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INTRODUCCIÓN
A. El sistema de frenos su principal función es disminuir o anular
progresivamente la velocidad del vehículo, o mantenerlo
inmovilizado cuando está detenido.
B.Es muy importante que el estudiante se familiarice con los
sistemas del vehículos para brindar seguridad y evitar accidentes,
por lo tanto se debe inculcar al estudiante seriedad y
responsabilidad en el mantenimiento de los sistemas del vehículo
en este caso el sistema de frenos.
PRESENTACIÓN
El sistema de freno principal, o freno de servicio, permite controlar el movimiento del vehículo, llegando a detenerlo si fuera preciso de una forma segura, rápida y eficaz, en cualquier condición de velocidad y carga en las que rueda. Para inmovilizar el vehículo, se utiliza el freno de estacionamiento, que puede ser utilizado también como freno de emergencia en caso de fallo del sistema principal. Debe cumplir los requisitos de inmovilizar al vehículo en pendiente, incluso en ausencia del conductor. Un freno es eficaz, cuando al activarlo se obtiene la detención del vehículo en un tiempo y distancia mínimos. La estabilidad de frenada es buena cuando el vehículo no se desvía de su trayectoria.
Una frenada es progresiva, cuando el esfuerzo realizado por el conductor es proporcional a la acción de frenado.
OBJETIVOS
1. Identificar los fundamentos y principios básicos del sistema de frenos.
2. Realizar la evaluación y diagnóstico, el servicio de mantenimiento y reparación a los componentes del sistema de frenos del automóvil.
3. Efectuar el servicio de mantenimiento al sistema de frenos y sus diferentes componentes.
CONTENIDO
Diagrama de los principales componentesFreno de tamborComponentes del sistema de frenosCilindro de ruedas, Zapatas y bandas, Discos, Pastillas, Caliper, tipos de caliperPrueba de las pastillasCilindro maestroTipos de sistemas hidráulicosFluidos de frenosLíneas de frenosBibliografía
Componentes del sistema de frenos
1.- Pedal de Freno2.- Conj. Servo Freno3.- Cilindro Maestro4.- Válvula Combinada5.- Tambor Trasero6.- Disco Delantero7.- Líneas de Freno8.- Latiguillo de Freno9.- Caliper10.- Palanca Freno de
Estacionamiento.11.- Cable Freno de
Estacionamiento.12.- Compensador de Freno de
estacionamiento
Esquema del sistema de frenos
Configuración de los frenos
Tubería Convencional
La tubería del freno es distribuida separadamente para las ruedas delanteras y las ruedas posteriores.
Tubería-Diagonal
La tubería del freno es distribuida a la rueda delantera derecha y a la rueda posterior izquierda y la rueda delantera izquierda y rueda posterior derecha
Instalación de un freno de tambor
Componentes del sistema de frenos de tambor
Frenos de Tambor
Es un conjunto compuesto por zapatas (bandas) que son
Comprimidas contra la superficie interna de un tambor.
Componentes del sistema de frenos
Cilindros de Rueda: Convierten la presión hidráulica del sistema en fuerza mecánica y así presionar las zapatas contra el tambor.
1.- Pistones del cilindro 4.- Guardapolvos
2.- Tornillo de Purga 5.- Muelles de compresión
3.- Lumbrera de entrada 6.- Juntas de Pistón
Bomba maestra
Zapatas o Bandas
Son de acero y sujetan el material de fricción el cual esta normalmente remachado a la misma.
Material utilizado KEVLAR ( Otras acero + Fibra mineral) Soportar Altas temperaturas (aprox.700 ºC) Sustituirse al llegar al mínimo especificado
MinimoEspecificado
Frenos de Discos
Es un conjunto que posee un pistón hidráulico que comprime las pastillas
Contra la superficie de los discos de freno. Generalmente se montan en el eje delantero. Disipan el calor mas fácilmente. Fácil servicio de mantenimiento. No necesita ajuste
DiscosNormalmente son de hierro fundido y deben ser
perfectamente redondos y tener una superficie uniforme
para evitar una frenada irregular.
1.- Ventilados2.- Sólidos
PastillasLa mayoría de las pastillas de freno utilizan una
combinación de fibras metálicas y material de resina para la fabricación del material de fricción.
CaliperEsta montado sobre el eje de la rueda, pero no gira con
el conjunto de la rueda y aloja las pastillas de freno para detener el disco.
Puede usar uno o mas
pistones hidráulicos.
Contiene sellos para retener
el fluido y evitar que se contamine.
Posee tornillos de purga
Tipos de Caliper
Caliper Fijo
Caliper Flotante
Caliper Deslizante
Pruebas de Pastillas
• Una de las pruebas requeridas por los estándares pide que el vehículo tenga la capacidad de detenerse en una frenada a 60 Km/h en una distancia de 60 metros aprox.(214 ft) con un juego de pastillas nuevo.
