Quando il conducente frena esercitando con il piede una pressione sul pedale del freno, l'energia meccanica viene trasferita attraverso il servofreno al cilindro del freno principale, o al cilindro maestro. All’interno dei cilindri, l’energia meccanica viene opportunamente convertita in pressione idraulica per mezzo dei pistoni. Questa pressione idraulica viene trasferita attraverso i tubi freno e dai tubi freno ai rispettivi cilindretti dei freni a tamburo o alle pinze freno nel caso di freni a disco. In ciascuna ruota, la pressione idraulica viene nuovamente trasformata in energia meccanica tramite alcuni pistoncini e quindi ecco che la frenata avviene tramite le pastiglie del freno e le relative superfici di attrito.

Si utilizzano solo cilindri maestri in configurazione tandem, in quanto la legge impone due impianti frenanti indipendenti.

Il cilindro maestro in configurazione tandem è composto da due pistoni disposti in serie. Un pistone serve a generare la pressione mentre l’altro pistone flottante crea due camere di pressione separate. Entrambi i pistoni sono in configurazione tandem.

Quando si frena, il pistone primario compensa il buco di pressione sigillando la camera di pressione. Il pistone intermedio viene leggermente spostato dal fluido freno, il perno di arresto è il perno della valvola libera che chiude in tal modo la valvola centrale. Con questa soluzione, si sommano le pressioni di entrambi i circuiti freno. Durante la fase di rilascio, entrambi i pistoni tornano nella loro posizione iniziale attraverso la pressione del fluido e delle due molle. Grazie alla riduzione di pressione, i freni vengono rilasciati.

Tra i compiti più importanti di questo cilindro vi è l'aumento di pressione in entrambi i circuiti frenanti quando il freno viene azionato, nonchè la rapida depressurizzazione quando il freno viene rilasciato. Inoltre, il cilindro principale compensa la variazione di volume del liquido dei freni; tale variazione è causata da un lato dall'aumento di temperatura durante la frenata, dall'altro attraverso la regolazione delle ganasce o delle pastiglie freno.

Il cilindro del freno principale non è soggetto ad usura e generalmente ha una durata pari alla vita del veicolo stesso.

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