Talleres prácticos de sistemas de

frenos

Nombre: Edgard A. Curin Ch.

Profesor: Daniel Avila P.

Fecha: 25/06/12

Sección: 85

Introducción

Desde principios de la historia del automóvil además de necesitar ser propulsados por un motor; debería de ofrecer seguridad a sus pasajeros, en el momento en que el vehículo alcanzaba una determinada velocidad existía el factor de como detenerlos, lo cual llevo a la creación de los frenos los cuales en un principio debían ser accionados mecánicamente y solo con la fuerza que le aplicaba el conductor por los cual este sistema no era efectivo para nada; a medida de los años se creó el sistema de frenos accionado hidráulicamente el cual también llevaba consigo un servo el cual aumentaba la fuerza de frenado.

A medida que los automóviles y vehículos evolucionan se aplican nuevas tecnologías para aumentar su potencia rendimiento y seguridad; por lo cual van apareciendo nuevos e ingeniosos sistemas que ayudan a un buen conducir como lo es el sistema de frenos.

Talleres prácticos sistema de frenos

Calculo superficie de fricción (frenos Chevrolet Cavalier)

Freno de tambor

Herramientas a utilizar: regla graduada, pie de metro

Medidas:

Ancho: 53 mm = 5,3 cm

Diámetro: 200mm = 20 cm

Perímetro del tambor= 2π x10cm=62,8=¿)

Área= L x A = 62,8 cm x 5.3 cm

A= 333.00 cm² x 2 tambores

At= 666.00 cm²= superficie de fricción de los dos tambores del Chevrolet Cavalier.

Freno de disco

Diámetro mayor: 26 cm

Diámetro menor: 14 cm

Area mayor= π xr2

π x13²=530.92cm ²

Área menorπ xr2

π x7²=153.93 cm²

Superficie de fricción= área mayor área menor

Superficie de fricción= 530,92 cm²- 153,93

Superficie de fricción= 376,99 cm²

Superficie Fricción total= 376,99 cm² x 2 discos

Superficie de Fricción total = 753,98 cm²

Calculo superficie de fricción (Maqueta de frenos hidráulicos)

Características técnicas de maqueta:

Bomba de freno doble circuito Caliper de freno de doble piston opuesto (modeloLlada) Disco de freno modelo Peugeot Tamor de freno con ajustador mecanico

Freno de tambor

Herramientas a utilizar: pie de metro, regla graduada

Medidas:

Diámetro: 18 cm

Ancho: 4 cm

Formula perímetro circunferencia: 2π x r

Perimeter = 2π x 9 cm = 56, 55 cm

Formula area= L x A

Area = 56.55cm x 4cm = 226, 20 cm² x 2 tambours = 452, 40 cm²

Freno de disco

Medidas:

Diámetro mayor: 28 cm

Diámetro menor: 19,4

Área= π x r²

Area mayor = π x 14cm² = 615, 75 cm²

Área menor= π x 9.7cm² = 295,59cm2

Superficie de fricción = área mayor área menor

Superficie de fricción = 615,75 cm² - 295,59cm2 = 320,16 cm²

Superficie de fricción = 320,16 cm² x 2 discos = 640,32 cm²

Medición de alabeo y abajamiento

Medicines en la maqueta:

Herramienta a utilizar: reloj comparador de esferas

Medidas:

Alabeo de tambor:

Abajamiento de tambor: 0,5 mm

Alabeo en freno de disco: 0,5 mm

Abajamiento en freno de disco: sin datos

Calculo de fuerza bomba de freno

1. Proceder al desarme de la bomba de freno2. Medir la seccion externa de la bomba, la palanca generadora del pedal,

suponiendo una fuerza de 10 kg y calcular la presion.3. Medir la seccion de los cilindros de frenos y calcular la fuerza que se

optiene en esta.

Medidas: Pibote de accionamiento: 2 cm Accionamiento pedal : 7 cmFuerza : 10 kgSeccion externa bomba de freno: 2,2 cm

Sumatoria de torque:

∑T=0

∑T=¿¿2 cm × Fx + 7cm × 10 - por lo tanto la fueza en X es de

35kg.

