Transmiciones I

SISTEMA DE DIRECCION, SUSPENSION, FRENOS
INTRODUCCION
1. Antecedentes.
La manera básica, del manejo de los diversos sistemas y subsistemas fijos y móviles de
vehículos livianos, detallando las características de sus sistemas como son: lubricación,
refrigeración o enfriamiento, motor y transmisión, frenos, dirección, eléctrico, electrónico,
combustible, encendido, etc. Se complementa esta información con otras importantes tales
como: el funcionamiento de un motor, puesta en marcha y su mantenimiento.
2. Objetivos.
2.1. Objetivos Generales.
Entender el funcionamiento de un automóvil, mediante una capacitación teórico – práctico,

que permita una mejor comprensión de los distintos sistemas, favoreciendo su correcta
utilización y el mantenimiento oportuno.
2.2. Objetivos Específicos.
 Conocer los conceptos fundamentales de mecánica automotriz y su aplicación.

 Identificar los componentes que intervienen en el funcionamiento de un vehículo.
 Establecer con claridad los sistemas que integran el vehículo: motor, transmisión,
frenos, suspensión, dirección entre otros fundamentales.
 Distinguir las diferencias fundamentales existentes entre los distintos tipos de motores
y vehículos livianos.
3. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA MECÁNICA AUTOMOTRIZ Y SU

APLICACIÓN.
Un automóvil está compuesto de un bastidor, sobre él se montan varios elementos como son:
el motor, el embrague, la caja de cambios, la transmisión, la dirección, la suspensión
delantera, la suspensión posterior con su respectivo puente, el escape y los frenos. Sobre este
va montada la carrocería y sus accesorios.
Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 1

4. EL BASTIDOR O CHASIS.
Está formado por dos largueros y varios travesaños, hechos con chapa gruesa de acero,
doblada en forma de U, y unidos entre sí por medio de remaches, soldaduras o pernos;
adoptando formas diversas que le dan la suficiente resistencia para soportar los esfuerzos,
deformaciones y vibraciones al que está sometido. En la mayoría de los autos de turismo la
carrocería asume la misión del bastidor (compactos).
5. EL MOTOR.
Es el que suministra la energía que, mediante el conjunto de transmisión, hace llegar su giro a
las ruedas para el desplazamiento del vehículo. El motor de los automóviles es de combustión
interna, ya que el combustible es quemado dentro de él.
El motor necesita de un sistema de alimentación que haga llegar el combustible a su interior
para ser quemado. Los motores de gasolina disponen, además, de un sistema de encendido
para iniciar la combustión.
El motor está compuesto por gran cantidad de piezas metálicas que giran o se deslizan entre
sí. Para que no haya contacto entre metal y metal, se interpone una película de aceite entre
ellas. El encargado de mantener esta película es el sistema de lubricación.

6. EL EMBRAGUE.
Es un dispositivo de desacoplamiento, mediante un disco de fricción, mandado por un pedal.

Cuando el conductor acciona el pedal, libera de la presión al disco y queda interrumpida la
transmisión del movimiento entre el motor y la caja de cambios.
7. LA CAJA DE CAMBIOS.
Va adosada al motor con la interposición del embrague. Es un mecanismo que modifica, con
mando manual o automático, el movimiento que llega a las ruedas, es decir, la velocidad de
giro.
Consiste en unos trenes de engranajes que proporcionan unas reducciones llamadas
velocidades o marchas, para poder adaptar la potencia del motor a las dificultades del terreno.
Para una misma potencia y revoluciones del motor, si las ruedas giran muy rápido, lo hacen
con menos fuerza que si giran despacio. Las marchas cortas proporcionan poca velocidad pero
más fuerza; las más largas, más velocidad pero menos capacidad para superar pendientes.

8. LA TRANSMISIÓN.
La transmisión es una barra o tubo que transmite el movimiento de la caja de cambios al eje
trasero, en la disposición clásica. Está dotada de juntas universales para adaptarse a las
diferencias de alineación del eje con caja de cambios, y de un estriado deslizante para
absorber las variaciones de longitud que ocasionan las oscilaciones. La transmisión puede ser
de tracción delantera y tracción posterior. La primera está a un costado del motor y desde la
caja de cambios sale directamente los ejes que dan propulsión a las ruedas delanteras; y la
segunda está detrás del motor la cual necesita un árbol de transmisión para poder mover las
ruedas.

