Sistema de Frenos
Sistema de Frenos
Sistema de Frenos
AUTOMORIZ
Unidad 6
“Sistema de Frenos,
Ruedas y
Neumáticos”
Unidad 6: SISTEMA DE FRENOS: Concepto. Componentes. Clasificación. Elementos
Auxiliares.
Breve reseña histórica: con los primeros usos de la rueda se comenzaron a utilizar las
cuñas como frenos.
La fricción es la resistencia del movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto. Por
ende la “acción de frenado” es la aplicación de una fuerza para retardar o parar el
movimiento de un cuerpo.
En 1895 se emplearon zapatas exteriores con tacos de freno de madera, que actuaban
directamente sobre el exterior de la rueda con aro metálico.
El 1909 aparecen las cintas de freno ferodo y de los frenos sobre las ruedas delanteras.
El ferodo elaborado con amianto reforzado con hilos metálicos, resiste mucho mejor que
otros materiales las altas temperaturas desarrolladas en el frenado, desgasta menos y
suprime los ruidos de frotamiento entre las superficies.
El 1912 aparecen los frenos sobre las cuatro ruedas, un sistema de freno mecánico
integral el cual es comandado por un pedal o una palanca.
2. Plato de freno: es la parte fija, formado por un plato soporte de chapa, las
zapatas de freno, los mecanismos de accionamiento y los elementos de fijación y
regulación.
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Es una planta herbácea de la familia Cannabáceas (Cannabis sativa), de tallo recto, hojas opuestas. Se usa
para hacer cuerdas y otros objetos de uso textil. También son utilizadas para combustibles ecológicos
(biocombustibles), lubricantes y bioplásticos.
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Por sus siglas en inglés Horse Power o en español, Caballo de fuerza.
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fundición de hierro e incluso de aleación ligera. A las chapas metálicas se las fijan unos
forros o fundas (ferodos), generalmente pegados con cola o también (menos usado)
mediante remaches.
Estás han de tener una dureza inferior a la del tambor para no dañarlo, ser resistentes a la
abrasión y a las altas temperaturas, de alto coeficiente de rozamiento e indeformables,
para los cual se utilizan una serie de materiales, que agrupados, reúnen esas
propiedades, como son: el amianto (elemento básico), resinas sintéticas y compuestos
minerales (carbono, azufre, bario, magnesio, manganeso).
Accionamiento: el accionamiento del freno a tambor, puede ser por medios mecánicos o
hidráulicos.
Al pisar el freno, las zapatas se abren girando sobre los pivotes, y las fundas entran en
contacto con el tambor, disminuyendo la velocidad de giro de la rueda.
Cuando no se acciona el pedal de freno, un muelle recuperador, que une las dos zapatas,
hace volver a éstas a su posición inicial.
- Frenos de Disco o de Compresión: cada vez son más utilizados, sobre todo en las
ruedas delanteras, si bien hay gran cantidad de vehículos que van dotados de frenos a
disco en las cuatro ruedas.
Tienen una serie de ventajas sobre los frenos de tambor, como ser:
Elementos: el elemento fijo del freno de disco se denomina pastilla y el elemento móvil
disco, abrazado al cual se halla la mordaza.
El disco, que se mueve con la rueda, está fabricado en fundición perlítica gris, aunque
actualmente se hacen con fibra de carbono.
En los frenos de disco, el bombín de rueda se ha sustituido por uno o dos pistones
huecos, que al recibir la presión del líquido de frenos, actúan sobre las pastillas de freno y
éstas a su vez, sobre el disco de freno, produciendo el efecto de frenado. Estos pistones
huecos presentan la ventaja de transmitir menos calor.
Algunos sistemas llevan dos o cuatro pistones mandados por sus respectivos circuitos
UNIDAD 6: “Sistema de Frenos, Ruedas y Neumáticos”
que aseguran la acción de las pastillas sobre los discos. En caso de fallo de algún circuito,
el frenado está asegurado aunque de una forma menos eficaz.
Funcionamiento: abrazada al disco se encuentra una mordaza en forma de “U” que está
fija al vehículo, en cuyo interior se desplazan unos pistones, a los que se unen pastillas,
que al desplazarse hacen que los pistones se vean presionados contra el disco,
disminuyendo la velocidad de giro de éste y por tanto de la rueda.
Al pisar el pedal de freno, se empuja el líquido del circuito. La presión hidráulica oprime
los pistones contra las pastillas, que presionan sobre las caras del disco y reduce su
velocidad y con ello la de las ruedas.
