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7/30/2019 42666494 Sistema de Frenos

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Sistema de Frenos

Introduccin

El sistema de frenos en un vehculo tiene la misin de reducir la velocidad, hasta llegar a detenerlo si fuera preciso. Elefecto de frenado consiste en absorber la energa cintica producida por el vehculo en movimiento, energa que estransformada en calor por el rozamiento mutuo entre los elementos de frenado, tales como zapatas de freno y tambor,pastillas de freno con su disco, etc., y disipado a la atmsfera.En la accin de frenado intervienen otras fuerzas, adems del sistema de frenos. De ellas destacan los rozamientos delos rganos de la transmisin, la resistencia opuesta por el aire al desplazamiento del vehculo y el mismo motor cuandoacta como freno por girar mas rpido las ruedas que el propio motor.

Fuerza de frenadoLa fuerza de frenado (Ff) que hay que aplicar a un vehculo para disminuir su velocidad o detenerlo esta en funcin delpeso del vehculo (P) y del coeficiente de adherencia en las ruedas (). Por lo tanto la Fuerza de frenado viene

determinada por esta expresin.

El coeficiente de adherencia en las ruedas est en funcin del desgaste de los neumticos y del estado del terreno sobreel que se desplaza el vehculo. A continuacin se dan algunos valores del coeficiente de adherencia ().

Naturalezadela carretera

EstadoNeumticos

nuevosNeumticos

viejos

HormignSeco

Mojado

1,00

0,7

1,00

0,5Asfaltogrueso

SecoMojado

1,000,7

1,000,5

Asfaltonormal

SecoMojadoBarroHielo

0,60,50,20,05

0,60,30,1


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Consecuencias del frenadoSi al vehculo en movimiento se le aplica una fuerza igual y de sentido contrario a la fuerza que produce el movimiento,se origina en l una aceleracin negativa o deceleracin que llega a anular el movimiento ya que, para detener elvehculo, hay que anular el trabajo desarrollado absorbiendo la energa cintica producida en el movimiento; es decir, sedebe aplicar una fuerza de frenado (Ff) que anule la fuerza de impulsin (Fi).

Si la fuerza de frenado (Ff) aplicada a una rueda es menor que la fuerza de impulsin en la misma (Fi), la resultante espositiva y hace que el vehculo se desplace, aunque con menor intensidad. Por el contrario, si se aplica una mayor fuerzade frenado (Ff > Fi), la resultante es negativa, creandose un par de fuerzas contrario al giro motor que bloquea la rueda yproduce el arrastre de la misma.

La fuerza de frenado tiene que ser la adecuada, un exceso de esta, no significa que el vehculo se detenga antes, yaque, para frenar, hay que transformar en calor la energa de la fuerza de impulsin (Fi). Si se bloquea la rueda, al nohaber rozamiento entre sus elementos de frenado, deja de convertirse en calor la energa cintica del desplazamiento y,por tanto, el vehculo seguir en movimiento hasta que la energa sea eliminada por otro medio, lo que ocurre por efectodel rozamiento del neumtico contra el terreno.

El bloqueo de las ruedas provoca un efecto de frenado desequilibrado. El frenado desequilibrado trae consigo unaperdida de control del vehculo. Si el bloqueo de las ruedas se produce en uno solo de los ejes se origina la perdida decontrol del vehculo, de forma que, si el bloqueo se produce sobre las ruedas traseras, el arrastre producido en ellastiende a ponerlas por delante de las delanteras, ya que estas estn frenadas, manifestandose el efecto por bandazostraseros en el vehculo. Si el bloqueo se produce sobre las ruedas delanteras, el arrastre en ellas, al no avanzar (porestar detenidas las traseras), se traduce en una desviacin lateral del vehculo con la correspondiente perdida del controlde la direccin.

De todo lo expuesto se deduce que la fuerza de frenado debe ser tal, que detenga rpidamente la rueda pero sin llegar abloquearla. Como la fuerza de frenado (Ff) tambin est en funcin del peso del vehculo (P) y del coeficiente deadherencia en los neumticos, se pone de relieve la importancia que tiene el estado de los mismos, as como lascondiciones del terreno en el momento de frenado.Un neumtico desgastado disminuye el coeficiente de adherencia y, por tanto, la eficacia en los frenos. Lo mismo ocurrecuando el neumtico pierde contacto con la calzada por el estado del suelo debido a la lluvia, barro, nieve, etc. Estascondiciones hacen disminuir el par resistente en las ruedas, de forma que la fuerza de frenado aplicada debe ser menorpara que el vehculo no patine.

Reparto de frenadaConsiderando que tenemos en las cuatro ruedas el mismo grado de adherencia, la fuerza de frenado se distribuye porigual entre las ruedas delanteras y las traseras en funcin del peso que soportan. En el reparto de la fuerza de frenadohay que tener en cuenta que, en el momento de frenado y por efecto de la inercia, aparece una fuerza (F) que aplicada alcentro de gravedad del vehculo (C.G), desplaza el conjunto de elementos suspendidos (peso total del vehculo) haciaadelante. Este efecto obliga a modificar las cargas sobre los ejes, ya que parte del peso se desplaza de las ruedastraseras a las delanteras, con lo cual aumenta la adherencia de stas al suelo, debiendose aplicar, por tanto, una mayorfuerza de frenado a las ruedas delanteras.


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El peso transferido (Pt) en funcin de la fuerza (F), denominado carga dinmica, que depende del peso del vehculo y dela velocidad de desplazamiento, origina, en el momento de frenado, una inclinacin del vehculo cuyo ngulo () dependede la situacin del centro de gravedad y de la distancia entre ejes, as como de las caractersticas de flexibilidad en lasuspensin de sus ejes.

El valor del peso transferido al eje delantero suele ser aproximadamente el 20% del peso total del vehculo, calculndoseen la mayora de los casos por la formula:

Al disear un vehculo, el fabricante tiene en cuenta este efecto, a fin de no sobrepasar la fuerza de frenado en cada unade las ruedas, obteniendose as una gran eficacia en los frenos. Esta llega al 100% cuando la fuerza de frenado es igualal peso real que descansa sobre cada rueda al frenar.Generalmente nunca se alcanza ese grado de eficacia en los frenos, considerandose buenos frenos cuando la eficaciaes igual o mayor al 80% y malos frenos cuando es igual o inferior al 50%.

Repartos de cargas en el vehculo

El reparto de cargas sobre los ejes del vehculo, segn la posicin del grupo motopropulsor, suele estar comprendidoentre los siguientes valores:

y Motor delantero y propulsin trasera: el 50% para cada eje

y Motor y traccin delantera: el 60% en el eje delantero y 40% en el trasero


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y Motor y propulsin traseros: el 40% en el eje delantero y el 60% en el trasero

La influencia del frenado en las ruedas tambin se manifiesta en las curvas. En ellas, junto a la fuerza de frenado

aplicada a las ruedas, aparece una fuerza transversal consecuencia de la fuerza centrifuga, que hace aumentar odisminuir la adherencia del neumtico con el suelo, en funcin del peso transferido en la curva hacia las ruedasexteriores, las cuales ganan adherencia, mientras la pierden las interiores. Si en estas circunstancias se frena, puedellegarse a bloquear prematuramente cualquiera de las ruedas interiores, en particular la trasera, con el consiguientederrapado del vehculo y perdida de estabilidad.

Distancia de paradaSe llama distancia de parada, al espacio recorrido por el vehculo desde que se accionan los frenos hasta que se detienepor completo. Esta distancia depende de la fuerza de frenado, grado de adherencia al suelo en ese momento, velocidaddel vehculo, fuerza y direccin del viento, etc., factores todos ellos variables y muy difciles de determinar que nopermitirn calcular con exactitud el valor de la distancia de parada.La distancia de parada de los vehculos suele calcularse por medio de una frmula simplificada; en esta frmula no setiene en cuenta la resistencia del viento, se considera que los neumticos estn en buen estado y se aplica la mxima

fuerza de frenado.

D = distancia de parada en metrosV2 = velocidad en Km/he = porcentaje de eficacia de los frenos254 = constante para que para que las distancias vengan expresadas en metros


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Dando valores a esta formula, con una eficacia de frenada conocida, se puede representar en una grfica como lasiguiente, la distancia de parada en funcin de la velocidad del vehculo. Como se puede apreciar la distancia de paradano crece proporcionalmente a la velocidad, ya que, a 50 km/h le corresponderan 12 metros de distancia de parada y sinembargo al doble de velocidad (100 km/h) le corresponderan 47 m.

Como se puede apreciar, la distancia de parada (D) no depende para nada del peso del vehculo (a mayor peso hay msadherencia), sino del cuadrado de la velocidad y de la eficacia de los frenos. Por ello la distancia de parada es igual paraun vehculo pesado que para un turismo, siempre que la velocidad y la eficacia de los frenos sea las mismas.

Disposiciones legales para la instalacin de frenos en los vehculosEstas disposiciones implantadas por decreto ley y tenidas en cuenta por los fabricantes de automviles, son contrastadaspor la Jefatura de Industria para poder dar de alta a los vehculos fabricados. Entre ellas se pueden destacar lassiguientes:

1. Todo vehculo debe tener dos sistemas de frenos, independientes uno del otro, de forma que pueda funcionaruno de ellos cuando falle el otro.

2. Uno de los sistemas debe actuar mecnicamente y poderse fijar cuando el vehculo quede estacionado.

3. Los frenos de servicio deben actuar enrgicamente sobre el vehculo en movimiento, debiendo producir unadeceleracin mnima de 2,4 m/s2.

4. De tener que utilizar el freno auxiliar de estacionamiento como freno de emergencia, ste debe ser capaz deproducir una deceleracin mnima de 1,5 m/s2.

5. Los remolques con dos o mas ejes deben disponer de una instalacin propia de frenado capaz de producir unadeceleracin mnima de 2,5 m/s2 y, al desconectarse del vehculo de arrastre, sus ruedas deben de quedarbloqueadas automticamente.

6. Los remolques de un solo eje, no necesitan instalacin de frenos propia cuando la carga por eje remolcado seainferior a la mitad del peso en vaco del vehculo tractor.

7. Los vehculos cuyo peso total sea superior a las 5,5 t, deben ir equipados con un tercer freno de servicio.

8. Todos los frenos de servicio deben llevar, tanto en el vehculo tractor como en el remolque, una sealizacinluminosa de color rojo situada en la parte trasera de los mismos, de forma que indique a los dems conductoresque est realizando esta maniobra.


