Servofreno: fondamenti di servizio

I freni a disco non sono “autoenergizzanti” come i freni a tamburo, quindi richiedono uno sforzo maggiore sul pedale per essere applicati. È la magia dei servofreni che consente un peso di 98 libbre. la vecchietta per portare due tonnellate di una berlina di lusso come la chiami, frena bruscamente con poco più di una leggera carezza del piede contro il pedale del freno.

I servofreni sono ottimi quando funzionano correttamente, ma cosa succede quando non funzionano? All'improvviso è necessario uno sforzo molto maggiore per fermare il veicolo. Ciò potrebbe aumentare la distanza necessaria per fermare il veicolo e creare una situazione potenzialmente pericolosa. Quindi, se un veicolo soffre di un aumento dello sforzo sui pedali, la prima cosa da controllare è il sistema di servofreno.

BOOSTER DI VUOTO La maggior parte dei sistemi di servofreno utilizza un servofreno per assistere la frenata. Il vuoto è utile per molte cose, come aspirare il gas attraverso un carburatore, aprire e chiudere le porte del flusso d'aria nel sistema di climatizzazione di un veicolo e fornire potenza extra per la frenata. Ma per assistere la frenata, ci vuole molto vuoto.

Come può qualcosa richiedere molto nulla? Dopotutto, il vuoto è l'assenza di pressione atmosferica. La risposta è che quanto più alto è il vuoto, tanto maggiore è la spinta atmosferica per riempire il vuoto. Come disse una volta un famoso scienziato: “La natura detesta il vuoto”. Ciò che intendeva era che non appena si crea un buco nell'aria (vuoto), l'aria circostante cerca di precipitarsi dentro per riempirlo. Quindi la "spinta" che un servofreno a depressione dà al cilindro principale è in realtà la pressione dell'aria atmosferica.

A livello del mare, la pressione atmosferica è di 14,7 libbre. per pollice quadrato, che equivale a circa 30 pollici di vuoto su un manometro. Il motore medio non può aspirare così tanto vuoto, quindi il vuoto massimo che leggerai è di circa 20-22 pollici. La maggior parte dei motori genera un vuoto costante di 16-20 pollici al minimo. Un'eccezione è il diesel, che non ha l'acceleratore per creare una restrizione e quindi non c'è vuoto di aspirazione. Pertanto i diesel devono utilizzare una pompa a vuoto ausiliaria se dispongono di un servofreno a depressione.

Il modo in cui il servofreno utilizza il vuoto per fornire assistenza è sorprendentemente semplice. L'originale servofreno "Master-Vac", che divenne il predecessore di praticamente tutti i servofreni odierni, fu brevettato negli anni '50 da Bendix. L'alloggiamento del booster è diviso in due camere da un diaframma flessibile. Un tubo di aspirazione dal collettore di aspirazione del motore aspira l'aria da entrambi i lati del diaframma quando il motore è in funzione. Quando il conducente preme il pedale del freno, il gruppo dell'asta di ingresso nel servofreno si sposta in avanti. Questo blocca la porta del vuoto sul retro del diaframma e apre una porta atmosferica che consente all'aria di entrare nella camera posteriore. All'improvviso, il diaframma ha il vuoto che tira contro un lato e la pressione dell'aria che spinge sull'altro. Il risultato è una spinta in avanti che aiuta a spingere l'asta di spinta nel cilindro principale per la servoassistenza.

La quantità di servoassistenza effettivamente fornita dal booster dipende da due cose: la dimensione del diaframma e la quantità di vuoto nel collettore di aspirazione prodotto dal motore. Più grande è il diaframma, maggiore è la spinta. Un booster da 8 pollici con 20 pollici di depressione del motore fornirà circa 240 libbre. dell'assistenza alla frenata.

Da ciò dovrebbe essere ovvio che il moltiplicatore di vuoto ha bisogno di due cose per svolgere il suo lavoro: una buona alimentazione di vuoto dal motore e una buona membrana. Un tubo di alimentazione del vuoto allentato, che perde, collassato o ristretto potrebbe non consentire al booster di ricevere abbastanza vuoto per fornire la normale quantità di servoassistenza. Di conseguenza, il conducente dovrà premere più forte sul pedale del freno per ottenere la stessa frenata di prima.

Un tubo della depressione ristretto causerà una riduzione della spinta quando i freni vengono azionati in rapida successione. Ciò accade perché l'ostruzione rallenta il ritorno del vuoto nel booster.

Per controllare la depressione del motore, collegare un vacuometro al tubo di alimentazione che va dal collettore di aspirazione al booster. Una lettura bassa (inferiore a 16 pollici) può indicare una perdita o un'ostruzione del tubo, un blocco nel sistema di scarico (convertitore catalitico intasato, tubo schiacciato, marmitta difettosa, ecc.) o un problema nel motore stesso (perdita di vuoto nel collettore, valvola, guarnizione della testa, ecc.).