LA BOMBA DE FRENO DEL KART

Gianluca Covini

31 Mayo 2023 • 15 min. de lectura

Es el "corazón" del sistema de frenado, capaz de presurizar el líquido de frenos. Además de describir su composición, funcionamiento y principales características, descubrimos qué influye en su recorrido durante el frenado

¿QUÉ ES?

¿COMO FUNCIONA?

EN LA PRÁCTICA

La bomba de freno es literalmente el corazón del sistema de frenado del kart. De hecho, es el componente encargado de aportar presión al líquido de frenos, enviándolo a los pistones instalados en las pinzas (cuyo funcionamiento hemos explicado detalladamente en el artículo "Tecnología | Todo sobre la pinza de freno"). Estructuralmente, el cilindro maestro de freno consta de un cilindro en cuyo interior hay un pistón (conocido como bombante), que está directamente controlado por una bieleta, que a su vez está conectada al pedal de freno a través de una varilla de acero. La bomba forma una cámara que, en su posición de reposo, está conectada a través de un orificio denominado orificio de compensación al depósito de líquido, que se encuentra a presión atmosférica. La tarea de mantener la bomba en posición de reposo se confía a un muelle. La configuración utilizada en los karts es la bomba simple con depósito, pero también existe la configuración "Tándem", con bomba doble (una en fila) y depósito doble. Ésta es la que se utiliza en los coches, donde hay un circuito doble.

En los karts, el circuito es único (de hecho, sólo tenemos un circuito que va a las pinzas), lo que significa que si se corta un tubo de freno que va a las ruedas, el kart deja de frenar. En lo que respecta al mundo del karting, que sigue el reglamento FIA Karting, los cilindros maestros de freno deben cumplir la normativa de homologación correspondiente (para más detalles, véase "Dossier | Homologaciones FIA: qué son, para qué sirven, cuánto duran... ¡la guía definitiva!"). Sin embargo, la construcción del cilindro maestro de freno no puede ignorar su entorno, en particular el mecanismo cinemático que mueve el pistón en función del recorrido del pedal de freno, pero también los demás elementos como el depósito, el distribuidor y las eventuales válvulas reductoras de presión.

Estructuralmente, el cilindro maestro de freno consta de un cilindro en cuyo interior hay un pistón (conocido como bombante)

Immagine 1 Componentes principales del cilindro maestro de freno: [1] cuerpo del cilindro maestro (con la tapa del depósito desmontada); [2] guardapolvo del varillaje (no siempre presente); [3] pasador de la palanca de mando; [4] palanca de mando; [5] bombante con junta; [6] muelle de retorno del cilindro maestro. Immagine 2 El cuerpo de un cilindro maestro de freno suele ser de aluminio (también hay modelos mecanizados a partir de material macizo), mecanizado a partir de una pieza forjada con máquinas CNC. Exteriormente, el cilindro maestro se anodiza a continuación, al igual que otras piezas del bastidor, para mejorar la protección contra los agentes externos. La bieleta puede ser de aluminio o de Ergal (aleación Al-Zn-Mg). El bombante también es de aluminio, con un tratamiento superficial (como el anticorodal) para aumentar su resistencia al desgaste y la corrosión; también hay modelos de plástico. El muelle de retorno de la bomba es de acero enriquecido con silicio para mejorar su elasticidad.

¿QUÉ ES?

¿COMO FUNCIONA?

EN LA PRÁCTICA

El primer elemento de la cadena cinemática del sistema de frenado es el pedal de freno, que, según el reglamento de karting de la FIA, debe estar sujeto a los tubos del bastidor principal. La ergonomía del pedal de freno determina la relación entre la fuerza aplicada por el conductor sobre el pedal y la fuerza impresa sobre el pistón del cilindro maestro de freno. La relación se obtiene fácilmente dividiendo (B) la distancia del pedal al fulcro de la palanca por (A) la distancia de la barra de control (o cable de tracción) al fulcro de la palanca. A medida que aumente la relación, aumentará el recorrido del pedal de freno, pero disminuirá el esfuerzo requerido por el piloto para frenar. Los pedales suelen tener múltiples puntos de anclaje de la varilla de control, de modo que la relación, y por tanto la sensación sobre el pedal, puede variar según las preferencias del piloto.

