1. Frenos de Potencia
Ing. Jim Palomares Anselmo

2. Frenos de Potencia
• Los frenos de Potencia tienen por finalidad
multiplicar la fuerza aplicada en el pedal de
frenos
• El Servofreno reduce el esfuerzo en el pedal y de
igual manera el movimiento para aplicar los
frenos.
• El freno de potencia consiste en la combinación
del Servofreno y el cilindro maestro.
• Al Servofreno se le llama hay veces cabeza de
potencia o “booster”

3. Frenos de Potencia
• Se emplean dos tipos de Servofreno en los
vehículos actuales, pudiendo ser de vacío o
hidráulica.

4. Frenos de potencia de vacío
• Proviene del múltiple de admisión del motor. Los
pistones del motor bombean aire sacándolo del
múltiple y con ello crean vacío.
• En la siguiente figura se conecta una manguera
de vacío del múltiple de admisión al Servofreno.
• En los motores Diesel o en algunos motores a
gasolina, se utilizan bomba de vacío, ya sean
eléctricas o mecánicas. Las bombas de vacío
eléctricas están accionadas por un motor
eléctrico y trabajan cuando se la necesitan.

5. Frenos de potencia de vacío

6. Frenos de potencia de vacío con bomba eléctrica

7. Servofreno con interruptor que avisa cuando
baja el vacío

8. Servofreno mecánico

9. Notas
• Si la bomba de vacío en el Servofreno con
interruptor no responde o existen otros
problemas de vacío, el interruptor también
hace que se encienda una luz de advertencia
en el tablero de instrumentos.
• La bomba de vacío mecánica está accionado
por el motor a través de una banda. Estas
bombas de vacío mecánicas trabajan en forma
continua, siempre que el motor este
trabajando.

10. Frenos de potencia hidráulica
• Los Servofrenos hidráulicos que se emplean
en los vehículos actuales obtienen su energía
de dos fuentes.
• La primera es del sistema de dirección
hidráulica en el cual la presión proviene de la
bomba de la dirección hidráulica como vemos
en la siguiente figura:

11. Frenos de potencia hidráulica

12. Frenos de potencia hidráulica
• La otra fuente de fuerza hidráulica es una
bomba hidráulica impulsada por motor
eléctrico que suministra presión al Servofreno.
• Los Servofrenos hidráulicos accionadas por
motor eléctrico están por lo general
integradas por: la bomba, el motor eléctrico,
el Servofreno y el cilindro maestro. Ver
siguiente figura:

13. Frenos de potencia hidráulica

14. Servofreno de vacío con diafragma sencillo
• Este Servofreno deriva su nombre del hecho
de que tiene un solo diafragma.
• La mayor diferencia de presión teóricamente
posible sucede cuando se utiliza vacío a una
presión de 14,7 PSI a nivel del mar.
• La siguiente figura muestra un corte
simplificado de un Servofreno. El diafragma
está fijado a la caja en su alrededor, y la divide
en dos partes. Si el pedal de freno está sin

15. Servofreno de vacío con diafragma sencillo

16. Servofreno de vacío con diafragma sencillo
• presionar, entonces existe vacío en ambos
compartimientos.
• Cuando se presionan los pedales de frenos, la
válvula de aire abre el compartimiento trasero
haciendo pasar el aire atmosférico, mientras
que la válvula de control de vacío sella el
compartimiento delantero para mantenerlo
bajo vacío como se muestra en la siguiente
figura:

17. Servofreno de vacío con diafragma sencillo

18. Servofreno de vacío con diafragma sencillo
• La diferencia de presión producida por el
empuje del compartimiento trasero, crea una
fuerza que se aplica al cilindro maestro.
• El diafragma de una unidad pequeña, tiene
una superficie aproximada de 48 pulgadas
cuadradas (algo más de 300 centímetros
cuadrados). De modo que tan solo con un
pequeño empuje, se puede generar una
fuerza bastante apreciable.

19. Servofreno de vacío con diafragma sencillo
• En las dos figuras anteriores vistas, al lado del
diafragma existe vacío, por este motivo se le
denomina también unidad suspendida de vacío.
• Anteriormente algunos servofrenos estaban
suspendida en aire. Existía aire en ambos lados
del diafragma y se admitía vacío en la cámara
delantera para generar la fuerza al momento de
presionar el pedal de frenos. Las unidades
suspendidas en aire se descontinuaron en la
primera parte de la década de 1960.

20. Servofreno de vacío con diafragma sencillo
• En la siguiente figura observamos un corte
transversal de un Servofreno de vacío con
diafragma sencillo.
• Consiste en una caja delantera y trasera unidas
entre si. La caja delantera contiene una válvula de
retención. Se introduce el vacío que viene del
múltiple de admisión a través de esta válvula. Su
función es retener el vacío así haya interrupción.
Por ejemplo, si se para el motor, quedará vacío
para frenar 2 o 3 veces con Servofreno.

