Servo freno
Dispositivo accionado por el pedal del freno, que tiene la función de multiplicar el valor de la fuerza ejercida por el conductor sobre el pedal. El origen del servofreno se remonta a los años veinte, cuando algunos coches de lujo comenzaron a montar servofrenos de tipo mecánico que multiplicaban el efecto de frenado por medio de un sistema de palancas. Más tarde, se emplearon los servofrenos hidráulicos con mando por depresión y los compuestos por una bomba de varias cámaras y una serie de cilindros de diferente sección capaces de multiplicar la fuerza de frenado, i Los servofrenos más difundidos en los automóviles son los denominados servofrenos por depresión, llamados así porque aprovechan la depresión creada por el motor en los conductos de admisión para multiplicar la fuerza de frenado.
Están constituidos por tres órganos fundamentales: un cuerpo principal neumático, una bomba con dos cámaras y un grupo de regulación. Un tubo del dispositivo está unido, con una válvula sin retorno, en el colector de admisión, en el cual, después de arrancar el motor, se crea una depresión. En el momento en que se pisa el pedal del freno, el aceite a presión es impulsado a través del circuito hidráulico y se inicia el frenado. Al mismo tiempo, el aceite empuja el cilindro del grupo de regulación del servofreno. El cilindro, al desplazarse, provoca la apertura de una válvula que comunica con el exterior. El aire, después de atravesar un filtro, entra en una de las dos cámaras en depresión, separadas por una membrana, que lleva el cuerpo principal del servofreno. Después de la entrada del aire, una de las dos cámaras se encuentra a presión atmosférica, mientras que la otra permanece a presión reducida. La membrana de separación tiende, por tanto, a desplazarse venciendo la resistencia de un muelle. Junto con la membrana se desplaza un pequeño eje que va a chocar contra el pistón de la segunda cámara de la bomba del circuito hidráulico, multiplicando de esta manera la fuerza ejercida sobre el pedal. A medida que se desplaza la membrana, el valor de la presión en la cámara en depresión aumenta hasta que alcanza la del conducto de admisión del motor; en este momento se abre la válvula sin retorno, de manera que se establece la misma depresión que existe en la admisión. Después, el efecto de la presión atmosférica continúa sobre un lado de la membrana, por lo que el eje unido a la misma prosigue su acción sobre el pistón de la bomba. En estas condiciones se garantiza una fuerza constante sobre los frenos, independientemente de la carrera del pedal. Al dejar libre el pedal del freno, falta la presión hidráulica en la primera cámara de la bomba, y esto provoca el cierre de la válvula que comunica con el exterior. Se restablece la comunicación entre las dos cámaras separadas por la membrana y, por tanto, también el equilibrio de la presión en el interior. Por la acción del muelle, la membrana, y con ella el eje, retornan a la posición de reposo haciendo cesar la presión hidráulica en la segunda cámara de la bomba y, como consecuencia, también la acción de frenado. Al mismo tiempo, por efecto de la aspiración del motor, se restablece en todas las cámaras la depresión máxima alcanzada por el motor en su funcionamiento. En estas condiciones, el servofreno está preparado para el siguiente frenado, cargado con depresión y con la válvula sin retorno cerrada. Los motivos de un funcionamiento incorrecto de un servofreno pueden ser muy distintos, pero es necesario comprobar principalmente: el grupo de regulación, la válvula sin retorno y el diafragma situado dentro del cuerpo principal. Concretamente, en el grupo de regulación debe comprobarse: el funcionamiento de la entrada de aire, la integridad de la membrana, el desplazamiento del pistón que acciona la válvula, y que en la cámara situada debajo de la membrana no existan trazas del líquido de frenos. Los inconvenientes pueden ser debidos también a la retención defectuosa de los tubos de caucho que unen el servofreno con los conduc tos de admisión y el grupo de regulación con el cuerpo principal.
Es conveniente tener en cuenta que, generalmente, el defecto de funcionamiento del servofreno no impide el frenado correcto del vehículo, a cambio lógicamente de un mayor esfuerzo sobre el pedal. La capacidad del sistema de servofreno de aumentar la fuerza de frenado se distingue por un índice de incremento de la misma; el índice es igual a la unidad cuando la acción del servofreno es nula. En los servofrenos por depresión para automóviles, este índice puede variar desde 1,9 a 4; esto significa que la fuerza de frenado puede ser reducida a la cuarta parte de la que sería necesaria. Para vehículos muy pesados y camiones pequeños se adoptan servofrenos con 2 cámaras y 2 membranas colocadas en tándem que mandan un eje de empuje único. El efecto del servofreno puede aumentarse adoptando un cuerpo y una membrana de mayores dimensiones; a veces, la capacidad del servofreno se indica con el diámetro exterior del cuerpo principal expresado en pulgadas. El servofreno puede estar unido al circuito hidráulico de manera que actúe sólo sobre los frenos delanteros o sobre los traseros.
Para que el esfuerzo aplicado sobre el pedal del freno tenga que ser considerable, sobre todo en grandes vehículos ( gran tonelaje) se usan los servo-frenos ( multiplicadores de fuerza) los cuales pueden ser: hidráulicos, de aire comprimido, eléctricos y de vacío. - HIDRÁULICOS: Consiste en el envío de un líquido a presión por una bomba accionada por la
transmisión del vehículo. Una válvula que se abre al presionar el pedal del freno deja paso al líquido adicional a las conducciones correspondientes. - AIRE COMPRIMIDO: Se trata de una combinación del freno hidráulico y de aire comprimido.
AL pisar el pedal del freno se abre una válvula que deja paso libre al aire comprimido a la parte anterior de la bomba, presionando sobre el émbolo ayudando la acción del conductor sobre e pedal del freno. - ELÉCTRICO: Al pisar el pedal del freno se establece un circuito eléctrico permitiendo el paso
de una corriente que activa unos electroimanes situados en los tambores del freno de cada rueda. El electroimán atrae a una leva que ayuda la acción del conductor sobre el pedal del freno. Más usado es el “ ralentizador “ eléctrico para grandes camiones. Para largas pendientes alivia el esfuerzo del motor, que puede ir en punto muerto, y el de los frenos. - DE VACÍO: El servo-freno por vacío es similar al de aire comprimido, con la diferencia que lo
que hace mover las zapatas, no es una presión ( aire comprimido), sino una depresión ( vacío). En el servo-freno de vacío existen tres cilindros con sus émbolos, cuyo principal envía el líquido a presión a los cilindros de los frenos. Otro secundario acciona una válvula que cierra o abre la comunicación con el aire exterior. En el tercer cilindro ( de mayor diámetro) actúa, sobre su pistón, el vacío de la admisión o la presión atmosférica. Al pisar el pedal del freno se manda líquido a presión ( como sino existiera el servo). Una parte del líquido va al cilindro secundario accionando una válvula que deja pasar al aire exterior ( presión atmosférica), a una de las caras del émbolo del tercer cilindro a la vez que da paso al vacío de la admisión a su otra cara, produciéndose una diferencia de presión en ambas caras que obliga al émbolo a desplazarse, empujando al émbolo del cilindro principal ayudando con ello la acción del conductor.
Al cesar la acción sobre el pedal del freno se cierra la válvula de comunicación con el aire exterior y desaparece la presión atmosférica sobre el émbolo del tercer cilindro, restableciéndose el equilibrio.