La posición del pedal en relación con la palanca de control también es ajustable en algunos casos. Cabe destacar que parte de la fuerza generada por el pie del piloto se pierde en la fricción interna y, por lo tanto, se denomina eficacia de la conexión del pedal: generalmente es de 0,8 y también tiene en cuenta la fuerza perdida para superar la carga proporcionada por los muelles del cilindro maestro del freno. El reglamento técnico de karting de la FIA exige que el control entre el pedal y el cilindro maestro se realice con un tirante de acero más un cable guía (para garantizar la seguridad del sistema) fijado con al menos dos abrazaderas por tetón. Como alternativa, puede optar por un cable de acero doble (dos vainas separadas), cuyo diámetro mínimo debe ser de al menos 1,8 mm.

RELACION AL PEDAL

Imagen 1 Esquema del pedal de freno: R_pedal = B/A. Imagen 2 En muchas bombas hay que considerar una segunda relación de transmisión, generada por la palanca de control que actúa sobre la bomba. La palanca de control gira alrededor de un fulcro limitado a la propia bomba, por lo que la ecuación se convierte en F1 x r1 = F2 x r2 (como se muestra en la figura). Normalmente r2 es menor que r1, por lo que F2 (la fuerza que actúa sobre la bomba) es mayor que F1. Por tanto, la relación es R_pump = r1/r2 y es mayor que 1. En otras palabras, es capaz de aumentar la fuerza generada en el dispositivo de bombeo, a expensas de un pequeño aumento de la carrera. En el ejemplo de la figura, la distancia r1 es ajustable mediante varios puntos de anclaje en la varilla de mando (o cable de tracción).

¿QUÉ ES?

¿COMO FUNCIONA?

EN LA PRÁCTICA

ACCIONAMIENTO DEL BOMBANTE [A]

1 di 4

Como se ha indicado anteriormente, el cilindro maestro de freno (también conocido como bomba de freno) está controlado por el pedal de freno del kart a través de un sistema de palancas y tirantes. El conductor imparte la fuerza de frenado pisando el pedal con una fuerza de hasta 40-50 kg. En ese momento, la fuerza, multiplicada por la relación con el pedal, se transfiere a la bomba (o pistón) dentro del cilindro maestro, que ejerce presión sobre el líquido de frenos (que ya hemos tratado en el artículo "Tecnología | Líquido de frenos"). En la mayoría de los sistemas de freno, el accionamiento del cilindro maestro es por compresión, es decir, el vástago empuja el bombante, mientras que en algunos sistemas el vástago trabaja en tracción, tirando del bombante hacia la parte delantera del cilindro maestro (además, hay sistemas de freno que tienen ambos tipos de accionamiento, para más información ver "Enfoque Técnico | LKF13 y LKF14, los sistemas de freno con el cilindro maestro 'dos en uno' de Lenzokart").
La fuerza sobre la bomba y la presión del líquido de frenos están relacionadas por la fórmula P = F / A. Donde: P es la presión del líquido de frenos, F es la fuerza ejercida sobre el bombante y A es el diámetro interior de la bomba, que varía generalmente entre 13 y 22 mm (en igualdad de condiciones, cuanto mayor sea el diámetro de la bomba, mayor será la fuerza necesaria para frenar el kart, pero menor será la carrera). A continuación, el líquido transmite la presión a los pistones alojados en las pinzas, una vez deducidas las pérdidas de carga en el circuito hidráulico. La fuerza de fricción entre las pastillas y el disco actúa entonces sobre las ruedas, desacelerando las ruedas y el kart.

[A]
Considerando un sistema de accionamiento por empuje, en el momento en que el piloto pisa el pedal de freno, el vástago empuja el pistón por medio de la palanca de mando hasta cerrar el orificio y detener el flujo de líquido de la cámara al depósito; el movimiento continuo del pistón genera entonces presión en la cámara y, por tanto, en los conductos de freno a las ruedas. El pistón está equipado con una ranura longitudinal, que se comunica radialmente con la sede donde se aloja la junta, de modo que la presión de la cámara se aplica al diámetro interior de la junta, empujándola contra las paredes del cilindro, aumentando así su estanqueidad.

Sigue leyendo el artículo suscribiéndote por solo 0,96 € / semana

o lee gratis durante 24 horas

Ya estás abonado? Acceder

7 Me Gusta

Explora estos y muchos otros
contenidos premium

Ir al Magazine