoffversorgung zum Motor unterbrochen.

    Deutlich verstärken lässt sich die Bremsleistung der Auspuffklappe durch das zusätzliche Montieren einer Konstantdrossel, die als zentrales Funktionsteil des sogenannten Dekompressionssystems fungiert. Die Konstantdrossel öffnet jeweils nach dem Verdichten, sie lässt somit die im 2. Takt verdichtete Luft im 3. Takt drucklos in die Auspuffleitung entweichen. Zusammenfassen lässt sich: Bei den Motorbremssystemen bremst das Fahrzeug ab, weil es den Motor bewegen muss.
  • Retardersysteme: Auch die Retardersysteme untergliedern sich in zwei unterschiedliche Bauformen. Der hydrodynamische Retarder (Strömungsbremse) ist mit dem Getriebe verbunden und bremst durch den Widerstand eines flüssigen Mediums. Üblicherweise sind in einem Hydraulikblock Rotor und Stator montiert. Dabei strömt das Öl durch die Drehbewegung der Rotorschaufeln gegen die feststehenden Statorschaufeln, wobei es durch den Strömungswiderstand das Fahrzeug bremst. Je größer die Ölmenge, desto stärker fällt die Bremswirkung aus.

    Ein elektrodynamischer Retarder (Wirbelstrombremse) arbeitet nicht mit dem Widerstand eines flüssigen Mediums, sondern er nutzt den Widerstand eines vorwählbaren elektromagnetischen Feldes. Das Bremsmoment des elektrohydraulischer Retarders ist hierbei abhängig von der Größe der Rotorspulen. Der elektrodynamische Retarder lässt sich mit einem System zur Bremsenergie-Rückgewinnung koppeln, womit die Bewegungsenergie des Fahrzeugs direkt in speicherbare elektrische Energie umgewandelt werden kann.

Bereits dieser grobe Abriss zeigt, dass sich Lkw-Bremsen erheblich von Bremsen im Pkw unterscheiden. Für ein sicheres Miteinander im Straßenverkehr!

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Kommentar von Benni |

Super Beitrag! Sehr anschaulich und fachlich erklärt!
Vielen Dank!
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