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Qué es el servofreno y por qué se lo debemos todo

¿Te has parado a pensar alguna vez en todas las fuerzas que se ponen en marcha para que puedas frenar o detener tu coche? Puede que nunca le hayas dado una vuelta al hecho de que, con apenas presionar el pedal del freno, una máquina que ronda los 1000 kg de peso llegue a detenerse sin esfuerzo.

Si has llegado hasta aquí con esa duda, permítenos presentarte al servofreno -o booster – uno de los elementos más importantes del sistema de frenado de tu vehículo, y que se encarga de determinar qué fuerza será necesario aplicar al pedal del freno cada vez que lo uses.

El servofreno, que multiplica entre 5 y 10 veces la fuerza aplicada en el freno (en el que también influyen, entre otros, los discos de freno y el sistema ABS), está presente en todos los vehículos independientemente de su tipo de combustión (gasolina, diésel, eléctricos e híbridos).

En este post te contaremos todo lo que necesitas saber sobre el servofreno, desde su funcionamiento hasta las averías comunes.

¿Qué es y para qué sirve el servofreno?

Cuando hablamos del servofreno, que identificarás si levantas el capó de tu coche por ser, generalmente, una carcasa negra de forma cilíndrica de unos 25 cm de diámetro, tenemos que hacerlo, obligatoriamente, de las leyes físicas de la palanca y la fuerza hidráulica.

Como decíamos, el sistema de frenado de un coche lo componen diferentes elementos, como son los frenos de disco o de tambor, mucho menos comunes estos últimos, las pastillas o el ABS. Entre estos se encuentra el servofreno, que combina palanca e hidráulica combinadas para multiplicar la fuerza ejercida por el conductor y reducir la distancia de frenado.

El origen del servofreno, Albert Dewandre, y el papel de Bosch

Empecemos por el principio. El servofreno, como muchas otras tecnologías, tuvo en la compañía alemana Bosch a su gran promotor. Fue el ingeniero belga A. Dewandre quien patentó el sistema de servofreno en 1927.

A pesar de que nos pueda parecer muy lejano, porque han pasado 100 años,en la década de los años 20 del pasado siglo los vehículos ya alcanzaban velocidades considerables, superiores a los 80 km/h en muchos casos.

Gracias al servofreno diseñado por Dewandre, y comercializado por Bosch como “Servofreno Bosch-Dewandre” se conseguía reducir la distancia de frenado en más de un 30%.

La clave está en la fuerza de palanca y el vacío


El funcionamiento del servofreno combina estas dos leyes de la física, responsables de que no sea necesario aplicar una gran fuerza sobre el pedal del freno para que el vehículo comience a detenerse, a pesar de que, como bien sabrás, no todos los coches frenan igual, en algunos conviene aplicar una mayor fuerza y, en otros, menos.

¿Ley de la palanca, qué es?

Empecemos por la ley de la palanca antes de diseccionar el servofreno en sus distintas partes. En física, la palanca es un dispositivo capaz de modificar una fuerza y transmitir un desplazamiento. La idea general de la palanca es una barra rígida que actúa sobre un punto de apoyo conocido como fulcro.

Con su efecto, una palanca consigue aumentar la fuerza mecánica aplicada sobre un objeto dado o incrementar su velocidad o distancia recorrida.

La importancia de la hidráulica


La hidráulica es una tecnología que emplea un líquido o fluido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover o hacer funcionar una máquina o un mecanismo. En el caso del servofreno, porque la hidráulica se emplea en casi cualquier campo, su funcionamiento parte de un pistón localizado detrás del pedal del freno.

Como decíamos, el servofreno multiplica la potencia del sistema de frenado. Por su diseño, aprovechando la hidráulica, proporciona un flujo de líquidos al cilindro maestro y aumenta la presión de los frenos, facilitando su función.

Así es como funciona el servofreno

Como tal, el servofreno funciona usando el vacío que se genera en el colector de admisión del motor. El servofreno cuenta, además del pistón, con dos cámaras, una de presión variable, al principio de la válvula, y otra de presión constante, una válvula y un émbolo.

En la primera de las cámaras, de presión variable, la presión está a nivel atmosférico. Sin embargo, la segunda, de presión constante, siempre está generando vacío. En el movimiento del servofreno, el émbolo presiona la membrana que separa ambas cámaras y permite que el vacío se introduzca en la primera cámara, haciendo disminuir la presión atmosférica.

partes de un servofreno - Soluty

La presión será entonces enviada a los discos de freno (en la mayoría de los casos) o al tambor (en el menor de los casos) para ayudar a frenar a nuestro vehículo. La razón por la que en unos coches es más sencillo frenar que en otros, es por la comunicación que se da entre el sistema de frenado y el servofreno.