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- Frenos de Tambor o de Expansión: algunos tipos de frenos de tambor de
funcionamiento hidráulico son los siguientes:
1. Simplex: las zapatas están accionadas por un solo bombín de doble pistón
y dos zapatas, una primaria y otra secundaria.
Circuitos de mandos: los sistemas de mando son aquellos mecanismos empleados para
producir la fuerza que desplazará la leva o los pistones, según los siguientes sistemas:
El sistema hidráulico permite aumentar, con gran facilidad, la fuerza con la cual se pisa el
pedal de freno mediante la relación que existe entre las secciones del pistón que la
transmite y del pistón que la recibe. Según este principio, la fuerza ejercida sobre el pedal
de freno se aprovecha para empujar a dos cilindros. La fuerza obtenida en cada cilindro
será proporcional a la superficie respectiva de cada émbolo.
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Cilindros de freno o bombines
Pedal de freno
Mantenimiento: éste sistema tiene la ventaja de que su acción sobre las cuatro ruedas es
perfectamente equilibrada, pero también tiene la desventaja de que si pierde líquido frena
mal o nada.
Con el desgaste de las zapatas se aumenta el recorrido del pedal y de las pastillas
produciéndose una bajada progresiva del nivel de líquido.
Al reponer el líquido de frenos debe hacerse con otro que cumpla las prescripciones
recomendadas por el fabricante, cambiándolo cuando se vuelva casi negro o una vez al
año. No mezclar líquidos distintos ya que pueden descomponer y deteriorar las gomas.
- El indicador de control
- El nivel de depósito
- Un cilindro principal con un pistón que sólo actúa sobre los frenos delanteros y otro
pistón sobre los traseros. Cada freno de disco delantero es accionado por dos
pares de pastillas conectadas independientemente al doble cilindro principal.
También ocurre esto en una rueda trasera.
- Un pistón del doble cilindro principal que actúa sobre los elementos frenantes de
las cuatro ruedas y otro pistón y circuito que actúa únicamente sobre las ruedas
delanteras.
Actualmente se utiliza mucho el doble circuito en diagonal de tal forma que un pistón
acciona el elemento frenante de la rueda delantera-derecha y el de la rueda trasera-
izquierda mientras que el otro acciona el elemento frenante de la rueda delantera-
izquierda y el de la rueda trasera-derecha.
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Servofreno: sirve para reducir el esfuerzo que el conductor debe aplicar para accionar los
elementos frenantes.
Consiste en un cilindro en cuyo interior hay un pistón o diafragma que se desplaza debido
a una diferencia de presión en sus caras.
Cuando se extrae el aire por un extremo del cilindro y existe el empuje de la presión
atmosférica por el otro, la diferencia de presión entre ambas caras del pistón o diafragma
puede aprovecharse para complementar el esfuerzo aplicado al freno por el conductor.
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Funcionamiento: si se observa que al pisar varias veces el pedal de freno está duro,
puede deberse a una avería en el servofreno. Con el motor parado frena, pero hay que
pisar el pedal fuertemente.
Sistema neumático de frenado (en vehículo pesado): este sistema consiste en utilizar,
para el accionamiento de los elementos frenantes de las ruedas, el aire comprimido
generado por el propio motor del vehículo. Se emplea habitualmente en los vehículos
pesados, donde por su gran peso o carga, precisan potencias y energías de frenado
grandes.
Se trata de un sistema de frenos de doble circuito independiente, de forma que uno frena
el eje delantero y otro el eje trasero, por lo que, en caso de avería de un circuito existe la
posibilidad de frenar siempre el vehículo.
- Válvulas de drenaje (retirada del agua de los calderines. Permite evacuar los
residuos de condensación que se encuentran en el fondo de los calderines en
cuanto se produce una caída de presión en los mismos. Están situadas en los
puntos más bajos de los depósitos o calderines.)
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Circuito de los frenos neumáticos: un circuito general de frenos de aire comprimido está
integrado básicamente por los siguientes subsistemas:
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- Alimentación (es el encargado de atender al suministro de aire comprimido para
toda la instalación.)
Ejemplo: bajando una larga pendiente los freno acaban por calentarse en exceso y
pueden no frenar (efecto “fading”). Por ello, en tal caso, se debe actuar en primer lugar
sobre el ralentizador eléctrico y posteriormente sobre el freno de servicio en caso
necesario.
2. focal, en la caja de cambios o puente trasero para distancias cortas entre ejes.
El calculador compara las velocidades y las aceleraciones de cada una de las ruedas
motrices respecto a las de las ruedas delanteras y, por consiguiente, a la diagonal en
cuestión. Si se excede cierto umbral de deslizamiento (diferencia entre las velocidades
traseras/delanteras), el sistema ASR entra en funciones y controla las aceleraciones y
deceleraciones de las ruedas motrices, para mantenerlas dentro de una gama de
deslizamiento óptimo. Según patinen una o las dos ruedas motrices, el ASR tiene dos
maneras de actuación: regulando el frenado o controlando el régimen del motor.
