Sistema de Suspensión
Sistema de Suspensión
Sistema de Suspensión
Partes: 1, 2, 3
1. Sistema de suspensión
2. Sistema de dirección
3. Sistema de frenos
4. Bibliografía
CAPITULO I
Sistema de suspensión
INTRODUCCIÓN
La actividad del taller de reparación viene regulada mediante un Leyes y de seguridad que engloba
de forma genérica la actividad de reparación de los vehículos. Es por este motivo que vamos a
exponer en primer lugar, de forma íntegral, todo el contenido del mismo desde los diferentes
apartados en lo concerniente a conceptos y clasificaciones; condiciones y requisitos de la
actividad; centros de diagnóstico y dictámenes técnicos; garantías y
responsabilidades; competencias, infracciones y sanciones, etc.
Otro de los apartados importantes y que tienen una estrecha relación con los trabajos realizados,
corresponde a los aspectos relacionados con las reformas de importancia que se llevan a cabo en
el vehículo. En dicho sistemas de vehiculo se hace una definición de las partes del motor,
suspensión, dirección, frenos, caja de velocidades, diferencial sistemas auxiliare etc. sometidas a
regulación: bastidor,estructura autoportante, número de bastidor, etc. También las tipificaciones
de reforma, documentación, inspección técnica, etc.
Finalmente vamos a conocer los aspectos que hemos de tener en cuenta en el taller relacionado
con la evaluación de riesgos laborales derivados del ejercicio de la actividad. Para ello
presentamos los puntos más importantes que hemos de considerar en el taller para conseguir una
actividad más segura y un medio ambiente laboral
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
SISTEMA DE SUSPENSIÓN
Se conoce como suspensión automotriz, a las formas de utilizar las fuerzas mecánicas de torsión,
con la pretensión, de amortiguar y suavizar el desplazamiento, de un vehiculo, sobre
irregularidades de la superficie de un terreno.
Se conoce como componente de torsión a todo aquello que al comprimirse bajo fuerza, o peso,
trata de regresar a su estado natural, se adiciona a este tipo de componentes, los amortiguadores,
que tienen la función de graduar el proceso de acción y reacción; ayudando a que las fuerzas de
torsión, tengan un movimiento suave. Ha corrido mucha agua desde que se invento el 1er
vehiculo, y como es de suponer, los fabricantes han venido ensayando y desarrollando, formas o
sistemas, de aprovechar las fuerzas de torsión, con miras a lograr, un desplazamiento suave,
y seguro de un vehiculo. Los sistemas de suspensión, en mecánica automotriz, varían en forma,
estilo, diceño, figura, y componentes; pero los principios y objetivos, siguen siendo los mismos:
Desplazamiento se sentirá suave, agradable y seguro, tanto al frenar como al tomar curvas; Pero si
usted excede el peso y/o velocidades especificadas, el sistema se exigirá al máximo, y en estas
condiciones, el conducir será dificultoso y peligroso.
Tomando como base los principios de la aerodinámica, y las variantes aplicadas por los
fabricantes, con la pretensión, de darle estabilidad, confort, durabilidad, seguridad, y versatilidad,
al desplazamiento de un vehiculo. Hemos diseñado estas paginas que esperamos ayuden a
entender, y poder darle un mantenimiento adecuado, que lo ayude a sentirse mas tranquilo
cuando conduzca su vehiculo.
1,2. FINALIDAD.
El sistema de suspensión del vehículo es el encargado de mantener las ruedas en contacto con
el suelo, absorbiendo las vibraciones, y movimiento provocados por las ruedas en el
desplazamiento de vehículo, para que estos golpes no sean transmitidos al bastidor.
Carrocería
Bastidor
Carrocería.- Es la parte del vehículo que reviste el motor y otros sistemas, en cuyo interior se
alojan los pasajeros (personas) o carga. Fig. a.
Fig. a
Chasis o bastidor típico. Podemos observar el tren trasero, el tren delantero, la caja de
velocidades y transmisión, solo falta montar el motor Fig. b.
Fig. b
Bastidor o chasis
Ballestas
Muelles
Barra de torsión
Estabilizador
Amortiguadores
Trapecios
Soportes
Rotulas de trapecios
Neumáticos
Tren delantero
Funda
Sensores
ECU
CLASES DE SUSPENSIÓN.
BASTIDOR:
Todos los elementos de un automóvil, como el motor y todos sus sistemas de transmisión han de
ir montados sobre un armazón rígido. Es fácil deducir que necesitamos una estructura sólida para
soportar estos órganos. La estructura que va a conseguir esa robustez se llama bastidor y está
formado por dos fuertes largueros (L) y varios travesaños (T), que aseguran su rigidez (Fig.2).
Fig.2.
Hoy en día en la fabricación de turismos se emplea el sistema de auto bastidor, llamado también
carrocería autoportante o monocasco, en el cual la carrocería y el bastidor forman un solo
conjunto (Fig. 3).
Fig. 3.
BALLESTAS:
Es un tipo de muelle compuesto por una serie de láminas de acero, superpuestas, de longitud
decreciente. Actualmente, se usa en camiones y automóviles pesados. La hoja más larga se llama
maestra y entre las hojas se intercala la lámina de cinc para mejorar su flexibilidad (Fig. 4).
Fig. 4.
MUELLES:
Están formados por un alambre de acero enrollado en forma de espiral, tienen la función de
absorber los golpes que recibe la rueda (Fig. 5.
Fig. 5.
BARRA DE TORSIÓN:
BARRA ESTABILIZADORA:
Es una barra de hierro, que suele colocarse en la suspensión trasera, su misión es impedir que el
muelle de un lado se comprima excesivamente mientras que por el otro se distiende.
AMORTIGUADORES:
Tienen como misión absorber el exceso de fuerza del rebote del vehículo, es decir, eliminando los
efectos oscilatorios de los muelles. Pueden ser de fricción o hidráulicos y estos últimos se dividen
en giratorios, de pistón y telescópicos, éstos son los más usados.
Tanto un sistema como el otro permiten que las oscilaciones producidas por las irregularidades de
la marcha sean más elásticas. Para controlar el número y la amplitud de estas, s incorporan a la
suspensión los amortiguadores.
Los primeros son poco empleados y constan de dos brazos sujetos, un bastidor y otro al eje o
rueda correspondiente. Los brazos se unen entre si con unos discos de amianto o fibra que al
oscilar ofrecen resistencia a las ballestas o muelles (Fig. 6).
Fig. 6.
Los hidráulicos se unen igualmente por un extremo al bastidor y por el otro al eje o rueda y están
formados por dos cilindros excéntricos, dentro de los cuales se desplaza un vástago por el efecto
de las oscilaciones a las que ofrece resistencia (Fig. 7).
Fig. 7.
Componentes de amortiguador:
Cámara superior
cámara anular
Émbolo
Cámara inferior
CLASES DE SUSPENSIÓN
a) Suspensión independiente
Suspensión mecánica
Suspensión hidráulica
Suspensión neumática
b) Suspensión rígida
Suspensión mecánica
Suspensión hidráulica
Suspensión neumática
Una suspensión independiente consiste en que cada rueda esta conectada al automóvil de forma
separada con las otras ruedas, lo cual permite que cada rueda se mueva hacia arriba y hacia abajo
sin afectar la rueda del lado opuesto. La suspensión independiente se puede utilizar en las cuatro
ruedas Fig.8 y 9.
Semi-independiente
Componentes principales:
1. Muelle
2. Funda
3. Estabilizador
4. Carcasa de corona
5. Tambor
7. Bastidor o chasis
9. Barra estabilizador
10. Amortiguador
Fig. 9
Componentes:
1. Amortiguador
2. Muelle
3. Junta universal
6. Eje de oscilación
Neumáticos
Fig. 9b
1.6.2. SUSPENSIÓN RÍGIDA.
Este sistema tiene por finalidad de amortiguar directamente en continua comunicación entre dos
rueda (neumáticos), ya sean dos delanteros o posteriores (traseras), así tenemos de un camión la
rueda o neumático derecha recibe un golpe y este golpe es advertido al neumático izquierdo Fig.
10.
Fig. 10
Componentes:
2. Paquete de ballesta
5. Amortiguador
7. Neumático
La estabilidad de la suspensión trasera, ocupa brazos [tensor] de control, oscilantes entre la funda
del eje, y el chasis. Asimismo un brazo de control en diagonal. En este caso el brazo de control, en
diagonal [tensor], tiene la función de evitar que la parte trasera del vehiculo "bote" [subir, y bajar
en forma descontrolada] esto haría muy difícil el control del vehiculo Fig. 11.
