Un servo de vacío es un componente que se usa en los vehículos de motor en su sistema de frenado , para brindar asistencia al conductor al disminuir el esfuerzo de frenado. En los EE. UU. Comúnmente se le llama un servofreno.
Historia
Albert Dewandre (de Lieja , Bélgica), ingeniero y empresario, fue el inventor del servofreno o sistema de refuerzo de freno "Dewandre" en 1927. Es un sistema de refuerzo de freno que utiliza la depresión causada por la succión en el colector de admisión. de un motor de combustión interna para reducir la presión sobre el pedal del freno. La ventaja del sistema Deandre es doble: un empuje más suave del pedal de freno, pero también una distancia de frenado notablemente más corta. Su invento fue fabricado y vendido a través de la empresa Robert Bosch .
Fondo
Este artículo se refiere principalmente al dispositivo mecánico en el contexto de un reforzador de potencia de frenado o asistencia al sistema de frenado de un vehículo. El término "servo de vacío" es en realidad un término genérico para cualquier dispositivo que utiliza un vacío para amplificar / aumentar el esfuerzo mecánico de un dispositivo mediante el uso de un vacío en una cámara de asistencia, ya sea conectado a la entrada o salida, o colocado entre los entrada y salida.
En un servofreno de vacío, la unidad se coloca entre el pedal del freno y el cilindro maestro hidráulico, utilizando el vacío almacenado para amplificar los esfuerzos del pedal del conductor, dando una mayor fuerza de frenado.
El término "servo de vacío" a veces puede traducirse erróneamente en términos de ingeniería de vehículos, como " válvula operada por vacío " por lo que un dispositivo se controla, ya sea conmutado o proporcionalmente, mediante el uso de vacío. Este dispositivo se puede ver fácilmente en vehículos todoterreno modernos para activar 4WD y bloqueos del diferencial, y en vehículos más antiguos equipados con control de crucero por servomotor controlado por vacío.
Se utiliza un servofreno en prácticamente todos los vehículos que utilizan frenos hidráulicos para su circuito de frenado primario. Los servos de vacío no se utilizan en vehículos que utilizan cables, varillas (u otros enlaces mecánicos) o sistemas de aire presurizado para sus circuitos de freno primarios.
Un servo de vacío también conocido como amplificador de potencia o unidad de freno de potencia utiliza un vacío para multiplicar el esfuerzo del pedal del conductor y aplicar ese esfuerzo al cilindro maestro . [1]
El vacío se puede generar de dos formas distintas, dependiendo del tipo de motor de combustión interna u otra fuerza motriz (como en los vehículos eléctricos ):
- En los motores de gasolina de aspiración natural , se utiliza el colector de vacío ,
- En los motores turboalimentados , diesel y vehículos eléctricos / híbridos, se usa una bomba de vacío separada (también se usa en ciertos lugares de gran altitud, donde los vehículos de aspiración natural no son capaces de producir suficiente vacío para el propulsor). La bomba de vacío puede accionarse mecánicamente (desde el motor) o por medio de un motor eléctrico.
El vacío se transfiere al servo a lo largo de líneas de vacío no colapsables y se almacena en el servo mediante el uso de una válvula de retención .
El amplificador de vacío o servo de vacío se utiliza en la mayoría de los sistemas de frenos hidráulicos modernos que contienen cuatro ruedas debido a su confiabilidad, bajo mantenimiento y asistencia de frenado adecuada para la mayoría de las aplicaciones. [ cita requerida ]
Existen medios alternativos de asistencia de frenado para fines o rendimiento especiales, como la asistencia accionada mediante la presión de la dirección asistida del vehículo o una bomba de fluido dedicada (como se encuentra en los sistemas ABS de Teves).
El amplificador de vacío está conectado entre el cilindro maestro y el pedal del freno. Ayuda a la fuerza de frenado aplicada por el conductor. Estas unidades constan de una carcasa hueca con un diafragma de goma móvil en el centro, creando dos cámaras.
