frenos hidraulicos (1)
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FUNCIONAMIENTO DE SISTEMAS DE FRENOS HIDRAULICOS EN
AUTOMOVILES LIVIANOS
INDICE
Introduccin
Sistemas de Frenos.............Pag. 03
Sistemas de Frenos Hidrulicos..Pag. 05
Componentes del sistema de frenos hidrulicos.....Pag. 07
Tipos de Frenos (Disco Tambor) ...Pag. 12
Fading ..Pag. 16
Sistema antibloqueo de frenos (ABS).....Pag.
17
Freno de Mano....Pag. 18
Lquido de Frenos.......Pag. 18
Fuerza de frenado.......Pag. 20
Ventajas que representan los frenos de disco frente a los de tambor.Pag. 21
Situaciones que evidencian fallos en el sistema de frenos..Pag.23
Que se espera en el futuro.......Pag. 23
Conclusiones.......Pag. 24
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INTRODUCCIN
En cualquier mquina que utilice energa cintica para ejecutar alguna funcin, se requiere
contar con un sistema de frenos adecuado al tipo de maquinaria y a los riesgos que pudiese
significar permitir que el movimiento contine. No basta con detener la marcha de un motor para
detener el movimiento, un sistema de frenos contrarresta la inercia (tendencia de los cuerpos a
mantener el estado de movimiento o reposo) del objeto en movimiento.
Los ascensores, las lavadoras, las mquinas de cortar grama, las bicicletas, los vehculos y
cualquier otra mquina que implique movimiento, requiere sistema de frenos. En las siguientes
lneas, se ha realizado un anlisis del sistema de frenos hidrulicos para vehculos livianos. Antes
se mostrar una breve definicin de los distintos sistemas de frenos en automviles y luego se
explicar con detenimiento los componentes de un sistema de frenos hidrulico.
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SISTEMAS DE FRENOS EN AUTOMOVILES
Un auto es un mvil que se desplaza bajo control del conductor. Es acelerado con la fuerza
(torque) y potencia del motor y desacelerado con la resistencia del mismo, pero sobre todo con la
aplicacin de los frenos, el sistema primordial de seguridad. Un auto pesa entre unos 800 y 2500
Kg. segn su tamao y equipamientos, estando en marcha no se puede parar inmediatamente
cuando el motor se desconecta del tren de fuerza, debido a la inercia, la cual vara con la
velocidad y para controlarla, disminuirla o anularla, se utilizan los frenos instalados en cada una
de las cuatro ruedas.
Los frenos deben responder lo ms exactamente posible a la solicitud del conductor. La principal
funcin de un sistema de frenos es la de disminuir o anular progresivamente la velocidad del
vehculo, o mantenerlo inmovilizado cuando est detenido Deben ser al mismo tiempo sensibles
y graduables para modular la velocidad, y asegurar la detencin completa y la inmovilizacin
total del vehculo. En conjunto las exigencias de los frenos son:
Seguridad de funcionamiento 100%
Alto confort de frenado
Alta resistencia trmica y mecnica
Resistencia a la corrosin
Los frenos trabajan por rozamiento entre una parte mvil solidaria a (fijado a) las ruedas y otra
parte fija solidaria a la estructura del auto. Al aplicarse los frenos, la parte fija se aprieta a la parte
mvil y por friccin se consigue desacelerar el auto. Esta friccin emite calor y absorbe la energa
de la inercia (a 120 Km/h un auto de 1.200 Kg aplica una potencia de frenado de ms de 200 HP,
lo que disipar calor hasta en una temperatura de 800C). Para que los frenos sean ms eficaces,
las superficies en rozamiento deben ser muy planas para lograr un mximo contacto
El sistema de freno principal, o freno de servicio, permite controlar el movimiento del vehculo,
llegando a detenerlo si fuera preciso de una forma segura, rpida y eficaz, en cualquier condicin
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de velocidad y carga en las que rueda. Para inmovilizar el vehculo, se utiliza el freno de
estacionamiento (conocido tambin como freno de mano), que puede ser utilizado tambin como
freno de emergencia en caso de fallo del sistema principal. Debe cumplir los requisitos de
inmovilizar al vehculo en pendiente, incluso en ausencia del conductor.