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Dispositivos de frenadoPara frenar el vehculo se necesita absorber la energa cintica producida en su desplazamiento. Esto se realiza porfriccin entre dos piezas de elevado coeficiente de adherencia, una de ellas fija, como son las zapatas o pastillas defreno, y la otra mvil, que pueden ser los tambores o los discos de freno, segn se empleen frenos de tambor o frenos dedisco o la combinacin de ambos en las distintas ruedas.El frotamiento entre s de estos dos elementos detiene el movimiento de las ruedas y transforma la energa demovimiento en calor, que es disipado a la atmsfera por las corrientes de aire que circulan a travs de ellos durante eldesplazamiento del vehculo.

Segn los elementos empleados y la forma de efectuar el desplazamiento de la parte mvil, los frenos empleados en lasruedas pueden ser de dos tipos:

y

Frenos de tambor

y Frenos de disco

Frenos de tamborEste tipo de freno esta constituido por un tambor, que es el elemento mvil, montado sobre el buje de la rueda por mediode unos tornillos o esprragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente ola mangueta. En este plato van instalados los elementos de friccin, llamados ferodos, y los mecanismos deaccionamiento para el desplazamiento de las zapatas.


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TamborEl tambor es la pieza que constituye la parte giratoria del freno y que recibe la casi totalidad del calor desarrollado en elfrenado.Se fabrica en fundicin gris perlitica con grafito esferoidal, material que se ha impuesto por su elevada resistencia aldesgaste y menor costo de fabricacin y que absorbe bien el calor producido por el rozamiento en el frenado. Cabedestacar tambin, para ciertas aplicaciones, las fundiciones aleadas, de gran dureza y capaces de soportar cargastrmicas muy elevadas.

El tambor va torneado interior y exteriormente para obtener un equilibrado dinmico del mismo, con un mecanizado finoen su zona interior o de friccin para facilitar el acoplamiento con los ferodos sin que se produzcan agarrotamientos. Enla zona central lleva practicados unos taladros donde se acoplan los esprragos de sujecin a la rueda y otros orificiosque sirven de gua para el centrado de la rueda al buje.El dimetro de los tambores, segn las caractersticas del vehculo, esta normalizado segn la norma UNE 26 019.


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Plato de frenoEl plato de freno esta constituido por un plato portafrenos o soporte de chapa embutida y troquelada, sobre el que semonta el bombn o bombines de accionamiento hidrulico y las zapatas de freno y dems elementos de fijacin yregulacin.Las zapatas se unen por un extremo al bombn y por el otro a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidasal plato por medio de un sistema elstico de pasador y muelle, que permite un desplazamiento de aproximacin al tambory las mantiene fijas en su desplazamiento axial. El muelle, que une las dos zapatas, permite el retroceso de las mismas asu posicin de reposo cuando cesa la fuerza de desplazamiento efectuada por el bombn.

Forma y caractersticas de las zapatasLas zapatas de freno estn formadas por dos chapas de acero soldadas en forma de media luna y recubiertas un suzona exterior por los ferodos o forros de freno, que son los encargados de efectuar el frenado por friccin con el tambor.Los forros de freno se unen a la zapata metlica por medio de remaches embutidos en el material hasta los 3/4 de


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espesor del forro para que no rocen con el tambor, o bien pegados con colas de contacto. El encolado favorece laamortiguacin de vibraciones y, como consecuencia, disminuyen los ruidos que stas ocasionan durante el frenado.

Tipos de freno de tamborSegn la forma de acoplamiento de las zapatas al tambor para ejercer el frenado, los frenos de tambor se clasifican enlos siguiente tipos:

Freno de tambor SimplexEn este tipo de freno las zapatas van montadas en el plato, fijas por un lado al soporte de articulacin y accionadas pormedio de un solo bombn de doble pistn. Este tipo de frenos de tambor es de los mas utilizados sobre todo en lasruedas traseras.

Con esta disposicin, durante el frenado, una de las zapatas llamada primaria se apoya sobre el tambor en contra delgiro del mismo y efecta una fuerte presin sobre la superficie del tambor. La otra zapata, llamada zapata secundaria,que apoya a favor del giro de la rueda, tiende a ser rechazada por efecto del giro del tambor, lo que hace que la presinde frenado en esta zapata sea inferior a la primaria.


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Invirtiendo el sentido de giro, se produce el fenmeno contrario: la zapata primaria se convierte en secundaria y lasecundaria en primaria.

Este tipo de freno de tambor se caracteriza por no ser el mas eficaz a la hora de frenar, debido a que las zapatas noapoyan en toda su superficie sobre el tambor, pero destaca por su estabilidad en el coeficiente de rozamiento, es decir, latemperatura que alcanza los frenos en su funcionamiento le afectan menos que a los otros frenos de tambor

Freno de tambor Duplex

En este freno, y con el fin de obtener una mayor fuerza de frenado, se disponen las zapatas en forma que ambasresulten primarias. Para ello se acopla un doble bombn de pistn nico e independiente para cada zapata, los cualesreparten por igual las presiones en ambos lados del tambor.Estos frenos provistos de bastidores con efecto unilateral son muy eficaces pero sensibles a las variaciones delcoeficiente de rozamiento. Presentan la ventaja de que, con su empleo, no se ponen de manifiesto reacciones sobre losrodamientos del buje.


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Freno de tambor TwinplexEste tipo de freno de tambor es muy similar al Duplex salvo que los puntos de apoyo de las zapatas en vez de ir fijos semontan flotantes. En este freno las dos zapatas son secundarias, pero por un sistema de articulaciones, trabajando enposicin flotante, se acoplan al tambor en toda su superficie, evitando el acuamiento y ejerciendo una presin uniformesobre el tambor. En un sentido de giro las dos zapatas actuaran como zapatas primarias y en el otro sentido comozapatas secundarias.

Freno de tambor Duo-servoEst constituido por dos zapatas primarias en serie, con lo cual se aumenta el efecto de autobloqueo. En este freno, unazapata empuja a la otra mediante una biela de acoplamiento. Es un freno altamente eficaz, pero muy sensible a lasvariaciones del coeficiente de rozamiento. Se consiguen esfuerzos mas elevados de frenado y las zapatas ejercen encada sentido de giro igual esfuerzo. Este tipo de freno se emplea mucho en frenos americanos.


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Bombines o cilindros de freno de tamborEstos elementos son los encargados de efectuar el desplazamiento lateral de las zapatas para el frenado del tambor.Segn la finalidad que tienen que cumplir y la clase de freno empleado, se construyen tres tipos principales de bombines:

y Bombn de doble pistn: esta formado por un cilindro (1) con los taladros (8) de amarre al plato portafrenos. Ensu interior van alojados los pistones (2) en oposicin, sobre los que van roscados los tornillos (3) para el apoyode las zapatas. Las cazoletas de goma (4) hacen de retn para mantener estanco el interior del cilindro y lospistones se mantienen separados por la accin del muelle (5) centrado sobre las dos cazoletas retn (4).Por el orificio (A), donde se rosca el latiguillo de freno, tiene lugar la entrada de liquido a presin procedente de

las canalizaciones del circuito; en el orificio (B) se monta el purgador (6) que sirve para extraer el aire de lascanalizaciones. El conjunto va cerrado con los guardapolvos (7), que evitan la entrada de polvo y suciedad alinterior del cilindro.

y Bombn de mbolo nico: su constitucin y funcionamiento es parecido al anterior, lleva un solo mbolo y seutiliza en los sistemas en que las dos zapatas son primarias.


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y Bombn de cilindros escalonado: tambin llamado "bombn diferencial" este modelo tiene dos pistones o mbolosde dimetros diferentes. El pistn mas pequeo empujara a la zapata primaria (la que mas frena) y el de masdimetro empujara a la zapata secundaria (la que menos frena).

Sistema de reglaje de los frenos de tamborEl desgaste que se produce en las frenadas como consecuencia del rozamiento de las zapatas contra el tambor, haceque aquellas queden cada vez mas separadas de este en posicin de reposo, lo que supone un mayor recorrido muertoen la accin de frenado y el envi de mayor cantidad de liquido desde la bomba. Para solucionar este problema existenunos sistemas de reglaje que pueden ser manuales o automticos.

Sistema de reglaje manual:

y Sistema Bendix: en este tipo de freno para aproximar las zapatas al tambor cuando se produce el desgaste delos ferodos, se dispone de un sistema mecnico de accionamiento manual, que consiste, en unas levasexcntricas sobre el plato de frenos que limitan el recorrido tope de las zapatas hacia su posicin de retroceso.Las excntricas forman cuerpo con un eje, cuyo extremo posterior sobresale por la parte trasera del plato de

freno, resultando as accesible aun con las rueda montada, lo cual supone que la operacin de reglaje pueda serefectuada sin necesidad de desmontar ningn componente.


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y Sistema Girling: en este tipo de freno el reglaje se efecta sobre el mismo bombn, actuando desde el exteriordel plato de freno sobre la corona dentada del mbolo y tornillo ajustador, o sobre el mecanismo ajustadorsituado en el soporte inferior de apoyo de las zapatas cuyo despiece puede verse en la figura.

Sistemas de reglaje automticoEn la actualidad y desde hace bastantes aos la mayor parte de los vehculos disponen de un sistema de reglajeautomtico para sus frenos de tambor. Existen tres tipos de sistemas de reglaje automtico: el sistema Bendix, el LucasGirling y el Teves.

Sistema BendixEsta constituido por una palanca (1), articulada en la parte superior de la zapata primaria, que su extremo inferior estaprovista de muescas en forma de diente de sierra, con las cuales engrana el trinquete (w), empujado por el muelle (3) yacoplada a la primaria en la ventana (7) de la palanca (1). Ambas zapatas se mantienen en posicin de reposo por la

accin del muelle (6). La holgura de montaje (H

) determina el juego ideal entre zapata y tambor.


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FuncionamientoAl frenar, cuando el juego entre zapatas y tambor es superior al juego (H): las zapatas se separan, la zapata secundariamueve la bieleta, y mueve tambin la palanca (1) (despus de recorrer el juego H). La palanca se desplaza y pasa unnmero de dientes sobre el trinquete (2) correspondientes al juego a aproximar.

Al desfrenar, la palanca no puede regresar por el trinquete dentado. El muelle hace que las zapatas hagan contactosobre la bieleta por accin de la palanca y de la palanca del freno de mano. El juego determina entonces el juego idealentre zapatas y tambor.

