Bomba principal o cilindro maestro

Bomba principal o cilindro maestro

Ing. Jim Palomares Anselmo

http://forogilda.foroperu.org/

Introducción

• El cilindro maestro convierte la fuerza del pedal de freno (sea o no reforzada por los servofrenos) en presión hidráulica que hace trabajar las unidades de frenos en las ruedas.

• Los cilindros maestros se fabrican en una gran variedad de tamaños y formas. Ver siguiente figura:

Introducción

Introducción

• A pesar de que las bombas principales parezcan muy distintas, todas llevan a cabo una misma función básica en un sistema de frenos. La diferencia en las bombas principales o cilindros maestros, parecen muy pronunciadas. Sin embargo todas las bombas principales realizan su función del mismo modo básico, salvo pocas excepciones. Ver siguiente figura:

Introducción

Cilindro maestro dual

• Se denomina cilindro maestro dual cuando posee dos pistones en un mismo cilindro. El pistón que queda más cerca del extremo abierto del cilindro se denomina pistón primario. La varilla de empuje que proviene del pedal del freno y que pasa por el servofreno se acopla con el pistón primario.

• El otro pistón, que está cerca del extremo cerrado del cilindro, se llama pistón secundario. Ambos pistones tienen dos sellos. Ver figura siguiente:


• En la figura anterior, los sellos principales en ambos pistones evitan que escape líquido de alta presión de las cámaras correspondientes (cámara donde están los resortes). El segundo sello del pistón primario evita que escape líquido a través del extremo abierto del cilindro.

• El segundo sello del pistón secundario evita que el líquido primario de alta presión entre a la cámara secundaria (bajo relieve del pistón secundario).


• En la siguiente figura observamos un cilindro maestro dual común, conectado a un sistema hidráulico sencillo conformado en la parte inferior por frenos delanteros y frenos traseros. El cilindro de aluminio y el recipiente de plástico se mantienen unidos y sellados mediante arandelas de hule.

• El cilindro aloja a los dos pistones y a los sellos que soportan la presión hidráulica en las dos cámaras de alta presión.


• En la figura anterior, el cilindro está protegido con un recubrimiento duro que permite una larga vida, pero no se puede reparar. Este cilindro posee orificios de conexiones de derivación y de compensación, para permitir el movimiento del líquido de frenos entre el recipiente y el cilindro.

• A medida que se desgastan las balatas en las mordazas de los frenos de disco, los pistones hidráulicos en esas mordazas se mueven más y más hacia afuera de sus cilindros.


• Con ello se necesita llenar con mayor volumen de líquido de freno los cilindros que empujan los pistones. El recipiente tiene un conjunto de cubierta que posee una tapa y un diafragma de hule. La cubierta tiene comunicación a la atmósfera, pero el diafragma aísla el líquido de frenos con el aire del exterior. Con ello se evita que el líquido de frenos absorba humedad del aire. A medida que baja el nivel del líquido en el recipiente, el diafragma de hule también baja, evitando que se forme vacío.

Funcionamiento. Aplicación de frenos.

Funcionamiento. Aplicación de frenos.

• En la figura anterior, cuando se aplican los frenos, la fuerza de la varilla de empuje mueve hacia adelante al pistón primario y con ello tapa su conexión de compensación. Al mismo tiempo, el líquido de frenos que queda atrapado entre los dos pistones, ocasiona que el pistón secundario se mueva hacia adelante, y con ello cubra su conexión de compensación. Así se sellan ambas cámaras de alta presión (cámaras donde están los resortes).

Funcionamiento. Sueltan los frenos.


• En la figura anterior, cuando se sueltan los frenos, los resortes de retroceso pueden hacer regresar los pistones más rápido de lo que lo puede hacer regresar el líquido. Esto ocasionaría vacíos momentáneos en las cámaras de alta presión (cámara donde se encuentran los pistones).

• Para evitar la acumulación de vacío, el líquido de frenos pasa desde el recipiente a través de los orificios de derivación hasta las cámaras de baja presión (bajo relieve del pistón).