Un freno es eficaz, cuando al activarlo se obtiene la detencin del vehculo en un tiempo y
distancia mnimos. No deben de bloquearse las ruedas para evitar el deslizamiento sobre el
pavimento.
La estabilidad de frenada es buena cuando el vehculo no se desva de su trayectoria. Una frenada
es progresiva, cuando el esfuerzo realizado por el conductor es proporcional a la accin defrenado, un frenado brusco ocasiona derramamiento.
En los automviles actualmente se trabajan dos tipos principales de sistemas de frenos:
Hidrulicos y de Aire. Anteriormente se utilizaban los frenos mecnicos, sistema que hoy ya esta
obsoleto. A continuacin se describe brevemente las caractersticas principales de los sistemas
de frenos mecnicos y de aire.
Frenos Mecnicos
Anteriormente se utilizaban frenos mecnicos; en los cuales al momento de presionar el freno con
la fuerza del pie, un cable transmita la fuerza para tratar de frenar el vehculo, estos tipos de
frenos dejaron de ser funcionales cuando la potencia de los motores empez a desarrollarse, ya
que debido a las altas velocidades que empezaron a desarrollar los vehculos se requera de un
gran esfuerzo fsico para lograr frenar un auto, por lo tanto este sistema de frenado quedo
obsoleto y se evoluciono hacia los frenos hidrulicos, pues con un esfuerzo mucho menor se
logra una potencia de frenado mucho mayor.
Frenos de Aire
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La mayora de los camiones utilizan frenos de aire ya que resulta un sistema ms econmico y
potente. En este caso, la presin ejercida por el pie del chofer en el pedal es asistida por un
sistema de aire comprimido (servofreno), bastante ms poderoso que los tradicionales pero que,
en caso de detenerse el motor (que es quien produce el aire comprimido) representa una prdida
significativa y peligrosa en el poder de frenado. Los frenos de aire son ms eficientes para
grandes vehculos pero no son tan seguros
FRENOS HIDRULICOS
En funcin de las exigencias y tipo de vehculo se emplean sistemas con distintas fuerzas detransmisin. En vehculos de turismo se emplean casi siempre sistemas de frenos hidrulicos
(frenos de pedal) y frenos de estacionamiento (frenos de mano).
Este sistema se basa en que los lquidos son prcticamente incompresibles y adems de acuerdo
con el Principio de Pascal, la presin ejercida sobre un punto cualquiera de una masa lquida se
transmite ntegramente en todas direcciones. Al ejercer una fuerza con el pie en un mbolo
pequeo el fluido la transmite y, segn la relacin entre las secciones de los mbolos, la
amplifica. Tambin cambia la direccin y el sentido la fuerza aplicada
Los frenos hidrulicos utilizan un fluido para transmitir la accin de frenado. El sistema requiere
de:
1. Dispositivo de actuacin: medio que permite al conductor generar y controlar la fuerza de
frenado deseada.
2. Dispositivo de transmisin: transmite la fuerza de frenado del conductor a los frenos de
rueda. Para reducir a un mnimo los riesgos de que falle este dispositivo de seguridad, el
sistema de frenos de servicio se divide en dos circuitos independientes. De esta manera
cuando falla uno de los circuitos de freno, se mantiene la efectividad del segundo
a. Disposicin diagonal: cada circuito frena una rueda delantera y la rueda trasera
diagonalmente opuesta. Este divisin se emplea principalmente en vehculos de
traccin delantera
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b. Disposicin paralela: con cada circuito se frena un eje. El diseo de este tipo de
divisin es lo ms sencillo. Este se emplea preferentemente en vehculos con
traccin trasera.
3. Frenos de rueda: son los que ejercen la accin de frenado al hacer friccin con la rueda y
retardan el movimiento de las ruedas del vehculo, logrando reducir la velocidad o frenar
el vehiculo hasta que se detenga completamente.
Debajo se muestra imagen de un sistema de frenos hidrulico:
Los frenos hidrulicos estn divididos en dos tipos de sistemas fundamentales: los sistemas
hidrulicos, propiamente dichos y los basados en materiales de friccin. En los sistemas
hidrulicos, cuando el freno del vehculo es presionado, un cilindro conocido como maestro
dentro del motor, se encarga de impulsar lquido de frenos a travs de una tubera hasta los frenos
situados en las ruedas, la presin ejercida por el lquido produce la fuerza necesaria para detener
el vehculo.