El sistema ASR permite las arrancadas del vehículo en terrenos donde patinan una o las
dos ruedas (hace el efecto de bloqueo del diferencial) y también actúan cuando en un
curva existen desplazamientos laterales de las ruedas.
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Al mismo tiempo la válvula de mando del remolque conmuta y deja entrar aire a presión
en la tubería de mando de la válvula de freno del remolque.
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ABS: sistema antibloqueo de ruedas o frenos antibloqueo, sus siglas provienen del alemán
Antiblockiersystem
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El proceso de frenado del remolque se activa de igual manera que en caso de frenado de
servicio.
Una vez suelta la válvula manual de frenos se vuelve a llevar aire a los acumuladores y a
la tubería de frenado de estacionamiento de la válvula de mando del remolque,
soltándose los frenos traseros del vehículo tractor y los del remolque al comprimirse los
resortes en los acumuladores y al descargarse el aire de la manguera y de los cilindros en
las válvulas de mando y de freno del remolque.
1. Termostato
2. Intercambiador de temperatura
3. Ralentizador
4. Caja de cambios
5. Motor
7. Radiador de aceite
Los dos tipos de Ralentizadores se accionan con una palanca de varias posiciones o bien
mediante el pedal de freno, actuando solamente en la primera posición del pedal (freno
previo). También puede actuar combinado con el freno de servicio.
- Freno Motor (en el escape): limita el caudal de gases hacia el silencioso de escape
frenando el desplazamiento de los pistones.
1. Freno en colector de escape: en este sistema una mariposa tapa en parte el tubo de
salida del colector de escape, produciéndose una contrapresión en este colector de 2 a 5
bares que frena el desplazamiento de los pistones. La contrapresión está regulada por la
UNIDAD 6: “Sistema de Frenos, Ruedas y Neumáticos”
2. Freno sobre culata: este sistema suele montarse en motores con árbol de levas en
cabeza. El árbol de levas lleva un balancín especial, que actúa sobre las válvulas de
escape dejándolas ligeramente abiertas y produciendo una contrapresión similar a la de
mariposa en el colector de escape. Este método no es muy usado pues requiere llevar un
sistema especial de inyección individual para cada cilindro.
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revisar el sistema pues hay una avería en el mismo. En caso de avería del ABS, éste
queda anulado y el vehículo frena con el sistema clásico de frenos.
Al adaptar la potencia del frenado a la adherencia que se encuentra bajo cada rueda, el
ABS permite al conductor controlar exactamente la trayectoria del vehículo, conservando
al mismo tiempo la estabilidad y aprovechando la mayor eficacia del frenado compatible
con el estado de la carretera.
El calculador compara la velocidad de las ruedas entre sí y en relación con los parámetros
que tiene memorizados. Si la velocidad de una rueda es inferior a las tolerancias
programadas, el calculador reacciona accionando la electroválvula correspondiente.
En caso de fallo del sistema, el conductor queda informado por el indicador luminoso del
tablero de instrumentos, y al mismo tiempo, el sistema queda neutralizado de modo
parcial o total según la importancia de la avería. El vehículo conserva entonces las
características de frenado clásico, como se ha dicho anteriormente.
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RUEDA Y NEUMÁTICOS: Concepto. Componentes principales. Clasificación.
Nomenclatura y Homologación del neumático
Ruedas. Concepto: son los elementos del automóvil que toman contacto con el terreno y,
por tanto, el único lazo de unión entre el suelo y el vehículo.
6. Liberar al ambiente el calor, producido por los frenos y el trabajo del neumático.
- Parte Metálica: la parte metálica de la rueda está formada por tres elementos
unidos entre sí, llamados:
Disco: es un elemento con forma anular que sirve como unión entre la
llanta y el cubo
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Tipos de Ruedas Metálicas: el elemento metálico de la rueda está formado por un disco o
centro de la rueda y una llanta.
Gemelas (dos ruedas montadas sobre cada extremo del eje de giro)
Según la forma de unión entre el cubo y la llanta, se distinguen los siguientes tipos de
ruedas:
Disco de acero templado: está formado por la unión permanente entre disco y
llanta, ambos fabricados de acero laminado o estampado. Son las más utilizadas para
turismo. El disco lleva una serie de taladros destinados a su montaje.