Fig. 11
SUSPENSIÓN NEUMÁTICA
El resorte neumático está formado por una estructura de goma sintética reforzada con fibra de
nailon que forma un cojín o balón vacío en su interior. Por abajo está unido a un émbolo unido
sobre el eje o brazos de suspensión. Por encima, va cerrado por una placa unida al bastidor.
1.7.1. FUNCIONAMIENTO:
Cuando una rueda sube o baja debido a la irregularidad del firme, la variación de volumen provoca
una variación de presión en el interior del resorte, que le obliga a recuperar su posición inicial
después de pasar el obstáculo. La fuerza de reacción está en función del desplazamiento del
émbolo y de la presión interna. Fig. 12.
Este sistema necesita de una fuente de aire comprimido. Solamente puede ser utilizado en
vehículos dotados con frenos de aire comprimido, aprovechando la instalación.
Se encuentra apoyado en su parte inferior al eje y por la parte superior unido al bastidor.
Dos ejes
Los dos fuelles neumáticos actúan en cada uno de los lados del soporte balancín que se apoya
sobre el eje propulsor.
Este sistema consiste en la adopción de dos fuelles por cada lado y en cada eje
Circuito de alimentación:
La alimentación del aire comprimido es proporcionada por el compresor para el circuito general de
frenos y suspensión neumática
El aire procedente del compresor, pasa por el depósito húmedo para su secado, tras lo cual pasa
por la válvula limitadora y la de 4 vías al circuito neumático de frenos.
Válvula de alivio:
Formada por una válvula de paso con su correspondiente muelle tarado. Está situada a
la entrada del circuito de suspensión. Su función es permitir el paso de aire a la suspensión cuando
el circuito de frenos
Válvula solenoide:
Está formada por un cuerpo con unos orificios por los que circula el aire controlados mediante un
inducido combinado con la acción de una bobina. Su misión consiste en distribuir el aire hacia los
fuelles neumáticos a través de las válvulas niveladoras
Válvula de nivel:
Formada por una válvula de paso fijada al bastidor unida mediante una varilla al eje de la rueda.
Mediante esta varilla se gradúa el nivel del fuelle de la rueda
Está formada por un émbolo con su correspondiente muelle antagonista. Su función consiste en
mantener la presión constante dentro de unos márgenes
Formada por una válvula de paro de aire anclada al bastidor que lleva sujeta una varilla o cable
móvil unido al eje. Su misión consiste en impedir que la elevación de la plataforma resulte excesiva
y pueda perjudicar al sistema. El funcionamiento consiste en el movimiento de la varilla
permitiendo el paso de aire hacia los fuelles neumáticos o permitiendo la expulsión de aire de los
fuelles neumáticos.
UNIDADES AUTONIVELANTES.
Los muelles y amortiguadores son muy importantes para la seguridad y el confort en la conducción
del vehículo.
Cuando se transporta carga o remolque, el coche se inclina hacia atrás y la suspensión se hace más
esponjosa.
1. Principio de funcionamiento:
La presión en el interior de las dos cámaras se iguala en vacío, pero a plena carga, la de alta
presión tiene unas 10 veces más presión que la de baja presión.
El amortiguador tradicional está equipado con un muelle de rigidez constante, por lo que el coche
se hunde proporcionalmente a la carga soportada y su característica resulta lineal.
La unidad autonivelante está dotada de muelles de menor rigidez, alo que hay que añadir el efecto
elástico del gas comprimido variable según el peso y el tope elástico del fin de carrera. Esto implica
tres curvas características:
Curva característica lineal del único muelle mecánico, menos inclinada que la del
amortiguador tradicional por ser menos rígido.
Curva característica de la unidad autonivelante en vacío que suma los efectos elásticos, del
muelle mecánico, del gas comprimido y del tope de fin de carrera.
Precauciones:
Antes de intervenir, limpiar cuidadosamente la zona de trabajo, órganos y canalizaciones sobre las
que vamos a trabajar.
2. Mantenimiento:
Comprobación del nivel de aceite del compresor, sustitución de aceite del compresor, limpieza y
sustitución del filtro de aire y comprobación de que la presión está en el valor establecido. Fig. 12
A) Ventajas:
El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete.
Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma
permanente.
Energía limpia
B) Desventajas
Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas
Fig. 12
Causará asombro el hecho de que la neumática se haya podido expandir en tan corto tiempo y con
tanta rapidez. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la solución de
algunos problemas de automatización no puede disponerse de otro medio que sea más simple y
más económico.
¿Cuáles son las propiedades del aire comprimido que han contribuido a su popularidad?
Transporte: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado por tuberías, incluso a
grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno.
El aire comprimido es una fuente cara de energía, pero, sin duda, ofrece indudables ventajas.
La producción y acumulación del aire comprimido, así como su distribución a las máquinas y
dispositivos suponen gastos elevados. Pudiera pensarse que el uso de aparatos neumáticos está
relacionado con costos especialmente elevados. Esto no es exacto, pues en el cálculo de la
rentabilidad es necesario tener en cuenta, no sólo el costo de energía, sino también los costos que
se producen en total. En un análisis detallado, resulta que el costo energético es despreciable
junto a los salarios, costos de adquisición y costos de mantenimiento.
La superficie del globo terrestre está rodeada de una envoltura aérea. Esta es una mezcla
indispensable para la vida y tiene la siguiente composición:
Además contiene trazas, de bióxido de carbono, argón, hidrógeno, neón, helio, criptón y xenón.
Para una mejor comprensión de las leyes y comportamiento del aire se indican en primer lugar las
magnitudes físicas y su correspondencia dentro del sistema de medidas. Con el fin de establecer
aquí relaciones inequívocas y claramente definidas, los científicos y técnicos de la mayoría de los
países están en vísperas de acordar un sistema de medidas que sea válido para todos,
denominado "Sistema internacional de medidas.
Citroèn ha sido el fabricante que más a apostrado por los sistemas de control de la suspensión de
tipo hidráulico. Alo largo de su historia a incorporado en sus auto móviles diferentes dispositivos
estabilizadotes que podríamos resumir en:
B. ESTADO RIGIDO: La electro válvula no esta alimentada. el pistón 3 se halla sometido, por un
lado ala presión de suspensión PC y por otro, ala presión del deposito PR.
Este sistema constituye una innovación notable en el desarrollo de sistemas q contribuyan aun
mayor confort y seguridad de los pasajeros en el automóvil. Las supresión del balanceo y las
precisiones y vivacidad del vehiculo proporcionan al conductor toda la elasticidad y el dominio q
generalmente se busca en el volante.
El sistema SC. CAR. a un q independiente, se añade a los efectos producidos por la suspensión
hidractiva. Fig. 13.
LA ELECTRONICA
LA HIDRAHULICA
Fig. 13
La realización tecnológica actual permite responder a las diferentes demandas del sistema de
suspensión mediante la implantación de tres finalidades diferentes:
La suspensión pasiva
La suspensión semiactiva
La suspensión activa
1.10.1. SUSPENCION PASIVA: La suspensión y amortiguación entre las ruedas deben compensar
por una parte los movimientos no deseados del vehiculo, causados por la calzada y maniobras de
conducción.
LA SUSPENCION ACTIVA: Estos sistemas son llamados semi activos y no necesitan de canal
externo de emergencia. Hay dos funciones distintas y interdependientes.
SUSPENSIÓN MC PHERSON.
La parte de la torreta es la más débil del conjunto y la que debe soportar los mayores
esfuerzos.
Se puede también colocar para el eje trasero, pero el volumen del maletero se ve
perjudicado por el volumen que ocupan las torretas.
Si bien la parte superior no varía, el diseño de la parte inferior es muy variable pues se
puede colocar un triángulo inferior o brazos transversales.
Fig. 14
Fig. 15
Fig. 16
Para entender con mayor detalle los variados sistemas que existen de suspensión, se hace
necesaria una definición detallada de las variables que definen el comportamiento de una
suspensión.
Ángulo de convergencia y ángulo de divergencia: Es el ángulo definido entre cada una de las
ruedas y el eje longitudinal del vehículo, siempre en su proyección horizontal. Fig. 17
Fig.17
Ángulo de avance: Es el que provoca la auto alineación de las ruedas, dotando al vehículo de un
elevado grado de estabilidad. Fig.18.