Las pastillas materiales de friccin, suelen ser piezas metlicas o de cermica capaces de
soportar altas temperaturas. Estas piezas son las encargadas de crear friccin contra una
superficie fija (que pueden ser tambores discos), logrando as el frenado del vehculo.
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COMPONENTES DEL SISTEMA DE FRENOS HIDRAULICOS
1. Bomba de frenos o Cilindro maestro
2. Vlvula dosificadora
3. Booster (reforzador de frenos por vaco)
4. Caliper o Mordaza
5. Cilindro de rueda
6. Mangueras y lneas de conduccin
Definicin de cada componente:
Cilindro maestro
La bomba de frenos o cilindro maestro es la encargada de proporcionar la debida presin al
lquido, envindolo a los cilindros de las ruedas. Genera la presin hidrulica en el circuito de
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freno y controla el proceso de frenado. Recibe la presin de pedal de freno a travs del auxilio del
amplificador de fuerza de frenado y presiona el lquido de freno hasta los cilindros de las ruedas.
Es una estructura slida, que lleva incorporado un depsito que le sirve para almacenar fluido
(liga de frenos). En la parte interna tiene diseado un espacio que le sirve para deslizar dos
pistones, estos pistones sellan los contornos con hules y su movimiento obedece al empuje que se
le da al pedal de freno, y al resorte que lo impulsa para regresarlo.
El movimiento, que hacen los pistones, dentro de la estructura del cilindro maestro, genera fuerza
hidrulica. Esta fuerza es conducida por medio de tuberas y mangueras, hacia los cilindros de las
ruedas del vehiculo.
Vlvula dosificadora
Forma parte del dispositivo de transmisin y permite dividir las lneas de transmisin del fluido
en dos circuitos independientes para lograr la disposicin diagonal. Los vehculos con traccin
delantera, traen esta vlvula.
El cilindro maestro tiene dos circuitos, y tiene dos lneas de salida. Una lnea lgicamente
llevara la fuerza del fluido hacia las ruedas traseras, y la otra lo hara, hacia las ruedas
delanteras. La vlvula dosificadora, recibe la fuerza de las dos lneas y la deriva en dos circuitos,
de tal manera, que un circuito, activa los frenos en forma diagonal una rueda de adelante y una de
atrs, y el otro circuito activa las otras dos ruedas. La idea es que al frenar, la accin no
desestabilice el vehiculo, acentuando el frenado en cualquier rueda. Algunos modelos de cilindro
maestro, traen esta funcin incorporada, mostrando 4 lneas de salida
Booster (reforzador de frenos por vaco)
La funcin del booster, o reforzador de frenos, es minimizar la fuerza requerida, para presionar el
pedal, y obtener respuesta de frenado. Es un amplificador de fuerza de frenado que aprovecha la
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depresin generada en la cmara de combustin para incrementar la fuerza del pie del conductor
del vehiculo. Puede amplificar la fuerza del pedal de freno hasta 5 veces.1
Existen bsicamente dos tipos de reforzadores: los que aprovechan el vaco del motor (conocidos
como hidrovac) y los que utilizan el hidrulico de la direccin (conocidos como hidromax)
Hidrovac:
En algunos motores, las depresiones generadas en la cmara de combustin son insuficientes y se
instala una bomba de vaco cuya funcin es generar el vaco que requiere el amplificador de
frenado.
Es una estructura cerrada, dentro se encuentra diseado un espacio, que es separado en dos
ambientes por un diafragma de hule. Cuando el motor esta encendido, se activa el vaco, este se
conecta y mantiene presin de vaco en ambos lados del diafragma, al pisar el pedal, se mueve la
varilla de operacin que abre las vlvulas de la presin atmosfrica, y cierra las vlvulas de
vacio.El aire entra a presin atmosfrica normal [1 Kg/cm2] a la cmara de vaco constante, en
volumen proporcional a la apertura de las vlvulas, y empuja el diafragma para aumentar la
presin contra la varilla de operacin, al soltar el pedal, el resorte de retorno regresa el diafragma,
con lo cual se abre la vlvula de vaco y se cierra la vlvula de presin atmosfrica.