21. Servofreno de vacío con diafragma sencillo

22. Servofreno de vacío con diafragma sencillo
• El diafragma va junto a una placa que
descansa en la varilla de la válvula,
observando que la válvula de control va
colocada a la entrada y la varilla de empuje y
el disco de reacción va colocado hacia
adelante.
• La varilla de la válvula va conectada con el
pedal de freno y la varilla de empuje
hidráulica va conectada con el pistón primario
del cilindro maestro.

23. Funcionamiento
• Se suministra vacío al compartimiento de la
caja delantera.
• En la siguiente figura, observamos que el
pedal de freno no está presionado, entonces
la válvula de control evita la entrada del aire y
permite que succione vacío por la caja
delantera.
• Existiendo vacío en ambos lados del
diafragma, el resorte de retroceso mantiene al
diafragma pegado a la caja trasera.

24. Funcionamiento

25. Funcionamiento
• En la siguiente figura cuando se pisa el pedal de
freno, se mueve hacia adelante la varilla de la
válvula, ocasionando que la válvula de control
cierre el paso de vacío al compartimiento trasero
y al mismo tiempo admita aire a través de la caja
trasera.
• Cuando existe aire a presión atmosférica en el
compartimiento de la caja trasera y existe vacío
en el compartimiento de la caja delantera, se crea
una fuerza en el diafragma y placa que los mueve
hacia adelante, multiplicando la fuerza del pedal.

26. Funcionamiento

27. Funcionamiento
• Cuando la varilla de empuje realiza presión
sobre el pistón primario del cilindro maestro,
el pistón primario reacciona en sentido
contrario, ocasionando una fuerza de regreso,
dando al conductor la sensación de la acción
de aplicar los frenos.
• Si se suelta un poco el pedal de freno, la
válvula de control evitará que entre más aire
por la caja trasera y al mismo tiempo evitará
que el vacío ingrese al compartimiento
trasero.

28. Funcionamiento
• De esta manera se crea un estado de fuerzas
equilibradas conocido como estado
estacionario.
• Si falla la válvula de retención o el suministro
de vacío en el Servofreno, los frenos
trabajarán solo mediante esfuerzo manual. La
fuerza se transmite en forma directa desde el
pedal de freno hasta el cilindro maestro.

29. Variaciones de diseño de Servofreno
• Las tres siguientes figuras observamos diferentes
variaciones de Servofrenos de diafragma sencillo.
En la primera figura observamos un Servofreno
fabricado por una compañía estadounidense. En
la segunda figura observamos algunos
servofrenos fabricados fuera de Estados Unidos.
En la tercera figura observamos un modelo
estadounidense antiguo, en la cual se utiliza
palancas. La fuerza de reacción en la varilla de
pistón (6) se aplica a las palancas (2) a través de
la palanca (1).

30. Variaciones de diseño de Servofreno

31. Variaciones de diseño de Servofreno

32. Variaciones de diseño de Servofreno

33. Servofreno con diafragma en tándem
• Un Servofreno con diafragma en tándem tiene
dos diafragmas instalados en paralelo dentro
de la unidad.
• Este diseño es el resultado de la necesidad de
dar más refuerzo de potencia, sin aumentar el
tamaño del diafragma, y con ello el tamaño
del Servofreno.
• En la siguiente figura observamos el
Servofreno en tándem, el cual está separado
en cuatro cámaras mediante dos diafragmas

34. Servofreno con diafragma en tándem

35. Falla de vacío
• Si falla la válvula de retención o el suministro
de vacío en el Servofreno en tándem, los
frenos trabajarán solo mediante esfuerzo
manual. La fuerza se transmite en forma
directa desde el pedal de freno hasta el
cilindro maestro.

36. Servofreno hidráulico con accionamiento
externo
• El Servofreno hidráulico con accionamiento
externo, obtiene su energía de la bomba de la
dirección hidráulica.
• En la siguiente figura observamos el
Servofreno sin intervenir con el
funcionamiento de la dirección.
• La presión hidráulica de la bomba se dirige al
Servofreno hidráulico.

37. Servofreno hidráulico con accionamiento
externo

38. Servofreno hidráulico con accionamiento
externo
• Cuando se pisa el pedal de freno, algo de presión
lo emplea el Servofreno, pasando el resto
directamente a la dirección hidráulica.
• La bomba se distribuye de tal manera que
pueden estar trabajando tanto el Servofreno
como la dirección hidráulica, sin interferirse entre
si.
• Las presiones hidráulicas que se emplean en los
servofrenos hidráulicos, se miden por lo general

39. Servofreno hidráulico con accionamiento
externo
• en cientos de PSI, y son muchos mayores que
las que se encuentran en los Servofrenos de
vacío.
• Se emplean dos líquidos diferentes en este
sistema: la hidrolina para la dirección
hidráulica y el Servofreno y el líquido de freno
para el cilindro maestro y el sistema de frenos.

40. Bibliografía
• Manual de reparación de sistemas de frenos,
suspensión y dirección automotrices.
• Brake System Parts Manufacturers Council
PHH (Prentice Hall).