Fig. 18
Ángulo de caída: Es un ángulo que queda definido entre el plano de una rueda y la vertical al
suelo. En la figura podemos ver que la caída es positiva pues la parte más alta de la rueda
sobresale más que cualquier otra parte del neumático. También existe la caída negativa cuando la
parte de contacto con el suelo sobresale más que cualquier otra parte del neumático. Este
segundo caso suele darse en coches de gran potencia o de competición. Fig. 19
Fig. 19
Descentrado de las ruedas o radio de pivotamiento: Es la distancia lateral entre el punto donde la
prolongación del eje de pivotamiento corta al suelo (B) y el punto central del dibujo del neumático
(A). Fig. 20
Si el eje de pivotamiento corta el suelo en la parte interior del dibujo de rodadura del neumático
se dice que el radio de pivotamiento es positivo. Si por el contrario, el eje de pivotamiento cruza la
vertical del neumático y el corte con el plano del suelo se produce más allá de la banda de
rodadura del neumático decimos que el radio de pivotamiento es negativo.
Fig. 20
Rotula
CAPITULO II
Sistema de dirección
INTRODUCCIÓN.
La alineación de la ruedas del automóvil incluye medir y ajustar los ángulo de alineación de las
cuatro ruedas para colocarlas en correcta alineación en relación con el bastidor del vehículo. Las
ruedas correctamente alineadas proporcionan máxima duración de las llantas, facilidad de
manejo, buena economía de combustible y seguridad de manejo. Es necesario un
buen conocimiento de los sistemas de suspensión, dirección, ruedas y sistema de frenos para estar
en condiciones de llevar a cabo un buen trabajo de alineación en este capitulo se Andizan también
los principios de alineación de la ruedas, los problemas relacionados con lss misma y
los procedimientos de alineación correspondiente.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE.
La dirección es el conjunto de mecanismos, mediante los cuales pueden orientarse las ruedas
directrices de un vehículo a voluntad del conductor. Es el Sistema que permite al conductor de un
vehículo dirigirlo sobre la ruta con suficiente exactitud, de acuerdo con la dirección elegida, tanto
para seguir cursos curvos, como para evitar a otros vehículos, peatones y objetos estacionarios.
Antes que nada tenemos que definir lo que es el sistema de dirección, el mecanismo de dirección
en un vehículo se compone de una serie de varillas y engranajes (como se muestra en
la imagen que se encuentra del lado izquierdo), que transfieren el movimiento rotatorio del
volante en movimiento lineal de las barras de acoplamiento conectadas a los pivotes de dirección
en la mangueta de la rueda. La mangueta de dirección pivotea en las rótulas, en un pasador
maestro con bujes o en un cojinete superior axial y rótula. Estos puntos de pivote forman lo que
se conoce con el nombre de eje de la dirección, que está inclinado con relación a la vertical
En dirección ha de reunir una serie de cualidades que le permitan ser capaz de ofrecer:
Seguridad activa
Seguridad pasiva
Comodidad
Suavidad
Precisión
Facilidad de manejo
Estabilidad
Fig. 21
Fig. 22
Rótulas
Volante
Columna de dirección
Brazo pitman
Cajas de dirección
Tubo de regulación
Engranaje de dirección
Biela de dirección
Servo
Columna de Dirección
La columna de dirección consiste en el eje principal, que transmite a la rotación del volante
de dirección, al engranaje de dirección y un tubo de columna, que monta al eje principal en la
carrocería. El tubo columna incluye un mecanismo por el cual se contrae absorbiendo el impacto
de la colisión con el conductor, en el caso de una caja de dirección. Fig.23.
Fig. 23
La Rótula
Rótula de suspensión: es una junta esférica que permite el movimiento vertical y de rotación de
las ruedas directrices de la suspensión delantera. Está compuesta básicamente por casquillos de
fricción y de perno encerrados en una carcasa. Fig. 24.
Fig. 24
1. Tuerca de fijación
Partes: 1, 2, 3
2. Rótula
3. Guardapolvo
5. Lubricante
6. Tapa de cierre
7. Cuerpo
8. Casquillo interior
Rótula de carga: rótula que soporta la fuerza ejercida por el resorte de suspensión o cualquier
otro elemento elástico utilizado para sostener el peso de un vehículo. En una suspensión
independiente, es el dispositivo que esté montado en el brazo de suspensión que proporcione la
reacción al elemento elástico. La rótula elástica puede trabajar a tensión o compresión según
el diseño del sistema de suspensión del vehículo.
Rótula de fricción o seguidora: Rótula del sistema de suspensión que no soporta cargas verticales,
pero ayuda a resistir las cargas horizontales. Siempre está montada en el brazo de suspensión que
no reacciona contra el elemento elástico que sostiene al vehículo.En la mayoría de los casos, la
rótula de fricción está precargada con un elemento plástico que la capacita para amortiguar la
vibración, cargas de choque y facilita la acción giroscópica de la rueda del vehículo.
Angularidad: Es el desplazamiento total del perno dentro del alojamiento de la rótula en un plano
que pasa a través del eje de la rótula.
Par de rotación: Es el par necesario para hacer girar el perno sobre su propio eje.
Par de abatimiento: Es el par necesario para desplazar el perno durante toda su angularidad.
Carga de extracción: Es la fuerza en extracción necesaria para extraer el perno del alojamiento de
la carcasa.
Engranaje de Dirección
El engranaje de dirección no solamente convierte la rotación del volante de dirección a los
movimientos los cuales cambian la dirección de rodamiento de los neumáticos. Este también
reduce la velocidad del giro del volante de dirección a fin de aligerar la fuerza de operación de la
dirección, incrementando la fuerza de operación y transmitiendo esta a las ruedas delanteras.
Fig.25.
Fig. 25
Mecánicos -cremallera
Hidráulicos
Hidráulico-electrónicos
Las rotaciones de un engranaje (piñón) en el extremo del eje principal enganchan con los
dientes que son apoyados en una barra redonda (cremallera) cambiando este giro a
un movimiento de izquierda o derecha. Fig.26, 27 y 28.
A dirección de cremallera, coma o su nombre indica, está formada por una cremallera dentada
sobre a que engrana un piñón que le transmite o movimiento do volante a través da columna da
dirección, transformando ese movimiento rotatorio en movimiento de vaivén mas bielitas que
están unidas á cremallera, e de éstas, mediante unas rótulas, más manguetas e de ahí ha rodas.
Fig. 26
Fig. 27
Fig. 28
El espacio entre el engranaje sin fin en el extremo delantero del eje principal y el engranaje
de sector que engancha con este, tiene bolas encajadas que reducen la fricción. La fuerza de giro
del volante de dirección es transmitida a las ruedas vía esta bolas. La articulación de dirección
transmite la fuerza desde el engranaje articulado de dirección a las ruedas delanteras. Esto
consiste de una barra combinada con brazos. Fig. 29.
Fig. 29
Se clasifican en:
Barra de acoplamiento: Hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo.
Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, ingresa a las
manguetas hacia el lugar deseado.
Rótulas: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen posible que, aunque
estén unidos, se muevan en el sentido conveniente.
Brazo de Pitman y del Brazo Auxiliar. Siempre que un vehículo es conducido por las calles
de la ciudad o por los accidentados caminos de terracería, el excesivo movimiento en el
sistema de dirección y de suspensión pueden causar un inesperado movimiento de los
componentes de la dirección esto traerá un mal manejo del vehículo así como el desgaste
prematuro de las llantas
En cuyo caso la columna de dirección acaba roscada. Si ésta gira al ser accionada por el volante,
mueve un engranaje que arrastra al brazo de mando y a todo el sistema Fig. 30.
Fig. 30
En el que la columna también acaba roscada, y por la parte roscada va a moverse un pivote o
palanca al que está unido el brazo de mando accionando así todo el sistema Fig. 31..
Fig. 31
Fig. 32
Servo dirección
Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado por una bomba. Al
accionar el volante, la columna de dirección mueve, solamente, un distribuidor, que por la acción
de la bomba, envía el aceite a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se
mueve en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el volante.
Existen vehículos pesados que disponen de dos o más ejes en su parte trasera y también hay con
dos en la parte delantera. Para facilitar su conducción, todas las ruedas de los ejes delanteros, son
direccionales.
Columna de dirección
Tuerca
Bolas o balines
Sector
Árbol de salida
Bielita desplazable
La necesidad de conseguir un mayor esfuerzo para realizar el giro de las ruedas delanteras se hace
notar especialmente en diferentes situaciones:
velocidad reducida
Curvas cerradas
Para ello se hace cada vez más necesario la implantación de sistemas de asistencia hidráulica en la
mayoría de los vehículos actuales.
