El cilindro maestro (cilindro maestro), también conocido como cilindro maestro de freno (de aceite o aire), tiene como función principal impulsar el líquido de frenos (o gas) para que se transmita a cada cilindro de freno y empuje el pistón.
El cilindro maestro de freno es un cilindro hidráulico de pistón de acción unidireccional, cuya función es convertir la energía mecánica que aporta el pedal en energía hidráulica. Existen dos tipos de cilindros maestros de freno: de cámara simple y de cámara doble, que se utilizan respectivamente en sistemas de frenado hidráulico de circuito simple y de circuito doble.
Para mejorar la seguridad en la conducción de automóviles, de acuerdo con los requisitos de las normas de tráfico, el sistema de frenado de servicio de los automóviles ahora adopta un sistema de frenado de doble circuito, que se compone de una serie de cilindros maestros de doble cámara (se han eliminado los cilindros maestros de freno de cámara única). Sistema de frenado hidráulico de doble circuito.
Actualmente, casi todos los sistemas de frenado hidráulico de doble circuito son sistemas de frenado servoaccionados o dinámicos. Sin embargo, en algunos vehículos pequeños o ligeros, para simplificar la estructura y siempre que la fuerza aplicada al pedal del freno no supere la fuerza física del conductor, existen algunos modelos que utilizan un cilindro maestro de freno de doble cámara en tándem para formar un sistema de frenado hidráulico manual de doble circuito.
Estructura del cilindro maestro de freno de doble cámara en tándem
Este tipo de cilindro maestro de freno se utiliza en un sistema de freno hidráulico de doble circuito, que equivale a dos cilindros maestros de freno de una sola cámara conectados en serie.
La carcasa del cilindro maestro de freno está equipada con un pistón de cilindro delantero 7, un pistón de cilindro trasero 12, un resorte de cilindro delantero 21 y un resorte de cilindro trasero 18.
El pistón del cilindro delantero está sellado con un anillo de sellado 19; el pistón del cilindro trasero está sellado con un anillo de sellado 16 y posicionado con un anillo de retención 13. Los dos depósitos de líquido se comunican respectivamente con la cámara delantera B y la cámara trasera A, y se comunican con los cilindros de freno de las ruedas delantera y trasera a través de sus respectivas válvulas de salida de aceite 3. El pistón del cilindro delantero es empujado por la fuerza hidráulica del pistón del cilindro trasero, y el pistón del cilindro trasero es accionado directamente por la varilla de empuje 15.
Cuando el cilindro maestro de freno no funciona, la cabeza del pistón y la copa en las cámaras delantera y trasera se ubican justo entre los orificios de derivación 10 y los orificios de compensación 11, respectivamente. La fuerza elástica del resorte de retorno del pistón del cilindro delantero es mayor que la del resorte de retorno del pistón del cilindro trasero para asegurar que ambos pistones se encuentren en la posición correcta cuando no funcionan.
Al frenar, el conductor pisa el pedal del freno. La fuerza ejercida por este se transmite a la varilla de empuje 15 mediante el mecanismo de transmisión, impulsando el pistón 12 del cilindro trasero hacia adelante. Una vez que la cubierta de cuero tapa el orificio de derivación, la presión en la cámara trasera aumenta. Bajo la acción de la presión hidráulica en la cámara trasera y la fuerza del resorte del cilindro trasero, el pistón 7 del cilindro delantero se desplaza hacia adelante, incrementando también la presión en la cámara delantera. Al mantener presionado el pedal del freno, la presión hidráulica en ambas cámaras sigue aumentando, activando así los frenos delanteros y traseros.
Cuando se suelta el freno, el conductor suelta el pedal del freno, bajo la acción de los resortes de los pistones delantero y trasero, el pistón y la varilla de empuje en el cilindro maestro del freno regresan a la posición inicial, y el aceite en la tubería empuja la válvula de retorno de aceite 22 y fluye de regreso al cilindro maestro que está siendo frenado, por lo que el efecto de frenado desaparece.
Si falla el circuito controlado por la cámara delantera, el pistón del cilindro delantero no genera presión hidráulica, pero bajo la fuerza hidráulica del pistón del cilindro trasero, este último se desplaza hacia adelante, y la presión hidráulica generada por la cámara trasera aún permite que la rueda trasera produzca fuerza de frenado. Si falla el circuito controlado por la cámara trasera, esta no genera presión hidráulica, pero el pistón del cilindro trasero se mueve hacia adelante por la acción de la varilla de empuje, entrando en contacto con el pistón del cilindro delantero para empujarlo hacia adelante, y la cámara delantera aún puede generar presión hidráulica para frenar las ruedas delanteras. Se puede observar que, cuando falla cualquier conjunto de tuberías en el sistema de freno hidráulico de doble circuito, el cilindro maestro de freno aún puede funcionar, pero el recorrido del pedal requerido aumenta.