9. EL DIFERENCIAL.
Se conoce como diferencial al componente encargado, de trasladar la rotación, que viene del
motor/transmisión, hacia las ruedas encargadas de la tracción.
Si un vehículo es chico o grande, si es de tracción trasera o delantera; si trae motor de 4, 5, 6,
o más cilindros; todos los vehículos, de uso regular, traen instalado un componente llamado
diferencial.
Los vehículos de doble tracción, traen diferencial adicional.
El diferencial, puede ser diferente, en cuanto a diseño, figura, tamaño o ubicación; pero, los
principios de funcionamiento y objetivos; siguen siendo los mismos.
El objetivo es: administrar la fuerza motriz, en las ruedas encargadas de la tracción, tomando
como base, la diferencia de paso o rotación, entre una rueda, con relación a la otra.
Se entiende, que el vehículo al tomar una curva, una rueda recorre más espacio que la otra;
igualmente una rueda más grande, recorrerá más espacio que una pequeña. El diferencial tiene
la función de corregir estas diferencias.
La función primaria de un diferencial es, derivar la rotación recibida de la caja de
velocidades; transmisión en un ángulo de 90 grados. Esto quiere decir que la transmisión; por
medio de un piñón hace girar la corona, en la parte central del vehículo; y la corona al rotar
traslada el giro hacia las ruedas encargadas de la tracción, fuerza que mueve el vehículo.

10. DESCRIPCION DE SISTEMAS AUXILIARES.
 Sistema de Dirección
 Sistema de Suspensión
 Sistema de Frenos


11. DIRECCIÓN
Por medio de la dirección en las ruedas delanteras se obliga al vehículo a tomar una dirección
de marcha determinada. Por lo tanto, del estado de la dirección dependerá, en gran manera, la
seguridad de circulación del vehículo. Si se rompe o se suelta una pieza del sistema de
dirección, o se bloquea ésta, no es posible dirigir el vehículo y es difícil evitar un accidente.
La dirección, por lo tanto, ha de comprobarse, mantenerse, y si es necesario, repararse, con
gran cuidado.
11.1. DIRECCIÓN MEDIANTE GIRO DE MANGUETAS DEL EJE
Los automóviles poseen dirección por giro de manguetas del eje (fig. 4-44). Con ella, la
mangueta de la rueda delantera gira alrededor del eje de dirección (eje del pivote de
mangueta). La distancia entre los ejes delantero y trasero se mantiene prácticamente igual, al
contrario que en la dirección de travesaño giratorio. La estabilidad del vehículo no se
disminuye también en caso de curvas muy cerradas.

RODADURA DE LAS RUEDAS EN LA CURVA
Al rodar sobre una curva las ruedas de un vehículo desarrollan recorridos de distinta
magnitud. En el caso de velocidades pequeñas las ruedas no ruedan de modo correcto,
impecable, nada más que cuando los ejes de las manguetas de las ruedas delanteras viradas se
cortan en la prolongación del eje trasero. Los arcos recorridos entonces por las ruedas
delanteras y las traseras tienen un centro común (fig. 4-44). Durante el giro, la rueda del
interior en una curva tiene que girar algo más que la rueda exterior. De ahí resulta el ángulo
de diferencia de giro que se logra por medio del trapecio de dirección.
11.2. TRAPECIO DE DIRECCIÓN
Se denomina así porque las dos palancas de dirección o brazos de acoplamiento y la barra de
acoplamiento juntamente con el eje delantero (o la línea de conexión entre las manguetas
izquierda y derecha) constituyen un trapecio (fig. 4-45). Las palancas de dirección y las
manguetas están firmemente unidas entre sí. Las manguetas descansan de modo que pueden
girar, en pivotes de mangueta o articulaciones esféricas. Los brazos de acoplamiento se unen a
la barra de acoplamiento mediante articulaciones. En la marcha en línea recta, la barra de
acoplamiento es paralela al eje delantero. Para tomar una curva, hay que girar las manguetas
para que las ruedas se desvíen. Como el ángulo entre la mangueta y el brazo de acoplamiento
no es de 90°, cuando las ruedas delanteras han girado, la barra ya no esta paralela al eje
delantero. De esta manera, los recorridos de los extremos de los dos brazos de acoplamiento
son desiguales. La rueda del interior de la curva gira más que la del exterior (fig. 4-45).
Si se toma una curva a alta velocidad, las ruedas no ruedan en la dirección mandada, sino que
se desvían un ángulo determinado de esta dirección. Este ángulo se llama de marcha oblicua.

