กระบอกสูบหลัก (Master Cylinder) หรือเรียกอีกอย่างว่าน้ำมันเบรกหลัก (อากาศ) ทำหน้าที่หลักในการดันน้ำมันเบรก (หรือก๊าซ) ให้ส่งไปยังกระบอกสูบเบรกแต่ละอันเพื่อดันลูกสูบ
กระบอกสูบหลักเบรกเป็นกระบอกสูบไฮดรอลิกแบบลูกสูบทำงานทางเดียว และทำหน้าที่แปลงพลังงานกลที่ป้อนโดยกลไกเหยียบเป็นพลังงานไฮดรอลิก กระบอกสูบหลักเบรกมีสองประเภท ได้แก่ แบบห้องเดียวและแบบห้องคู่ ซึ่งใช้ในระบบเบรกไฮดรอลิกแบบวงจรเดียวและแบบสองวงจรตามลำดับ
เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยในการขับขี่ของรถยนต์ ตามข้อกำหนดของกฎจราจร ระบบเบรกบริการของรถยนต์จึงใช้ระบบเบรกแบบ 2 วงจร ซึ่งประกอบด้วยกระบอกสูบหลักแบบ 2 ห้องชุดหนึ่ง (ได้กำจัดกระบอกสูบหลักเบรกแบบห้องเดียวออกไปแล้ว) ระบบเบรกไฮดรอลิกแบบ 2 วงจร
ปัจจุบันระบบเบรกไฮดรอลิกแบบสองวงจรเกือบทั้งหมดเป็นระบบเบรกเซอร์โวหรือระบบเบรกแบบไดนามิก อย่างไรก็ตาม ในยานพาหนะขนาดเล็กหรือเบาบางรุ่น เพื่อให้โครงสร้างเรียบง่าย และภายใต้เงื่อนไขที่แรงเหยียบเบรกไม่เกินช่วงกำลังกายของผู้ขับขี่ ยังมีรุ่นบางรุ่นที่ใช้กระบอกสูบหลักเบรกแบบสองห้องเรียงกันเพื่อสร้างระบบเบรกไฮดรอลิกแบบแมนนวลสองวงจรอีกด้วย
โครงสร้างกระบอกสูบหลักเบรกแบบสองห้องคู่ขนาน
กระบอกสูบหลักเบรกประเภทนี้ใช้ในระบบเบรกไฮดรอลิกแบบสองวงจร ซึ่งเทียบเท่ากับกระบอกสูบหลักเบรกห้องเดียวสองกระบอกที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม
ตัวเรือนกระบอกสูบหลักเบรคประกอบด้วยลูกสูบกระบอกสูบหน้า 7, ลูกสูบกระบอกสูบหลัง 12, สปริงกระบอกสูบหน้า 21 และสปริงกระบอกสูบหลัง 18
ลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าถูกปิดผนึกด้วยแหวนปิดผนึก 19 ลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังถูกปิดผนึกด้วยแหวนปิดผนึก 16 และวางตำแหน่งด้วยแหวนยึด 13 อ่างเก็บน้ำทั้งสองจะสื่อสารกับห้องด้านหน้า B และห้องด้านหลัง A ตามลำดับ และสื่อสารกับกระบอกสูบล้อเบรกหน้าและหลังผ่านวาล์วทางออกน้ำมัน 3 ตามลำดับ ลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าถูกผลักด้วยแรงไฮดรอลิกของลูกสูบกระบอกสูบด้านหลัง และลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังถูกขับเคลื่อนโดยตรงโดยแกนผลัก 15
เมื่อกระบอกสูบหลักเบรกไม่ทำงาน หัวลูกสูบและถ้วยในห้องด้านหน้าและด้านหลังจะอยู่ระหว่างรูบายพาส 10 และรูชดเชย 11 ตามลำดับ แรงยืดหยุ่นของสปริงส่งกลับของลูกสูบของกระบอกสูบด้านหน้าจะมากกว่าแรงยืดหยุ่นของสปริงส่งกลับของลูกสูบของกระบอกสูบด้านหลังเพื่อให้แน่ใจว่าลูกสูบทั้งสองอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องเมื่อไม่ทำงาน
เมื่อเบรก คนขับเหยียบแป้นเบรก แรงเหยียบจะถูกส่งไปยังแกนผลัก 15 ผ่านกลไกส่งกำลัง และดันลูกสูบกระบอกสูบด้านหลัง 12 ให้เคลื่อนไปข้างหน้า หลังจากที่ถ้วยหนังปิดรูบายพาสแล้ว แรงดันในช่องด้านหลังจะเพิ่มขึ้น ภายใต้การกระทำของแรงดันไฮดรอลิกในห้องด้านหลังและแรงสปริงของกระบอกสูบด้านหลัง ลูกสูบ 7 ของกระบอกสูบด้านหน้าจะเคลื่อนไปข้างหน้า และแรงดันในห้องด้านหน้าก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน เมื่อเหยียบแป้นเบรกต่อไป แรงดันไฮดรอลิกในห้องด้านหน้าและด้านหลังจะยังคงเพิ่มขึ้น ทำให้เบรกหน้าและเบรกหลังทำงาน
เมื่อปล่อยเบรก ผู้ขับขี่จะปล่อยแป้นเบรก ภายใต้การทำงานของสปริงลูกสูบหน้าและหลัง ลูกสูบและแกนดันในกระบอกสูบหลักเบรกจะกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น และน้ำมันในท่อจะดันให้วาล์วส่งคืนน้ำมัน 22 เปิดออกและไหลกลับ กระบอกสูบหลักจะถูกเบรก ทำให้เอฟเฟกต์การเบรกหายไป
หากวงจรที่ควบคุมโดยห้องด้านหน้าล้มเหลวลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าจะไม่สร้างแรงดันไฮดรอลิก แต่ภายใต้แรงไฮดรอลิกของลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าจะถูกผลักไปที่ปลายด้านหน้าและแรงดันไฮดรอลิกที่สร้างโดยห้องด้านหลังยังสามารถทำให้ล้อหลังสร้างแรงเบรกได้ หากวงจรที่ควบคุมโดยห้องด้านหลังล้มเหลวห้องด้านหลังจะไม่สร้างแรงดันไฮดรอลิก แต่ลูกสูบกระบอกสูบด้านหลังจะเคลื่อนไปข้างหน้าภายใต้การกระทำของแกนผลักและสัมผัสกับลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าเพื่อผลักลูกสูบกระบอกสูบด้านหน้าไปข้างหน้าและห้องด้านหน้ายังคงสร้างแรงดันไฮดรอลิกเพื่อเบรกล้อหน้าได้ จะเห็นได้ว่าเมื่อท่อชุดใดชุดหนึ่งในระบบเบรกไฮดรอลิกแบบวงจรคู่ล้มเหลวกระบอกสูบหลักของเบรกจะยังคงทำงานได้ แต่จังหวะการเหยียบที่ต้องการจะเพิ่มขึ้น