Las partes principales que integran básicamente un sistema de dirección asistida son:
La fuente de energía
La válvula de regulación
El cilindro de dirección
El sistema es guiado electrónicamente a las ruedas E4 WS, es un sistema de dirección que dirige
las ruedas traseras en el mismo sentido o en el sentido opuesto en función del ángulo de giro de
las dos ruedas delanteras, de la velocidad de giro de la dirección y de la velocidad del vehículo. De
esta forma se mejora la estabilidad, manipulación y maniobrabilidad del vehículo a todas las
velocidades. Y tiene los siguientes componentes:
El sensor de velocidad
Sensor de revoluciones
ECU
La flojedad de las rótulas es crítica. Un pequeño desgaste permite que se produzca el contragolpe.
Esto da comienzo a un martilleo, que una vez que ha empezado, puede destrozar rápidamente la
rótula.
Las irregularidades del suelo, como los efectos generados por las fuerzas de inercia y por las
fuerzas centrífugas que actúan sobre un automóvil en funcionamiento generan distintos tipos de
oscilaciones.
Las fuerzas de inercia en los momentos de aceleración o frenada, generan una oscilación
alrededor del eje transversal denominada "Cabeceo".
Las fuerzas centrífugas generadas al tomar una curva es causa de otro tipo de oscilación alrededor
del eje longitudinal del vehículo, denominado "Balanceo". El tercer tipo de oscilación es el
denominado "Shimmy", conocida vibración producida por el movimiento giratorio de las ruedas
directrices, debido al desequilibrio dinámico de las mismas. Esta anomalía, también se da como
resultado de una incorrecta alineación de los ángulos de dirección.
SÍNTOMAS:
Ruidos y vibraciones.
Desgaste de neumáticos.
RECOMENDACIONES:
El primer punto para determinar el grado de deterioro de la rótula es una inspección visual
y táctil de la situación en la que se encuentran los guardapolvos de las rótulas. En caso de
deterioro por grietas o perforación con pérdida de grasa, la rótula debe sustituirse por una
nueva inmediatamente.
Inspección de las partes del chasis. Comenzando con una simple revisión puede localizar
rápidamente las piezas gastadas o sueltas en el sistema delantero. Para ello debemos
descargar el peso del vehículo sobre la rótula, usando un elevador, para que éste sea el
que sujete el peso del vehículo. Sólo de esta forma se puede garantizar un
buen diagnóstico.
Los vehículos tienden a ser cada vez más rápidos, pero también más seguros. El objetivo es reducir
el número de accidentes en la carretera gracias a un equipamiento específico que confiere
estabilidad a los turismos y disminuye el riesgo de colisión. Es lo que se conoce como Seguridad
Activa, un término que engloba los dispositivos sobre los que el conductor puede actuar
directamente:
Sistema de frenado: detiene el vehículo y evita el bloqueo de las ruedas (ABS).
Sistema de dirección: hace girar las ruedas de acuerdo al giro del volante.
Para la conducción fiable y segura de un vehículo, éste ha de tener una dirección que reúna las
siguientes condiciones:
Progresiva: Significa que si damos al volante una vuelta completa, las rudas girarán más en
la segunda media vuelta que en la primera. La progresión constante se conseguirá por el
tipo de engranaje y por la inclinación de la barra de acoplamiento.
Debe revisar las llantas, los sistemas de dirección y suspensión para determinar la causa y
corregirla para devolverle la estabilidad a su vehículo.
2.3.3. CASTER ¿CUÁNDO ALINEAR LAS RUEDAS DEL VEHÍCULO? Fig. 34.
Fig. 34 Caster
Avance (Caster), A veces llamado ángulo de castor. El ángulo de avance es la inclinación de una
línea imaginaria del eje donde rota la rueda. Típicamente esto inclina para la parte trasera del auto
(avance negativo). El ángulo de avance negativo crea fuerza que resulta en lo siguiente:
Retorna las ruedas automáticamente a la posición céntrica para que el auto vaya recto
después de la curva.
En que las llantas trabajen en forma paralela unas de otras y que rueden en el ángulo correcto.
Camber. Es la inclinación de la parte superior hacia fuera o hacia adentro. Cada vehículo tiene sus
propios ángulos. Estos ángulos dependen del peso sobre cada una de las llantas delanteras y
traseras, diseño y resistencia de muelles, espirales o barras de torque y otros factores. Fig. 35.
Fig. 35
Salida: Se considera la vertical del eje con la prolongación del pivote en sentido transversal. Suele
ser de 5º Fig. 36-
Fig. 36
Fig. 38
El vehículo con su dirección correctamente alineada tendrá su volante centrado y recto, pasará por
el mismo arco cuando gira a la derecha o la izquierda, y mostrará control en las curvas sin roncear
(mientras la velocidad y la aceleración sean razonables). Además provee mayor vida útil a las
llantas, juntas homocinéticas, cremallera, rodamientos, crucetas, muñones, bujes, amortiguadores
y demás del tren de rodado.
Un vehículo está alineado cuando todos los componentes de la suspensión y la dirección (conjunto
de llantas y volante) funcionan correctamente.
Aparece una vibración a cierta velocidad, pero se desaparece al ir más lento o más rápido.
El vehículo está descuadrado, es decir, las llantas delanteras apuntan en una dirección y
las traseras en otra.
Las leyes federales y estatales requieren que los conductores inspeccionen sus vehículos. Los
inspectores federales y estatales también pueden inspeccionar su vehículo. Si juzgan que el
vehículo es inseguro, lo pondrán "fuera de servicio" hasta que haya sido reparado.
Inspección previa al viaje. Una inspección previa al viaje le ayudará a encontrar problemas que
podrían causar una colisión o una avería.
Usar sus sentidos para detectar cualquier problema (mire, escuche, huela, toque).
Frenos.
Luces y reflectantes.
Inspección e informe posterior al viaje. Usted debería hacer una inspección posterior al viaje al
final del mismo, del día o del turno de servicio, en cada vehículo con el que haya operado. Dicha
inspección puede incluir el tener que completar un informe sobre la condición del vehículo que
enumere los problemas que haya encontrado. El informe de inspección ayuda al transportista a
saber cuándo el vehículo necesita reparaciones.
Mal tiempo. Usted necesita al menos 4/32 pulgadas de profundidad en cada estría
importante en los neumáticos delanteros. Necesita 2/32 pulgadas en los demás
neumáticos. No debería verse ninguna tela a través de las estrías o de las paredes
laterales.
Neumáticos duales que entran en contacto entre sí o con otras partes del vehículo.
Neumáticos con ranuras nuevas, que han sido sellados, en las ruedas delanteras de un
autobús. Estos están prohibidos.
Llantas dañadas.
Herrumbre alrededor de las tuercas de las ruedas, lo cual puede significar que dichas
tuercas están flojas. Fíjese si están bien apretadas. Luego que se ha cambiado un
neumático, deténgase por un momento un rato después y vuelva a fijarse si las tuercas
siguen bien apretadas.
Las llantas que no hacen juego, que están dobladas o rotas son peligrosas.
Las ruedas o llantas que han sido reparadas con soldaduras no son seguras.
Tambores rotos.
Partes dobladas, sueltas o rotas, tal como el mecanismo de dirección, la caja de cambios, o
las varillas de ligaduras.
Si la dirección está equipada con mangueras, bombas y el nivel del fluido; fíjese si hay
escapes.
Cuando la rueda esta inclinada hacia adentro en su parte superior, el camber es negativo y
positivo cuando la rueda esta inclinada hacia afuera en su parte superior.
El valor correcto depende del diseño del sistema de suspensión. Generalmente el camber
ayuda a la estabilidad de la dirección recta y alarga la vida del neumático. El valor del
Camber en la rueda izquierda/derecha deberá ser el mismo para evitar tirajes de costados.
Es importante que los ángulos de caster sean el mismo en las ruedas delanteras para evitar
inestabilidad en la ruta con agujeros o en la frenada.
Este ángulo también es conocido bajo el nombre Swivel Axle Inclination (SAI). El ángulo es
determinado mediante la inclinación de la línea o eje que atraviesa los puntos de rótula, hasta la
vertical. Los ángulos de pivote, sitúan el punto en que se hace girar la rueda cerca del centro de la
huella del neumático, lo que reduce la transmisión de interferencias de la calzada. Al girar la
carrocería se eleva, y lo probable es que cuando se suelte el volante, este tenga tendencia a
volverse a la posición "recto hacia delante
Radio de giro máximo
La distancia entre pivotes (a) que recibe el nombre de vía y la longitud e inclinación de los brazos
de acoplamiento en función de la batalla (b) del vehículo, que corresponde a la distancia entre
ejes, determinan una de las características de la dirección, como es su radio de giro máximo. Este
radio viene determinado de forma que las ruedas puedan girar describiendo un circulo de
diámetro cuatro veces mayor que la batalla del vehículo.
