1. Bomba principal o cilindro
maestro
Ing. Jim Palomares Anselmo

2. Introducción
• El cilindro maestro convierte la fuerza del
pedal de freno (sea o no reforzada por los
servofrenos) en presión hidráulica que hace
trabajar las unidades de frenos en las ruedas.
• Los cilindros maestros se fabrican en una gran
variedad de tamaños y formas. Ver siguiente
figura:

3. Introducción

4. Introducción
• A pesar de que las bombas principales
parezcan muy distintas, todas llevan a cabo
una misma función básica en un sistema de
frenos. La diferencia en las bombas principales
o cilindros maestros, parecen muy
pronunciadas. Sin embargo todas las bombas
principales realizan su función del mismo
modo básico, salvo pocas excepciones. Ver
siguiente figura:

5. Introducción

6. Cilindro maestro dual
• Se denomina cilindro maestro dual cuando
posee dos pistones en un mismo cilindro. El
pistón que queda más cerca del extremo
abierto del cilindro se denomina pistón
primario. La varilla de empuje que proviene
del pedal del freno y que pasa por el
servofreno se acopla con el pistón primario.
• El otro pistón, que está cerca del extremo
cerrado del cilindro, se llama pistón
secundario. Ambos pistones tienen dos sellos.
Ver figura siguiente:

7. Cilindro maestro dual

8. Cilindro maestro dual
• En la figura anterior, los sellos principales en
ambos pistones evitan que escape líquido de alta
presión de las cámaras correspondientes (cámara
donde están los resortes). El segundo sello del
pistón primario evita que escape líquido a través
del extremo abierto del cilindro.
• El segundo sello del pistón secundario evita que
el líquido primario de alta presión entre a la
cámara secundaria (bajo relieve del pistón
secundario).

9. Cilindro maestro dual
• En la siguiente figura observamos un cilindro
maestro dual común, conectado a un sistema
hidráulico sencillo conformado en la parte
inferior por frenos delanteros y frenos
traseros. El cilindro de aluminio y el recipiente
de plástico se mantienen unidos y sellados
mediante arandelas de hule.
• El cilindro aloja a los dos pistones y a los sellos
que soportan la presión hidráulica en las dos
cámaras de alta presión.

10. Cilindro maestro dual

11. Cilindro maestro dual
• En la figura anterior, el cilindro está protegido con
un recubrimiento duro que permite una larga
vida, pero no se puede reparar. Este cilindro
posee orificios de conexiones de derivación y de
compensación, para permitir el movimiento del
líquido de frenos entre el recipiente y el cilindro.
• A medida que se desgastan las balatas en las
mordazas de los frenos de disco, los pistones
hidráulicos en esas mordazas se mueven más y
más hacia afuera de sus cilindros.

12. Cilindro maestro dual
• Con ello se necesita llenar con mayor volumen de
líquido de freno los cilindros que empujan los
pistones. El recipiente tiene un conjunto de
cubierta que posee una tapa y un diafragma de
hule. La cubierta tiene comunicación a la
atmósfera, pero el diafragma aísla el líquido de
frenos con el aire del exterior. Con ello se evita
que el líquido de frenos absorba humedad del
aire. A medida que baja el nivel del líquido en el
recipiente, el diafragma de hule también
baja, evitando que se forme vacío.

13. Funcionamiento. Aplicación de frenos.

14. Funcionamiento. Aplicación de frenos.
• En la figura anterior, cuando se aplican los
frenos, la fuerza de la varilla de empuje mueve
hacia adelante al pistón primario y con ello
tapa su conexión de compensación. Al mismo
tiempo, el líquido de frenos que queda
atrapado entre los dos pistones, ocasiona que
el pistón secundario se mueva hacia adelante,
y con ello cubra su conexión de
compensación. Así se sellan ambas cámaras
de alta presión (cámaras donde están los
resortes).

15. Funcionamiento. Sueltan los frenos.

16. Funcionamiento. Sueltan los frenos.
• En la figura anterior, cuando se sueltan los frenos,
los resortes de retroceso pueden hacer regresar
los pistones más rápido de lo que lo puede hacer
regresar el líquido. Esto ocasionaría vacíos
momentáneos en las cámaras de alta presión
(cámara donde se encuentran los pistones).
• Para evitar la acumulación de vacío, el líquido de
frenos pasa desde el recipiente a través de los
orificios de derivación hasta las cámaras de baja
presión (bajo relieve del pistón).

