Los servofrenos consisten en un sistema hidráulico que se utiliza para reducir la velocidad o detener un vehículo de motor. Utiliza una combinación de componentes mecánicos y asistencia de vacío para multiplicar la presión aplicada al pedal del freno por el conductor en fuerza suficiente para accionar los frenos y detener el vehículo. Por el contrario, los frenos manuales dependen únicamente de la presión que el conductor aplica al pedal del freno.
Un sistema de servofreno consta de varios componentes distintos, incluido el refuerzo de vacío, el cilindro maestro, el depósito y las líneas del líquido de frenos y las pinzas (o tambores). Los servofrenos han existido de alguna forma desde la década de 1920, y desde finales del siglo XX todos los automóviles vendidos en América del Norte han estado equipados con servofrenos.
El amplificador de vacío se inventó en 1927 para proporcionar una distancia de frenado más corta. Los servomotores de vacío brindan asistencia de frenado al conductor al multiplicar la fuerza del servomotor creando más fuerza que la que se usó para presionar el pedal del freno. El propulsor funciona sacando el aire de la cámara de propulsor con una bomba u otra fuente de vacío (normalmente el colector de admisión del motor [1] ), creando un sistema de baja presión en el interior. Cuando el conductor pisa el pedal del freno, la varilla de entrada del servomotor se empuja hacia adentro, lo que deja entrar la presión atmosférica al servomotor. Esto, a su vez, empuja el diafragma hacia el cilindro maestro.
El cilindro maestro está ubicado detrás del tablero del lado del conductor y está montado en el refuerzo de vacío. La presión dentro del cilindro maestro es creada por un pistón primario y secundario. Estos son empujados por la varilla de salida del reforzador de vacío para comprimir el fluido dentro de sus cámaras primaria y secundaria ( presión hidráulica ). La presión hidráulica se transmite a través de las líneas de freno a las pinzas de freno. Cuando el líquido de frenos pasa a través de las líneas de freno, el depósito (conectado a la parte superior del cilindro maestro) llena las cámaras del cilindro maestro.
Las pinzas de freno , que se utilizan a menudo en los frenos de disco , constan de uno o dos pistones huecos de aluminio o acero cromado (pistones de pinza). Las pinzas de freno son una de las partes más importantes de un vehículo y son esenciales para su capacidad de detenerse. La función de la pinza es frenar las ruedas del vehículo utilizando la fricción que crean contra los discos metálicos (rotores). Funcionan tomando la presión ejercida por el cilindro maestro para forzar los pistones contra el rotor. El desarrollo y uso de frenos de disco comenzó en Inglaterra en la década de 1890. El primer freno de disco para automóvil tipo pinza fue patentado por Frederick William Lanchester en su fábrica de Birmingham en 1902. En un sistema de frenos de disco, los rotores están unidos a las ruedas del automóvil y giran juntos.
Otro tipo de servofreno instalado en los automóviles se llama freno de tambor . Este tipo de freno, en general, creará cierta fricción que ralentizará la rueda. En este tipo de freno hay un cilindro de freno que conecta el cilindro maestro al freno de tambor a través de líneas de freno que transfieren presión desde el cilindro maestro. Cuando el conductor pisa el pedal del freno con el pie, se activarán los pistones dentro del cilindro. La activación de este pistón permitirá que dos zapatas de freno ubicadas dentro del tambor del freno se expandan, generando así una fricción para frenar y detener la rueda. Normalmente, este freno se encuentra en las ruedas traseras del vehículo, mientras que el freno de disco se encuentra en la parte delantera del vehículo. Un automóvil también puede tener solo frenos de tambor o frenos de disco tanto en la parte delantera como en la trasera.
El conductor inicia el proceso de frenado presionando el pedal del freno, poniendo en movimiento una serie de enlaces mecánicos. La presión ejercida por el conductor sobre el pedal se multiplica por el refuerzo de vacío, que utiliza el vacío del motor para tirar de la varilla del refuerzo y del diafragma hacia el cilindro maestro. El avance de la varilla hace que el pistón del cilindro maestro se comprima; esta acción empuja el líquido de frenos a través de las líneas de freno, que conducen a las pinzas. Allí, el líquido comprime los pistones de la pinza, lo que hace que las pastillas de freno se muevan hacia adentro y entren en contacto con los rotores. La fricción resultante frena el vehículo.
Este proceso es en gran medida el mismo que el de un sistema de frenado manual; la principal diferencia es la adición del refuerzo de vacío.
Medios relacionados con los frenos de potencia en Wikimedia Commons