El ángulo de viraje (Avi ) para un determinado radio de giro (R), según los triángulos rectángulos
0AB y 0CD de la figura inferior, se obtiene por la función trigonométrica de los ángulos que forman
las ruedas en función de la batalla (b) del vehículo y del ancho de vía (a).
Teniendo en cuenta que el radio de giro mínimo en los vehículos suele ser aproximadamente el
doble de la batalla o distancia entre ejes: R = 2 b. El ángulo de viraje máximo entre las ruedas es:
Geometría de la suspensión y dirección
CAPITULO III
Sistema de frenos
INTRODUCCIÓN:
Creo que si digo que no todas los vehículos llevan frenos, es cierto que la mayoría de
los motores actuales llevan discos de freno pero los más veteranos recordarán que esto no ha sido
siempre así... es más, en la actualidad, todavía las hay con freno de tambor.
Para se equipa al vehículo con una serie de mecanismos que se encargan de conseguirlo,
permitiendo realizarlo en las mejores condiciones de seguridad: tiempo y distancia mínimos,
conservación de la trayectoria del vehículo, con una frenada proporcional al esfuerzo del
conductor, en diversas condiciones de carga, etc. Ahora bien, hemos de tener en cuenta que si
el proceso de frenado se realiza muy bruscamente. Las ruedas se bloquean y se desplazan sin
girar, provocando una perdida de su adherencia y por lo tanto se producirá un derrape.
Cuando el vehículo está en movimiento se establece una fuerza de adherencia con respecto al piso
el que se desplaza. El valor de dicha fuerza depende, en cada instante, del a carga que gravite
sobre la rueda y el coeficiente de rozamiento entre los neumáticos y el suelo. Por tanto la fuerza
de frenado aplicada debe ser, en toldo momento, inferior al límite de adherencia del vehiculo.
Cuando superamos dicho valor las ruedas se bloquearán.
Las legislaciones actuales regulan los componentes que han de equipar los diferentes vehículos
según categoría y especificaciones de frenado que deben cumplir.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
Al concluir el estudio de este sistema, usted estará capacitado para:
FINALIDAD.
la marcha del mismo en la condiciones que determine su conductor, para ello, la energía cinética,
en su totalidad o en parte, por medio de rozamiento, es decir, transformándola en calor. El efecto
de frenado produce ó friccionar unas piezas móviles; disco, tambores o pastillas.
Los frenos son los dispositivos que pueden prevenir cualquier tipo de colisión, es por ello que los
fabricantes dedican gran parte de su tiempo y esfuerzo al desarrollo de sistemas de frenado más
efectivos, convirtiéndolos en uno de los elementos de seguridad activa más importantes en el
diseño y ensamblaje automotriz
FRENOS.
Desde los primeros sistemas colocados en las ruedas delanteras y posteriores, hasta los últimos
avances como el sistema ABS que evita que los cauchos se deslicen, permitiendo mantener el
control del vehículo aun en una situación extrema, los frenos han sido los encargados de prevenir
los accidentes o cualquier tipo colisión en las calles y autopistas.
A continuación haremos un breve repaso de los principales sistemas de frenado, su evolución y las
ventajas y desventajas que lo han acompañado.
Los frenos detienen el automóvil al presionar un material de alta fricción (pastillas o balatas)
contra los discos o los tambores de hierro atornillados a la rueda, y que giran con ella. Esta fricción
reduce la velocidad del automóvil hasta detenerlo.
Hay dos tipos de frenos: de disco y de tambor. Los frenos de disco funcionan cuando las pastillas
presionan ambos lados del disco.
Los de tambor presionan las balatas contra la cara interna del tambor. Los frenos de disco son más
eficaces, porque su diseño permite una mayor disipación del calor por el aire. A su vez existen
diferentes sistemas de frenado, el más común y utilizado es el sistema de antibloqueo de frenos,
mejor conocido como ABS
La mayoría de los automóviles tienen frenos delanteros de disco y frenos traseros de tambor Fig.
40a y 40b.
Fig. 40ª
Cuando las pastillas o balatas rozan contra el disco o el tambor, se genera calor. Si éste no se
disipa rápidamente, los frenos se sobrecalientan y dejan de funcionar. A este fenómeno se le llama
cristalización de balatas. Los frenos delanteros producen 80% de la potencia de frenado del
automóvil, y por ello, son más susceptibles al sobrecalentamiento que los traseros. La mayoría de
los automóviles tienen frenos delanteros de disco porque al enfriarse por el aire, son menos
propensos a la cristalización de las balatas
Frenos mecánicos
Frenos hidráulicos
Frenos de tambor
Frenos de disco
Frenos neumáticos
Frenos ABS
EL LÍQUIDO DE FRENO:
El líquido de freno es el elemento que al ser presurizado por la bomba empuja los cilindros de las
pinzas contra las pastillas, produciéndose así la acción de frenado. Para los usuarios de los
automóviles es el eterno olvidado, es decir, muy pocos conductores dan la importancia que dicho
elemento tiene. Como veremos a continuación sus características son las que aseguran una
correcta frenada, pero es un elemento que con el uso y el paso del tiempo se degrada y debe de
ser sustituido.
Debe de ser lubricante para que los elementos móviles del sistema de freno con los que se
encuentra en contacto no se agarroten.
FRENOS MECÁNICOS.
Este tipo de freno consistía en un cable que al momento de ser presionado con el pie, transmitía la
potencia necesaria para detener el vehículo; El sistema dejó de ser funcional cuando nuevos y
potentes motores empezaron a desarrollar altas velocidades, requiriendo un gran esfuerzo físico
para conseguir desacelerar el automóvil. El sistema evolucionó en los frenos hidráulicos, que con
un menor esfuerzo conseguían una potencia de frenado mucho mayor.
El freno mecánico ó "freno de estacionamiento" como es conocido en algunos lugares, evita que
un vehículo estacionado se ponga en movimiento por si solo, aun cuando este sistema puede ser
utilizado, si es necesario, como freno de emergencia durante la marcha del vehículo Fig.40b.
Normalmente consiste en una palanca o pedal que se encuentra al alcance del conductor; unida
mediante un cable metálico a la leva de freno. Al accionarlo, las levas ejercen presión sobre las
balatas de las ruedas traseras originando un frenado, que en caso de producirse mientras el
vehículo está en movimiento, puede ser bastante brusco.
FRENOS DE HIDRÁULICOS.
Los frenos hidráulicos están divididos en dos tipos de sistemas fundamentales: Los sistemas
hidráulicos, propiamente dichos y los basados en materiales de fricción. En los sistemas
hidráulicos, cuando el freno del vehículo es presionado, un cilindro conocido como "maestro"
dentro del motor, se encarga de impulsar líquido de frenos a través de una tubería hasta los frenos
situados en las ruedas, la presión ejercida por el líquido produce la fuerza necesaria para detener
el vehículo fig. 41.
Fig. 41
Las pastillas ó materiales de fricción, suelen ser piezas metálicas o de cerámica capaces de
soportar altas temperaturas. Estas piezas son las encargadas de crear fricción contra una
superficie fija (que pueden ser tambores ó discos), logrando así el frenado del vehículo; las balatas
son piezas reemplazables que sufren de desgaste y deben ser revisadas y cambiadas en forma
periódica.
Los frenos de disco consisten en un rotor sujeto a la rueda, y un caliper que sujeta las pastillas del
freno. La presión hidráulica ejercida desde el cilindro maestro causa que un pistón presione "como
una almeja" las pastillas por ambos lados del rotor, esto crea suficiente fricción entre ambas piezas
para producir un descenso de la velocidad o la detención total del vehículo. Fig.42.
La mayoría de los frenos de disco tienen pinzas corredizas. Se montan de modo que se puedan
correr unos milímetros hacia ambos lados. Al pisar el pedal del freno, la presión hidráulica empuja
un pistón dentro de la pinza y presiona una pastilla contra el rotor. Esta presión mueve toda la
pinza en su montaje y jala también la otra pastilla contra el rotor.
Fig. 42
2. Cuando el rotor se calienta y se dilata, se hace más grueso, aumentando la presión contra las
pastillas
3. Tiene un mejor frenado en condiciones adversas, cuando el rotor desecha agua y polvo por
acción centrífuga
Por otra parte, las desventajas de los frenos de disco, comparados con los de tambor, son que no
tienen la llamada acción de servo o de aumento de potencia, y sus pastillas son más pequeñas que
las zapatas de los frenos de tambor, y se gastan más rápido.