∑T=¿¿2 cm × Fx + 70cm

Fx= 70cm÷2cmFx = 35 kg

Presion generada por la bomba de freno:

Diametro de la bomba es de: 2,2 cm Se debe calcular el area con la siguiente formula: π × r²

area= π × 1,1cm² area= 3.80 cm² la formula para calcular presion es:

P= 35 kg ÷ 3,80 cm² - la presion generada por la bomba de freno es igual a 9,21 kg/cm²Presion = 9,21 kg/cm² Medida del cilindro de freno de disco chevrolet cavailer: Diametro= 5,24 cmArea= π × r² - area del cilindro es igual a 21.56cm²Area= π × 2,62cm²Area=21.56cm²

F=P×AF= 9,21 kg/cm² × 21,56 cm² - la fuerza ejercida es de 198,4 kgF= 198,4 kg

Calcualando la fuerza del cilindro trasero (tambor) con las siguientes medidas:

Diametro cilindro= 3,175 cmPresion= 9,21kg/cm² Area= π × r²Area= π × 1,58 cm²Area= 7,84 cm²F= 9,21kg/cm² × 7,84 cm² - la fuerza ejercida es de 72,20 kgF= 72,20 kg

El servofreno

Sistema de asistencia de fuerza de frenado, puede ser:

Hidrovac: donde el frenado esta asegurado por un medio hidraulico y puede ir ubicado en cualquer parte del vehiculo. Mastervac: en este tipo de sistemas el frenado esta asegurado por un medio mecanico y debe y solo puede estar ubicado detrás entre el pedal de freno y la bomba de freno.

Partes de un “servo”

Valvula de presion atmosferica Valvula de control Piston de mando Valavula hueca y muelle de recuperacion Carcasa anterior y posterior Diafragma o piston

Calculo de amplificación que ejerce el servo sobre la bomba:

Medida de diafragma:

Diámetro mayor= 22 cm

Diámetro menor= 4,8 cm

Área mayor= π × 11cm² = 380,13 cm²

Área menor= π × 2,4cm² = 18,09 cm²

Area total = area mayor – area menor

Area total = 380, 13 cm² - 18, 09 cm²= 362, 04 cm²

F=P×A

Presión= 8 bar

Area = 362.04 cm²

Pauta verificación e inspección de los frenos

Pieza Inspección Verificación Estado/ fallas

Cambiar/reparar

Tambor de freno

si S si Desgaste excesivo y desigual

Rectificación

Tambor de freno

si si Alabeo rectificar

Bomba de freno

Piston o diafragma

carcaza

balatas si Desgaste desigual

Embalatar o cambiar por nuevas

zapatas si si Restos de aceite

Limpiar con paño y bencina

Muelles si si Muelles demasiado sueltos o vencidos

Cambiar por nuevos

Cilindro de frenos

si Si Fuga por reten

Cambiar el reten

Tambor balatas y zapatas

Si si Mala regulación

Regular frenos

Freno de disco Sisi

Desgate excesivo

Rectificar el disco

Pastillas de freno

Si Si Desgaste desigual

Cambiar pastillas

Pastillas de freno

Si Si Fisuras Cambiar pastillas

Frenos neumáticos

Actividad a realizar:

1. Investigar el circuito de frenos neumatico de un camion con doble puente y camaras dobles de freno.

2. Realizar el circuito de frenos neumatico de un remolque con camaras simple e frenos y que posea una valvula amplificadora y valvula relebadora en cualquera de sus puentes.

3. Definir cada uno de los siguientes conceptos. Camara de freno simple Camara de freno doble

Valvula de descarga rapida Valvula amplificadora de frenado Valvula relebadora de frenado Valvula de rebose Valvuala cuadruple de proteccion

Circuito de frenos neumático

El compresor del vehículo toma aire filtrado, ya sea de la presión atmosférica (o de una presión incrementada, en algunos casos del turbo cargador del motor) y lo comprime. El aire comprimido es entregado al secador de aire donde se quita el agua y una pequeña cantidad de aceite. El aire luego viaja a los tanques de aire (“tanques de aire”) - el cual es entregado al tanque del sistema del freno trasero y al tanque del sistema del freno delantero, como también a los tanques que se encuentran en el remolque. Para cada sistema, el aire presuriza el tanque y las mangueras de aire todo el recorrido hasta la próxima válvula de control, donde la presión de aire permanece lista para ser usada.

Circuito de frenos neumático

Partes de un freno neumático:

Cámara de freno simple: esta cámara, integrante de un circuito de frenos neumático. Permite en el momento de transformar la energía del aire comprimido que recibe de la válvula relay, en fuerza mecánica.

Cámara de freno doble: cumple la misma función que la cámara de frenos simple solamente que posee dos diafragmas se usa por lo general en la parte donde se ubica el freno de estacionamiento.

Válvula de descarga rápida: permite la descargar del aire comprimido que no es utilizado esta acción la realiza después que se realiza un frenado

Válvula amplificadora de frenado: amplifica la fuerza de frenado.

Válvula relevadora de frenado: esta válvula permite el accionamiento de los frenos dejando pasar el aire presurizado que es constante en el circuito de accionamiento.

Válvula de rebose: libera presión excesiva en el circuito.

Válvula cuádruple protección: permite mantener la presión en los diferentes circuitos y aunque se corte o rompa uno este cierra el paso de aire comprimido dejando los demás circuitos con suficiente presión de funcionamiento.