Cuando se conecta al colector de admisión del motor (o la bomba de vacío), la presión en ambas cámaras de la unidad se reduce. El equilibrio creado por la baja presión en ambas cámaras evita que el diafragma se mueva hasta que se pisa el pedal del freno.
Un resorte de retorno mantiene el diafragma en la posición inicial hasta que se aplica el pedal del freno.
Cuando se aplica el pedal del freno, el movimiento empuja contra un pequeño resorte que empuja contra una válvula de aire, abriéndola para permitir que el aire a presión atmosférica fluya hacia la cámara de "suministro" del servomotor. Una vez que el pedal deja de avanzar, la válvula de aire se cierra de nuevo y puede abrirse más para permitir que entre más aire para un frenado reforzado continuo.
Dado que la presión aumenta en una cámara (o cámara de "suministro"), el diafragma se mueve hacia la cámara de menor presión (o cámara de "vacío") con una fuerza creada por el área del diafragma y la presión diferencial. Esta fuerza, además de la fuerza del pie del conductor, empuja el pistón del cilindro maestro.
Cuando se permite que el pedal vuelva a descansar, el aire de la cámara de suministro escapa a la cámara de vacío y luego puede fluir hacia la fuente de vacío.
Se requiere una unidad de refuerzo de diámetro relativamente pequeño; para un vacío del colector del 50% muy conservador, un diafragma de 20 cm de diámetro con un área de 0,03 metros cuadrados produce una fuerza de asistencia de aproximadamente 1500 N (150 kgf).
El diafragma dejará de moverse cuando las fuerzas en ambos lados de la cámara alcancen el equilibrio. Esto puede deberse a:
- el cierre de la válvula de aire (debido a que el pedal se detiene); o
- si se alcanza "agotar". El agotamiento ocurre cuando la presión en una cámara alcanza la presión atmosférica y la presión diferencial ahora estancada no puede generar ninguna fuerza adicional. Una vez que se alcanza el punto de agotamiento, solo se puede usar la fuerza del pie del conductor para aplicar más el pistón del cilindro maestro.
En algunos modelos nuevos, además de proporcionar funcionalidad para ABS, control de tracción y control dinámico de estabilidad, el sistema hidráulico de frenos se utiliza para aumentar el frenado cuando se detecta poco o ningún vacío en el servomotor, o se alcanza el agotamiento del servomotor. o aplicar previamente los frenos si se detectan ciertas condiciones de frenado de pánico o de conducción en mojado.
Refuerzo de freno
Un servofreno es una configuración mejorada del cilindro maestro que se usa para reducir la cantidad de presión del pedal necesaria para frenar. Emplea un servomotor configurado para actuar con el cilindro maestro para dar mayor presión hidráulica a los frenos y / o menor fuerza aplicada en el pedal del freno a través de una varilla de empuje del servofreno.
El servofreno generalmente usa vacío de la admisión del motor para aumentar la fuerza aplicada por el pedal sobre el cilindro maestro o puede emplear una bomba de vacío adicional para habilitarlo. Sin el motor en marcha, el pedal del freno se siente muy duro e ineficaz en la capacidad de frenado.
Un reforzador "activo" es un reforzador no "convencional" en el que se utiliza un solenoide para abrir la válvula de aire del reforzador para empujar automáticamente el cilindro maestro hacia adelante para realizar algunas formas de control dinámico de estabilidad.
Los reforzadores de freno vienen en un solo diafragma o en un diafragma en tándem (que generalmente se usa para vehículos y camiones más grandes).
Pueden ser "respiradores de cabina" (que toman aire filtrado limpio del interior de la cabina, por lo que pueden ser más ruidosos) o "respiradores de motor" (menos ruidosos pero con mayor riesgo de obstruirse con barro / hielo si no se protegen adecuadamente).
Aparte de esta configuración de refuerzo adicional, el sistema de frenado es un sistema de freno hidráulico normal.
enlaces externos
- "Cómo funcionan los frenos de potencia" , (un artículo tutorial básico de 4 páginas, con ilustraciones y animación) en HowStuffWorks.com
Notas
- ^ "Frenos - Hidráulicos - EduMech" . www.edumech.co.uk . Consultado el 25 de abril de 2016 .