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Die Bremskraft durch Vakuum verdoppeln
Der Bremskraftverstärker ist ein technisch einfacher, aber sehr wirkungsvoller Bestandteil einer hydraulischen Bremsanlage. Er verwendet den normalen Umgebungsdruck, um den Druck auf den Hauptbremszylinder zu verdoppeln. Damit er das kann, ist ein permanent aufrecht erhaltendes Vakuum notwendig. Um diese herzustellen, ist die Vakuumpumpe (Unterdruckpumpe) da. Doch diese dient nicht nur zur Versorgung des Bremskraftverstärkers mit Vakuum. In modernen Motoren gibt es mittlerweile zahlreiche weitere Anwendungen für Vakuum, die mit Hilfe der Unterdruckpumpe und angeschlossenen Unterdruckdosen bedient werden können. Dazu zählen:
- Turboladersteuerung
- Zuluftsteuerung
- Abgassteuerung
- Steuerung von Abgas-Rückführungs-Ventilen
Wo sitzt die Vakuumpumpe?
Die Vakuumpumpe (Unterdruckpumpe) befindet sich in unmittelbarer Nähe zum Bremskraftverstärker. Meist ist sie direkt am Zylinderkopf verbaut. Die bauliche Nähe zum Bremskraftverstärker ist notwendig, da so möglichst wenig Vakuum über die Zuleitungen verloren gehen kann. Der Bremskraftverstärker ist leicht im Motorraum zu finden. Es ist die dicke, schwarze Dose, die direkt an der Spritzwand montiert ist. Am Bremskraftverstärker befindet sich auch das Bremspedal, das in den Fahrgastraum hinein ragt. Wenn dies betätigt wird, öffnet sich ein Ventil durch welches Luft in den Bremskraftverstärker einströmt und auf den Kolben des Bremsdruckverteilers bzw. Hauptbremszylinders drückt.
Konstruktiv gibt es für die Vakuumpumpe (Unterdruckpumpe) verschiedene Ansätze. Grundsätzlich wird zwischen Membran- und Flügelrad-Vakuumpumpen unterschieden. Bei Membran-Vakuumpumpen bewegt sich eine Gummimembran hin und her und erzeugt dadurch einen Luftstrom. Mit Hilfe von Klappen und Ventilen wird dabei das gewünschte Vakuum erzeugt. Flügelrad-Vakuumpumpen haben ein rotierendes Stellelement, welches durch verstellbare Arbeitsräume für den gewünschten Unterdruck sorgt.
Die Vakuumpumpe wird durch Scheiben, Riemen, Nocken, Stößel oder Zahnräder angetrieben. Häufig sitzen sie direkt am Zylinderkopf und werden direkt von der Nockenwelle angetrieben. Die Montage direkt am Zylinderkopf hat zudem den Vorteil, dass die Vakuumpumpe mittels einfacher Kanäle gut geschmiert werden kann. Seperat vom Zylinderkopf montierte Vakuumpumpen haben meist eine Permanentschmierung aus Fett.
Die kraftbetriebene Wirkungsweise der Vakuumpumpe ist der Grund, warum ein Bremskraftverstärker bei stehendem Motor ausfällt. Je öfter das Bremspedal bei einem rollendem Fahrzeug betätigt wird, desto mehr Vakuum geht verloren. Wenn im Vakuumsystem der Druckausgleich zur Umgebungsluft hergestellt ist, fällt die Wirkung des Bremskraftverstärkers weg. In Zukunft werden aber vorwiegend elektrisch betriebene Vakuumpumpen in Erscheinung treten. Bereits heute werden elektrisch betriebene Vakuumpumpen in Hybridfahrzeugen eingesetzt, um auch bei reinem Elektroantrieb die volle Bremsleistung garantieren zu können.
Defekte an der Vakuumpumpe
Defekte an der Vakuumpumpe werden sofort dadurch bemerkt, dass der Bremsdruck am Bremspedal erheblich steigt. Die Bremswirkung ist zwar nicht vollständig aufgehoben, sie ist jedoch deutlich erschwert. Selbstverständlich leiden auch alle an die Vakuumpumpe angeschlossenen Nebenaggregate durch den Ausfall dieses Bauteils. Moderne Fahrzeuge haben eine Sensorik, welche den Ausfall des Vakuumsystems registriert. Dies kann man am Fehlerspeicher des Fahrzeugs auslesen. Bevor man aber die Vakuumpumpe austauscht, sollten erst alle Vakuumleitungen auf Lecks untersucht werden. Häufig ist der Fehler auf eine undichte Stelle zurück zu führen und wesentlich preiswerter und einfacher zu beheben, als die Vakuumpumpe zu tauschen.
Reparatur der Vakuumpumpe (Unterdruckpumpe)
Vakuumpumpen lassen sich in der Regel nicht reparieren, sondern nur austauschen. Sie bestehen meistens aus einem fest verschlossenen System, das sich nicht zerlegen lässt. Unter Umständen ist ein Reinigen durch eine Spülung mit Bremsenreiniger möglich. Dies schafft aber nur eine kurzfristige und vorübergehende Abhilfe. Die Unterdruckpumpe ist glücklicherweise meistens sehr leicht zugänglich und lässt sich mit wenigen Handgriffen austauschen.
Preise für eine Vakuumpumpe
Obwohl die Vakuumpumpe ein wichtiges und komplexes Bauteil ist, kostet sie als Ersatzteil meistens erstaunlich wenig. Selbst hoch beanspruchte Aggregate, wie sie in großen PKW-Dieselmotoren eingesetzt werden, kosten selten mehr als 250 Euro. Für Klein- und Mittelklassewagen sind diese Ersatzteile meistens schon für 50-100 Euro verfügbar. Dies gilt jedoch nur für die normalen, kraftbetätigten Vakuumpumpen. Unterdruckpumpen mit Elektroantrieb sind wesentlich teurer, wobei sich bei diesen Lösungen auch das Pumpmodul vom Elektromotor trennen und separat austauschen lässt.