7. Ranuras de ventilación
Este tipo de frenos constan de tambor metálico sujeto a la rueda, un cilindro de rueda, pastillas y
resortes de regreso. La presión hidráulica ejercida desde el cilindro maestro, causa que el cilindro
de rueda presione las pastillas contra las paredes interiores del tambor, produciendo el descenso
de velocidad correspondiente Fig.43.
Fig. 43
En la actualidad los frenos de tambor se utilizan solamente en las ruedas traseras y con ciertos
vehículos, ya que los frenos de disco gozan de una mayor fuerza de frenado por lo que se utilizan
en la mayoría de los automóviles como frenos delanteros, aunque la tendencia indica que la gran
mayoría de los carros terminarán usando frenos de disenso las cuatro ruedas.
2. Zapata
3. Balatas o fajas
5. Ancla
6. Plato de anclaje
7. Cable de ajuste
9. Cilindro de rueda
10 Regulador
11 Servofreno
Fig.44
SERVOFRENO:
El servofreno es el sistema por el cual la fuerza que hay que ejercer sobre el pedal, para presurizar
el circuito a una misma presión, se reduce. Es decir, es un elemento que reduce el esfuerzo que
necesita el conductor para presurizar el circuito pisando el pedal. Fig. 45.
Fig. 45
Las ventajas del servofreno no son exclusivamente las de poder realizar una presión mayor sobre
el circuito hidráulico, y por consiguiente, sobre los pistones de las pinzas con un mayor descanso
del píe. Si no que lo que se consigue es una mejor dosificación de la frenada. Fig. 46
Fig. 46
Los servofrenos actuales más corrientes son aquellos que actúan por vacío.
Estos aparatos aprovechan la depresión creada en el colector de admisión cuando se retira el pie
del acelerador para aumentar la fuerza que el pie proporciona al pedal del freno.
Los valores típicos de esfuerzo pedal / servo para el sistema tipo representado anteriormente,
son los siguientes
BOMBA DE FRENO:
La bomba de freno o cilindro principal, es el encargado de presurizar el líquido por todo el circuito
hidráulico. Como la legislación actual obliga a los fabricantes de vehículos a que estos vayan
provistos de doble circuito de freno, las bombas de freno son de tipo tándem. Fig. 47
Fig. 47
El sistema tandem significa que la bomba dispone de dos pistones, colocados uno a continuación
del otro, con los cuales se atiende al suministro del líquido a una presión igual para cada uno de
los dos circuitos independientes normalmente distribuciones según una "X". Es decir, un circuito
actúa sobre la rueda delantera izquierda y también sobre la trasera derecha mientras que el otro
actúa sobre la rueda delantera derecha y la trasera izquierda como elemento de seguridad en el
caso de problemas de perdida de eficacia en uno de los dos circuitos.
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1. Compresor de aire
5. Evaporador de alcohol
6. Válvula de seguridad
7. Pedal de freno
El controlador del compresor de aire controla cuando el compresor de aire debe bombear el aire
en los tanques de almacenamiento de aire. Cuando la presión en el tanque de aire llega al nivel de
"corte" (alrededor de 125 libras por pulgada cuadrada o "psi"), el controlador detiene el
compresor desde donde se bombea el aire. Cuando la presión del tanque desciende por debajo de
la presión "mínima" (alrededor de 100 psi), el controlador permite que el compresor comience a
bombear nuevamente
Los tanques de almacenamiento de aire se usan para almacenar el aire comprimido. La cantidad y
el tamaño de los tanques de aire varían según los vehículos. Los tanques deben almacenar
suficiente aire como para permitir usar los frenos varias veces aun cuando el compresor deje de
funcionar. Fig. 49.
Fig.49
Un depósito normalmente tiene en su parte inferior un grifo o válvula para drenar el agua y el
lubricante acumulado.
También podemos encontrar una válvula de seguridad, la cual permite la salida de aire cuando se
sobrepasa la máxima presión establecida por falla del gobernador (150 PSI
4.- DRENADO DE AGUA DEL DEPÓSITO DE AIRE.- El aire comprimido normalmente tiene un poco
de agua y algo de aceite del compresor lo cual es dañino para el sistema de frenos neumáticos.
Por ejemplo, el agua puede congelarse durante el tiempo frío y ocasionar que los frenos fallen. El
agua y el aceite tienden a acumularse en el fondo del tanque de aire. Esté seguro de vaciar los
tanques de aire por completo. Cada tanque de aire está provisto con una válvula de desagüe en el
fondo. Hay dos tipos:
Manual, se acciona girándola un cuarto de vuelta, o tirando de un cable. Usted debe vaciar
los tanques al final de cada jornada de trabajo. Vea la Figura .50.
Las válvulas automáticas están disponibles con dispositivos calefactores eléctricos. Estos ayudan a
prevenir el congelamiento del desagüe automático en tiempo de frío.
Fig. 50
6.- VÁLVULA DE SEGURIDAD.- Una válvula de escape de seguridad se instala en el primer tanque
al cual el compresor de aire bombea el aire comprimido. La válvula de seguridad protege el tanque
y el resto del sistema de la presión excesiva. La válvula normalmente se ajusta para que se abra a
los 150 psi. Si la válvula de seguridad deja salir el aire, algo está mal. Tiene un problema que debe
ser arreglado por un mecánico.
7.- EL PEDAL DE FRENO.- Usted aplica los frenos empujando hacia abajo el pedal del freno.
(También se le llama la válvula de pie o válvula de pedal.) Al empujar más fuerte el pedal hacia
abajo, más presión neumática es aplicada. Al soltar el pedal del freno se reduce la presión
neumática y se liberan los frenos. Al liberar los frenos un poco de aire comprimido sale del
sistema, por lo que la presión neumática en los tanques se reduce. Ésta debe ser elevada
nuevamente por medio del compresor de aire. El presionar y soltar el pedal innecesariamente
puede liberar el aire más rápido de lo que el compresor puede reemplazarlo. Si la presión baja
demasiado, los frenos no funcionarán. Fig.
Fig. 52
Los Tambores, las Zapatas, y las Cintas de Freno. Los tambores de freno se localizan en cada
extremo de los ejes del vehículo. Las ruedas están aseguradas a los tambores. El mecanismo de
frenaje está dentro del tambor. Al frenar, las zapatas y las cintas son empujadas contra la parte
interior del tambor. Esto causa la fricción que frena al vehículo (y produce calor). El calor que un
tambor puede tolerar sin sufrir daños depende de cuánta fuerza y cuánto tiempo se usan los
frenos. El calor excesivo puede hacer que los frenos dejen de funcionar.
Los Frenos de leva en S. Cuando usted empuja el pedal del freno, el aire comprimido penetra en
cada cámara de freno. La presión neumática empuja la biela hacia fuera, moviendo así el ajustador
de tensión, haciendo girar el árbol de levas del freno. Esto hace girar la leva en s (así llamada
porque su forma es como la de la letra "S"). La leva en s fuerza las zapatas hacia fuera y las aprieta
contra el interior del tambor de freno. Cuando usted suelta el pedal del freno, la leva en s gira
hacia atrás y un resorte aleja las zapatas del tambor, permitiendo a las ruedas rodar libremente de
nuevo. Vea la Figura 5.2.
Los Frenos de Cuña. En este tipo de freno, la biela de la cámara de freno empuja una cuña
directamente entre los extremos de las dos zapatas. Esto las separa y las empuja contra la parte
interior del tambor de freno. Los frenos de cuña pueden tener una sola cámara de freno, o dos, en
este caso son empujadas las cuñas en ambos extremos de las zapatas. Los frenos del tipo de cuña
pueden ser autoajustables o pueden requerir ajuste manual.
Los Frenos de Disco. En los frenos de disco accionados por aire comprimido, la presión neumática
actúa en la cámara de freno y en el ajustador de tensión, de la misma forma que en los frenos de
leva en s. Pero en lugar de la leva en s, se usa un "tornillo de poder". La presión de la cámara de
freno en el ajustador de tensión hace girar el tornillo de poder. El tornillo de poder sujeta el disco
o rotor entre las pastillas de freno de un calibrador, similar a una gran abrazadera con forma de c.
Los frenos de cuña y los frenos de disco son menos comunes que los frenos de leva en S.
9.- LOS MEDIDORES DE LA PRESIÓN DE SUMINISTRO.-Todos vehículos con los frenos neumáticos
tienen un medidor de presión conectado al tanque de aire. Si el vehículo tiene un sistema de
frenos neumáticos dual, habrá un medidor para cada mitad del sistema. (O un solo medidor con
dos agujas.) Los sistemas duales serán tratados más adelante. Estos medidores le indican cuánta
presión hay en los tanques de aire.
