Abre el capó. Mire hacia el lado del conductor, escondido cerca del firewall. Ahí está. Un bote redondo y negro. Ese es tu servofreno. Es el héroe anónimo el que hace que detenerse sea fácil.
No te lo pierdes hasta que falla. Entonces, el pedal se siente como levantar una roca.
La historia explica por qué existe esta parte. Hace décadas, los coches circulaban con frenos de tambor. Esos sistemas más antiguos tenían una ventaja mecánica inherente. Ofrecieron su propia ayuda. No necesitabas ayuda adicional. Podrías presionar hacia abajo y detenerte.
Hoy es diferente. Los frenos de disco gobiernan las ruedas delanteras. Paran mejor. Manejan mejor el calor. Pero carecen de esa influencia natural. Sin asistencia eléctrica, conducir un automóvil moderno sería un evento atlético. Te marcharías con las piernas cansadas y las pantorrillas doloridas.
El refuerzo cierra esa brecha. Multiplica la presión de tu pie. Convierte una presión suave en una parada brusca.
El servofreno es el recipiente redondo y negro ubicado en la parte trasera del compartimiento del motor en el lado del conductor del automóvil.
¿Por qué esto importa ahora? Porque los estándares de seguridad son más altos. Las distancias de frenado son más cortas. Pero la física de los frenos de disco no ha cambiado. Todavía necesitan ayuda.
Considere la alternativa. Sin asistencia de vacío. Sin motor eléctrico. Sólo músculo humano contra pistones metálicos. Necesitarías presionar con cientos de libras de fuerza. Eso no es conducir. Eso es levantamiento de pesas.
El servofreno resuelve este problema. Es sencillo. Es efectivo. Es necesario.
A tu coche no le importa si lo notas. Simplemente funciona. Hasta que no sea así. Entonces aprendes exactamente lo que hace.
Dentro del bote negro
Presionas el pedal. El coche frena. Pero ¿quién hace realmente el trabajo pesado? No son sólo los músculos de tus piernas. Es el servofreno. O, como prefiere llamarlo la industria, el refuerzo de vacío.
Este recipiente negro que se encuentra en el compartimento del motor está haciendo el trabajo sucio. Toma la fuerza relativamente débil de tu pie y la amplifica. Mucho. Sin él, detener un vehículo moderno requeriría piernas de acero y mucho sudor. Estamos hablando de cientos de libras de presión generadas por algo que ni siquiera puedes ver o sentir directamente.
Ese algo es el vacío.
Cómo el vacío te hace más fuerte
El motor crea vacío como subproducto del proceso de combustión. Cuando los pistones descienden en la carrera de admisión, aspiran aire hacia los cilindros. Esto crea un área de baja presión en el colector de admisión. El servofreno aprovecha este sistema.
Es un concepto simple.
- Una fuente de vacío (normalmente el colector de admisión) se conecta a un lado del refuerzo.
- El otro lado tiene salida a la atmósfera.
- En el medio se encuentra un diafragma.
Cuando no está presionando el pedal del freno, el vacío se aplica a ambos lados del diafragma. La presión es igual. No se genera ninguna fuerza. El sistema es neutral.
Presione el pedal.
Se abre una válvula. El aire atmosférico inunda un lado del diafragma. El otro lado permanece bajo el vacío. Ahora tienes un diferencial de presión. La presión más alta empuja el diafragma. Este movimiento se transfiere a la varilla de empuje del cilindro maestro.
Esa varilla de empuje golpea el cilindro maestro. El cilindro maestro genera presión hidráulica. Esa presión viaja a través de las líneas hasta las pinzas o los cilindros de las ruedas. Las pastillas sujetan los rotores. Las zapatas del tambor presionan contra los tambores.
El auto se detiene.
Todo esto sucede en milisegundos. Y depende enteramente de ese vacío oculto.
Por qué lo necesitas
Piense en conducir un automóvil sin asistencia eléctrica. Un coche viejo de los años 50 a menudo tenía propulsores débiles o inexistentes. Detenerse a velocidades de autopista requirió fuerza bruta. Empujarías con todo lo que tuvieras. Te temblarían las piernas.
¿Coches modernos? Tocas el pedal. La computadora (y la aspiradora) hacen el resto. El amplificador multiplica su entrada por un factor de aproximadamente 4:1 a 5:1. Algunas configuraciones de alto rendimiento van más alto. Es por eso que una presión suave se traduce en una parada brusca.
Pero aquí está el truco. Depende del motor.
Si el motor se para, se pierde vacío. El pedal se pone duro. Todavía tienes frenos, pero debes pisar el pedal para generar suficiente presión hidráulica manualmente. Es posible parar. Simplemente no es fácil. Y no es para los débiles de corazón.
El diafragma y las válvulas
Dentro del recipiente todo está apretado. Tienes un gran diafragma de goma dividido en dos cámaras. Una cámara está conectada al colector de admisión mediante una manguera. La otra es la cámara de energía.
También hay un resorte de retorno. Este resorte empuja el diafragma a su posición de reposo cuando levanta el pie del pedal. También garantiza que la válvula se cierre correctamente.
La válvula en sí es el cerebro de la operación. Es una simple válvula de carrete o pistón.
La anatomía de la asistencia
Es sólo un bote de metal. Parece engañosamente simple. En el interior, sin embargo, hay un refuerzo de vacío que trabaja horas extras. Un diafragma divide la cámara. Una varilla central atraviesa el centro. Conecte el enlace del pedal en un extremo. Enganche el pistón del cilindro maestro por el otro.
La lógica de la válvula es brutal pero efectiva. Pisas el pedal. La válvula se abre. El vacío tira de un lado del diafragma. La presión atmosférica empuja al otro. Obtienes músculo sin sudar.