Sistema GirlingEste sistema hace variar la longitud de una biela situada entre las dos zapatas, primaria y secundaria. Esta constituidopor una bieleta de longitud variable, merced a una rueda moleteada que hace tope entre las dos mitades que la forman,que encajan una en el interior de la otra, sin roscar. La bieleta apoya por un extremo en la zapata secundaria y por el otroen la palanca y zapata primaria conjuntamente. En los dientes de la rueda moleteada encaja la punta de la leva, que searticula en la zapata secundaria, fijandose a ella tambin mediante un muelle.


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FuncionamientoAl frenar, las zapatas se separan y liberan as la bieleta. La palanca pivota sobre su eje bajo la accin del muelle y hacegirar la rueda del empujador con el dedo: la bieleta se alarga. Si la aproximacin es buena (separacin pequea), elesfuerzo ejercido por el resorte es insuficiente para mover la rueda y la longitud de la biela no cambia.

Al desfrenar, las zapatas retornan, la palanca vuelve a su posicin inicial, su dedo pasa hacia delante de los dientes de larueda sin moverla. El alargamiento de la biela ha permitido reducir el juego entre zapatas y tambor.


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Sistema TevesEl principio de funcionamiento es el mismo que los sistemas anteriores, por lo que no vamos a explicarlo.

Frenos de discoEste tipo de freno adoptado en la mayoria de los vehculos de turismo, tiene la ventaja sobre el freno de tambor de quesu accin se frenado es mas enrgica, obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado que se traduce en una menordistancia de parada. Ello es debido a que elementos de friccin van montados al aire, al disponer de una mejorrefrigeracin, la absorcin de energa y transformacin en calor se puede realizar ms rapidamente.

Otra de las ventajas de estos frenos es que en ellos no aparece el fenmeno de "fading" que suele presentarse en losfrenos de tambor. Este efecto se produce cuando por un frenado enrgico o frenados sucesivos, el tambor no tienetiempo de avacuar el calor absorbido en la transformacin de energa. En estas condiciones, el tambor se dilata alejandola superficie de adherencia del contacto con las zapatas, quedando momentaneamente el vehculo sin frenos.En los frenos de disco al mejorar la evacuacin del calor no existe calentamiento crtico y por tanto dilatacin, pero en

caso de haberla el disco se aproximaria ms a las pastillas de freno, lo cual favoreceria la presin y efecto de frenado.

ConstitucinEl freno de disco esta formado por un disco que se une al buje de la rueda o forma parte de l, girando con la rueda yconstituyendo el elemento mvil de frenado. Sobre este disco, abarcando aproximadamente la quinta parte de lasuperficie del mismo, va montada una mordaza sujeta al puente o mangueta en cuyo interior se forman los cilindros porlos que se desplazan los pistones. A estos pistones se unen las pastillas de freno de un material similar a los ferodos delas zapatas utilizadas en los frenos de tambor.


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Por el interior de la mordaza (2) van situados los conductos por donde se comunica el liquido de freno a los cilindros (3),acoplando en (A) el latiguillo de freno y en (B) el purgador. El liquido a presin, procedente del circuito de frenos y queentra por (A), desplaza a los pistones (4) hacia el interior, aplicando las pastillas de freno (5) sobre el disco (1), lascuales, por friccin, detienen el giro del mismo.

Sistemas de mordazas o pinza de frenoSegn el sistema empleado para la sujeccin de la mordaza o pinza, los frenos de disco se clasifican en:

Freno de pinza fijaTambien llamada de doble accin, la mordaza va sujeta de forma que permanece fija en el frenado. La accin de frenadose realiza por medio de dos o cuatro pistones de doble accin, desplazables, que se ajustan a caja una de las caras deldisco.

En este tipo de pinzas, cada pistn se encuentra en cada mitad de la mordaza. Durante el proceso de frenado, acta unapresin hidrulica sobre los dos pistones y cada pistn aprieta la pastilla contra el disco.Los frenos de pinza fija contra el disco de freno son muy slidos, por lo que se emplea en vehculos rpidos y pesados.


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Freno de pinza oscilanteEn este tipo de freno la mordaza o pinza (1) se halla sujeta con un perno (2) que sirve de eje de giro. Al aplicar presin alliquido para accionar el pistn (3) se ejerce una presin igual y opuesta sobre el extremo cerrado del cilindro. Esto obligaa la mordaza a desplazarse en direccin opuesta a la del movimiento del pistn, ya que describe un pequeo giroalrededor del perno, con lo cual la mordaza empuja a la otra pastilla (4) contra el disco (5) quedando aprisionada entrelas pastillas (4) y (6).

Freno de pinza flotanteTambien llamado de reaccin, el freno de disco de pinza flotante slo utiliza un pistn, que cuando se acciona aprieta lapastilla de freno correspondiente contra el disco de freno. La fuerza con la que el pistn aprieta la pastilla contra el discogenera una fuerza opuesta o de reaccin. Esa fuerza opuesta desplaza la pinza de freno y aplica la otra pastilla contra eldisco.Si en el eje trasero se monta un sistema pinza flotante, ste se puede utilizar tambin como freno de estacionamiento(freno de mano) por activacin mecnica.

Dentro de los frenos de pinza mvil podemos encontrar:

y Bastidor flotantey Pinza flotante

Bastidor flotante: esta formado por un bastidor flotante (2) que se monta sobre un soporte (1) unido al portamangueta. Elbastidor flotante se fija sobre el soporte (1) mediante chavetas (6) y muelles (3), de manera que pueda deslizarse


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lateralmente en la accin de frenado. En el bastidor flotante (2) esta labrado el unico cilindro, contra cuyo pistn (8) seacopla la pastilla (5), mientras que la otra se aloja en el lado opuesto del disco.

El pistn est provisto de un anillo obturador (7), que realiza estanqueidad necesaria. El guardapolvos (9) impide laentrada de suciedad en el cilindro. En la accin de frenado, el pistn es desplazado hacia afuera del cilindro aplicando ala pastilla de ese lado contra el disco, mientras la pinza se desliza sobre el soporte en sentido contrario, aplicando la otrapastilla contra la cara contraria del disco, consiguiendose con esta accin de frenado del mismo.

Pinza flotanteEste es el sistema de frenado de disco mas utilizado actualmente, debido a las ventajas que presenta con respecto alsistemas de freno anterior. Estas ventajas se traduce en una menor friccin de la pinza en su deslizamiento, que supone


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un accionamiento mas silencioso y equilibrado, que adems atena el desgaste de las pastillas y lo reparte masuniformemente.Este sistema esta constituido por la pinza de frenos (1), la cual esta acoplada al portapinza (2) en las guas (3) fijadas porunos tornillos y protegidas de la suciedad por los guardapolvos (5). El portapinza, a su vez, va fijado al portamanguetapor medio de otros tornillos.

Cuando la presin del liquido enviado por la bomba de frenos produce el desplazamiento del pistn (7) en el interior de lapinza (3), la pastilla de freno (4) se aplica contra el disco (5), mientras que la pinza es desplazada en sentido contrarioaplicando la otra pastilla tambin contra el disco, produciendose la accin de frenado. El movimiento de la pinza esposible gracias al montaje deslizante en los tornillos gua (2), que le permiten un cierto recorrido axial, equilibrando losesfuerzos en ambas caras del disco.

Sistema de reglajeUna vez cesa el esfuerzo de frenado, las placas de friccion (pastillas), debido al efecto producido por el pequeo alabeoen la rotacin del disco, tienden a separarse de l y el pistn retrocede una distancia tal que permite mantener undeterminado juego entre el disco y las pastillas.


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El reglaje o aproximacin de las pastillas de freno al disco se realiza en este sistema de frenos de una forma automtica,empleando para ello mecanismos de accin simple situados en el interior del cilindro. Entre los sistemas principales deregulacin empleados en la actualidad destacan los siguientes:

y Regulacin con junta de hermetismo.y Regulacin mediante perno y manguito roscado.

Regulacin con junta de hermetismoEl sistema consiste en colocar un anillo obturador elstico (1) a base de un retn en una garganta (2) situada en el

interior del cilindro (figura inferior).Cuando se ejerce la accin de frenado, la presin del lquido que entra por el conducto (3) acta sobre la cara frontal delanillo obturador (1) y del pistn (4) haciendo desplazar a ste y produciendo una deformacin lateral en el anillo en elsentido de desplazamiento. Al soltar el pedal de freno, retrocede el lquido de freno por el conducto (3) y el anilloobturador (1), que habia sido deformada, vuelve por elasticidad a su posicin de reposo, empujando al pistn (4) haciaatrs en un recorrido proporcional a la deformacin efectuada. De esta forma queda compensado el desgaste de laspastillas, dejando la holgura normal de funcionamiento por aproximacin automtica de reglaje.

Regulacin mediante perno y manguito roscadoEste sistema, adems del retn o anillo obturador (6) de hermetismo, lleva por el interior del pistn (7), que es hueco unperno (1) roscado al manguito (2) que se apoya a travs de un rodamiento del bolas (3) sobre la chapa (5) solidaria alpistn. Entre el manguito (2) y el pistn va situado el muelle (4) con sus espiras dispuestas en sentido de avance delmanguito.

Al desplazarse el pistn (7) por efecto de la presin del lquido de frenado, realiza una carrera igual al juego existenteentre la pastilla y el disco. Como consecuencia de ello el retn se deforma proporcionalmente al desplazamiento delmbolo. Cuando cesa el esfuerzo, el retn recupera la posicin de reposo produciendo, como en el caso anterior, elretroceso del pistn.


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Cuando el juego entre el disco y las pastillas, a causa del desgaste es excesivo, el mbolo tiene que avanzar ms en surecorrido para efectuar el frenado, obligando con ello al manguito a girar sobre el perno de roscado. Esta rotacin se

produce por efecto del muelle que, al estar dispuesto en sentido de avance, aumenta su dimetro interno liberando almanguito de su posicin de bloqueo con el pistn.Al cesar la accin de frenado, el pistn solo retrocede por efecto del retn la carrera que le permite el castillo, ya que, alhacer tope con el mismo, queda bloqueado por el muelle que ha recobrado su dimetro primitivo.

En la figura inferior podemos ver un sistema de regulacin automtico con perno y manguito roscado utilizado en unfreno de disco para las ruedas traseras. Este freno de disco tambien esta preparado para ser accionado con el freno demano mediante la palanca acodada (3) y la gua de cable (1).