10.- EL MEDIDOR DE LA PRESIÓN APLICADA.- Este medidor indica cuánta presión neumática usted
aplica a los frenos. (Este medidor no lo tienen todos los vehículos.) El tener que aumentar la
presión aplicada para mantener la misma velocidad significa que los frenos están debilitándose.
Usted debe disminuir la velocidad y debe usar una marcha más baja. La necesidad de incrementar
la presión también puede ser causada por estar los frenos desajustados, por pérdidas de aire, o
por problemas mecánicos.
Otro tipo de señal de advertencia es el "wig wag." Este dispositivo deja caer un brazo mecánico
delante de su vista cuando la presión en el sistema desciende por debajo de los 60 psi. Un wig wag
automático quitará fuera de su vista la señal cuando la presión en el sistema supere los 60 psi. En
el tipo de restablecimiento manual, debe ponerse la señal en la posición "fuera de la vista" con la
mano. No permanecerá en dicho lugar hasta que la presión en el sistema sea superior a los 60 psi.
En los autobuses grandes es común que los dispositivos de advertencia de presión baja se activen
a los 80-85 psi.
12.- EL INTERRUPTOR DE LAS LUCES DE FRENO.- Los conductores detrás de usted deben ser
advertidos cuando usted aplica sus frenos. El sistema de frenos neumáticos hace esto con un
interruptor eléctrico que es accionado por la presión neumática. El interruptor enciende las luces
de freno cuando usted aplica los frenos neumáticos.
13.- LA VÁLVULA LIMITADORA DEL FRENO DELANTERO.- Algunos vehículos antiguos (fabricados
antes de 1975) tienen una válvula limitadora de los frenos delanteros y un comando en la cabina.
El comando tiene dos posiciones normalmente marcadas "normal" y "resbaladizo." Cuando usted
coloca el comando en la posición "resbaladizo", la válvula limitadora disminuye la presión
neumática "normal" a la mitad. Las válvulas limitadoras se usaban para reducir la posibilidad de
que las ruedas delanteras patinaran en las superficies resbaladizas. Sin embargo, estas válvulas en
realidad reducen la fuerza de frenado del vehículo. Los frenos de las ruedas delanteras funcionan
bien en cualquier condición. Las pruebas han mostrado que no es probable que las ruedas
delanteras patinen al frenar ni siquiera en el hielo. Asegúrese de que el comando está en la
posición "normal" para tener la fuerza de frenado normal.
Muchos vehículos tienen válvulas limitadoras automáticas en las ruedas delanteras. Estas reducen
la cantidad de aire que llega a los frenos delanteros excepto cuando los frenos se presionan muy
fuertemente (60 psi o más de presión aplicada). Estas válvulas no pueden ser controladas por el
conductor.
14.- FRENOS DE RESORTE.- Todos los camiones, camiones tractores y autobuses deben estar
equipados con frenos de emergencia y frenos de estacionamiento. Ellos deben frenar por medio
de la fuerza mecánica (porque la presión neumática puede fugarse finalmente). Normalmente se
usan frenos de resortes para satisfacer estas necesidades. Cuando se está conduciendo, poderosos
resortes son retenidos por la presión neumática. Si la presión neumática es quitada, los resortes
aplican los frenos. Un comando de freno de estacionamiento en la cabina le permite al conductor
quitar el aire comprimido de los frenos de resorte. Esto permite que los resortes apliquen los
frenos. Una fuga en el sistema de frenos neumáticos que cause que se pierda todo el aire también
causará que los resortes apliquen los frenos.
Los frenos de resorte en los tractores y en los camiones no articulados se aplicarán totalmente
cuando la presión neumática descienda por debajo de los 20 a los 45 psi (normalmente entre los
20 y los 30 psi). No espere a que los frenos se apliquen automáticamente. Cuando la luz y el
zumbador de advertencia de presión neumática baja se prendan primero, lleve el vehículo en
seguida a un lugar seguro para detenerse, mientras todavía puede controlar los frenos.
El poder de frenado de los frenos de resorte depende de que éstos estén ajustados. Si los frenos
no están apropiadamente ajustados, ni los frenos normales ni los frenos de emergencia/
estacionamiento funcionarán correctamente.
Cuando el conductor acciona el pedal abre el paso de aire comprimido hacia las cámaras en cada
rueda. Al mantener una fuerza constante sobre el pedal se cierra el paso de aire controlando de
esta forma la frenada a voluntad, ya que al ejercer una mayor fuerza se abre nuevamente la
válvula.
Al liberar el pedal se cierra nuevamente el paso de aire hacia las cámaras y conectan las líneas de
conducción con la atmósfera a través de la válvula reguladora permitiendo la descompresión de la
tubería.
16.- VÁLVULA DE DESCOMPRESIÓN RÁPIDA.- Se instala en las líneas de mayor longitud (ejes
traseros) equidistante a las ruedas del eje para permitir una desactivación rápida de los frenos al
liberar de presión más retirada del pedal.
18.- RELEVADORA O RELAY.- En ciertos vehículos el aire liberado por la válvula del pedal no es
suficiente para actuar los frenos traseros.
En este caso es necesario acondicionar una línea adicional desde el tanque hasta una válvula
cercana a las ruedas traseras que entre a colaborar con la línea principal en el suministro de aire a
las cámaras traseras. Esta válvula es conocida como relevadora o relay.
19.- FRENOS DE EMERGENCIA PARA FRENO DE AIRE.- Los frenos de seguridad conocidos como
frenos de resorte son utilizados en el sistema neumático de freno aplicado a vehículos diseñados
para transportar carga superior a 25 toneladas.
No solo cumple las funciones mencionadas sino que también, es freno de emergencia.
2. Diafragma de servicio
3. Embolo de emergencia
4. Reten
5. Resorte de emergencia
6. Tornillo desactuador
7. Filtro.
En el vehículo existen dos líneas, una de servicio y otra de emergencia. La línea de emergencia,
operada manualmente, envía aire comprimido a la cámara de seguridad, esto retrocede
comprimiendo el resorte y así queda hasta que se requiere de su accionar.
Mientras tanto el vehículo hace uso de sus frenos por medio de sus cámaras de servicio.
Una válvula manual (PP1) dejara escapar el aire comprimido de la cámara de emergencia y
entonces el resorte se expandirá empujando la leva de freno. Si el desperfecto afectase el
compresor o a la línea de emergencia, podrá desactuarse el freno por medio del tornillo
desactuador. De este modo se vuelve a comprimir el resorte y la palanca retorna a su posición y el
freno queda desaplicado.
Con la línea de emergencia, el conductor aplica los frenos cuando el vehículo esta estacionado. Es
decir, aplica el freno de estacionamiento dejando escapar el aire de las cámaras de emergencia,
con solo inyectarle nuevamente aire comprimido, el freno queda liberado.
20.- BOMBA DE FRENO DE AIRE.- Le informamos que bajo este nombre se conoce la válvula del
freno que generalmente se acciona mediante el pedal.
Además existe la válvula de freno doble para ser instalada en un vehículo con doble circuito de
frenos y en este caso la válvula de freno lleva dos salidas que actúan en forma independiente y son
accionadas en forma simultánea al pisar el pedal del freno. En esas condiciones el aire comprimido
pasa desde los dos depósitos a las cámaras de freno.
21.- VÁLVULA RETENCIÓN TANQUE SISTEMA NEUMÁTICO.- Una válvula de retención o cheque se
coloca a la entrada del tanque de almacenamiento del aire comprimido ya que esto evita que se
descargue al dañarse la tubería entre el compresor y el tanque.
Es decir que esta válvula permite la entrada pero no el retorno del aire.
La palanca del compensador multiplica la fuerza impartida por la palanca de mando y hala los
cables traseros. Esta fuerza de tracción pasa a través de un compensador que garantiza que la
tracción sea la misma en ambos cables traseros.
Para cumplir esta función, el compensador permite que los cables se deslicen un poco para
equilibrar las ligeras diferencias de longitud o ajuste entre dos cables. A su vez, los cables traseros
tiran de las palancas de los frenos de estacionamiento.
Las palancas de los frenos de estacionamiento están conectadas a las zapatas secundarias de los
frenos traseros.
Al accionar la palanca, esta empuja la biela contra su resorte comprimiéndolo, la biela o palanca
continúa moviéndose empujando la zapata primaria contra el tambor del freno. Cuando la zapata
primaria entra en contacto con el tambor, cesa el movimiento de la biela o palanca. En ese
momento, la palanca del freno de estacionamiento gira sobre el extremo de la biela y la parte
superior de la palanca empuja la zapata secundaria contra el tambor. De esta manera la acción de
la palanca del freno multiplica nuevamente la fuerza del conductor.