Volviendo con el traspase de presión, el servofreno se compone también de una válvula anti-retorno que cierra la conexión entre las cámaras y el sistema de freno. Se encarga de que el vacío que se crea con la frenada no llegue a desaparecer. Ahora bien, si presionas repetidamente el pedal del freno, el efecto del servofreno se “pierde”.

Servofreno según el vehículo: gasolina, diésel, eléctrico/híbrido

Según la motorización de tu vehículo, el servofreno tendrá una estructura u otra. En el caso de los motores de gasolina, la depresión del colector es suficiente, no así en los diésel y, como ahora veremos, los híbridos y eléctricos utilizan un servofreno distinto.

Gasolina

Como decíamos, los vehículos de gasolina emplean el colector de admisión para aprovechar el vacío que este genera para el servofreno.

Diésel, todo se complica

En el caso de los motores diésel el sistema es un poco más difícil y necesita de una ayuda extra, porque el vacío generado por el motor no es suficiente para adquirir la presión necesaria. Por esta razón, se añade una bomba mecánica de vacío, conocida como depresor de freno, encargada de aumentar la presión en la cámara de vacío.

Eléctricos e híbridos, puerta abierta a la tecnología


En el caso de los vehículos de propulsión eléctrica o híbrida, el servofreno es electrónico, y realiza la misma función, pero en lugar de usando la hidráulica, a través de un sistema de engranajes y un motor eléctrico. La ventaja es que se trata de un sistema compatible con las nuevas tecnologías de detección automática de obstáculos, por lo que permite un desarrollo hacia nuevos sistemas de conducción autónoma.

Diferentes tipos de servofreno:


Hay diferentes tipos de servofreno, más bien subtipos, son los siguientes:
• Servofreno de dos cámaras, con una cámara de vacío, otra de trabajo y diferentes posiciones
• Servofreno de dos etapas, con un diseño interno distinto y con dos niveles de asistencia
• Servofreno de cuatro cámaras, con dos cámaras de presión y otras dos de vacío
• Servofreno en tándem, para aquellos vehículos pesados que requieren una gran fuerza para detenerse

Servofreno Mastervac de vacío


El servofreno Mastervac es el más utilizado y se corresponde exactamente con lo que hemos hablado hasta ahora. Básicamente, cuando se pisa el pedal del freno, se abre una válvula que abre el paso de la presión de una membrana a otra, haciendo que se transmita a través de la válvula de aire hacia los frenos.

Servofreno Hidrovac hidráulico


En el caso del servofreno Hidrovac, que llegó al mercado en 1973, el servofreno va instalado entre la bomba de freno y los cilindros y se acciona de manera hidráulica a distancia. En el caso de hidrovac, emplea la depresión hidráulica generada por la dirección asistida.

Cuando el conductor acciona el pedal del freno, se cambia la posición de la válvula de distribución, que abre uno de los puertos de las válvulas y transite el fluido de la dirección asistida hacia el pistón. Este sistema se puede encontrar tanto en vehículos con ABS como en aquellos más antiguos que no disponen de este sistema.

¿Qué le pasa al servofreno cuando se apaga el motor?


El vacío que se genera en la membrana del servofreno desaparece progresivamente cuando se apaga el motor del coche. Si hacemos la prueba, notaremos más duro el pedal del freno, y más a medida que el vacío se vaya perdiendo.

Por supuesto, si un coche está apagado y el servofreno ya no está activo, arrancar el coche cuesta abajo, a pesar de que pueda funcionar, es al mismo tiempo una mala idea si el coche no consigue encenderse.

¿Y si el servofreno falla?


El servofreno, como componente sujeto al desgaste, puede fallar. Los problemas más habituales suelen estar relacionados con fisuras en el tubo de vacío y la pérdida de aire.

Normalmente, si el servofreno está dañado, lo notarás en la resistencia que ofrecerá el pedal del freno, mucho más duro, o en una pérdida de efectividad, que se manifestará con una distancia de frenado mayor.

Algunos de los síntomas son los siguientes:

En este punto ponemos punto y final a este artículo sobre el servofreno. Como has podido comprobar, nos facilita muchísimo la vida a la hora de frenar con seguridad y una distancia adecuada nuestro vehículo.

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