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En los sistemas de disco, vistos hasta ahora, las pastillas de freno se montan sobre las pinzas de freno de formasimetrica sobre el disco de freno; sin embargo, actualmente se tiende a montar las pastillas de forma asimetrica, como semuestra en la figura inferior. Ambas pastillas estan decaladas sobre el disco siguiendo el giro de ste. La ventajafundamental de este montaje estriba en que con ella disminuyen la vibraciones que pueden producirse en la frenada,debidas a los posibles alabeos del disco.


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En los vehculos de altas prestaciones se suelen utilizar frenos de disco de 4 pistones con mordaza fija. Estos pistonespueden empujar una sola pastilla por cada lado del disco de freno, o tambin se puede dividir la pastilla en dos partes porlo que cada pistn empuja una pastilla. Con esto se consigue una cierta distancia entre pastillas, creandose asi un

espacio que mejora la evacuacion del calor generado en la frenada. Para una misma superficie de rozamientocomparativamente con las pastillas convencionales, este sistema presenta la ventaja principal de que las temperaturasde funcionamiento son menores, al tiempo que disminuyen tambin los ruidos y vibraciones producidos en la accin defrenado. Por otra parte, puede aumentarse la superficiede friccin y, con ello, la eficacia de frenado.

Disco de frenoEl material para fabricar los discos de freno es la fundicin gris nodular de grafito laminar, ya que garantiza unaestabilidad de las prestaciones durante el periodo de vida de los discos. El disco puede ser macizo o con huecos(autoventilado), por donde circula el aire en forma de ventilador centrfugo


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Los discos de freno pueden ser:

y Clasicos (macizos)y Ventiladosy Taladrados o perforadosy Estriadosy cermicos

Discos clasicos o macizos

Estos discos poseen una superficie de friccion solida y lisa, no poseen ningun tipo de ventilacion y son muy propensos aacumular calor, suciedad y tienden a cristalizar las pastillas. Tienen la ventaja de ser economicos de fabricar y comodesventaja es que tienden a recalentarse impidiendo una frenada efectiva y a cristalizar las pastillas. Se doblan bajo elestres continuo.

Discos ventiladosLos discos ventilados son como si se juntasen dos discos, pero dejando una separacin entre ellos, de modo que circuleaire a traves de ellos, del centro hacia afuera, debido a la fuerza centripeta. Con ello se consigue un mayor flujo de airesobre los discos y por lo tanto mas evacuacin de calor.

Discos perforadosLos discos perforados aumentan la superficie del disco con las perforaciones y ademas llevan aire fresco a la pastilla delfreno. Una perforacin es como un pequeo tunel, las paredes del tunel seria el aumento de superficie capaz de disiparcalor, ademas de cuando la perforacin llega a la zona de las pastillas, llega con aire fresco que las refresca evitando elcalentamiento en exceso.


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Normalmente se usan discos ventilados en vehiculos de serie de media potencia. Para altas potencias se utilizan losperforados.

Discos estriadosEstos discos se podrian clasificar dentro de los "perforados" ya que la finalidad del estriado o rayado es mejorar larefrigeracin de los mismos. El estriado tiene la funcion principal de remover el aire caliente y de limpiar la pastilla depolvo y crear una superficie idonea para el frenado, con la unica desventaja que desgasta mas rapido la pastilla en pro deuna mejor y mas efectiva frenada.

Discos ceramicosLos discos de frenos Carbo-Ceramicos, tienen sus origenes en la industria de la aviacion, mas tarde a principio de ladecada de los 80 se utilizaron en las competicines de F1, actualmente algunos automoviles muy exclusivos y de altasprestaciones tambien los utilizan como el Porche 911 Turbo.Estan hechos de compuesto de Carbono en una base Ceramica para darle la resistencia tan alta a las temperaturas queestos operan..Los discos son de color negro (por el carbono) y ceramica como compuesto base, por eso a medida que se desgastan sedesprende un polvo negro. Las pastillas que usan estos discos son tambien de carbo-ceramica o de carbono.La principal ventaja de estos frenos es su bajisimo peso, su altisimo poder de frenado por la alta friccion y su gran poderestructural que evita roturas grietas y fallas a altisimas temperaturas. Pueden detener un vehiculo de 320 Kms/h a 0 enmenos de 30 metrosSu desventaja es su alto precio.

Pastillas de frenoPara cumplir con la normativa vigente de la fabricacin de vehculos, la composicin de las pastillas cambia dependiendo

de cada fabricante. Aproximadamente 250 materiales diferentes son utilizados, y pastillas de calidad utilizan entre 16 a18 componentes.

Ejemplo de composicin:

y 20% aglomerantes: Resina fenlica, cauchoy 10% metales: Lana de acero, virutas de cobre, virutas de zinc, virutas de latn, polvo de aluminio y 10% fibras: Fibras de carbn, fibras orgnicas, lana mineral, fibras qumicasy 25% material de relleno: xido de aluminio, xido de hierro, sulfato sdico


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y 35% deslizantes: Grafito, sulfuro de cobre, sulfuro de antimonio

Freno de manoEste sistema de freno, conocido tambin como freno de estacionamiento, acta mecnicamente sobre las ruedastraseras del vehculo por medio de un sistema de varillas o cables accionados por una palanca situada en el interior de lacarrocera al alcance del conductor. La palanca amplifica la presin de frenado y el cable compensa o equilibra lasdiferencias de movimiento de las varillas. Por otra parte pueden originarse presiones desiguales de frenado; paracorregirlas se instalan dispositivos especiales equilibradores, los cuales actan de forma automtica, o bien por ajustemanual.

ConstitucinEn la figura inferior se puede ver el despiece de un freno de mano clsico, en el que puede verse la palanca de mando(1), situada entre los asientos delanteros del vehculo, a la que se une la varilla de tiro (5), en el otro extremo de la varillase une la pieza derivadora (6), que se sujeta con las tuercas de reglaje (7). De esta pieza parten los cables con funda (8),que van a cada una de las ruedas, uniendose a la palanca de accionamiento (9), que acciona las zapatas, aplicandolascontra el tambor. Por el interior de la palanca de mando pasa la varilla (3), que acciona una ua que enclava el trinquete(4).

FuncionamientoAl girar la palanca (1) hacia arriba para accionar los frenos, la ueta del trinquete (4) se desliza la lo largo de los dientesdel sector, quedndose fija en la posicin deseada e impidiendo que la palanca se baje. Este desplazamiento de la


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palanca al girar sobre su eje accionando la varilla (3) y los cables (8) que accionan los dispositivos de frenado en losplatos portafrenos o mordazas.Para desconectar el freno de mano basta con pulsar sobre el botn de desenclavamiento (2) que acciona la varilla (3)soltando la ueta del trinquete por lo que permite el giro angular de la palanca (1) hacia abajo, desconectando la fuerzade tiro sobre los elementos de frenado.

Mecanismos de accionamiento de los frenos de manoLa fuerza de traccin del cable no acta directamente sobre las zapatas o las pastillas de los frenos sino que lo hace pormedio de unas palancas de accionamiento (9) que transmiten, a su vez, el esfuerzo a las dos zapatas o pastillasmediante varillas de presin.


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Aunque no es lo habitual hay vehculos donde el mando del freno de estacionamiento se hace por medio de un pedal,situado en el piso del vehculo, a la izquierda del pedal del embrague, en una zona alejada donde no se pueda activar demanera indeseada. Este sistema se utiliza en combinacin de un freno de disco que a su vez tiene acoplado un pequeotambor con sus zapatas correspondientes que funcionaran solo cuando se acciona el freno de mano.En el pedal de freno de estacionamiento se dispone de un sector dentado y un trinquete, de manera que deje enclavadoel pedal cuando se acciona este freno. El desenclavamiento del mismo se logra mediante un "tirador" ubicado debajo deltablero de instrumentos.

Circuitos de frenos, sistemas de mando de frenos y compensadores de frenado

Circuitos de frenosSegn la reglamentacin vigente todo vehculo necesita llevar acoplados dos sistemas de frenado independientes; unode ellos, el circuito principal de servicio debe ser capaz de detener el vehiculo en movimiento a voluntad del conductor yotro circuito, auxiliar, que se emplea para bloquear las ruedas cuando el vehculo esta estacionado.


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Circuito principal de frenosEl circuito principal es accionado por un mando de pedal situado en el interior del habitaculo que transmite la fuerzaaplicada por el conductor a los elementos de frenado de las ruedas. La transmisin de esfuerzos se realiza a travs deun circuito hidrulico o neumtico, aprovechando la energa transmitida por estos fluidos a travs de un sistemamultiplicador de esfuerzos, para que llegue a las ruedas con la fuerza necesaria para detener el vehculo.

Circuito auxiliar de frenosEl circuito auxiliar consiste en un mecanismo de freno mecnico, llamado freno de mano, accionado desde el interior delvehculo de forma que, una vez fijado el mando, las ruedas queden bloqueadas para evitar el deslizamiento.Este mecanismo se aplica generalmente a las ruedas traseras.

Freno complementario de asistenciaEn vehculos pesados de gran tonelaje suele instalarse un tercer freno de asistencia, cuya misin es colaborar y actuarconjuntamente con el circuito principal para evitar determinados momentos que, por el continuo uso, los frenos pierdanefectividad, precisamente cuando ms se necesitan.Entre ellos hay que destacar el freno elctrico aplicado a la transmisin del vehculo, el cual entra en funcionamiento avoluntad del conductor por medio de un mando situado a su alcance en el volante o tablero de mandos. Elfuncionamiento de este freno evita el continuo uso a que se veria obligado el circuito principal, evitando por tanto eldesgaste excesivo de ferodos que producirian una disminucin en la eficacia de frenado

Centrandonos en el circuito principal de frenos podemos distinguir diferentes configuraciones. Las disposiciones legalesexigen una instalacin de frenos principal con dos circuitos.Segn la normativa "DIN 74000" hay cinco posibilidades de configurar los circuitos de frenos en un vehculo. Los circuitosde freno se distinguen a este fin mediante letras: denominandose las distribuciones en: II, X, HI, LL y HHLa forma de las letras se asemeja aproximadamente a la disposicin de las tuberias de freno entre el cilindro principal ylos frenos de rueda.De estas cinco posibilidades de distribuir los circuito de freno, las que mas se utilizan son la II y la X, que requieren unempleo mnimo de tuberas rgidas, tubos flexibles, empalmes separables y juntas estaticas o dinmicas. Por eso elriesgo de un fallo a causa de fugas es tan bajo en cada uno de sus dos circuitos de freno como en un sistema de frenode un circuito. En caso de fallar un circuito de freno a consecuencia de sobrecarga trmica de un freno de rueda, sonparticularmente crticas las distribuciones HI, LL y HH, puesto que un fallo de ambos circuitos de freno en una ruedapuede causar el fallo total del freno.


