Servofreno de vacío: dispositivo y principio de funcionamiento.

El control preciso de la desaceleración del vehículo solo es posible si la cantidad de esfuerzo aplicado por el conductor al pedal es aceptable. Pero los poderosos frenos de los autos modernos requieren la creación de presiones significativas en el sistema de frenos. Por ello, la aparición de un servofreno se ha convertido en una necesidad, y la mejor solución es utilizar un vacío en el colector de admisión del motor. Así apareció el servofreno de vacío (VUT), que ahora se usa en casi todos los automóviles de producción.

Propósito del amplificador

Requerir un exceso de fuerza por parte del conductor parece ilógico cuando hay una energía tan poderosa cerca como un motor de combustión interna. Además, ni siquiera es necesario utilizar tipos de accionamiento mecánico, eléctrico o hidráulico. Hay un vacío en el colector de admisión debido a la acción de bombeo de los pistones, que se puede aplicar convirtiéndolo en fuerza mecánica.

La función principal del amplificador es ayudar al conductor al frenar. La presión fuerte y frecuente sobre el pedal es agotador, se reduce la precisión del control de desaceleración. En presencia de un dispositivo que, en paralelo con una persona, influirá en la cantidad de presión en el sistema de frenos, aumentará tanto la comodidad como la seguridad. Los sistemas de frenos sin amplificador ahora son imposibles de encontrar en vehículos masivos.

Esquema de amplificación

El bloque amplificador está ubicado entre el conjunto de pedales y el cilindro de freno principal (GTZ) del accionamiento hidráulico. Suele destacar por su importante tamaño debido a la necesidad de utilizar una membrana de gran superficie. El WUT incluye:

• carcasa hermética que le permite cambiar y mantener diferentes presiones en sus cavidades internas;
• diafragma elástico (membrana) que separa las cavidades atmosférica y de vacío del cuerpo;
• vástago del pedal;
• varilla del cilindro de freno principal;
• resorte que comprime el diafragma;
• válvula de control;
• un accesorio de extracción de vacío del colector de admisión, al que se conecta una manguera flexible;
• filtro de aire atmosférico.

Cuando el pedal no está presionado, ambas cavidades en la carcasa están a presión atmosférica, el diafragma es presionado por un resorte de retorno hacia el vástago del pedal. Cuando se mueve el vástago, es decir, se pisa el pedal, la válvula redistribuye la presión de tal manera que la cavidad detrás de la membrana comunica con el colector de admisión, y el nivel atmosférico se mantiene en el lado opuesto.

Si el automóvil está equipado con un motor diésel que no tiene una válvula de mariposa y el vacío en el colector es mínimo, el vacío lo genera una bomba especial impulsada por el motor o su propio motor eléctrico. A pesar de la complejidad del diseño, en general, este enfoque se justifica.

La diferencia de presión entre los lados exterior e interior del diafragma, debido a su gran área, crea una fuerza adicional tangible aplicada a la varilla GTZ. Se pliega con la fuerza de la pierna del conductor creando un efecto de refuerzo. La válvula regula la cantidad de fuerza, evitando picos de presión y asegurando un funcionamiento suave de los frenos. El intercambio de aire entre las cámaras y la atmósfera se realiza a través de un filtro que evita la obstrucción de las cavidades internas. Se instala una válvula de retención en el accesorio de suministro de vacío, que no permite monitorear los cambios de presión en el colector de admisión.

Introducción de la electrónica en el amplificador.

La tónica general ha sido la aparición en el coche de numerosos asistentes electrónicos que quitan parte de las exigencias al conductor. Esto también se aplica a los amplificadores de vacío.

Si es necesario frenar con urgencia, no todos los conductores actúan sobre el pedal con la intensidad deseada. Se desarrolló un sistema de asistencia a la frenada de emergencia, cuyo sensor está integrado en la estructura de la VUT. Mide la velocidad de movimiento de la varilla, y tan pronto como su valor supera el valor umbral, se enciende un solenoide adicional, movilizando completamente las capacidades de la membrana, abriendo la válvula de control al máximo.

A veces también se utiliza el control totalmente automático de la VUT. Al comando de los sistemas de estabilización, la válvula de vacío se abre, incluso si el pedal no se presiona en absoluto, y el refuerzo se incluye en la operación de otros mecanismos de freno bajo el control de asistentes electrónicos.

Posibles fallos de funcionamiento y ajuste

Hay problemas para aumentar la fuerza sobre el pedal del freno. Si esto sucede, debe verificar el VUT de una manera simple: presione el pedal varias veces con el motor parado, luego, manteniendo presionado el freno, arranque el motor. El pedal debe moverse una cierta distancia debido al vacío que ha aparecido.

Las averías generalmente son causadas por un diafragma con fugas o una falla en la válvula de control. El diseño no es separable, VUT se reemplaza como un conjunto.

El ajuste consiste en establecer un cierto valor de carrera libre de la varilla. Para que la válvula se abra de manera oportuna y, al mismo tiempo, no haya un frenado espontáneo. Pero en la práctica no hay necesidad de esto, todos los amplificadores vienen del fabricante ya ajustados correctamente.