Sistema de frenos de fuerza (página 2)

Enviado por Alexbier Hidalgo Batista

Partes: 1, 2

Cuado se levanta el pie del pedal, los muelles
antagonistas desplazan el pistón de potencia y el
pistón hidráulico a sus posiciones liberadas, como
en la Fig.5 deja de aplicarse la presión
atmosférica en el lado de la derecha del pistón de
potencia y la válvula de aire aplica el
vacío.

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En caso de que falle el vacío, todavía
pueden ser aplicados los frenos, pero como el servofreno no
actúa, habrá que ejercer mucha más
presión en el pedal.

La Fig.7 ilustra un servofreno del tipo de
muelle. Es una unidad auxiliar, es decir, el muelle está
conectado directamente al conjunto del pedal del freno y ayuda a
empujar el pedal cuando lo pisa el conductor. Cuando se pisa el
pedal, la válvula de aire y la de vacío entran en
funcionamiento y el vacío del colector de admisión
comunica con el muelle, por consiguiente, este se contrae,
contribuyendo al movimiento del
pedal del freno. La palanca del pedal está conectada al
cilindro de freno principal por una varilla de empuje. El
movimiento del pedal se transmite, pues, al pistón del
cilindro principal, con lo que se aplica a los cilindros de rueda
la presión hidráulica.

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La Fig.8 ilustra un conjunto de servofreno del
tipo de pistón. Esta unidad funciona, en general, de la
misma manera que la unidad representada en la Fig.3, pero
en ella el pistón está cerrado por una funda o
cazoleta de cuero y se
produce una acción
deslizante entre ella y la pared del cilindro. En la unidad
representada en la Fig.5, este cierre se obtiene por medio
de un diafragma. El borde exterior del diafragma está
unido a la superficie interior del alojamiento, y el borde
interior, al pistón de potencia.

4. HIDROVAC DE
BENDIX

Este sistema de frenos
de fuerza se
emplea en muchos automóviles. La Fig.9 muestra un
dibujo
esquemático de esta unidad instalada en el
automóvil, mientras que las Fig. 10 y Fig.
11 son secciones de dicha unidad. El vacío es
suministrado por el múltiple de admisión del
motor. Se usa un
tanque o depósito especial para reserva de vacío en
caso de que se apliquen los frenos con el motor sin funcionar.
Sin embargo, la reserva de vacío es limitada. La ayuda
producida por el vacío no continuará
indefinidamente si los frenos se aplican y se sueltan
repetidamente con el motor apagado. No obstante, se puede obtener
el frenaje del vehículo, aunque haya que aumentar
considerablemente la presión del pedal del freno. Ya que
no existe la ayuda suministrada por el vacío (Fig.
11).

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4.1.
FUNCIONAMIENTO SIN APLICAR LOS FRENOS

La Fig.12 es una sección del conjunto de
freno de fuerza con los frenos sin aplicar. En esta
posición, la válvula de corredera obstruye o cierra
la lumbrera correspondiente y a través del pistón,
hacia el lado delantero del pistón vacío. La
presión atmosférica aparece indicada por la sombra
oscura en la
ilustración; el movimiento del aire está
señalado por las flechas. Cuando la presión
atmosférica actúa sobre ambos lados del
pistón, no hay tendencia a que este se mueva. Un anillo al
extremo del émbolo hidráulico está en
contacto con el vástago de la válvula de
compensación, manteniendo abierta esta válvula.
Hallándose abierta la lumbrera de la válvula de
compensación, el líquido de frenos puede correr
libremente entre el depósito y el cilindro maestro. No se
desarrolla presión alguna en el sistema de frenos y estos
no se aplican.

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4.2.
FUNCIONAMIENTO AL APLICAR LOS FRENOS

Cuando el pedal de frenos se oprime para aplicar los
frenos, el vástago de empuje de la válvula se mueve
hacia adentro, forzando la válvula de corredera a moverse
también (Fig.13). Este movimiento de la
válvula de corredera cierra la lumbrera atmosférica
y abre la de vacío, según se indica en la ilustración. Ahora, el vacío
está conectado al lado delantero del pistón de
vacío (y también al lado trasero del diafragma de
reacción). La presión atmosférica
está siendo aplicada todavía al lado trasero del
pistón de vacío. La diferencia de presión en
los dos lados del pistón lo fuerza a moverse hacia
adelante, como vemos en la Fig.13. La presión
atmosférica está indicada por la sombra oscura y la
de vacío por la sombra menos intensa. Cuando el
pistón es forzado hacia delante, el émbolo
hidráulico resulta forzado también hacia el
interior del cilindro maestro. La válvula de
compensación, por consiguiente, se cierra y una alta
presión hidráulica se desarrolla en el cilindro
maestro. Esto impulsa al líquido de frenos a través
de los conductos correspondientes hacia los cilindros de ruedas;
los frenos, por tanto quedan aplicados.

4.3.
SENSACIÓN O TACTO EN EL FRENO

El automovilista debe ser capaz de aplicar los frenos
mediante la sensación o tacto en la resistencia del
pedal; es decir, debe poseer la habilidad de relacionar la
cantidad de frenaje con la cantidad de presión que se
aplica sobre el pedal. El que maneja desea un frenaje ligero
cuando se aplica suavemente el pedal de freno y desea un frenaje
fuerte cuando se aplica dicho pedal con dureza. Para proporcionar
esta sensación o tacto en el frenaje, se ha incluido el
diafragma de reacción en el pistón de vacío.
Hay presión atmosférica entre la parte delantera
del diafragma de reacción y la placa delantera del
pistón de vacío (véase el sombreado oscuro
en las Fig.13 y 14). Esto produce una reacción a
través del vástago de empuje de la válvula
hacia el pedal del freno.