Se considera que un freno de estacionamiento está adecuadamente ajustado cuando satisface los
siguientes criterios:
1. Los frenos están aplicados a plenitud y se mantienen en posición después de que el pedal o la
palanca se ha desplazado hasta menos de la mitad de su recorrido posible.
2. Los frenos están totalmente sueltos cuando el pedal o la palanca está en posición de
desenganche. Dado que los frenos de estacionamiento accionan las zapatas de los frenos traseros,
deberá existir el suficiente espacio libre entre la banda y el tambor. Por tanto, antes de tratar de
ajustar un freno de estacionamiento, se deberá inspeccionar la banda, los tambores y las piezas
conexas. Se deberá verificar el funcionamiento del regulador de estrella y ajustar los frenos de
manera que se deje espacio libre suficiente entre la banda y el tambor.
4. Aflojar la contratuerca
5. Apretar la tuerca de ajuste contra el compensador hasta que se vea que los frenos traseros
comienzan a ofrecer resistencia.
6. Aflojar la tuerca de ajuste hasta que los frenos se hayan soltado completamente.
7. Apretar la contratuerca.
9. Bajar el automóvil.
3.5.3.2.- FRENO MOTOR
Todo motor a combustión interna, arrastrado por el vehículo y alimentado en las condiciones de
ralenti, ofrece un par resistente interno debido a los rozamientos entre las piezas en movimiento y
a la depresión durante el tiempo de aspiración; el trabajo absorbido durante la compresión es
restituido en gran parte durante el tiempo de expansión y el absorbido durante el tiempo de
escape es débil.
El valor del par resistente depende del tipo de motor (de cuatro o de dos tiempos a carburación o
a inyección) y de la velocidad de rotación. En un motor de cuatro tiempos, a carburación o a
inyección de gasolina, la mariposa debe permanecer ligeramente abierta ya que es necesario
alimentar de aceite el motor. Finalmente, para el motor Diesel la depresión en la admisión es
menor, pero los rozamientos son más importantes debido a que la relación de compresión es más
elevada.
Para aumentar la eficacia del freno motor, es necesario aumentar N/n manteniendo N la máxima
velocidad de rotación determinada por el constructor; esta condición puede ser aproximadamente
satisfecha cuando se desciende una pendiente empleado la relación de desmultiplicación que
debería emplearse normalmente para subirla.
El descenso de una pendiente sobre la relación apropiada de la caja de velocidades puede evitar la
acción de los frenos a fricción cuando el vehículo tiene un motor lo suficientemente potente en
relación con el peso y una caja de cambios con el suficiente número de velocidades o relaciones de
engranaje; esta condición generalmente no se realiza en los pesos pesados y en los vehículos
pequeños.
Cuando la pendiente excede de un cierto porcentaje, el freno motor puede resultar insuficiente
para estabilizar la velocidad del vehículo sin riesgo de averías del motor; entonces es necesario
recurrir a los frenos de servicio con los consiguientes inconvenientes o bien intensificar el efecto
de desaceleración sobre el motor aumentando Cr.
FRENOS ABS.
Los Frenos ABS (anti-block-system). el sistema ABS (Anti-Lock Brake System) o Sistema
Antibloqueo de Frenos, consiste en un mecanismo instalado en el sistema de frenado de los
vehículos que impide la inmovilización de las ruedas cuando el conductor aplica el freno de
manera brusca. Cada una de las ruedas cuenta con un sensor que determina las revoluciones y
detecta cuando alguna rueda disminuye la cantidad de giros en comparación con un valor
predeterminado. De suceder, el sistema ABS ordena la disminución de la fuerza del frenado e
impide el bloqueo. Fig.55.y 56.
Fig. 55
Fig.56
Las siglas que lo identifican provienen de su denominación en idioma ingles: Antilock Brake
System. Algunos autores españoles han castellanizado la acepción, denominándolos SFA (Sistema
de Frenos Antibloqueo). Se lo suele calificar como sistema reactivo, pues funciona reaccionando
frente a una o más ruedas bloqueadas.
Liquido de frenos
Los líquidos de freno dividen en la actualidad en dos grupos dependiendo de las características
que presenten. Así en la actualidad se pueden comercializar dos calidades de líquido de freno.
Fig. 58
Debe ser el utilizado para vehículos de altas prestaciones y aquellos que vayan dotados de
sistemas ABS.
Ambas calidades de líquido son miscibles entre sí, pero no se recomienda el mezclado de ambos.
Aunque exista la posibilidad de mezclarlos, es conveniente leer el libro de mantenimiento del
vehículo para saber, si necesitamos rellenar, que tipo de líquido emplea nuestro vehículo. Cuando
procedamos a sustituir el líquido de freno es conveniente limpiar el circuito con alcohol metílico
para conseguir que el líquido nuevo, conserve todas sus propiedades. Además en cualquier
La primera ventaja a destacar es que los sistemas antibloqueo permiten que el auto se
detenga en distancias más cortas. Esto se explica porque al mejorar el contacto
neumático-suelo, se mantiene un mayor coeficiente de rozamiento y, como consecuencia,
se logra una mayor eficiencia de frenado.
Partes: 1, 2, 3
Partes: 1, 2, 3
Sobre pavimento húmedo, el sistema permite que el agua drene por las estrías y no se forme la
cuña de agua que caracteriza el hidroplano (aquaplanning).
En vehículos provistos de sistemas estándar de frenado, es común que durante una frenada
de pánico, sobre pavimento seco, las ruedas delanteras se bloqueen.
Cuando esto ocurre, el conductor pierde el control del vehículo, que no responde al giro del
volante y se desliza en la dirección y sentido que llevaba al iniciarse el bloqueo
Al evitar ese bloqueo, el sistema ABS permite que el conductor mantenga bajo control el
direccionamiento del vehículo, al mismo tiempo que lo desacelera, optimizando, de esa manera, la
conducción en situaciones de riesgo.
Todo conductor sabe por experiencia que es mejor "bombear" el freno cuando debe bajar
bruscamente la velocidad, porque si aprieta a fondo, las ruedas se bloquean y el coche se
desliza sin control. El sistema ABS, a través de sus sensores, efectúa el mismo bombeo,
pero a una frecuencia mucho mayor que la que se logra actuando sobre el pedal.
Los sensores de velocidad de las ruedas detectan el bloqueo y envían señales para
modificar la presión de frenado, que varía rápidamente, adaptándose al requerimiento a
que se le somete. Los sistemas ABS comúnmente usados en los vehículos modernos
realizan la operación de disminuir y aumentar la presión de frenado unas 15 veces por
segundo.
ABS?
Algunos sistemas controlan únicamente las dos ruedas traseras y otros las cuatro ruedas
del vehículo. En general los sistemas de control sobre las cuatro ruedas proveen de mayor
estabilidad y control durante el frenado a expensas de un mayor precio.
El sistema de frenos juega un papel muy importante tanto en la seguridad como en el rendimiento
de combustible de un automóvil por ejemplo, unos frenos demasiado ajustados podrían provocar:
Calentamiento excesivo
Una forma sencilla de verificar si su vehículo no tiene demasiado ajustados los frenos es la
siguiente:
Levante de manera independiente cada una de la ruedas haga una marca con un gis en la
rueda y coloque sus manos en los extremos de la rueda y hágala girar, si no puede hacerlo
seguramente está muy ajustada. Una rueda debe girar una vuelta al aplicarle
una fuerza media.
El ajuste de los frenos debe hacerlo un profesional, ya que de otra manera puede generar
que algunas de sus ruedas frenen más que otras y en una frenada de emergencia se puede
generar un giro del vehículo "trompo".
Es importante hacer revisiones frecuentes (una vez a la semana) para determinar si no hay
fugas de líquido de frenos. Estas fugas se pueden detectar porque generalmente se bajan
los niveles de los depósitos del líquido de frenos. Cuando son muy grandes estas fugas
generalmente manchan los neumáticos por el costado interior.
Una fuga de líquido de frenos se detecta porque al pisar el pedal del freno el pedal se
hunde, se siente "esponjoso" y el vehículo frena con dificultad o no frena.
Es muy importante mantener limpio el depósito del líquido de frenos y cambiarlo una vez
cada dos años.
Recuerde que unas balatas mojadas (por ejemplo cuando circula y pasa por algún charco)
pueden perder capacidad de frenado, una recomendación es pisar el pedal del freno varias
veces después de pasar el charco para "secar" las balatas
Bibliografía
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Suspensions". Queen's College 2001.
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