Debido a que el vaco que hace funcionar al booster proviene del motor en funcionamiento; si
este se apagara en plena marcha, el pedal se pondr bastante duro porque el booster dejo de
funcionar pero el sistema de frenos sigue funcionando aun sin asistencia del booster. Lo que
suceder es que se requiere aplicar mayor fuerza al pedal de freno.
Caliper o Mordaza
Es la parte que se encuentra instalada en el rotor de freno y tiene la funcin de recibir la fuerza
hidrulica, que viene del cilindro maestro, como respuesta, mueve el pistn que tiene instalado
dentro de el, para presionar las pastillas contra el rotor, cumplindose de esta forma la accin de
1 Tomado de especificaciones tcnicas de Servo freno (Booster) de Bosch
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frenado En la mayora de vehculos, los rotores de freno se usan para los frenos de las ruedas
delanteras, algunos vehculos usan rotores en las cuato ruedas.
La mordaza es el soporte de las pastillas y los pistones de freno. Los pistones estn generalmente
hechos de acero aluminizado o cromado. Hay dos tipos de mordazas: flotantes o fijas. Las fijas
no se mueven, en relacin al disco de freno, y utilizan uno o ms pares de pistones. De este
modo, al accionarse, presionan las pastillas a ambos lados del disco. En general son ms
complejas y caras que las mordazas flotantes. Las mordazas flotantes, tambin denominadas
"mordazas deslizantes", se mueven en relacin al disco: un pistn a uno de los lados empuja la
pastilla hasta que esta hace contacto con la superficie del disco, haciendo que la mordaza y con
ella la pastilla de freno interior se desplacen. De este modo la presin es aplicada a ambos ladosdel disco y se logra la accin de frenado.
Las mordazas flotantes pueden fallar debido al enclavamieto de la mordaza. Esto puede ocurrir
por suciedad o corrosin, cuando el vehculo no es utilizado por tiempos prolongados. Si esto
sucede, la pastilla de freno de la mordaza har friccin con el disco an cuando el freno no est
siendo utilizado, ocasionando un desgaste acelerado de la pastilla y una reduccin en el
rendimiento del combustible.
Cilindro de rueda
Esta parte se encuentra ubicada en la estructura, o plato de la rueda de atrs, tiene la funcin de
recibir la fuerza hidrulica que viene del cilindro maestro, y como respuesta genera presin
mecnica. Esta fuerza presiona las balatas o zapatas hacia los tambores creando una friccin que
obligar al vehiculo a reducir la velocidad hasta frenarlo.
Mangueras y lneas de conexin
Son las encargadas de trasladar el fluido desde el cilindro maestro, hacia las ruedas. Lo
recomendable sera que toda la conexin fuese a travs de lneas o tuberas de metal. Pero el uso
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de mangueras se debe a que facilitan la conexin en partes movibles como en las partes de las
ruedas delanteras (conexin de caliper).
Una manguera demasiado usada, expande la fuerza hidrulica dentro de ella, dando como
consecuencia defectos de frenado.
Resumen del Funcionamiento del sistema
Al presionar el pedal, reforzadores multiplican el esfuerzo que el conductor ejerce sobre el pedal
al frenar. Este esfuerzo sobre el pedal es transmitido a los frenos por medio de una instalacin
hidrulica, en la que se dispone un cilindro maestro donde se genera la presin en la liga defrenos y la transmite desde su reservorio hasta cada una de las ruedas. En las ruedas, los discos y
tambores dependiendo de la presin que reciben frenan las ruedas.
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TIPOS DE FRENOS HIDRULICOS
Los materiales de friccin que se utilizan son conocidos como balatas y suelen ser piezas
metlicas, semi-metlicas o de cermica que soportan muy altas temperaturas y son los que crean
la friccin contra una superficie fija, que pueden ser o tambores o discos; y as logran el frenado
de el vehculo. Las balatas son piezas que sufren de desgaste y se tienen que revisar y cambiar enforma peridica.
1. Frenos de disco
2. Frenos de Tambores
Frenos de disco:
Consisten en un disco metlico sujeto a la rueda, en cada una de sus caras estn las pastillas, que
son planas y, puestas en funcionamiento, aferran el disco con una accin de pinzas. La presin
hidrulica ejercida desde el cilindro maestro causa que un pistn presione las pastillas por ambos
lados del rotor, esto crea suficiente friccin entre ambas piezas para producir un descenso de la
velocidad o la detencin total del vehculo.