Cuando el automovilista frena ligeramente, el
vástago o varilla de empuje no mueve mucho la corredera.
Por consiguiente, solamente se produce una pequeña
cantidad de vacío en el extremo delantero del
pistón, debido a qu4e la válvula de vacío
está ligeramente abierta. Esto quiere decir que el
pistón de vacío no resulta empujado hacia delante
con gran fuerza; la diferencia de presión entre los dos
lados del pistón no es muy grande. Solamente se
producirá un ligero frenaje. Como no se ha formado mucho
vacío, será pequeña la cantidad de este que
se haya creado en la parte posterior del diafragma de
reacción. Así, el empuje hacia atrás del
diafragma de reacción será pequeño. Por otra
parte, si el vacío es alto, debido a un fuerte frenaje,
entonces el empuje hacia atrás del diafragma de
reacción será muy pronunciado. Esto se debe a que
hay una gran diferencia de presión en los dos lados del
diafragma.

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4.4.
FUNCIONAMIENTO MANTENIENDO LOS FRENOS APLICADOS

Cuando se aplican los frenos, el movimiento de avance
del pedal origina un avance de la válvula de corredera. La
cantidad de avance que experimenta dicha válvula
está determinada por la presión del pedal del
freno. Al aumentar dicha presión, la válvula de
corredera se mueve aún más, el pistón de
vacío también, el émbolo hidráulico,
por consiguiente, se mueve, a su vez, un poco más dentro
del cilindro maestro para producir un incremento en el esfuerzo
de frenaje.

Puede llegar un momento el ciclo de frenaje, sin
embargo, en que el automovilista deja de incrementar la
presión y en su lugar, sencillamente mantenga el pedal en
una posición estable, es decir, sin aumentar ni disminuir
la presión. En este punto, el pistón de
vacío y el manguito de la válvula de corredera (que
está acoplado al pistón) adoptan la posición
mostrada en la Fig.14 en relación con la
válvula mencionada. Nótese que la lumbrera de
vacío y la atmosférica están serradas. Los
frenos, por tanto, se conservan en la posición
señalada, manteniéndose la cantidad de esfuerzo de
frenaje seleccionado por el automovilista. Esta acción
continúa hasta que la presión sobre el pedal del
freno se aumenta o disminuye.

4.5.
FUNCIONAMIENTO AL DESAPLICAR LOS FRENOS

Cuando se desaplican o sueltan los frenos, la
válvula de corredera retorna a su posición de
desacople, como aparece en la Fig.12. Esto permite cerrar
la lumbrera de vacío y abrir la atmosférica. Ahora,
habiendo presión atmosférica en ambos lados del
pistón, no hay diferencia de presión. El muelle de
retorno del pistón mueve éste a la posición
de desacople (Fig.12). Al efectuar este movimiento el
émbolo hidráulico, la presión
hidráulica de los conductos de freno y cilindros de rueda
queda eliminada, de manera que los frenos resultan desaplicados o
liberados. Después, cuando el émbolo
hidráulico se aproxima al final de su recorrido de
retorno. Abre la válvula de compensación, se libera
cualquier residuo de presión que quede y el líquido
de frenos puede fluir – según se requiera –
entre el depósito y el cilindro
hidráulico.

5. TABLA PARA
HALLAR DIFICULTADES EN LOS FRENOS DE FUERZA

A continuación se presenta una tabla con las
dificultades más comunes que se pueden presentar en los
sistemas de
frenos de fuerza, estas junto a sus posibles causas y respectivas
soluciones
para cada caso en particular. Esta guía ofrece una forma
de localizar de forma lógica
las dificultades en cuanto a sus verdaderas causas y permite una
rápida determinación de dichas causas y sus
posibles soluciones. Explicar igualmente que la presente
guía o tabla es aplicable al sistema hidráulico por
lo que se puede decir que son comunes. Igualmente explicar que
los desperfectos, causas y soluciones no siempre se presentan en
el orden que se describen.

TABLA PARA HALLAR DESPERFECTOS EN EL
SISTEMA DE FRENOS DE FUERZA, SUS CAUSAS Y SOLUCIONES MÁS
COMUNES.

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6. PREGUNTAS DE
CONTROL DEL APRENDIZAJE

1. ¿Cuál es el principio básico del
funcionamiento de un freno de fuerza?

2. ¿Cuáles son los factores que determinan
el grado de esfuerzo que aplicara un freno de fuerza?

3. ¿Qué sucede cuando se aplica
presión atmosférica a la cara de un pistón y
vacío a la otra? Argumente.

4. Analice la Fig. 4 y responda que sucede en
cada caso si se le retira : el diafragma, válvula de
compresión, lumbrera atmosférica.

5. Las válvulas
de aire y de vacío, cuando se establece un equilibrio
entre los sistemas de un servofreno hidráulico de los
frenos de un camión poseen una posición.
¿Cuál es esta? ¿Qué sucede si se
varía esta?

6. A partir de los desperfectos relacionados en el
presente capítulo, diga otros (3) que a su criterio no
fueron estudiados y proponga posibles causas (2) con sus
soluciones.