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Para cumplir las disposiciones legales relativas al efecto del freno auxiliar, los vehculos con carga predominantementesobre la parte frontal se equipan con la distribucin X. La distribucin II es apropiada especialmente para turismos concarga sobre la parte trasera.

y Distribucin "II"Distribucin eje delantero/eje trasero: un circuito de freno (1) acta en el eje delantero y el otro circuito (2) actaen el eje trasero.

y Distribucin "X"Distribucin diagonal: cada circuito de freno acta en una rueda delantera y en la rueda trasera diagonalmenteopuesta

y Distribucin "HI"Distribucin ejes delantero y trasero/eje delantero: un circuito de freno acta en los ejes delanteros y trasero, elotro slo en el eje delantero.

y Distribucin "LL"Distribucin eje delantero y rueda trasera/eje delantero y rueda trasera. Cada circuito de freno acta en el ejedelantero y en una rueda trasera.

y Distribucin "HH"

Distribucin ejes delantero y trasero/ejes delantero y trasero. Cada circuito de freno acta en el eje delantero yen el eje trasero.


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Sistema de mando de frenosModos de funcionar del sistema de frenoSi un sistema de freno se acciona por completo o parcialmente por la fuerza muscular del conductor o absolutamente sinsta, podemos distinguir entre tres modalidades:

y Sistema de freno por fuerza musculary Sistema de freno por fuerza auxiliary Sistema de freno por fuerza ajena

Sistema de freno por fuerza muscularEn este sistema de freno utilizado en turismos y motocicletas, la fuerza muscular aplicada al pedal de freno o a lapalanca de freno de mano se transmite mecnicamente (por varillaje o cable de accionamiento) o de modo hidrulico alos frenos de rueda. La energa para generar la fuerza de frenado procede exclusivamente de la fuerza fsica delconductor

Sistema de freno por fuerza auxiliarEste sistema es el mas utilizado actualmente en automviles y vehculos industriales ligeros. Se incrementa la fuerzamuscular del conductor mediante la fuerza auxiliar de un servofreno. La fuerza muscular amplificada se transmitehidrulicamente a los frenos de rueda.

Sistema de freno por fuerza ajenaEl sistema de freno por fuerza ajena utilizado generalmente en vehculos industriales se emplea aisladamente enturismos grandes con ABS integrado.El freno de servicio de este sistema es accionado exclusivamente por fuerza ajena.El sistema trabaja con energa hidrulica (se basa en la presin de un liquido) y con transmisin hidrulica. El liquido defreno se almacena en acumuladores de energa (acumuladores hidrulicos).Una bomba hidrulica genera la presin hidrulica, que en el acumulador de energa se encuentra continuamente enequilibrio con la presin del gas. Un regulador de presin conmuta la bomba hidrulica a marcha en vaco tan prontocomo se alcanza la presin mxima.Por ser el liquido de freno prcticamente incomprensible, pequeas cantidades de liquido de freno pueden transmitir altaspresiones de frenado.

En los automviles antiguos el sistema de mando de los frenos era exclusivamente mecnico. Sus grandesinconvenientes (lentitud en la transmisin de esfuerzos, complejidad de los mecanismos, elevados esfuerzos, dificultadde reglaje y equilibrado y frecuentes averas) ocasionaron su desaparicin hace bastantes aos. Sin embargo, se siguenempleando en los sistemas de mando de los frenos de mano o tambin llamado freno de estacionamiento.El sistema de mando hidrulico es el que se emplea desde hace ya bastantes aos en todos los automviles.El sistema de mando hidrulico se fundamenta en el hecho de que los lquidos son prcticamente incomprensibles y quesegn el principio de Pascal, la presin ejercida sobre un punto cualquiera de una masa liquida se transmitentegramente en todas direcciones.En la figura inferior se ve la disposicin elemental de un sistema hidrulico de frenos, constituido por un cilindro maestroo principal que genera una presin sobre el liquido que se transmite a travs del circuito hacia un cilindro receptor oesclavo, que mueve mediante un pistn unas zapatas que son empujadas contra el tambor.


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Cuando el conductor pisa el pedal de freno, se empuja el embolo del cilindro maestro, el cual comprime y desplaza elliquido por la canalizacin hasta el cilindro de rueda, en donde se produce el desplazamiento de sus mbolos para aplicarlas zapatas contra el tambor. Una vez logrado esto, todo esfuerzo posterior del conductor sobre el pedal de freno setraduce en un aumento de presin en el circuito hidrulico, que aplica a las zapatas contra el tambor con mayor fuerza.

Elementos principales de un sistema de accionamiento hidrulico de frenos:

y Depsito de lquido de frenosy Cilndro principal o bombay Conmutador de la luz de frenoy Tuberas de conduccin de lquidosy Lquido de frenosy Cilindros o bombines de frenoy Pedal de freno y sus articulacionesy Servofreno

Cilindro principal o bomba de frenosEste elemento es uno de los principales del sistema de freno hidrulico, ya que es el encargado de generar la presinque debe actuar sobre los pistones y bombines de freno.La bomba de freno esta constituida por un cilindro (1), con los orificios de entrada y salida de liquido, dentro del cual sedesplaza un pistn (2), con un retn (3) que hace estanco el interior del cilindro, empujado por el vstago (4) de unin alpedal de freno. Por delante del pistn va montada la copela (5), el muelle (6) que mantiene el pistn en su posicin dereposo y la vlvula (7) que regula la presin de salida del lquido. El conjunto va cerrado con una arandela y fiadorelstico (10) que impiden que el pistn salga fuera del conjunto.El vstago (4) puede ser accionado directamente por el pedal de freno (como en la figura inferior) o por un servofreno, silo lleva instalando el sistema.El depsito del lquido de frenos puede estar separado del cilindro principal o puede formar un solo cuerpo con el. Eldepsito suele llevar unas marcas de referencia que indican el nivel mximo y mnimo del liquido. En el tapn de llenadohay una vlvula pequea o simplemente un orificio, que permite la comunicacin con el exterior para que la presin en suinterior sea siempre la atmosfrica.


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Funcionamiento de un cilindro principal de un solo pistnEn su posicin de reposo el pistn est desplazado hacia la izquierda por la accin del muelle y el interior del recinto estalleno de liquido procedente del depsito, que entra por (A) hacia las cmaras (B) y (C).

Al pisar el pedal de freno la palanca desplaza la varilla (4) que, a su vez, empuja el pistn (2) hacia delante,comprimiendo el lquido en la cmara (C) y saliendo a presin por los orificios de la vlvula (7) hacia las conducciones(D) que envan el liquido a los bombines y ejerciendo presin en (E) para efectuar el cierre del interruptor de la luz defreno.Si se levanta el pie del pedal el pistn (2) vuelve a su posicin inicial por la accin del muelle (6) y el interior del cilindro(C) se llena con el lquido que esta en las canalizaciones debido al vaco que hace el pistn en su retroceso.

Si el liquido de las conducciones no vuelve a la bomba, con suficiente rapidez o en la cantidad debida, el vaco internohace que la guarnicin (5) doble a su bordes hacia el interior, permitiendo que pase lquido desde la cmara (B), a travsde los orificios del pistn, llenando as el vaco interno. De esta forma, aunque haya perdidas de lquido en lascanalizaciones, se compensa en la misma bomba.El orificio de llenado sirve tambin para compensar la dilatacin del lquido, cuando se calientan los frenos, retornandopor l al depsito.

Funcionamiento de un cilindro principal con doble pistn (bomba tndem)Para solucionar el inconveniente de las fugas de liquido en el circuito de frenos que puedan inutilizar el sistema defrenos, se idearon los circuito de freno independientes, consistentes generalmente en dos circuitos hidrulicosindependientes, que accionan por separado los frenos delanteros y los traseros. Si hay una fuga en uno de los circuitosel otro sigue funcionando. Tambin se pueden disponer los circuitos de frenos en forma de "X" (rueda delantera izquierdacon rueda trasera derecha y el otro circuito con las otras dos).


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En cualquiera de los casos, para disponer de doble circuito independiente de frenos, es necesaria una bomba doble otndem, consistente en un cilindro en el que se alojan los pistones (7) y (9), de los que este ltimo, llamado primario, esaccionado directamente por el pedal de freno, mientras que el secundario (7) o es por la accin del muelle (8) y la presingenerada en la cmara (3). La interconexin de ambos pistones se realiza por el pulsador deslizante (13), que a partir deuna determinada posicin de recorrido del pistn primario hace tope y obliga a desplazarse simultneamente al pistnsecundario. La posicin de reposo se establece en el pistn secundario (7) por medio del tornillo tope (10), y en elprimario (9) por la fijacin trasera (14), similar a la de una bomba convencional.

Por las canalizaciones (2) y (4) llega el liquido a los cuerpos de bomba (1) y (3) desde el depsito de lquido de frenos, yde estos cuerpos salen las canalizaciones (12) para las ruedas delanteras y (11) para las traseras, o bien para los doscircuitos conectados en cualquiera otra posicin de las citadas.

Cuando el conductor pisa el pedal de freno, el pistn (9) se desplaza a la izquierda, comprimiendo el lquido en el cuerpo

de la bomba (3). La presin obtenida se transmite a las ruedas delanteras por (12) y, al mismo tiempo, empuja el pistn(7) hacia la izquierda, el cual comprime el lquido del cuerpo de bomba (1), obteniendose en l una presin que se aplicaa las ruedas traseras por (11).


