Sistemas de llenado de frenos para automóviles
Una de las aplicaciones menos conocidas, pero muy necesarias, de las bombas de vacío es la preevacuación y la comprobación de fugas en los sistemas de frenos hidráulicos de los automóviles nuevos.
Antes de llenar con líquido de frenos, es necesario evacuar el volumen del cilindro maestro de frenos y de los conductos de conexión (mangueras y tubos) hacia los frenos de las ruedas (incluidas las pinzas de los frenos de disco y los cilindros de rueda de los frenos de tambor) para eliminar el aire y la humedad. El volumen total que se evacúa suele ser inferior a un litro y la presión objetivo suele ser de 1 a 2 mm Hg Abs, medida en el cilindro maestro. La presión puede traducirse en menos de 5 mm Hg en los frenos traseros debido a las limitaciones de conductancia de las mangueras de conexión y al tiempo de bombeo limitado disponible. Normalmente se realizan dos tipos de pruebas de fugas para garantizar la estanqueidad. Una de ellas se conoce como prueba de fugas dinámica, que simplemente utiliza equipo de diagnóstico para monitorear la presión de bombeo en función del tiempo durante la evacuación y compararla con una curva de bombeo típica para detectar cualquier discrepancia significativa en la presión que sea demasiado alta. Esto podría ser el resultado de una fuga en la desconexión rápida de vacío o de una obstrucción en las mangueras de freno que pueda interferir con una evacuación exitosa. El sistema detendría la prueba para ahorrar tiempo, activaría una alarma e identificaría el problema de alta presión antes de que se produjera el relleno.
El segundo tipo de prueba de fugas se conoce como prueba de fugas estática, en la que, tras alcanzar la presión objetivo de 1 a 2 mm Hg Abs, se desconecta la bomba de vacío del volumen del sistema de frenos y se mide la tasa de aumento de la presión debida a las fugas internas y la desgasificación en función del tiempo; dicha tasa debe estar por debajo de un nivel especificado basado en pruebas de calificación previas.
Una vez que el volumen del freno ha sido evacuado hasta la presión objetivo y esta se ha alcanzado, para las pruebas de integridad de fugas, el volumen del sistema de frenos se llena con líquido de frenos previamente evacuado que ha sido bombeado para desairearlo de burbujas de gas que pueden causar una acción esponjosa del pedal de freno y provocar problemas de frenado o fallas. En el pasado, cuando los sistemas de frenos estaban compuestos íntegramente de metal, se utilizaban presiones de llenado de hasta 400 a 500 psig para rellenar rápidamente los sistemas. Con la introducción de los cilindros maestros de freno de plástico, se utilizan presiones de llenado de 100 a 150 psig. La mayoría de los líquidos de frenos (DOT 3, 4 y 5.1) están compuestos por un compuesto de éter de glicol con aditivos inhibidores de la corrosión, aunque también hay disponibles líquidos a base de silicona (DOT 5) y a base de aceite de ricino (DOT 2). El líquido de frenos seleccionado debe cumplir con ciertos estándares de calidad para funcionar correctamente, tales como un punto de ebullición en seco (sin agua) de 200 a 260 °C y un punto de ebullición en húmedo (con una cantidad prescrita de agua) de 140 a 180 °C, dependiendo del requisito DOT, para evitar la vaporización durante el funcionamiento a temperaturas elevadas, lo que podría provocar frenos esponjosos debido a un exceso de vapor en el sistema.
El líquido de frenos debe tener un bajo nivel de compresibilidad ante cambios de temperatura, un alto índice de viscosidad para limitar la variación de la viscosidad con la temperatura, y no ser corrosivo para los metales comunes, ya sea en seco o en contacto con el agua. Dado que la mayoría de los líquidos de frenos tienen una base de éter de glicol, son completamente miscibles con el agua y son higroscópicos, por lo que absorben la humedad del aire; por ello, se debe limitar su exposición. El líquido de frenos utilizado para el llenado se pre-evacúa para evitar que entren burbujas de aire y humedad en el sistema de frenos. Dado que es completamente miscible con el agua, cualquier derrame de líquido de frenos se puede limpiar fácilmente con agua. Se debe evitar el contacto del líquido de frenos con superficies pintadas, ya que puede quitar la pintura.