• De la figura anterior, el líquido pasa bordeando la orilla externa de los sellos primarios y llega a las cámaras de alta presión, como se muestra la ampliación de la figura anterior. Los sellos de hule están diseñados para deformarse y permitir que se logre este flujo con facilidad, y al mismo tiempo para proporcionar un sellado hermético en la dirección opuesta cuando se aplican los frenos.

Falla parcial del sistema primario

• En la siguiente figura observamos una fuga en el sistema hidráulico primario (pistón primario). Cuando se aplican los frenos el pistón primario se mueve hacia adelante. Debido a la fuga, no se puede generar presión en la cámara alta. Entonces, y solo entonces se ejerce suficiente fuerza sobre el pistón secundario, el tornillo de extensión del pistón primario que toca al pistón secundario.

Falla parcial del sistema primario

Falla parcial del sistema secundario

• En la siguiente figura, observamos una fuga en el sistema de presión secundario (pistón secundario). Cuando se aplican los frenos el pistón primario se mueve hacia adelante. El pistón secundario no ofrece resistencia debido a la fuga en el circuito secundario. El extremo del pistón secundario toca el extremo cerrado del cilindro. De esta manera se genera presión en el circuito primario, funcionando los frenos traseros. En algunos vehículos el sistema primario puede estar conectado a los frenos delanteros y el sistema secundario a los frenos traseros.

Falla parcial del sistema secundario

Variaciones en la construcción

• Estas variaciones en la construcción tienen mayor efecto sobre el servicio, que sobre el efecto en el funcionamiento.

• En la siguiente figura se muestra un cilindro maestro con un cuerpo y un recipiente integrado, de hierro colado.

• Observamos que el pistón secundario tiene dos sellos secundarios. Uno con los labios mirando hacia la cámara de alta presión, mientras que el otro tiene el labio mirando al lado de baja presión del pistón.


• Observamos también el tornillo tope que se emplea para detener el pistón secundario en el cilindro. Este tornillo tiene por objeto ayudar en el armado del cilindro maestro y no tiene efecto sobre el funcionamiento.

• En los sistemas de frenos de disco delantero y freno de tambor trasero, los frenos de disco tienen una mayor necesidad de líquido, debido a que los pistones se mueven hacia afuera a medida que se gastan las balatas.


• En las dos siguientes figuras podemos observar, en la primera figura un cilindro maestro en el cual los frenos de disco están conectados con la cámara primaria de presión, y los frenos de tambor con la cámara secundaria.

• En la segunda figura muestra otro cilindro maestro en que los frenos de disco están conectados con la cámara secundaria y los frenos de tambor con la cámara primaria.


• En la siguiente figura muestra otro tipo de cilindro maestro dual. Este cilindro maestro posee dos sellos secundarios en el pistón secundario y emplea dos recipientes separados, fabricados con plástico reforzado y se fijan al cuerpo de aluminio del cilindro maestro.


• En la siguiente figura se muestra otro cilindro de fabricación no estadounidense.

• Observamos que esta unidad tiene un interruptor de flotador para indicar cuando el nivel de líquido es bajo.

Cilindro maestro escalonado

• Este cilindro escalonado que es llamado también cilindro maestro de arranque rápido fue diseñado para dividir el sistema hidráulico en diagonal.

• Este cilindro maestro tiene una válvula de control de líquido especial, que en algunas unidades se llama válvula de arranque rápido.

• Las dos siguientes figuras muestran otras versiones del cilindro maestro escalonado.


• Se diferencia del cilindro maestro dual, primero por que el pistón primario tiene dos diámetros diferentes y segundo va instalado una válvula de líquido, llamada válvula de arranque rápido, entre el recipiente y el pistón primario.

• Ver siguiente figura.

Bibliografía

• Manual de reparación de sistemas de frenos, suspensión y dirección automotrices.

• Brake System Parts Manufacturers Council PHH (Prentice Hall).

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