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Como puede verse en el esquema, esta doble bomba equivale a dos simples, pues cada cuerpo tiene su propio pistn,copelas, muelle, orificio compensador, etc., como una bomba simple; pero presenta la ventaja de que si hay fugas en unode los circuitos, el otro sigue funcionando. Si la fuga se produce en el circuito para las ruedas delanteras, aunque sedesplace el pistn (9) no se crea presin en el cuerpo de la bomba (3) y, por tanto, los frenos delanteros no actan; peroel pistn (7) es empujado en principio por el muelle (8) y, posteriormente, cuando el pistn (9) en su desplazamiento hacetope con l, lo desplaza un poco mas creando presin en el cuerpo de la bomba (1), la cual se transmite a los frenos

traseros. Si la fuga ocurriese en este circuito, el desplazamiento del pistn (9) creara presin en la cmara primaria (3),que se transmitira a los frenos delanteros, mientras que esta misma presin empujara al pistn (7) hasta el final de surecorrido (pues no hay oposicin por existir fuga), sin que se creara presin en el cuerpo de bomba (1), por lo cual noactuaran los frenos traseros.Dado que las bombas tndem se disponen dos cmaras de presin independiente, el pistn secundario (7) esta provistode dos guarniciones de estanqueidad (5) orientadas en sentido contrario una de la otra. La primera asegura laestanqueidad de la cmara de compensacin secundaria (por detrs de la copela principal) mientras que la segundagarantiza la estanqueidad de la cmara primaria de presin (3).

En algunos modelos de bomba, la salida de lquido para el mando de los frenos traseros esta provista de una "vlvula depresin residual", cuya misin es la de retener una pequea porcin de lquido en este circuito para dificultar las entradasde aire, como ya se ha explicado.

Correctores de frenadoDebido a que cuando se frena el vehculo parte del peso del mismo se transfiere al eje delantero, la fuerza de frenado nopuede ser la misma en el eje delantero que en el trasero. Aunque los cilindros receptores de presin en las ruedasdelanteras son mayores que en las traseras, esto significa que la fuerza de frenado es mayor en las ruedas que tienen elcilindro de frenado con dimetro mas grande. Aun as se hace necesario la utilizacin de un mecanismo (corrector defrenado) que corrija la presin de frenado en las ruedas traseras teniendo en cuenta distintos parmetros, como puedeser el peso que soportan teniendo en cuenta si el vehculo circula en vaco o con carga. Otro parmetro a tener en cuenta


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por el corrector de frenada es la deceleracin del vehculo en el momento de la frenada, que puede ser mas fuerte osuave dependiendo de la accin del conductor sobre el pedal de freno.

Para adecuar la reparticin de la fuerza de frenado a la carga, puede tomarse como referencia la variacin de la distancia

del eje trasero y la carrocera, o de sta al suelo, para modificar la presin mxima de frenado de las ruedas traseras.Otra forma de corregir la fuerza de frenado se hace teniendo en cuenta la deceleracin, esto se consigue mediante unmecanismo que acta de acuerdo con la inclinacin que toma el vehculo. Generalmente consiste en una bola que sedesplaza sobre un plano inclinado, cortando la presin aplicada a las ruedas traseras a partir de una determinadainclinacin del vehculo.

A pesar de la utilizacin de correctores de frenado, no se elimina los riesgos de bloqueo de las ruedas, que se producencuando la fuerza de frenado se hace superior a la adherencia de la calzada. Tampoco eliminan el riesgo de bloqueo queexiste por diferencia de adherencia entre las dos ruedas del mismo eje.

Los correctores de frenado se pueden clasificar en dos grandes grupos: los que actan solamente en funcin de lapresin de frenado (repartidores) y los que lo hacen adems en funcin de la carga (limitadores y compensadores).

Repartidor de simple efecto

Tiene la funcin de limitar la presin de frenado a un valor determinado en el eje trasero, haciendo que las variaciones depresin en la bomba de frenos solo afecten al eje delantero. Este sistema se aplica generalmente a los vehculos dondela reparticin de los pesos estticos y la altura del centro de gravedad varan poco con la carga. Consiste (figura inferior)en una vlvula (V) provista de un muelle (M), a la que llega por su parte inferior (E) la presin de la bomba de frenos,saliendo a cada una de las ruedas traseras por los conductos laterales (S). Cuando la presin en el circuito sube porencima del valor tarado del muelle, la vlvula se levanta obstruyendo las salidas para las ruedas, lo que no impide quesiga subiendo la presin en la bomba.De esta manera se consigue limitar la fuerza de frenado aplicada a las ruedas traseras, tal como muestra en la grfica dela figura inferior. El repartidor esta ubicado generalmente cerca del eje trasero y fijado a la carrocera del vehculo.


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Repartidor de doble efectoLa transferencia de peso del eje trasero al eje delantero durante la frenada, depende principalmente de la velocidad delvehculo y de la intensidad de la frenada. Dentro de estos parmetros se pueden diferenciar entre frenadas fuertes a granvelocidad y a escasa velocidad. En el ultimo caso, la adherencia de las ruedas traseras no tiene tanta importancia y se

puede aumentar la presin de frenada en este eje, aunque se nos pudieran llegar a bloquear las ruedas. Para conseguireste funcionamiento se utilizan estas vlvulas acopladas al circuito de frenos del eje trasero.

FuncionamientoEn posicin de reposo (figura inferior), el pistn primario (P) est aplicado contra su apoyo (M) por la accin del muelle(R), lo mismo que ocurre con el pistn secundario (Q) bajo el efecto del muelle (r), alojados ambos en el interior huecodel pistn primario (P), el cual est provisto de dos orificios laterales (t), mientras que el (Q) dispone de una hendiduratransversal (f), que establecen en conjunto un circuito hacia las ruedas en la posicin de reposo, en el cual el lquido pasadesde la entrada a travs de la hendidura (f) y los taladros (t) para llegar hasta la salida hacia las ruedas rodeando alpistn primario (P, entre ste y el cuerpo del repartidor), tal como indican las flechas.

Cuando la presin de envo de la bomba aplicada a la seccin (C) supera el valor de tarado del muelle (R), el pistnprimario (P) se desplaza haca arriba, mientras que el secundario (Q) se mantiene en equilibrio, por un lado por la presinejercida en su cara inferior y por otro por la fuerza del muelle (r) y la presin ejercida en su parte superior (la reinante enel circuito trasero de frenos). En estas condiciones, el pistn primario hace tope y asiento en (N) cortando el circuitodirecto anteriormente establecido (corte de presin).


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Si el conductor sigue ejerciendo fuerza sobre el pedal de freno (sobrepresin), dado que el pistn primario ha cortado lacomunicacin con el circuito de frenos trasero, la presin aumenta solamente sobre la parte inferior del pistn (Q) yllegado al limite del valor de tarado del muelle (r), el pistn secundario se desplaza hacia arriba en el interior del primario(P) comprimiendo el muelle antagonista. En cuanto al pistn (Q) se despega de su asiento en el fondo del pistn (P), sepermite una fuga de presin por el interior de ambos, para salir a la ruedas traseras, aumentado un poco la fuerza defrenado.Cuando cesa la accin del conductor sobre el pedal de freno, desaparece la presin en el circuito y ambos pistones,empujados por sus respectivos muelles, vuelven a su posicin de reposo.

Limitador de tarado variableEn cierto tipo de vehculos, hay que tener en cuenta la variacin de carga para mejorar la eficacia de frenado, como

ocurre en los que tienen el motor y traccin delantera, cuyo eje trasero apenas soporta peso en vaco y, sin embargo,cuando esta cargado soporta mas del 50% del peso total. En estos casos, las condiciones de frenado han variadofundamentalmente y resulta necesaria la utilizacin de un limitador capaz de variar la presin de corte para las ruedastraseras, en funcin del peso que sobre ellas descansa.El funcionamiento resulta similar al del "repartidor de simple efecto", con la salvedad de que la fuerza del muelleantagonista se har variar en funcin de la carga que transporta el vehculo. La palanca varia su posicin comparando ladistancia entre el eje y la altura de la carrocera. Cuanto mayor es la carga, mayor es la tensin sobre el muelleantagonista y por lo tanto la presin de frenado aumentara en las ruedas traseras.

Se obtienen de esta forma la curva representada en la grfica inferior, donde se muestra tres puntos (V) particulares delcorte de presin; pero en realidad existe un punto para cada valor de la carga.


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Compensador de frenadaSu funcionamiento es similar al del "repartidor de doble efecto", con la particularidad de que aqu el muelle antagonistano tiene un tarado fijo, sino que su tensin depende del peso que carga sobre el eje trasero.En la figura inferior se muestra la disposicin de un compensador de frenado, donde la fuerza antagonista estaencomendada al muelle (R), que tira de la palanca (L) a la que aplica contra el vstago del pistn (I), sometido a lapresin hidrulica de accionamiento de los frenos traseros. A su vez, esta fuerza es funcin del peso que carga sobre eleje trasero, puesto que la tensin del muelle viene determinada por al altura de la carrocera al suelo.

El compensador modula la presin aplicada al circuito trasero de frenos en funcin de la carga que acta sobre este eje yde la presin del circuito delantero, pues a partir de un determinado valor de sta la aplicacin al circuito trasero estlimitada a un valor proporcional al del circuito delantero.En la posicin de reposo de este mecanismo el muelle (R) tira de la palanca (L), que empuja al pistn sobre su tope (3)desplazando la vlvula (2) de su asiento (4), con lo cual se permite el paso de liquido hacia las ruedas traseras, comomuestra el detalle (1) de la figura.En el frenado, la presin de envo ejerce sobre la seccin del vstago (5) del pistn un esfuerzo opuesto a la fuerza (F)del muelle (R). Superado el valor de esta ltima, el pistn sube y la vlvula se cierra cortando la comunicacin con losbombines traseros, lo que constituye un limite de la presin de frenado aplicada.Si la presin enviada por la bomba sigue aumentando en la cmara superior (la del conducto A), se llega a un valormayor del que existe en la cmara inferior (la del conducto de salida B), con lo cual se somete al pistn a un esfuerzo delmismo sentido que el del muelle (R), debido a la diferencia de las secciones (5) y (6) del mismo. De esta manera seproduce un descenso del pistn, que abre nuevamente la vlvula, permitiendo una subida de la presin aplicada a lasruedas traseras. Este nuevo aumento de presin acta tambin sobre la seccin (5), obligando a subir otra vez al pistn,que corta nuevamente la comunicacin con los bombines traseros.

Este ciclo se repite indefinidamente para cada aumento de la presin de envo de la bomba, obteniendose as un grfico

de la presin de corte como el representado en la figura, donde cada punto (V) corresponde a la modificacin de lapresin aplicada a los frenos traseros, en funcin de la presin de envo y de la carga soportada por las ruedas traseras.Cuando cesa la presin de frenado, la cada de presin en la bomba de frenos hace retornar al pistn a su posicin dereposo, restableciendose la comunicacin con los frenos traseros, que permite el retorno del lquido a la bomba.