Los neumáticos alcanzan su valor máximo de conducción lateral con un ángulo de marcha
oblicua entre 15° y 20°. La dirección de los vehículos usuales está diseñada de forma que en
las curvas con radio alrededor de 20 m, las dos ruedas delanteras directorias estén prác-
ticamente paralelas, y en curvas con radios más pequeños se produzca la diferencia entre
ángulos do giro de las ruedas representada en la fig. 4-45. Mediante este compromiso, y
debido al mayor giro de la rueda exterior en curvas con radios mayores se consigue una
conducción lateral mejor en las curvas que se toman a la mayor velocidad correspondiente,
respondiendo además más rápidamente la dirección. Por el contrario, en las curvas cerradas
que deben tomarse despacio, las ruedas giran casi alrededor de un centro común. Por esta
causa el error de dirección es menor. Se evita así el derrape de las ruedas.
11.3. DISPOSICIÓN DE LAS RUEDAS DELANTERAS LA CAÍDA
Se entiende por caída (fig. 4-46) la inclinación de la rueda respecto al plano de la calzada. Si
la rueda está inclinada por su parte superior hacia fuera la caída es positiva. En el caso de que
la inclinación en la parte superior fuera hacia dentro, la caída sería negativa. El ángulo de
caída se designa con la letra y. La mayoría de los automóviles tienen en las ruedas delanteras
una caída positiva de 30' a 1° Las discrepancias de ± 30' entran dentro de la tolerancia que dan
los fabricantes de vehículos. Una ligera caída positiva hace que las cubiertas rueden bien
sobre las calzadas abombadas. Una caída positiva excesiva disminuye, sin embargo, la
conducción lateral de las ruedas.

Las ruedas traseras tienen en el caso de suspensión independiente una „ caída negativa. Esta
circunstancia mejora la conducción lateral y da con ello una buena estabilidad en carretera y
buen comportamiento en las curvas. Esta caída es aproximadamente de —1°.
11.4. CAÍDA DE LOS PIVOTES DE MANGUETA DE LAS RUEDAS

DELANTERAS
Se trata aquí (fig. 4-46) de la inclinación del pivote de mangueta, o sea del eje de giro. El
ángulo de inclinación se designa con δ. Puede valer de 5° a 10°, según los vehículos. En la
mayoría de los automóviles es de 6° a 7°.
Por medio de la caída y de la inclinación se hace que el punto del contacto de las ruedas con
la calzada se acerque más al eje (eje del pivote de mangueta). Con ello el radio de giro se hace
menor.
11.5. RADIO DE GIRO
El radio de giro a (figs. 4-46 y 4-47) es el brazo de palanca con que actúan las fuerzas de
rozamiento que se producen entre la rueda y la calzada. Cuanto menor es el valor positivo del
radio de giro, más fácilmente pueden girarse las ruedas. Tampoco se reflejan tan intensamente
sobre la dirección los golpes de la calzada y las fuerzas unilaterales de frenado. Si el radio de
giro se anula, la rueda gira sobre un punto; con el vehículo parado la dirección resulta pesada,
porque la rueda no puede rodar al girarla. Sin embargo, al frenar no se produce ningún
momento de giro que tienda a llevar la rueda hacia el exterior haciéndola girar sobre el eje de
pivote de mangueta. Si el radio de giro es negativo, las fuerzas de frenado que afectan a la
rueda originan un momento de giro que trata de hacer girar la rueda hacia el interior. Resulta
que la rueda más frenada gira hacia adentro, es decir, hacia el lado frenado con menor fuerza.
Se produce una contra dirección espontánea, con lo cual oí vehículo se estabiliza y no patina.
Son usuales los radios de giro de dirección negativos de 1 a 20 mm.
A raíz de la inclinación de los pivotes de las ruedas delanteras, el radio de giro a y el brazo de
palanca b (fig. 4-46) se producen, al girar las ruedas, unas fuerzas de retrogiro. Estas fuerzas
tienden a llevar las ruedas de nuevo a la marcha en línea recta. Si al marchar en curva se
sujeta el volante con poca fuerza, estas fuerzas llevan al volante y a las ruedas a la posición de
marcha en línea recta. Se facilita así el retorno a la marcha en línea recta. Por medio de la