En los frenos de discos, el disco puede ser frenado por medio de unas plaquetas (B), que son
accionadas por un mbolo (D) y pinza de freno (C), que se aplican lateralmente contra l
deteniendo su giro. Suelen ir convenientemente protegidos y refrigerados, para evitar un
calentamiento excesivo de los mismos.
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Los frenos de disco pueden ser de tres categoras: flotantes (la tuerca que sostiene las pastillas
flota sobre cuatro sostenes de caucho, oscilando cada vez que se aplican los frenos), fijos (est
bien sujeta por cuatro pistones, dos de cada lado del disco) o deslizantes (est suspendida por
sostenes de caucho y se desliza al entrar en actividad). En la prctica, sus resultados son
anlogos. Adems, para eliminar ms rpido el calor resultante de la presin de las pastillas sobre
las ruedas -en condiciones extremas de frenado se puede alcanzar los 260 grados de temperatura-,
los discos pueden tener espacios huecos entre sus caras (se los llama ventilados).
Pastillas de freno
Las pastillas van colocadas dentro de una pinza dotada de un pistn como mnimo, que
transforma la presin en fuerza. Las pastillas estn diseadas para producir una alta friccin con
el disco. Deben ser reemplazadas regularmente, y muchas estn equipadas con un sensor que
alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. Algunas tienen una pieza de metal que provoca
que suene un chirrido cuando estn a punto de gastarse, mientras que otras llevan un material que
cierra un circuito elctrico que hace que se ilumine un testigo en el cuadro del conductor.
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La potencia de frenado la determina la estabilidad del factor de friccin de las pastillas. El factor
de friccin tiende a disminuir con el aumento de temperatura y velocidad. Al bajar el factor de
friccin se prolonga la distancia de frenado.
Frenos de tambor
Constan de un tambor de acero o de hierro sujeto a la rueda de forma tal que gira
simultneamente, en su interior, junto al semieje, estn las dos pastillas, separadas en su parte
inferior por un tornillo de ajuste, y en su parte inferior por un cilindro de rueda. La presin
hidrulica ejercida desde el cilindro maestro, causa que el cilindro de rueda presione las pastillascontra las paredes interiores del tambor, produciendo el descenso de velocidad correspondiente.
En el interior de un freno de tambor van alojadas las zapatas (B), provistas de forros de un
material muy resistente al calor y que pueden ser aplicadas contra la periferia interna del tambor
por la accin del bombn (C), producindose en este caso el frotamiento de ambas partes.
Como las zapatas van montadas en el plato (D), sujeto al chasis por el sistema de suspensin y
que no gira, es el tambor el que queda frenado en su giro por el frotamiento con las zapatas.
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El Desgaste (perdida de superficie de un material por accin mecnica) que se produce en las
frenadas debido al rozamiento de las zapata contra el tambor, hace que aquellas queden cada vez
ms separadas de ste en posicin de reposo, lo que supone un mayor recorrido muerto en la
accin de frenado y el envo de mayor cantidad de lquido desde la bomba.
Para corregir esto se debe de realizar un reglaje peridico de los frenos, que consiste en
aproximar las zapatas al tambor lo mximo posible, pero sin que llegue a producirse el
rozamiento entre ambos. Para realizar esta funcin se colocan en este tipo de freno unas
excntricas que limitan el recorrido tope de las zapatas hacia su posicin de reposo. Mediante
ellas se aproximan las zapatas al tambor cuanto sea necesario. La eficiencia de frenado depende
de la calidad y condiciones del tambor.
FADING
Fading (Del verbo ingls fade: desmejorar, marchitar) : Expresin que se utiliza cuando los
frenos de un vehculo pierden efectividad debido al sobrecalentamiento de los elementos que
estn en contacto (discos o tambores y pastillas), que pueden llegar a alcanzar temperaturas
incluso superiores a los 500 grados centgrados
El calentamiento excesivo de los frenos disminuye la adherencia del material empleado en los
forros de las zapatas, al mismo tiempo que dilata el tambor, que queda ms separado de ellas, por
eso aparece el fenmeno llamado fading. Una vez que se enfran, los frenos vuelven a
funcionar normalmente. Este fenmeno aparece tambin cuando el lquido de frenos es de mala
calidad y se vaporiza parcialmente en los bombines
Antiguamente los autos tenan solo tambores, pero estos al acumular calor pierden efectividad,
an cuando algunos tambores tienen aletas de refrigeracin para enfriarse ms velozmente.