La ventaja sobre las de acero es que, por su menor peso, permiten mayores espesores,
aumentando la rigidez y consiguiendo un mejor reparto de tensiones, así como mayores
aceleraciones por su escasa inercia. La refrigeración de los elementos frenantes y de los
neumáticos es muy buena.
De radios: poco utilizadas por su elevado precio, están formadas por radios de
alambre de acero. No consiguen una perfecta estanqueidad impidiendo utilizar
neumáticos sin cámara. Son ruedas muy ligeras y de gran resistencia mecánica.
Existen diferentes tipos de rueda según su montaje, tales como ruedas de llanta
desmontables, rueda reversible, de ancho de vía regulable, etc.
Llantas: existen diferentes cotas de perfil de una llanta, siendo la más característica el
ancho de llanta (expresa el ancho máximo del neumático que se puede montar), así como
diferentes anchuras de la garganta o de la base y su radio de fondo.
Otra cota importante es el diámetro de la llanta que se mide entre asientos de talón.
Simétrica
Llantas desmontables
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Además de estos tipos, existen unas llantas de seguridad que impiden que el neumático
pueda salirse de la llanta en caso de pinchazo o reventón, asegurando la estabilidad del
vehículo.
También actúa como amortiguador, absorbiendo, en parte, las irregularidades del terreno.
Estructura de las cubiertas: el neumático está formado por los siguientes elementos:
Carcasa: parte estructural flexible y resistente del neumático que aguanta los
esfuerzos (peso y presión de inflado). Está formado por capas superpuestas de tejidos
con cuerdas engomadas y cruzadas entre sí para dar resistencia al conjunto.
Flancos: son los costados laterales del neumático. Son los que están sometidos a
constantes esfuerzos (flexión y carga) y se deforman debido a las irregularidades del
terreno. Su misión es proteger a la carcasa de los golpes laterales.
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Talones: son la zona de unión de la cámara a la llanta. En ellos se alojan los aros
que aseguran la fijación a la llanta. Es un componente delicadísimo, teniendo menor
flexibilidad que el resto de la cubierta.
Clases de neumáticos:
UNIDAD 6: “Sistema de Frenos, Ruedas y Neumáticos”
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Mayor dureza en los virajes debido a su rigidez radial
Tipos de neumáticos: según la disposición que exista entre llanta y cubierta para formar
la cámara que recibe al aire, hay diferentes tipos de neumáticos, como son:
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Ejemplo de lectura: una rueda con 295/80 R 22.5 – 152/147 M tendría:
152/147 (Índice de capacidad de carga. Existe una tabla de relación de índices, montajes
sencillos o con gemelas, con sus equivalentes capacidades de carga. En este caso sería
una carga de 3.550 kg. eje sencillo y 3.075 kg con gemelas)
Neumáticos sin cámara (si lleva cámara no figura referencia). Fecha de fabricación.
UNIDAD 6: “Sistema de Frenos, Ruedas y Neumáticos”
- A los frenos (los frenazos bruscos producen desgastes anormales en las cubiertas)
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- Equilibrado (una regulación correcta de la geometría del eje delantero y del
paralelismo del vehículo, evita desgastes anormales en las cubiertas)
O2: remolques con un peso máximo autorizado superior a 750kg. pero inferior a
3.500kg.
Deberá entenderse por ranuras principales las ranuras anchas situadas en la zona central
de la banda de rodadura que cubre las tres cuartas (3/4) partes de la anchura de dicha
banda.
De esta forma la banda de rodadura adquiere mayor capacidad de tracción y resulta más
adecuada para usos invernales.
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Sólo pueden ser recauchutadas aquellas carcasas que están en buen estado y no
siempre es recomendable por el peligro de que la nueva banda de rodadura se despegue
de la carcasa.
Cambios de ruedas: al cambiar una rueda hay que tener en cuenta lo siguiente:
Cambios de medidas y mezclas de neumáticos: una vez gastados o fuera de uso, los
neumáticos deben ser sustituidos por otros.
Deberán ser siempre de las medidas autorizadas o las equivalentes aconsejadas por el
fabricante del vehículo.
aconsejan no mezclar neumáticos de distintos tipos, debiendo ser todos ellos, no sólo del
mismo tipo, sino del mismo tamaño y dibujo.
Si hubieran de usarse mezclados, al menos deben ser iguales en cada eje. En este caso,
el conductor ha de tener en cuenta que el comportamiento del vehículo será distinto a
como lo haría con las cuatro ruedas iguales. En ningún caso se deben mezclar
neumáticos diferentes en las ruedas de un mismo eje. Los neumáticos en mejores
condiciones deben ir colocados en las ruedas del eje trasero.
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UNIDAD 6: “Sistema de Frenos, Ruedas y Neumáticos”
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