แม่ปั๊มเบรก (Master Cylinder) หรือที่รู้จักกันในชื่อปั๊มน้ำมันเบรกหลัก (หรือปั๊มลมเบรก) มีหน้าที่หลักคือการดันน้ำมันเบรก (หรือแก๊ส) ไปยังกระบอกเบรกแต่ละกระบอกเพื่อดันลูกสูบ
แม่ปั๊มเบรกเป็นกระบอกไฮดรอลิกแบบลูกสูบทำงานทางเดียว หน้าที่ของมันคือการแปลงพลังงานกลที่ป้อนเข้ามาจากกลไกแป้นเหยียบให้เป็นพลังงานไฮดรอลิก แม่ปั๊มเบรกมีสองประเภท คือ แบบห้องเดียวและแบบสองห้อง ซึ่งใช้ในระบบเบรกไฮดรอลิกแบบวงจรเดียวและแบบสองวงจรตามลำดับ
เพื่อเพิ่มความปลอดภัยในการขับขี่รถยนต์ ตามข้อกำหนดของกฎหมายจราจร ระบบเบรกของรถยนต์ในปัจจุบันจึงใช้ระบบเบรกแบบสองวงจร ซึ่งประกอบด้วยชุดแม่ปั๊มเบรกแบบสองห้อง (ได้ยกเลิกการใช้แม่ปั๊มเบรกแบบห้องเดียวแล้ว)
ในปัจจุบัน ระบบเบรกไฮดรอลิกแบบสองวงจรเกือบทั้งหมดเป็นระบบเบรกเซอร์โวหรือระบบเบรกไดนามิก อย่างไรก็ตาม ในรถยนต์ขนาดเล็กหรือรถยนต์ขนาดเบาบางรุ่น เพื่อให้โครงสร้างง่ายขึ้น และภายใต้เงื่อนไขที่แรงกดแป้นเบรกไม่เกินขีดจำกัดกำลังกายของผู้ขับขี่ ก็ยังมีบางรุ่นที่ใช้แม่ปั๊มเบรกแบบสองห้องเรียงกันเพื่อสร้างระบบเบรกไฮดรอลิกแบบแมนนวลสองวงจร
โครงสร้างแม่ปั๊มเบรกแบบสองห้องคู่ขนาน
แม่ปั๊มเบรกชนิดนี้ใช้ในระบบเบรกไฮดรอลิกแบบสองวงจร ซึ่งเทียบเท่ากับแม่ปั๊มเบรกแบบห้องเดียวสองตัวที่ต่ออนุกรมกัน
ตัวเรือนของแม่ปั๊มเบรกประกอบด้วยลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้า 7, ลูกสูบกระบอกสูบด้านหลัง 12, สปริงกระบอกสูบด้านหน้า 21 และสปริงกระบอกสูบด้านหลัง 18
ลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าถูกปิดผนึกด้วยแหวนซีล 19; ลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังถูกปิดผนึกด้วยแหวนซีล 16 และยึดตำแหน่งด้วยแหวนล็อก 13 อ่างเก็บของเหลวทั้งสองเชื่อมต่อกับห้องด้านหน้า B และห้องด้านหลัง A ตามลำดับ และเชื่อมต่อกับกระบอกสูบเบรกหน้าและหลังผ่านวาล์วระบายน้ำมัน 3 ของแต่ละกระบอกสูบ ลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าถูกดันด้วยแรงดันไฮดรอลิกจากลูกสูบกระบอกสูบด้านหลัง และลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังถูกขับเคลื่อนโดยตรงด้วยก้านดัน 15
เมื่อกระบอกเบรกหลักไม่ทำงาน หัวลูกสูบและเบ้าในห้องด้านหน้าและด้านหลังจะอยู่ระหว่างรูบายพาส 10 และรูชดเชย 11 ตามลำดับ แรงยืดหยุ่นของสปริงคืนตัวของลูกสูบในกระบอกด้านหน้าจะมากกว่าแรงยืดหยุ่นของสปริงคืนตัวของลูกสูบในกระบอกด้านหลัง เพื่อให้แน่ใจว่าลูกสูบทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องเมื่อไม่ทำงาน
เมื่อเบรก ผู้ขับขี่เหยียบแป้นเบรก แรงกดจากแป้นเบรกจะถูกส่งไปยังก้านดัน 15 ผ่านกลไกการส่งกำลัง และดันลูกสูบกระบอกสูบด้านหลัง 12 ให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า หลังจากที่ฝาครอบหนังปิดรูบายพาส ความดันในช่องด้านหลังจะเพิ่มขึ้น ภายใต้การทำงานของแรงดันไฮดรอลิกในห้องด้านหลังและแรงสปริงของกระบอกสูบด้านหลัง ลูกสูบ 7 ของกระบอกสูบด้านหน้าจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้า และความดันในห้องด้านหน้าก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน เมื่อเหยียบแป้นเบรกค้างไว้ แรงดันไฮดรอลิกในห้องด้านหน้าและด้านหลังจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้เบรกหน้าและเบรกหลังทำงาน
เมื่อปล่อยเบรก ผู้ขับขี่จะปล่อยแป้นเบรก ภายใต้การทำงานของสปริงลูกสูบด้านหน้าและด้านหลัง ลูกสูบและก้านดันในกระบอกสูบหลักของเบรกจะกลับไปยังตำแหน่งเริ่มต้น และน้ำมันในท่อจะดันวาล์วส่งน้ำมันกลับ 22 ให้เปิดออก และไหลกลับไปยังกระบอกสูบหลัก ทำให้เบรกทำงาน ส่งผลให้แรงเบรกหายไป
หากวงจรที่ควบคุมโดยห้องด้านหน้าเกิดความล้มเหลว ลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าจะไม่สร้างแรงดันไฮดรอลิก แต่ภายใต้แรงดันไฮดรอลิกของลูกสูบกระบอกสูบด้านหลัง ลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าจะถูกดันไปด้านหน้า และแรงดันไฮดรอลิกที่สร้างโดยห้องด้านหลังยังคงสามารถทำให้ล้อหลังสร้างแรงเบรกได้ หากวงจรที่ควบคุมโดยห้องด้านหลังเกิดความล้มเหลว ห้องด้านหลังจะไม่สร้างแรงดันไฮดรอลิก แต่ลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าภายใต้การทำงานของก้านดัน และสัมผัสกับลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าเพื่อดันลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าไปข้างหน้า และห้องด้านหน้ายังคงสามารถสร้างแรงดันไฮดรอลิกเพื่อเบรกล้อหน้าได้ จะเห็นได้ว่าเมื่อท่อใดท่อหนึ่งในระบบเบรกไฮดรอลิกแบบสองวงจรเกิดความล้มเหลว กระบอกสูบหลักของเบรกยังคงทำงานได้ แต่ระยะการเหยียบแป้นเบรกที่ต้องการจะเพิ่มขึ้น