Existen discos slidos y ventilados, estos ltimos por su complejidad de fabricacin, son ms
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costosos, pero mantienen ms baja la temperatura durante la frenada y son ms eficientes. Debido
a la distribucin de peso y su geometra, un auto debe frenar ms adelante que atrs, Es por eso
que al frente se encuentran los frenos de mayor efectividad y robustez. Los arreglos ms comunes
son los autos con frenos de discos adelante y tambor atrs. Los ms costosos son los que utilizan
discos en las cuatro ruedas. La mayora de estos usan discos ventilados adelante y macizos atrs.
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SISTEMA ANTIBLOQUEO DE FRENOS
Pertenece al grupo de los sistemas auxiliares que contribuyen a que los vehculos sean ms
seguros y fciles de controlar, independientemente de las condiciones de las autopistas.
Cuando se aplican los frenos tan fuertemente que bloquean las ruedas, los cauchos patinan sobre
el camino. En esa situacin, con las ruedas bloqueadas, se pierde el control del vehculo, que por
efecto de la inercia se desliza en lnea recta sin responder a la direccin aunque se mueva el
volante. Para evitar este inconveniente hay dos caminos. Uno es aplicar la presin justa sobre el
pedal de freno para impedir el bloqueo, aunque esta maniobra exige ejercitacin y entrenamiento
para desarrollar la sensibilidad en el pie. La otra solucin la aport la industria del automvil conel sistema antibloqueo de frenos (ABS), el cual consta de un complejo dispositivo de sensores y
bombas electrnicas mantienen a las ruedas en movimiento, an en situaciones de pnico o
frenadas violentas.
El sistema ABS que evita que los cauchos se deslicen, permitiendo mantener el control del
vehculo aun en una situacin extrema, aunque el ABS mejora la frenada en todos los terrenos,
hay que tener en cuenta que con pisos resbaladizos, las distancias de frenado tambin son
mayores.
Este tipo de frenos se utilizan en algunos autos que poseen frenos de disco en los cuatro cauchos,
llevan un sensor en cada rueda, que compara permanentemente la velocidad de giro (rgimen) de
cada rueda con la velocidad de giro de las restantes. Dicho rgimen puede ser diferente en cada
rueda porque en curvas, terrenos deslizantes o en frenadas cada rueda tiene diferentes velocidades
y/o superficies. Los cuatro sensores estn comunicados con una computadora; y si se reduce
repentinamente el rgimen de una sola rueda, la computadora da aviso del riesgo de bloqueo, lo
que ocasiona que se reduzca de inmediato la presin hidrulica en el tubo de freno de esa rueda,
para aumentar a continuacin otra vez hasta el lmite de bloqueo. Este ciclo se desarrolla varias
veces por segundo, sujeto a vigilancia y regulacin electrnicas durante toda la operacin de
frenado. Resultado: el vehculo sigue estable al frenar indistintamente del agarre o patinaje que
ofrezca el pavimento; no necesariamente se acorta el recorrido de frenado.
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FRENO DE MANO
La funcin del freno de mano o freno de estacionamiento, es la de que un vehculo estacionado
no se ponga en movimiento por si solo, aun cuando se puede utilizar como freno de emergencia si
es necesario durante la marcha del vehculo.
Es una palanca que se encuentra al alcance del conductor; la palanca va unida por unos cables a
la leva de freno. Al accionar la palanca las levas acciona los dispositivos frenantes de las ruedas
ocasionando un frenado que en caso de darse con el vehculo andando suele ser muy brusco.