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En los vehculos que disponen un doble circuito de frenos en "X" se hace necesario un tipo de compensador especifico,que posee un diseo de cmara doble, cada una de las cuales dispone de sus propias lumbreras de entrada y salida delquido, para acomodar el sistema de frenos de circuitos independientes, funcionando ambos circuitos simultneamente,de manera similar a la descrita en el anterior modelo.

Compensador de frenada por inerciaEste tipo de compensador de frenado es bastante utilizado debido a su sencillez, su funcionamiento esta basado en ladeceleracin obtenida durante el frenado. Este tipo de compensador se fija al chasis del vehculo en una posicin biendeterminada, y en la cercana de la bomba de frenos.El dispositivo (figura inferior) lo constituye una vlvula de bola posicionada con un cierto ngulo (A) con respecto a lahorizontal. Cuando se acciona el freno, el lquido llega por (B), pasando a travs del difusor (C) y alrededor de la bola (D)hasta el conducto (F), alcanzando la salida (E) para los frenos traseros.


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A medida que se aplica mayor presin, la deceleracin aumenta de tal manera que la bola se desplaza a la izquierda apesar del ngulo de inclinacin de su alojamiento, que determina la deceleracin necesaria para que se produzca eldesplazamiento. En ese instante queda cerrado el conducto F.ste es el llamado punto de conexin, a partir del cual queda limitada en principio la presin aplicada a los frenostraseros, que est actuando sobre la seccin (G) del pistn, al mismo tiempo que el muelle antagonista.Si la presin enviada por la bomba continua aumentando, su aplicacin sobre la seccin (H) del pistn determina uninstante en que ste se desplaza hacia la izquierda, contra la accin de su muelle y la presin reinante en la cara

posterior. Con este movimiento se obtiene la apertura del conducto (F) y la presin de envo de la bomba se aplicanuevamente a los frenos traseros, hasta que se produce otra vez el cierre, motivado por el aumento de presin que actasobre la seccin (G) del mbolo, desplazandolo nuevamente a la derecha. Esta secuencia se repite en funcin de ladeceleracin obtenida y la fuerza de frenado aplicada.Cuando se deja de accionar el pedal de freno, cae la presin de envo de la bomba y la deceleracin del vehculodisminuye bruscamente, con lo que la bola (D) regresa a su posicin de reposo, permitiendo el retorno del lquido de losfrenos traseros a la bomba.En caso de avera del compensador, no se repara, se sustituye por otro.

ServofrenoEs el elemento que se utiliza para ayudar al conductor en la accin de frenado. La accin del servofreno se suma a lafuerza ejercida por el conductor sobre el pedal de freno, con el fin de mejorar la frenada. El servofreno se fueimplantando en todos los vehculos a medida que estos ganaban en peso y potencia.El servofreno funciona por medio del vaco generado en el colector de admisin del propio motor del vehculo. En losmotores otto este vaco es suficiente para el funcionamiento del servofreno, pero en los motores Diesel, la depresinreinante en el colector de admisin no es suficiente y se necesita de una bomba de vaco auxiliar.

En los automviles se utilizan principalmente dos tipos de servofreno: el "Hidrovac" que se instala entre la bomba defrenos y los cilindros receptores y el "Mastervac" que se instala entre el pedal de freno y la bomba. El Mastervac se tieneque ubicar teniendo en cuenta la situacin del pedal de freno, mientras que el Hidrovac se puede instalar en cualquiersitio del vano motor.Cualquiera que sea el tipo de servofreno utilizado, se tiene que garantizar que en caso de fallo de ste, el sistema defrenos tiene que seguir funcionando. En caso de avera del servo, los frenos son accionados nicamente por la fuerza delconductor sobre el pedal.


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Servofreno HidrovacEste servofreno tiene ventaja principal que puede ubicarse en cualquier parte del vehculo, ya que puede ser accionadohidrulicamente a distancia. Este conjunto esta constituido (figura inferior) por tres elementos bsicos de funcionamiento,formados por: un cilindro hidrulico, un cuerpo de vaco y una vlvula de control.

Cilindro hidrulicoEl cilindro hidrulico est formado por un cuerpo de bomba (1), que se comunica con la vlvula de control por el conducto

(23), y los orificios de entrada (5) y salida del lquido (6), procedente de la bomba principal de frenos, hacia lascanalizaciones de las ruedas. Por su interior se desplaza un mbolo (2) unido mecnicamente, por medio del vstago(10), al plato (8) situado en el cuerpo de vaco, que se mantienen en su posicin de reposo por medio del muelle (12)situado en la parte anterior del plato.

Cuerpo de vacoEl cuerpo de vaco, formado de chapa y cerrado hermticamente, lleva en su interior al plato (8) que hace de mbolo ysepara hermticamente las dos cmaras de vaco (A) y (B) por medio de la junta (7). Estas dos cmaras se comunicancon la toma de vaco a travs de la vlvula de control.

Vlvula de controlLa vlvula de control est formada por un cuerpo de vlvulas unido con tornillos a la tapa (11) del cuerpo de vaco. En suinterior se forman dos cmaras (C) y (D), separadas por una membrana elstica (15), que se comunican a travs de unavlvula (17) unida al pistn (16) accionado por el lquido de frenos. Ambas cmaras se comunican a su vez con la tomade vaco y con las cmaras formadas en el cuerpo de vaco. La vlvula (18) pone en comunicacin la parte superior delcuerpo de vlvulas con el aire exterior a travs de un filtro (21) y se mantiene cerrada en su posicin de reposo por laaccin del muelle (19).


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Funcionamiento

y Posicin de reposoEn su posicin de reposo (figura inferior) el plato (8) y el pistn (2) se encuentran situados, por la accin delmuelle (12), en la parte posterior del servofreno (parte derecha del dibujo), mientras que las cmaras anterior (A)y posterior (B) del cuerpo de vaco se encuentran sometidas a la depresin creada por el vaco interno en ellas.En esta posicin, el circuito hidrulico procedente de la bomba que llega al circuito hidrulico del servofreno,pasa por el interior del pistn (2) a travs de la vlvula (3), situada en l, y que permanece abierta por la presindel lquido a las canalizaciones de las ruedas. De esta forma, si se produce una avera en el servofreno o fallosen el circuito se vaco que impide el funcionamiento del mismo, el sistema hidrulico queda establecido a travsdel mbolo, funcionando, en este caso, como un sistema simple sin el servofreno.


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y Posicin de frenadoAl accionar los frenos (figura inferior) el liquido a presin, procedente de la bomba, entra por el orificio (5), pasapor el conducto (23) y acta sobre el mbolo (16) de la vlvula de control, que cierra la vlvula (17)incomunicando las dos cmaras de la vlvula (C) y (D). A su vez abre la vlvula de aire (18) pasando ste a lacmara posterior (B) del cuerpo de vaco, a travs del conducto (22), mientras que la cmara anterior (A) sigue

sometida al vaco.La depresin existente en la cmara anterior (A), ayudada por la presin atmosfrica, al entrar en la cmaraposterior (B), hace avanzar el plato (8) en el sentido indicado, desplaza el pistn (2) del cilindro hidrulico quecierra la vlvula e impulsa el liquido a presin hacia los bombines de las ruedas.Como se puede observar, sobre el mbolo del cilindro hidrulico actan la fuerza de empuje del servofreno y lapresin del lquido transmitido por la bomba, por lo que la presin total de salida del lquido hacia los bombinesde las ruedas es la suma de ambos efectos.

Presiones de frenadoEn la grfica inferior se pueden ver las curvas de presin de frenado; "con" o "sin" servofreno para una misma fuerzaejercida sobre el pedal de freno. En la grfica podemos destacar tres zonas de funcionamiento:

y Presin comprendida entre 0 y 6 kgf/cm2; que resulta ser presin mnima de funcionamiento del servo; la vlvulade control no acta y la presin transmitida a los bombines de las ruedas es la suministrada por la bomba.

y Presin comprendida entre 6 y 25 kgf/cm2; la presin de salida a las canalizaciones es la correspondiente a laaccin combinada del servofreno y la bomba, cuyos esfuerzos se suman aumentado progresivamente.

y Presiones superiores a los 25 kgf/cm2; las lneas siguen paralelas, ya que el servo no transmite ms presin porhaber llegado al lmite mximo de vaco (unos 500 mm de mercurio).


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Reversibilidad de frenadoEl efecto de funcionamiento del servofreno es reversible, ya que como los desplazamientos del liquido, por efecto de unmayor recorrido del mbolo en el cilindro hidrulico son mayores que los desplazamientos en la bomba, el resultadoobtenido se transforma en un menor recorrido del pedal y, por tanto, exige un menor esfuerzo por parte del conductorpara obtener el mismo efecto de frenado.

Servofreno MastervacEste sistema se emplea cuando las condiciones de instalacin lo permiten, ya que es posible simplificar la instalacin al irunida la bomba y el pedal de freno al servofreno (figura inferior).

Al igual que en el sistema Hidrovac, la depresin acta en el interior de su cilindro de depresin en la situacin dereposo, penetrando aire a la depresin atmosfrica solo durante el frenado. El vstago (1) se une al pedal del freno (15) yel vstago (11) empuja al pistn del cilindro principal (10) que va acoplado al servofreno.Las partes principales de este mecanismo son:

y Una cmara de vaco.y

Una vlvula de control.y Un cilindro principal o bomba.


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Posicin de reposoCuando el vehculo est en marcha y los frenos en reposo la depresin obtenida del colector de admisin se transmitepor las cmaras (A) y (B) a travs del mbolo de vaco (12) y de la vlvula de control.Con la vlvula en la posicin de reposo el orificio (14) de paso de aire a la presin atmosfrica est cerrado y el orificio

(2) de entrada de la depresin a travs del mbolo de vaco esta abierto, permitiendo as el paso de la depresin de lacmara (A) a la (B). La membrana (16) del mbolo de vaco (12) est entonces equilibrada por el vaco y a la vez esmantenida en la posicin de reposo por el resorte de retroceso (4).


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Posicin de funcionamientoCuando se accionan los frenos (figura inferior), la varilla de empuje (1) y el mbolo vlvula (3) se desplazan hacia laderecha, dentro del mbolo de vaco (12), cerrando el orificio (2) de comunicacin de la depresin y abriendo al mismotiempo el de entrada de presin atmosfrica (14), lo que permite la entrada de aire en la parte izquierda del mbolo devaco o cmara (B), a travs del filtro de aire (17) y de la vlvula de control.