Compresor

1. Identificar las carcteisticas constructivas del compresor

2. Realizar un esquema con el funcionamiento del compresor indicando las carreras

Caracteristicas constructivas compresor Magneti Marelli: Numero de cilindros: 1 (monocilindrico) Tipo de refrigeracion : por aire y agua (mixto) Relacion diametro carrera: supercuadrado Tipo de valvulas: vibratorias Lubricacion: aceite por presion Accionamiento: por correa

Medidas de carrera: largo= 44,4 mm

Ancho= 69,9 mm

Carreras del compresor:

1. Generacion de vacio: se produce en la carrera descendente del piston, el vacio generado permite la apertura de la valvula de admicion.

2. Admicion: una vez que el vacio es capas de abrir la valvula de admicion ingresa aire al cilindro, este peridodo es aproximadamente 2/3 de carrera descendente (R.V 30% natural, R.V con turbo 120%)

3. Compresion: comienza en la carrera ascendente del piston y dependera de la presion prestente e el sistema - Mayor presion: mayor carrera compresion

- Menor presion: menor carrera de compresion

Características constructivas compresor cummins:

Accionamiento : engranaje Refrigeracion: por agua Numero de cilindros: 1 Relacion diemetro carrera: supercuadrado Lubricacion: aceite a presion

Características constructivas Compresor taca grau

Accionamiento : correa Refrigeracion: por aire Numero de cilindros: 1 Relacion diemetro carrera: supercuadrado Tipo de lubricacion: a presion

Calculo de aire requerido y tiempo de descarga.

1-Calcular el volumen de aire aproximado en las cámaras de freno simples y dobles.

2-Calcular la cantidad de depósitos necesarios para el sistema utilizado depósitos de 30 Litros cada uno.

3-Calcular el tiempo en que el compresor cargara el sistema.

1.- Calculo de volumen de las dos cámaras simples de frenos:

Datos

Diámetro de la membrana= 18 cm.

Carrera del vástago= 7 cm.

Volumen = área de la base * carrera del vástago

V = ( π4∗D2)* L

V = 2 ( π4∗(18cm)2)* 7cm

V= 3562,56cm3/ 1000 => para que el resultado de en litros

V = 3,56Lts

*Calculo de volumen de las dos cámaras doble de frenos:

Datos

Diámetro de la membrana= 16 cm

Carrera del vástago= 6 cm

Volumen = área de la base * carrera del vástago

V = ( π4∗D2)* L

V = 2 ( π4∗(16 cm)2)* 6cm

V= 4825,48cm3/ 1000 => para que el resultado de en litros

V = 4,8Lts

2.- calcular la cantidad de acumuladores:

Volumen total= volumen cámara delantera + volumen cámaras traseras

VT= 3,56Lts + 4,8Lts

VT = 8,36Lts.

Volumen requerido= VT * 12 (constante)

Vreq. = 100,32Lts.

(Vreq./ (30 que es la capacidad del estaque))= cantidad de estanques

Cantidad de estanques = 100,32/30

Cantidad de estanques = 3,34 aproximado a = 4 estanques

4 estanques = 120 Lts.

3.- Por lo tanto:

T= ((V estanques)*(25 constante)) / Volumen requerido

T = ((120 * 25)) / 100,32

T= 29,9 segundos (tiempo en que el compresor carga el sistema)

Válvula de frenos neumática

1. Identificar las válvulas de freno neumáticas y con ayuda de la guía de trabajo comprender su funcionamiento.

2. Realizar el cálculo de las fuerzas necesarias para la activación (apertura), de las distintas membranas de las válvulas neumáticas.

3. En no más de 5 líneas registrar el funcionamiento de las distintas válvulas de freno neumático.

1.

Valavula de descargar rapida

Diámetro= 2,3 cm

Presión= 0.5 bar

Área= π x 1,15 cm²

Área= 4.15 cm²

F=P×A

F= 0,5 kg/cm² x 4.15cm²= 2,75 kg

Valvula de servicio doble circuito Valavula de acople rapido

Conclusión

Todos los sistemas de frenos necesitan ser regulados y verificados de una forma correcta y que permita saber que avería podría tener el mismo.

Medir y realizar cálculos matemáticos permite saber si el sistema de frenos está funcionando correctamente, en los talleres prácticos realizados nos ayudaron a entender de forma más clara lo que se aprende teóricamente en la sala de clases por lo tanto en este informe puedo concluir que todo lo anterior es de satisfacción personal puesto que el aprendizaje que si bien es en parte comprendido teóricamente se entiende aun en mayoría con el apoyo practico; como lo fue en este. Y aludiendo a esto, es que se puede agregar y comentar que este informe es básicamente un reflejo de lo que fue el trabajo desarrollado durante este semestre, en el ramo de Sistema de Frenos.