LIQUIDO DE FRENOS
La funcin de el lquido de frenos es transmitir la presin de la frenada desde el pedal hasta las
balatas. Para que se pueda reconocer un buen lquido de frenos se debe de tomar en cuenta que el
lquido debe de ser:
1. Incompresible (Que no se comprima en lo mas mnimo)
2. No debe de ocasionar friccin con la tubera del sistema de frenos.
3. No debe ocasionar corrosin, para mantener en el mejor estado posible la tubera. Dado
que el lquido de frenos est en contacto permanente con los componentes del circuito
(caucho, Cobre, Acero, etc.), deber poseer propiedades anticorrosivas que impidan la
interaccin qumica entre ellos, que supondra el deterioro de los componentes. Nunca se
debe de mezclar un lquido mineral con otro sinttico.
4. Debe de tener un elevado punto de ebullicin (en general oscila entre 230 y 240 C para
un lquido nuevo)
5. Debe de tener fluidez aun a bajas temperaturas.
Cuando se acciona el pedal de freno, se comprime el lquido que se dirige hasta los cilindros de
rueda accionando las zapatas y pastillas de freno. Una de las caractersticas del lquido de freno
es que el no se comprime, por lo tanto l comprime los accionadores de los frenos en las ruedas
(pastillas y zapatas).
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fundamentalmente de la altura del centro de gravedad), peso total del vehculo y distancia entre
ejes.
En cuanto a la eficacia del frenado, deben de ser exactamente iguales en las dos ruedas de un
mismo eje, para evitar tiros hacia uno de los lados, que provocaran la inestabilidad del
vehculo en las frenadas.
Cuando se frena un vehculo, parte de su peso se transfiere hacia el eje delantero, quedando el
trasero deslastrado; por esto, la fuerza de frenado aplicada a ambos ejes no debe de ser igual y
aunque se disponen en las ruedas delanteras unos cilindros receptores mayores, para obtener ms
fuerza de frenado sobre ellas, sigue siendo necesario utilizar un mecanismo corrector de frenada
que corrija la presin aplicada a las ruedas traseras en funcin de las circunstancias en que seproduzca el frenado. Adems el bloqueo de las ruedas traseras durante el frenado, es ms
peligroso cuando se produce en las traseras, por eso los correctores de frenado, adecuan las
fuerzas de frenado de las ruedas traseras, logrndose una mayor estabilidad en el frenado.
Tambin deben corregir la presin hidrulica en funcin de la carga y repartir la fuerza de
frenado entre los ejes delantero y trasero en funcin de la deceleracin.
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VENTAJAS QUE REPRESENTAN LOS FRENOS DE DISCO FRENTE A LOS DE
TAMBOR
En los ltimos 40 aos o ms, el frenado de vehculos comerciales ha sido ejecutado por frenos a
tambor de los ms variados modelos y con las tradicionales formas de actuacin mecnica,
hidrulica y neumtica. Los modernos frenos a tambor neumticos de hoy, alcanzaron el auge de
su desarrollo y sofisticacin y han atendido a los requisitos de los frenados actuales.
Los requisitos de eficiencia de frenado estn, en todo el mundo, tornndose ms severos,
haciendo que los vehculos comerciales actuales absorban ms energa en el frenado y acorten las
distancias de parada.
Sin embargo, principalmente en el caso de vehculos extra-pesados, las limitaciones de la
tecnologa tambor / patn expansible se estn haciendo ms evidentes. Son varios los factores que
contribuyen para esto:
La velocidad promedio de los vehculos est aumentando. Debido a la creciente relacin
potencia / peso, mejoras en la aerodinmica y el grado de desarrollo de los neumticos,
generando una menor resistencia al rodar. Se sabe que, incluso con un pequeo aumento en la
velocidad promedio, resulta en un gran aumento en el esfuerzo de frenado debido a que la energa
cintica es funcin del cuadrado de la velocidad.
La creciente exigencia y la expectativa de los conductores de vehculos comerciales que desean
tener un desempeo de frenado ms similar al de los automviles, particularmente en el caso de
la estabilidad, modulacin y desempeo en caliente, reas en las que los frenos a tambor quedan
comprometidos en funcin de sus limitaciones de proyecto.
La conclusin a la que llegamos es que los vehculos comerciales pesados, en un futuro no muy
distante, inevitablemente debern sufrir una transicin de la tecnologa del freno a tambor para la
nueva tecnologa de los frenos a disco.
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Las principales ventajas son de los frenos a disco son:
El equilibrio de las presiones en ambas caras del disco suprime toda reaccin sobre el eje
(delantero o trasero) del vehculo; adems, estas presiones axiales no producen deformaciones de
la superficie de frenado.