Pero el sistema no se trata sólo de aplicar fuerza. Se trata de mantenerlo. O perderlo.
El trabajo de la válvula de retención
Introduzca la válvula de retención. Pequeño componente de latón o plástico. Atornillado a la manguera que va al colector de admisión. Su trabajo es binario. Sólo de una manera.
Cuando el motor está en marcha. El vacío fluye hacia adentro. La válvula lo retiene allí. Mantener cargada la asistencia de frenado. Bajas el acelerador. El vacío queda atrapado. Obtienes una o dos paradas bruscas incluso si el motor se apaga.
¿Si la válvula falla? Estrujar. Nada. O un pedal esponjoso que se hunde hasta el suelo. Por eso lo inspecciona durante el mantenimiento de rutina. Un silbido debajo del capó generalmente significa que está volado. O la manguera está rota.
Por qué es importante
No piensas en estas piezas hasta que se rompen. Entonces estás parado en la acera. Borde del camino. Pie presionado. Pedal firme. Ninguna ayuda. Sin asistencia. Sólo enlace mecánico. Y mucha ansiedad.
El refuerzo de vacío multiplica tu esfuerzo. La válvula de retención lo preserva. Juntos hacen que detenerse sea fácil. ¿Separarlos? Has vuelto a la edad oscura. Literalmente. Antes de los frenos de potencia. Antes de desplazamientos fáciles. Antes de conducir con confianza en la carretera.
Entonces revisa la válvula. Escuche el silbido. Asegúrese de que el recipiente sea sólido. Porque cuando necesitas esa ayuda. No harás preguntas. Sólo lo necesitarás para funcionar.
Mira esa válvula de retención. Es una puerta unidireccional para el aire. Su única función es dejar salir el aire del amplificador de vacío pero evitar que vuelva a entrar. ¿Por qué es importante esto? Porque si su motor se apaga o una manguera de vacío se rompe, aún necesita frenos. La válvula de retención atrapa el vacío en el interior para que puedas hacer varias paradas antes de que el propulsor se quede sin vapor. Quedarse sin gasolina en la carretera ya es bastante aterrador sin necesidad de perder también presión hidráulica.
Cómo funciona realmente el refuerzo
El diseño es sencillo. Elegante, incluso. Necesita una fuente de vacío para funcionar. Los motores de gasolina proporcionan esto de forma natural. El colector de admisión extrae aire de las cámaras de combustión, creando un vacío parcial en la cámara. Conecte una manguera al lugar correcto y literalmente podrá aspirar el aire del recipiente.
Los motores diésel son diferentes. No estrangulan la admisión de la misma manera, por lo que no producen ese vacío natural. Los vehículos diésel necesitan una bomba de vacío separada solo para mantener los frenos asistidos.
Cuando presiona el pedal, una varilla atraviesa el servomotor y entra en el cilindro maestro. El motor mantiene ambos lados del diafragma bajo vacío parcial. Pisa el pedal y la varilla abre una válvula. El aire ingresa por un lado del propulsor mientras que el otro lado permanece sellado del vacío.
La presión aumenta en ese lado. El diafragma se mueve. Empuja la varilla con más fuerza. El pistón del cilindro maestro recibe un empujón. De repente, ese pedal de luz se siente como si tuviera algún músculo detrás.
Suelte el pedal. La válvula cierra el aire exterior. Reabre el camino del vacío. Ambos lados del diafragma se igualan. El sistema se reinicia.
El refuerzo de vacío amplifica el esfuerzo del pedal al utilizar el vacío del motor para mover un diafragma, que empuja el pistón del cilindro maestro.
Este mecanismo permite varias aplicaciones de freno incluso si el motor se cala, dependiendo del vacío almacenado preservado por la válvula de retención. Es una red de seguridad mecánica envuelta en un simple sistema de presión de aire.
Diagrama del freno de potencia
Vuelva a juntar los componentes y obtendrá un sistema de servofreno funcional. El diagrama al comienzo de esta serie muestra la mecánica interna de cerca. También indica dónde se encuentran estas piezas debajo del capó o cerca del pedal.
Vea cómo se conecta el refuerzo al cilindro maestro. Observe la línea de vacío que va al motor. Esta configuración crea la asistencia que hace que detener una máquina de dos toneladas sea ligero. Sin él, estarías luchando con el pedal por cada centímetro de desaceleración.
La ubicación también importa. En la mayoría de los automóviles, el conjunto se encuentra sobre el cortafuegos. Presionas el pedal. El propulsor multiplica esa fuerza. El cilindro maestro empuja el fluido a través de las líneas. Las pinzas se aprietan. Esa es toda la historia en unos pocos pasos.
Si desea profundizar en el lado hidráulico, consulte los enlaces relacionados a continuación.
Artículos relacionados con HowStuffWorks
- Cómo funcionan los frenos
- Cómo funcionan los cilindros maestros y las válvulas combinadas
- Cómo funcionan los frenos de tambor
- Cómo funcionan los frenos de disco
- Cómo funcionan los frenos antibloqueo
- ¿Cuáles son los diferentes tipos de líquido de frenos?
- ¿Por qué las líneas de freno tienen tantas curvas y vueltas?
- ¿Qué significan los testigos de freno en mi coche?
- ¿Los frenos antibloqueo podrían detectar un pinchazo?
- Accidentes de vuelco explicados
Más enlaces geniales
- Detener la historia: frenos antes y ahora
- Automoción 101: descripción general del sistema de frenos
- Imágenes: servofreno reforzador
- Sistema de frenos en funcionamiento
- Los tablones de anuncios y el foro de chat de Auto Channel
- Mecánica Profesional Online: Frenos
- Auto.com: noticias y reseñas diarias
