Ana silindir (Master Cylinder), aynı zamanda fren ana yağı (hava) olarak da bilinir, temel işlevi fren sıvısını (veya gazını) her bir fren silindirine ileterek pistonu itmektir.
Fren ana silindiri, tek yönlü çalışan bir pistonlu hidrolik silindirdir ve görevi, pedal mekanizması tarafından sağlanan mekanik enerjiyi hidrolik enerjiye dönüştürmektir. Tek devreli ve çift devreli hidrolik frenleme sistemlerinde kullanılan tek hazneli ve çift hazneli olmak üzere iki tip fren ana silindiri bulunmaktadır.
Otomobillerin sürüş güvenliğini artırmak amacıyla, trafik yönetmeliklerinin gerekliliklerine uygun olarak, otomobillerin servis fren sisteminde artık bir dizi çift hazneli ana silindirden oluşan çift devreli hidrolik fren sistemi kullanılmaktadır (tek hazneli fren ana silindirleri artık kullanılmamaktadır).
Günümüzde, çift devreli hidrolik fren sistemlerinin neredeyse tamamı servo fren sistemleri veya dinamik fren sistemleridir. Bununla birlikte, bazı minyatür veya hafif araçlarda, yapıyı basitleştirmek ve fren pedalı kuvvetinin sürücünün fiziksel gücünün sınırlarını aşmaması koşuluyla, çift devreli manuel hidrolik fren sistemi oluşturmak için tandem çift hazneli fren ana silindiri kullanan bazı modeller de bulunmaktadır.
Tandem çift hazneli fren ana silindiri yapısı
Bu tip fren ana silindiri, seri bağlanmış iki adet tek hazneli fren ana silindirine eşdeğer olan çift devreli hidrolik fren sisteminde kullanılır.
Fren ana silindirinin gövdesi, ön silindir pistonu 7, arka silindir pistonu 12, ön silindir yayı 21 ve arka silindir yayı 18 ile donatılmıştır.
Ön silindir pistonu, 19 numaralı bir sızdırmazlık halkası ile kapatılmıştır; arka silindir pistonu ise 16 numaralı bir sızdırmazlık halkası ile kapatılmış ve 13 numaralı bir tutucu halka ile konumlandırılmıştır. İki sıvı haznesi sırasıyla ön hazne B ve arka hazne A ile bağlantılıdır ve ilgili yağ çıkış valfleri 3 aracılığıyla ön ve arka fren tekerlek silindirleriyle bağlantılıdır. Ön silindir pistonu, arka silindir pistonunun hidrolik kuvvetiyle itilir ve arka silindir pistonu doğrudan 15 numaralı itme çubuğu tarafından tahrik edilir.
Fren ana silindiri çalışmadığında, ön ve arka haznelerdeki piston başı ve kapak, ilgili baypas delikleri 10 ve dengeleme delikleri 11 arasında yer alır. Ön silindir pistonunun geri dönüş yayının elastik kuvveti, arka silindir pistonunun geri dönüş yayının elastik kuvvetinden daha büyüktür; bu da iki pistonun çalışmadıkları zaman doğru konumda olmalarını sağlar.
Frenleme sırasında sürücü fren pedalına basar, pedal kuvveti iletim mekanizması aracılığıyla itme çubuğu 15'e iletilir ve arka silindir pistonu 12'yi ileri doğru hareket ettirir. Deri kapak baypas deliğini kapattıktan sonra, arka boşluktaki basınç artar. Arka haznedeki hidrolik basınç ve arka silindirin yay kuvvetinin etkisiyle, ön silindirin pistonu 7 ileri doğru hareket eder ve ön haznedeki basınç da artar. Fren pedalına basılmaya devam edildiğinde, ön ve arka haznelerdeki hidrolik basınç artmaya devam ederek ön ve arka frenlerin çalışmasını sağlar.
Fren bırakıldığında, sürücü fren pedalını bıraktığında, ön ve arka piston yaylarının etkisiyle, fren ana silindirindeki piston ve itme çubuğu başlangıç konumuna geri döner ve boru hattındaki yağ, yağ geri dönüş valfi 22'yi iterek açar ve ana silindire geri akar, böylece frenleme etkisi ortadan kalkar.
Ön hazne tarafından kontrol edilen devre arızalanırsa, ön silindir pistonu hidrolik basınç üretmez, ancak arka silindir pistonunun hidrolik kuvveti altında ön silindir pistonu öne doğru itilir ve arka hazne tarafından üretilen hidrolik basınç yine de arka tekerleğin frenleme kuvveti üretmesini sağlar. Arka hazne tarafından kontrol edilen devre arızalanırsa, arka hazne hidrolik basınç üretmez, ancak arka silindir pistonu itme çubuğunun etkisiyle ileri doğru hareket eder ve ön silindir pistonuna temas ederek ön silindir pistonunu ileri doğru iter ve ön hazne yine de hidrolik basınç üreterek ön tekerlekleri frenleyebilir. Görüldüğü gibi, çift devreli hidrolik fren sistemindeki herhangi bir boru hattı arızalandığında, fren ana silindiri yine de çalışabilir, ancak gerekli pedal stroku artar.