La dilatacin transversal bajo el efecto del aumento de temperatura tiende a disminuir el juego
entre disco y pastillas; de todas formas, esta dilatacin es ms pequea que la radial de los frenos
de tambor, lo que facilita el reglaje y simplifica los dispositivos de reglaje automtico.
El disco se encuentra al aire libre y, por ello, su refrigeracin est asegurada, retardndose laaparicin del fading.
Los cilindros de freno estn situados en el exterior y son mejor refrigerados que en los frenos de
tambor, resultando ms difcil la aparicin del fading por aumento de temperatura del lquido de
frenos.
Menor peso total, que en un automvil de turismo puede llegar a suponer hasta 100 Kg.
Mayor facilidad de intervencin y sustitucin de las guarnituras.
No pierden eficacia al sumergirlos en agua
Actualmente los frenos de tambor se siguen utilizando en los vehculos de gama baja
debido a su menor coste sobre los frenos de disco.
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SITUACIONES QUE EVIDENCIAN FALLOS EN EL SISTEMA DE FRENOS
1. El aumento de la distancia de frenado.
2. El aumento del recorrido del pedal de freno.
3. Ruidos o vibraciones al momento de frenar.
4. Disminucin en el nivel del lquido de frenos.
QUE SE ESPERA EN UN FUTURO
Algunos expertos sealan que los frenos de discos pronto pasarn a la historia ya que cada da los
fabricantes anuncian nuevos mecanismos, fruto de incontables horas dedicadas al desarrollo de
sistemas de frenado originales, siendo un caso notorio el de la marca alemana Porsche AG,
pioneros en el diseo de los frenos de cermica, los cuales fueron incorporados hace un ao a su
modelo 911 Turbo. Las ventajas de este nuevo sistema radican en su capacidad de repuesta sobre
pavimentos hmedos o secos, la estabilidad en la frenada, el menor peso del conjunto y la larga
vida de los discos. La eficiencia en el frenado, segn los tcnicos de Porsche, no podr
aprovecharse al mximo hasta tanto no se disponga de compuestos de caucho adecuados en los
neumticos y de un sistema ABS desarrollado especficamente para este tipo de discos. Los
tcnicos auguran un promisorio futuro para los frenos de cermica, ya que pueden montarse en el
sistema actual, sustituyendo los discos y las pastillas de freno, sin que sea necesario cambiar los
pistones, el mecanismo de servo u otros componentes del equipo de frenos.
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CONCLUSIONES
En un vehiculo liviano, el sistema de frenos representa el componente mas importante a
nivel de seguridad. La comprensin de su funcionamiento facilita las tareas de mantenimiento a
dicho sistema y podra facilitarnos la actuacin en caso de fallas. Los aspectos ms relevantes
descubiertos durante la investigacin se describen a continuacin:
1. Al accionar el pedal de freno, un reforzador aumenta la fuerza ejercida y transmite una
presin mayor a los cilindros de las ruedas, en algunos casos el reforzador funciona con la
cmara de combustin del motor, si el motor se detiene, el reforzador tambin pero el
sistema de frenos no lo hace, as que basta con aplicar mayor fuerza sobre el pedal paraque ejecute la accin de frenar.
2. La liga de frenos empleada debe ser de la mayor calidad posible para garantizar que su
punto de ebullicin sea alto y no absorba agua proveniente del vapor que se genera por las
altas temperaturas a las que se somete el sistema. Esta liga debe ser reemplazada cada
80.000Kms, cada ao, o cada vez que se haga mantenimiento al sistema de frenos que
implique contacto de la liga con el aire. Nunca se debe emplear liga que haya estado en
contacto prolongado con el aire.
3. En una situacin de emergencia en la que el sistema completo de frenos falle (en ese caso
sera por fallas en la bomba de frenos, ya que la distribucin se la liga se hace en circuitos
independientes para que cuando uno falle, el otro no), es posible frenar el vehiculo con el
freno de mano, pero se corre el riesgo de que las ruedas patinen sobre el pavimento por
ser bloqueadas bruscamente.
4. Cualquier sonido al frenar obliga a hacer mantenimiento ya que las pastillas cuentan con
sensores que emiten sonido cuando estn cerca del desgaste.
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