La pompa freno (Master Cylinder), nota anche come cilindro principale dell'olio (o dell'aria) dei freni, ha la funzione principale di spingere il liquido (o il gas) dei freni da trasmettere a ciascun cilindro del freno per spingere il pistone.
La pompa freno è un cilindro idraulico a pistone ad azione unidirezionale, la cui funzione è quella di convertire l'energia meccanica immessa dal meccanismo del pedale in energia idraulica. Esistono due tipi di pompe freno: a camera singola e a doppia camera, utilizzate rispettivamente nei sistemi frenanti idraulici a circuito singolo e a doppio circuito.
Al fine di migliorare la sicurezza di guida delle automobili, in conformità con i requisiti delle normative sul traffico, il sistema frenante di servizio delle automobili adotta ora un sistema frenante a doppio circuito, composto da una serie di pompe freno a doppia camera (le pompe freno a camera singola sono state eliminate). Sistema frenante idraulico a doppio circuito.
Attualmente, quasi tutti i sistemi frenanti idraulici a doppio circuito sono sistemi di frenatura servoassistiti o sistemi di frenatura dinamica. Tuttavia, in alcuni veicoli di piccole dimensioni o leggeri, per semplificare la struttura e a condizione che la forza esercitata sul pedale del freno non superi la forza fisica del conducente, esistono anche modelli che utilizzano una pompa freno a doppia camera in tandem per formare un sistema frenante idraulico manuale a doppio circuito.
Struttura del cilindro maestro del freno a doppia camera in tandem
Questo tipo di pompa freno viene utilizzato in un sistema frenante idraulico a doppio circuito, equivalente a due pompe freno a camera singola collegate in serie.
L'alloggiamento della pompa freno è dotato di un pistone del cilindro anteriore 7, un pistone del cilindro posteriore 12, una molla del cilindro anteriore 21 e una molla del cilindro posteriore 18.
Il pistone del cilindro anteriore è sigillato con un anello di tenuta 19; il pistone del cilindro posteriore è sigillato con un anello di tenuta 16 ed è posizionato con un anello di ritegno 13. I due serbatoi del liquido sono collegati rispettivamente alla camera anteriore B e alla camera posteriore A, e sono collegati ai cilindri dei freni anteriori e posteriori tramite le rispettive valvole di uscita dell'olio 3. Il pistone del cilindro anteriore è spinto dalla forza idraulica del pistone del cilindro posteriore, e il pistone del cilindro posteriore è azionato direttamente dall'asta di spinta 15.
Quando la pompa freno non è in funzione, la testa del pistone e la coppa nelle camere anteriore e posteriore si trovano esattamente tra i rispettivi fori di bypass 10 e i fori di compensazione 11. La forza elastica della molla di ritorno del pistone del cilindro anteriore è maggiore di quella della molla di ritorno del pistone del cilindro posteriore per garantire che i due pistoni siano nella posizione corretta quando non sono in funzione.
Durante la frenata, il conducente preme il pedale del freno; la forza esercitata sul pedale viene trasmessa all'asta di spinta 15 attraverso il meccanismo di trasmissione, spingendo in avanti il pistone 12 del cilindro posteriore. Dopo che la guarnizione in pelle copre il foro di bypass, la pressione nella cavità posteriore aumenta. Sotto l'azione della pressione idraulica nella camera posteriore e della forza elastica del cilindro posteriore, il pistone 7 del cilindro anteriore si muove in avanti e anche la pressione nella camera anteriore aumenta. Man mano che il pedale del freno viene tenuto premuto, la pressione idraulica nelle camere anteriore e posteriore continua ad aumentare, azionando i freni anteriori e posteriori.
Quando il freno viene rilasciato, il conducente rilascia il pedale del freno, sotto l'azione delle molle del pistone anteriore e posteriore, il pistone e l'asta di spinta nel cilindro principale del freno tornano nella posizione iniziale e l'olio nella tubazione spinge aprendo la valvola di ritorno dell'olio 22 e rifluisce nel cilindro principale frenato, in modo che l'effetto frenante scompaia.
Se il circuito controllato dalla camera anteriore si guasta, il pistone del cilindro anteriore non genera pressione idraulica, ma sotto la forza idraulica del pistone del cilindro posteriore, il pistone del cilindro anteriore viene spinto in avanti e la pressione idraulica generata dalla camera posteriore può comunque far sì che la ruota posteriore produca forza frenante. Se il circuito controllato dalla camera posteriore si guasta, la camera posteriore non genera pressione idraulica, ma il pistone del cilindro posteriore si muove in avanti sotto l'azione dell'asta di spinta e entra in contatto con il pistone del cilindro anteriore spingendolo in avanti, e la camera anteriore può comunque generare pressione idraulica per frenare le ruote anteriori. Si può quindi notare che, in caso di guasto di una qualsiasi delle tubazioni del sistema frenante idraulico a doppio circuito, la pompa freno può comunque funzionare, ma la corsa del pedale necessaria aumenta.