inclinación do los pivotes y el radio de giro, el vehículo, al girar las ruedas, se levanta por un
lado, el lado interior si el radio de giro es positivo y el exterior si es negativo.
11.6. AVANCE
Se obtiene el avance porque los pivotes de dirección o lo que es igual los ejes de giro de las
ruedas dirigidas van inclinados hacia adelante en la dirección de marcha en el plano de la
calzada (fig. 4-48). El ángulo de avance se designa con ε. El avance se puede conseguir
también haciendo que el pivote de dirección quede delante de la vertical del eje de rueda (fig.
4-49). En ambas disposiciones la rueda sigue el punto de penetración del eje de giro con el
suelo.
Por el efecto de conducción por tracción se produce una estabilización de las ruedas dirigidas.
Hay que tener en cuenta aquí también los efectos del radio de giro y de la inclinación porque
el eje de giro de las ruedas dirigidas no está como en la bicicleta en el plano de la rueda, sino
lateralmente respecto a éstas. La magnitud del avance tiene que deducirse de las condiciones
dadas. Por esta razón es para los distintos fabricantes y tipos de fabricación de un valor
distinto. En los automóviles con el motor delantero y tracción trasera es de 0° a 4° y en
vehículos con motor trasero de 6° a 12°. Algunos coches de turismo con accionamiento
delantero tienen incluso un avance negativo. También con el avance positivo se producen
fuerzas de retrogiro, lo mismo que con la caída. Por esta razón en los coches de turismo con
motor trasero, que delante son relativamente ligeros, se dispone un avance mayor que en los

vehículos con motor delantero. Las fuerzas de retrogiro debidas a la caída y al avance actúan
conjuntamente.
En el caso de avance en virtud de posición oblicua del pivote de dirección, o sea del eje de
giro, el automóvil al desviarse las ruedas no se levanta uniformemente por delante. La
colocación oblicua del pivote de dirección según la figura 4-48 da lugar a que la rueda
delantera que va por el interior de la curva levante un poco el automóvil y la que va por el
exterior lo baje algo.
Convergencia
Las ruedas delanteras tienen tendencia a ir hacia fuera cuando los radios de giro son positivos.
Cuando en el taller se suelta la barra de acoplamiento y se empuja el coche hacia adelante se
aprecia bien claramente esta circunstancia. El rozamiento entre la rueda y la carretera empuja
las ruedas hacia afuera durante la marcha. Las ruedas con radio de giro positivo que
estuvieran paralelas tenderían durante la marcha a separarse. Para compensar esto es por lo
que se da a las ruedas convergencia (fig. 4-50) es decir, cuando están rectas están más cerca
por delante. La diferencia de las dos medidas es pequeña. Viene a ser de 1 mm a 2 mm según
la clase de vehículo y de fabricación. Al recorrer una curva se pasa, con la progresiva
desviación de la dirección, de una convergencia por delante a una convergencia posterior. Las
ruedas delanteras están entonces por delante más separadas que por detrás, debido al modo de
actuar el trapecio de dirección (fig. 4-45).