17. Funcionamiento. Sueltan los frenos.
• De la figura anterior, el líquido pasa
bordeando la orilla externa de los sellos
primarios y llega a las cámaras de alta
presión, como se muestra la ampliación de la
figura anterior. Los sellos de hule están
diseñados para deformarse y permitir que se
logre este flujo con facilidad, y al mismo
tiempo para proporcionar un sellado
hermético en la dirección opuesta cuando se
aplican los frenos.

18. Falla parcial del sistema primario
• En la siguiente figura observamos una fuga en
el sistema hidráulico primario (pistón
primario). Cuando se aplican los frenos el
pistón primario se mueve hacia adelante.
Debido a la fuga, no se puede generar presión
en la cámara alta. Entonces, y solo entonces
se ejerce suficiente fuerza sobre el pistón
secundario, el tornillo de extensión del pistón
primario que toca al pistón secundario.

19. Falla parcial del sistema primario

20. Falla parcial del sistema secundario
• En la siguiente figura, observamos una fuga en el
sistema de presión secundario (pistón
secundario). Cuando se aplican los frenos el
pistón primario se mueve hacia adelante. El
pistón secundario no ofrece resistencia debido a
la fuga en el circuito secundario. El extremo del
pistón secundario toca el extremo cerrado del
cilindro. De esta manera se genera presión en el
circuito primario, funcionando los frenos
traseros. En algunos vehículos el sistema primario
puede estar conectado a los frenos delanteros y
el sistema secundario a los frenos traseros.

21. Falla parcial del sistema secundario

22. Variaciones en la construcción
• Estas variaciones en la construcción tienen mayor
efecto sobre el servicio, que sobre el efecto en el
funcionamiento.
• En la siguiente figura se muestra un cilindro
maestro con un cuerpo y un recipiente
integrado, de hierro colado.
• Observamos que el pistón secundario tiene dos
sellos secundarios. Uno con los labios mirando
hacia la cámara de alta presión, mientras que el
otro tiene el labio mirando al lado de baja presión
del pistón.

23. Variaciones en la construcción

24. Variaciones en la construcción
• Observamos también el tornillo tope que se
emplea para detener el pistón secundario en
el cilindro. Este tornillo tiene por objeto
ayudar en el armado del cilindro maestro y no
tiene efecto sobre el funcionamiento.
• En los sistemas de frenos de disco delantero y
freno de tambor trasero, los frenos de disco
tienen una mayor necesidad de líquido,
debido a que los pistones se mueven hacia
afuera a medida que se gastan las balatas.

25. Variaciones en la construcción
• En las dos siguientes figuras podemos
observar, en la primera figura un cilindro
maestro en el cual los frenos de disco están
conectados con la cámara primaria de
presión, y los frenos de tambor con la cámara
secundaria.
• En la segunda figura muestra otro cilindro
maestro en que los frenos de disco están
conectados con la cámara secundaria y los
frenos de tambor con la cámara primaria.

26. Variaciones en la construcción

27. Variaciones en la construcción

28. Variaciones en la construcción
• En la siguiente figura muestra otro tipo de
cilindro maestro dual. Este cilindro maestro
posee dos sellos secundarios en el pistón
secundario y emplea dos recipientes
separados, fabricados con plástico reforzado y
se fijan al cuerpo de aluminio del cilindro
maestro.

29. Variaciones en la construcción

30. Variaciones en la construcción
• En la siguiente figura se muestra otro cilindro
de fabricación no estadounidense.
• Observamos que esta unidad tiene un
interruptor de flotador para indicar cuando el
nivel de líquido es bajo.

31. Variaciones en la construcción

32. Cilindro maestro escalonado
• Este cilindro escalonado que es llamado
también cilindro maestro de arranque rápido
fue diseñado para dividir el sistema hidráulico
en diagonal.
• Este cilindro maestro tiene una válvula de
control de líquido especial, que en algunas
unidades se llama válvula de arranque rápido.
• Las dos siguientes figuras muestran otras
versiones del cilindro maestro escalonado.

33. Cilindro maestro escalonado

34. Cilindro maestro escalonado

35. Cilindro maestro escalonado
• Se diferencia del cilindro maestro dual,
primero por que el pistón primario tiene dos
diámetros diferentes y segundo va instalado
una válvula de líquido, llamada válvula de
arranque rápido, entre el recipiente y el pistón
primario.
• Ver siguiente figura.

36. Cilindro maestro escalonado

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