- Esta prueba debe realizarse 10 veces en fila. Si el frenado falla de acuerdo al sobrecalentamiento, la prueba no pasa y se deben rediseñar los componentes.
Cilindro MaestroEs el corazón del Sistema hidráulico de frenos. El
cilindro presuriza el fluido en el sistema cuando el conductor presiona el pedal.
1.- Tapa Reservorio
2.- Empacadura
3.- Reservorio
4.- Pistón Primario
5.- Pistón Secundario
6.- Unidad
7.- Fluido de Frenos
Esquema HidráulicoSistema de doble circuito delantero y trasero
Tipos de Sistema Hidráulico
Sistema de doble circuito diagonal
Principios de los frenos hidráulicosEl efecto fundamental del sistema hidráulico se basa en la Ley de Pascal.
Ley de Pascal: La presión que se ejerce en un liquido recogido en un recipiente, se transmite uniformemente en todas la direcciones.
Líneas de Frenos Son las venas del Sistema de freno. Son una serie de tubos
de metal y de goma, que se encargan de llevar el fluido de frenos por todo el circuito.
Características de las líneas de Frenos: Soportar los altos niveles de presión que genera el sistema. Los tubos metálicos llevan el fluido a lo largo del chasis y otros componentes.
Líneas de goma especial se usan en zonas de movilidad y flexibilidad.
Estan hechas de Neopreno con trenzado de acero para poder soportar todo tipo de condiciones metereologicas adversas y los cambios de temperaturas del fluido de frenos.
1.- Líneas de Goma2.- Tuberías metálicas3.- Cilindro Maestro
Fluido de Frenos Se puede decir que es la sangre del sistema. Debe
cumplir con los niveles de calidad establecidos por el Ministerio de Transporte y se indican bajo un numero de homologación - DOT (Department of Transportation).Los fluidos de Frenos deben cumplir con ciertas especificaciones: Punto de ebullición elevado Baja compresibilidad Reacción neutra a los componentes de freno (Gomas, material de fricción) Punto de congelación reducido Bajo valor higroscópico ( tendencia a absorber humedad) Propiedades lubricantes con fricción reducida Buena resistencia al paso del tiempo
Sustituir por completo según especificaciones. No debe reutilizarse en ningún caso. Como tienen diferentes niveles DOT, no deben
mezclarse nunca. Mantener sellado el envase para evitar
contaminación. Pueden dañar la pintura y componentes
plásticos. Algunos son cancerigenos.
Algunas advertencias sobre el Fluido de Frenos
MANTENIMIENTO BÁSICO DEL SISTEMA DE FRENOS
HIDRÁULICOSLas mantenciones más comunes al sistema de frenos hidráulicos son:
Verificación del nivel de líquido (considerar el desgaste de pastillas).
Verificación de fugas de líquido.Inspección de componentes y aseo general de elementos de frenado.
Regulación de frenos.
Cambio de líquido de frenos.Lavado del sistema hidráulico de frenos, con agua y detergente y secado con alcohol (sí se ha contaminado o mezclado líquidos de distintas marcas o tipos).
Purgado del sistema de frenos si se ha sometido a reparaciones mayores, lavado, cambio de líquido o reemplazo de tuberías, reparación de cilindros o reemplazo de pastillas.
Purgando del sistema de frenosEl sistema de frenos debe ser purgado en
orden a saber:1. Iniciar la operación de Purgado por la
rueda más lejana a la bomba de frenos. 2. Luego purgar la rueda que es
compañera a la ya purgada en el circuito. 3. Purgar la rueda que ahora es la más
lejana a la bomba.4. Purgar la rueda que es su compañera en el circuito.
Operación de purgadoPara efectuar un purgado de frenos debemos:Revisar que el sangrador se encuentre en
buenas condiciones y destapado.Conectar al sangrador un tubo plástico
transparente.Abrir el sangrador.Empujar el pedal de freno suavemente, sin
accionarlo hasta el fondo.Cerrar el sangrador.Soltar el pedal de freno y esperar 10 segundos.Abrir el sangrador y empujar de nuevo el pedal
suavemente.
Cerrar el sangrador.Soltar el pedal.Repetir los pasos anteriores hasta que se pueda
ver en el tubo transparente que ya no sale aire.Repetir los pasos anteriores con cada rueda de
acuerdo al orden indicado.Cada vez que se abre el sangrador y se acciona el
pedal de freno, una cantidad de líquido sale del sistema, por lo tanto durante toda la operación de sangrado se debe vigilar el nivel de líquido en el depósito a fin de prevenir que la bomba admita aire.
Para reponer el nivel del líquido en el depósito use solamente líquido nuevo. No use el líquido que ha sacado del sistema ya que está contaminado.
Fluido de frenosEl fluido usado en los sistemas hidráulicos de
freno es un líquido de características especiales, fabricado en bases especiales y aditivos.