En el caso de coches de turismo con accionamiento delantero las fuerzas propulsoras de las
ruedas tienen tendencia a juntarlas por delante. Portal motivo en esta clase de coches la
convergencia es de valor O e incluso existe divergencia.
La caída de las ruedas, la inclinación de los pivotes, la convergencia y el avance tienen
que estar correctamente determinados unos respecto a otros.
La caída de las ruedas y la inclinación de los pivotes, la convergencia y el avance, facilitan
con su mutua colaboración la dirección, disminuyen el «bamboleo» de las ruedas, aumentan la
seguridad de marcha y disminuyen el desgaste de los neumáticos delanteros.
11.7. BARRA DE ACOPLAMIENTO EN UN EJE DELANTERO RÍGIDO
En el caso de eje rígido las ruedas al flexionar, no pueden realizar recorridos elásticos
opuestos. El trapecio de dirección, que en los movimientos elásticos oscila también,
permanece por ello sin recibir influencia alguna. Por esta razón se emplea aquí una barra de
acoplamiento corrida que une entre sí ambos brazos (fig. 4-45).
Los choques de la calzada pueden trasladarse, empero, a través de la biela de dirección al
mecanismo de la dirección. Con objeto de alejar estos choques del mecanismo de dirección y
por lo tanto del volante, la mayoría de los automóviles van provistos de amortiguadores de
dirección que están constituidos como los amortiguadores corrientes descritos.
11.8. BARRA DE ACOPLAMIENTO EN EL CASO DE SUSPENSIÓN

INDEPENDIENTE
En el caso de suspensión independiente las ruedas pueden flexionar "elásticamente de modo

independiente una de otra. Los recorridos plásticos pueden no solamente ser de distinta
magnitud sino que pueden estar dirigidos en sentidos opuestos. Por esta razón los dos brazos
de acoplamiento no pueden estar unidos entre sí por una barra rígida. En los movimientos
elásticos no se podría evitar una sobre solicitación del varillaje de la dirección, con la
consecuencia del desajuste de la convergencia y a causa de ello un fuerte desgaste de los
neumáticos. La seguridad de dirección quedaría también fuertemente comprometida. Por estos

motivos en el caso de suspensión de ruedas independiente tienen que emplearse barras de
acoplamiento partidas.
Las barras de acoplamiento en dos piezas pueden estar divididas en el centro
(fig. 4-51) o lateralmente (fig. 4-52). La transmisión del movimiento de dirección a la barra de
acoplamiento puede realizarse a través de una barra de dirección y una palanca central,
también directamente desde la biela de la dirección. Las medias barras de acoplamiento
pueden ajustarse para graduar la convergencia.
11.9. BARRA DE ACOPLAMIENTO DIVIDIDA LATERALMENTE
Barras de acoplamiento de tres piezas (fig, 4-53): Tienen una parte central y partes laterales
reajustables.
Las piezas en que están divididas las barras van unidas entre sí por medio de rótulas. El bulón
de rótula puede moverse en todas direcciones en la cazoleta al flexionar las ruedas. De esta
manera, las barras de acoplamiento partidas pueden seguir todos los movimientos elásticos de
las ruedas.
En el varillaje de dirección con barras de acoplamiento partidas, es frecuente también colocar
amortiguadores de dirección (fig. 4-52).

12. MECANISMO DE DIRECCIÓN
Si se hace girar el volante del vehículo, el tubo de la columna transmite ese movimiento al
husillo y al mecanismo de dirección (fig. 4-54). En el mecanismo de dirección el movimiento
de giro se reduce y se transmite a modo de movimiento oscilante de la biela de la dirección, a
través del varillaje, a las ruedas delanteras. La reducción está estudiada para que la fuerza que
haya de ejercer el conductor para conducir sea pequeña. En coches de turismo según el
tamaño va de 10:1 a 20:1; en camiones es mayor que 20:1. Los coches de turismo pesados y
los camiones van equipados frecuentemente con servo dirección (pág. 450).
Los mecanismos de dirección pueden adoptar distintas formas, como son los mecanismos de
tornillo, los de bolas de transmisión, de tornillo sin fin y de cremallera.
MECANISMO DE DIRECCIÓN DE TORNILLO