Al existir depresin en la parte derecha (cmara A) y presin en la parte izquierda (cmara B) de la cmara de vaco, seproduce un desequilibrio que empuja hacia la derecha al mbolo de vaco (12), al vstago de empuje (11) del cilindro

principal (10) y al mbolo que, a su vez, produce una fuerte presin en todo el circuito de frenos.Durante la aplicacin de la presin hidrulica por el cilindro principal, una fuerza de reaccin acta, por medio del vstagode empuje (1) y del disco de reaccin (13), sobre el mbolo vlvula (3), que tiende a cerrar el paso de entrada de lapresin atmosfrica y abrir la comunicacin de vaco.Como esta fuerza est en oposicin a la fuerza aplicada sobre el pedal de freno por el conductor, permite regular y medirla fuerza aplicada a los frenos. La fuerza de reaccin es proporcional a la presin hidrulica existente en el circuito defrenos.

Posicin de equilibrioDurante el frenado, la reaccin contra el mbolo vlvula (3) tiende constantemente a cerrar la entrada de aire y a abrir lacomunicacin de vaco de la vlvula .Cuando los dos orificios estn cerrados se dice que el Mastervac est en posicin de equilibrio.

Retorno a la posicin de reposoSoltando el pedal de freno (figura inferior) la varilla de empuje (1) retrocede por la accin de su resorte y arrastra con ellael mbolo vlvula (3), el cual cierra el orificio de entrada de la presin atmosfrica y abre la comunicacin de vaco. Apartir de este momento las dos cmaras (A) y (B) estn de nuevo en comunicacin, la depresin vuelve a pasar de uno aotro lado del mbolo de vaco (12), el cual, empujado por su resorte (4), vuelve a la posicin de reposo.


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Montaje del servofrenoEl montaje de este elemento en los vehculos debe realizarse de forma que quede protegido lo ms posible del polvo yde la suciedad. Las tomas de lquido y vaco, as como los elementos de purga y engrase, deben estar colocados deforma que sean fcilmente accesibles para una manipulacin en el entrenamiento y conservacin del mismo. El cilindrohidrulico debe quedar en posicin horizontal y con los purgadores hacia arriba.En los automviles, la toma de vaco se realiza directamente del colector de admisin por medio de un suplementocolocado entre el carburador y su asiento en el colector para los vehculos con motor Otto, o directamente del colector de

admisin en los vehculos con motor Diesel.Este montaje tiene la ventaja de su fcil aplicacin a cualquier tipo de vehculo. Sin embargo el funcionamiento del servoest supeditado al funcionamiento del motor, ya que el vaco se realiza por la succin efectuada en los cilindros. El gradode vaco en el servo est en funcin del nmero de revoluciones del motor, lo que quiere decir que a motor parado elservofreno no acta, quedando el circuito de frenos solamente con su circuito hidrulico.


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Como se dijo anteriormente la depresin en los motores Diesel no es suficiente para un buen funcionamiento del

servofreno, por lo que se recurre a una bombas de vaco o depresores (figura inferior). Estas bombas de vaco suelenestar acopladas en la culata del motor, recibiendo movimiento del rbol de levas del motor.

Sistema ABS

Sistema ABS/EDS

El sistema antibloqueo ABS (Antilock Braking System) constituye un elemento de seguridad adicional en el vehculo.Tiene la funcin de reducir el riesgo de accidentes mediante el control optimo del proceso de frenado. Durante un frenadoque presente un riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el ABS tiene como funcin adaptar el nivel de presin delliquido en cada freno de rueda con el fin de evitar el bloqueo y optimizar as el compromiso de:

y Estabilidad en la conduccin: Durante el proceso de frenado debe garantizarse la estabilidad del vehculo,tanto cuando la presin de frenado aumenta lentamente hasta el limite de bloqueo como cuando lo hacebruscamente, es decir, frenando en situacin limite.

y Dirigibilidad: El vehculo puede conducirse al frenar en una curva aunque pierdan adherencia alguna de lasruedas.

y Distancia de parada: Es decir acortar la distancia de parada lo mximo posible.


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Para cumplir dichas exigencias, el ABS debe de funcionar de modo muy rpido y exacto (en dcimas de segundo) lo cualno es posible mas que con una electrnica sumamente complicada.Los fabricantes de sistemas ABS mas importantes en Europa son: BOSCH, BENDIX Y TEVES.

En la figura inferior se ve el esquema de un circuito de frenos convencional sin ABS. Frenado en diagonal o "X".


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En la figura inferior se ve el esquema de un circuito de frenos con ABS. Como se aprecia el esquema es igual al circuitode frenos convencional al que se le ha aadido: un hidrogrupo, una centralita electrnica de mando y unos detectores de

rgimen (R.P.M.) a cada una de las ruedas, estos elementos forman el sistema ABS.

Dinmica del vehculoUn vehculo al circular vara continuamente su estado, acelera, frena o gira. Estos fenmenos son producidos por un gran

nmero de fuerzas y su suma se denomina dinmica del vehculo. Si la suma de todas las fuerzas es cero, significa queest en reposo. Si es diferente de cero, estar en movimiento.

A su vez, todas estas fuerzas varan en funcin de una magnitud fsica denominada aceleracin, responsable demodificar la velocidad y direccin de cualquier objeto. Por ejemplo, el hecho de acelerar el coche corresponde a unaaceleracin positiva y el caso de frenar a una aceleracin negativa.

En una conduccin normal el vehculo se comporta segn le indica el conductor; esto es debido a que no se superan lascondicionantes fsicas propias de la calzada y el vehculo. En el momento en que se superan se producen derrapajes,bloqueo de ruedas e incluso salidas de la carretera.


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Fuerzas que intervienen en una ruedaSe pueden dividir en cuatro:

y La fuerza de traccin es producida por el motor y genera el movimiento. y Las fuerzas de guiado lateral, responsables de conservar la direccionabilidad del vehculo.y La fuerza de adherencia depende del peso que recae sobre la rueda.y Y la fuerza de frenado, que acta en direccin contraria al movimiento de la rueda. Depende de la fuerza de

adherencia y del coeficiente de rozamiento entre la calzada y la rueda.

La propiedad de la calzada, que se refiere a que sea ms o menos resbaladiza, se denomina "coeficiente de rozamiento".Un valor alto indica una calzada con una superficie rugosa y poco resbaladiza, mientras que un valor bajo es sinnimo deresbaladiza.El coeficiente de rozamiento repercute en la fuerza de frenado y en la distancia de frenado. Un ejemplo es la diferencia

de frenar en asfalto seco o mojado.Adems, un coeficiente de rozamiento bajo facilita que la rueda se bloquee en una frenada, en hielo o nieve, por ejemploEsto provocara que la rueda bloqueada patine sobre la calzada, producindose el resbalamiento. El resbalamiento(deslizamiento) vara en una escala del 0 al 100%, siendo el 0% cuando la rueda gira libre y el 100% si est totalmentebloqueada.

El deslizamiento durante una maniobra siempre implica una situacin crtica, ya que se altera la estabilidad del vehculo;un ejemplo es al frenar o acelerar sobre una pista helada o con grava.Para mantener la estabilidad se debe cumplir que la suma de la fuerza de traccin y la fuerza de guiado (llamada fuerzaresultante) no supere nunca el lmite de adherencia de los neumticos.

Principio de regulacin y funcionamiento del A.B.S.Tras conectar el encendido y arrancar el motor (se apaga el indicador del ABS) el ABS esta listo para funcionar.A continuacin se describe el ciclo de regulacin que se lleva a cabo al bloquearse una rueda. El proceso de regulacinen las otras ruedas es el mismo.

La velocidad de la rueda, medida por la sonda de rgimen, proporciona en el aparato de mando electrnico, seales deretardo y de aceleracin de giro de la rueda. Mediante el enlace de las distintas velocidades de las ruedas se forma lallamada velocidad de referencia, que constituye aproximadamente la velocidad del vehculo. Mediante la comparacin dela velocidad de la rueda y la velocidad de referencia se deducen seales de deslizamiento.


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Dichas seales se forman cuando, al frenar o acelerar, se transmiten fuerzas de friccin entre los neumticos y lacalzada, que ejercen un efecto de frenado sobre la rueda que gira en el momento de frenar. Entonces se forma undeslizamiento (d), es decir, la rueda gira mas lentamente que la velocidad del vehculo.

Las distintas curvas de deslizamiento dependen de la calzada, de los neumticos, la velocidad del vehculo, la carga dela rueda y el ngulo de marcha oblicua en un trayecto por curvas.

El aumento del deslizamiento desde 0 hasta la mxima presin de frenado se denomina "zona de deslizamiento estable"(a), efectundose la regulacin del ABS cerca del mximo, en la zona A.C

on altos valores de deslizamiento zona de deslizamiento inestable (b), la presin de frenado disminuye y alcanza elmnimo cuando se bloquea la rueda.

Mientras que para la presin de frenado optima (1) se necesita un deslizamiento (C) determinado, la presin de mandolateral (2) de la rueda disminuye debido al deslizamiento. Esto significa que la accin combinada de la presin de frenadoy de mando lateral es necesaria para la regulacin de frenado.

En la figura puede verse que la presin de mando lateral (2) disminuye en gran manera cuando aumenta el deslizamiento(C), con lo que la rueda que se bloquea no dispone en absoluto de caractersticas de mando lateral. Por esta razn debeescogerse una zona de regulacin que garantice por una parte grandes presiones de frenado y, por otra, una buenapresin de mando lateral.


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El movimiento de cada una de las ruedas viene controlado gracias a una comparacin continua entre el retardo y laaceleracin de la rueda por una parte -es decir de su deslizamiento- y los valores almacenados en la electrnica por otra.Si se constata un valor de retardo mayor al prescrito -rueda que se bloquea-, comienza el proceso de regulacin.Las sondas de rgimen proporcionan las seales correspondientes para la unidad de control y sta, a su vez, da las"ordenes" al grupo hidrulico para mantener, aumentar o disminuir la presin. Estas fases de regulacin se repitendurante un frenado regulado en una sucesin de 4 a 10 veces por segundo y continan hasta que se para el vehculo.

En la figura se representa un ciclo de regulacin simplificado, en el que puede comprobarse que la velocidad de la ruedasigue, en lo esencial, a la velocidad de referencia.Esta disminuye con el tiempo, de modo proporcional hasta alcanzar la velocidad de la rueda, con lo que se determinan, a

continuacin, los valores de deslizamiento.


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