Condiciones del fluido de frenos:No debe ser viscoso, o sea que fluya fácilmente
en todas las temperaturas.Debe tener un alto punto de ebullición para que
permanezca líquido aun en altas temperaturas.Debe ser anticorrosivo para no dañar el metal.Tener algunas cualidades de lubricación, con el
objeto de lubricar los pistones y sellos, reducir el desgaste y fricción interna.
Freno por el MotorConsiste en aprovechar la resistencia al giro que opone el motor, por su compresión, al ser arrastrado desde las ruedas motrices impulsado por la inercia del vehículo en movimiento. En vehículos pesados se consigue mejorar este sistema obstruyendo momentáneamente el sistema de escape.
Freno MecánicoConsiste en el comando mecánico de los
elementos de roce para conseguir el frenaje. Este comando puede ser de dos tipos:
1. Comando mecánico por medio de piolasSe consigue hacer actuar los elementos de roce,
trasmitiendo la fuerza de aplicación a través de piolas de acero. Ej. Frenos para estacionamiento.
2. Comando mecánico por medio de varillas metálicas
Se consigue hacer actuar los elementos de roce, trasmitiendo la fuerza de aplicación a través de varillas de acero. Ej. Frenos para estacionamiento, aplicación de elementos en sistemas neumáticos.
Frenos HidráulicosConsiste en la transmisión por medios hidráulicos del esfuerzo de frenaje aplicado al pedal de frenos, para hacer actuar a los elementos de frenado.
Frenos Asistidos o ServofrenoEs un sistema de frenos hidráulicos al que se le ha proporcionado una ayuda para aliviar el esfuerzo del conductor, consiguiendo una mayor fuerza de aplicación. Puede ser Servofreno por vacío que es el tipo más usado, o bien del tipo Servofreno por presión de aire, para vehículos pesados.(bomba x motor y líquido a cilindro con aire sale a presión)
Frenos NeumáticosSistema de frenos que para trasmitir la fuerza de frenado aplicada al pedal de freno, ocupa aire comprimido a una presión determinada, la que actúa sobre los elementos de frenaje
Frenos EléctricosSegún la forma de aplicar a electricidad
se pueden distinguir dos tipos de sistema de frenos eléctricos:
1. Freno eléctricoConsiste en hacer actuar los elementos
de frenaje por medio de la aplicación proporcional de un actuador (selenoide ). Esta proporcionalidad se logra dosificando la corriente (magnitud de la electricidad que determina la intensidad, medida, Ampare.) por medio de una resistencia eléctrica.
COMPONENTES GENÉRICOS DEL SISTEMA DE FRENOS
Todos los sistemas de freno consideran en su construcción los mismos componentes genéricos diferenciándose solo en elementos de forma y características especiales de acuerdo a su sistema y tipo a saber:
Elemento de aplicación de la fuerza de frenado.Elemento de amplificación de la fuerza de
frenado.Elementos de trasmisión de la fuerza de frenado.Elementos de dosificación o repartición de la
fuerza de frenado.Elementos actuadores del frenado y disipadores
de calor.
COMPONENTES DE LOS FRENOS DE SERVICIO DE TIPO HIDRÁULICO
Pedal de freno de servicio.Cilindro maestro o Bomba de Freno.Elemento de Asistencia o de ayuda.Conductos de líquido.Repartidores.Dosificador ( Mecánico o A.B.S.).Receptores de presión ( transforma la presión del
líquido en movimientos mecánico) Cáliper y/o cilindros de freno.
Elementos de frenado por roce ( Balatas o segmentos de frenado).
Elementos de aplicación de efecto de frenado Discos o tambores de freno.
PARTES DEL FRENO DE DISCO1. Pinza (mordaza o caliper) 2. Disco o rotor de freno 3. Pastilla de freno (balata)4. Cubierta del pistón Cubo (maza) de la rueda 5. Cubre polvo 6. Pasador de deslizamiento de la pinza 7. Ranuras de ventilación 8. Válvula de purga (purgador) 9. Manguera de frenos
B – Bombín, C - Muelle inferior unión, zapatas, F - Retención dentado, H – Guarnición frenante, J - Plato portazapatas, L - Muelle superior zapa- tas, N – Travesaño mando zapatas, T – Tambor, Z – Zapata
PARTES DEL FRENO DE TAMBOR1. Tambor del freno 2. Zapata 3. Balata 4. Resortes de retorno de las zapatas 5. Ancla 6. Plato de anclaje 7. Cable de ajuste 8. Pistón hidráulico 9. Cilindro de rueda
Freno de tambor sin servo; usado por WW
DESPIECE DEL FRENO DE TAMBOR
1. Plato de anclaje, 2. Tensor, 3. Regulador tipo estrella, 4. brazo que aplica el freno de mano, 5. Zapata, 6. Pistón del cilindro de rueda, 7. Cilindro de rueda, 8. Pasador de sujeción, de zapata, 9. Conjunto del sujetador de zapata, 10. Resorte inferior de las zapatas, 11. Expansor o tensor de zapatas, 12. Sujetador del expansor, 13. Purgador purgar, sangrar, 14. Hule protector antipolvo