Constan de tornillo y tuerca (fig. 4-55). Si se gira el volante hacia la derecha la tuerca de
dirección sube por los filetes del tornillo. Si se gira el volante hacia la izquierda, la tuerca
baja. Este movimiento es transmitido al árbol de dirección a través de la palanca de horquilla
(horquilla de dirección), tal como se ve en el mecanismo de dirección representado en la
figura. El citado árbol hace girar la dirección. La horquilla está unida de forma girable y
deslizable con el tornillo a través de piezas deslizantes. Se han desarrollado otros mecanismos
tornillo, como el de tornillo sin fin con bolas de transmisión. En el caso del mecanismo de
dirección de tornillo con bolas circulantes (fig. 4-56), lleva el husillo de dirección como rosca
exterior y la tuerca de dirección como rosca interior una rosca denominada de bolas
circulantes. Ambas roscas no engranan como es costumbre, sino que forman entre sí una pista.
Están unidas entre sí sólo por las bolas. Si el husillo de dirección es girado pone en
movimiento de circulación las bolas, las cuales a su vez desplazan la tuerca de dirección a lo
largo del husillo de dirección y hace girar el segmento de dirección que está unido a la biela
de la dirección. La circulación de las bolas se realiza a lo largo de dos tubos de guía de las
bolas. La tuerca de dirección es empujada por el husillo de dirección, y no mediante
rozamiento de deslizamiento sino por rozamiento de rodadura, con lo cual es menor la fuerza
motriz necesaria.
MECANISMO DE DIRECCIÓN POR TORNILLO SIN FIN

Los mecanismos de dirección por tornillo sin fin pueden ir equipados con un segmento de
dirección, con un rodillo de dirección o con un "dedo de dirección”.
En el caso del mecanismo de dirección a base de tornillo sinfín y segmento, el segmento de
dirección gira impulsado por el tornillo sin fin que a su vez está accionado por el volante. El
segmento va unido por su centro al árbol correspondiente. La biela de dirección fija al árbol
del segmento, gira en virtud del movimiento imprimido (fig. 4-57)
El mecanismo de dirección de tornillo sin fin y rodillo (fig. 4-58) tiene en vez del segmento
un rodillo de dirección fijado al árbol de dirección. El tornillo sin fin de dirección no es
cilíndrico sino que hacia su mitad queda reducido de diámetro, con objeto de que al girar el
volante, el rodillo de dirección accionado por el husillo sin fin de dirección pueda realizar un
movimiento oscilante alrededor del eje del árbol de dirección. Con ello giran el árbol y la
biela.
11.10.MECANISMO DE DIRECCIÓN DE CREMALLERA
En el mecanismo de dirección de cremallera engrana un piñón, que se asienta en el husillo de

dirección, en una cremallera (fig. 4-59). Si se gira el volante la cremallera se desplaza por el
piñón y desvía las ruedas a través de la barra de acoplamiento y de los brazos. La cremallera y
el piñón tienen a veces el dentado oblicuo con objeto de conseguir una mayor longitud de
engrane.

13. COLUMNA DE DIRECCIÓN DE SEGURIDAD
En accidentes de carretera y choques resultan ofrecer peligro frecuentemente para el

conductor la columna de dirección y el volante. Las consecuencias del accidente pueden
amortiguarse con el empleo de columnas de dirección de seguridad. Éstas pueden estar
constituidas a base de articulaciones cruzadas o hacerse retraíbles de modo telescópico. La
columna de dirección representada esquemáticamente en la fig. 4-60 va provista de un husillo
de dirección inferior y de otro superior. Ambos van unidos mediante un tubo de dirección. El
husillo inferior está fijado al tubo de dirección mediante remaches de material sintético. El
tubo envolvente no es un tubo cerrado, sino que está formado por una superficie interrumpida
a modo de rejilla o celosía.
En caso de accidente se deforma el tubo de celosía, los remaches de material sintético son
cizallados y el husillo de dirección inferior se introduce dentro del tubo de la columna de
dirección. En virtud de la deformación del tubo envolvente se evita el fuerte golpe del
conductor y el husillo de dirección que se introduce en el tubo de la columna no puede
resultar peligroso. El zunchado de la columna de dirección está hecho de tal forma que un
choque proveniente del suelo del coche o del mecanismo de dirección no puede transmitirse
hasta la parte superior de la columna.

14. SERVO DIRECCIONES
Los turismos, camiones, autobuses y demás vehículos automóviles con cargas grandes sobre
el eje delantero, necesitan la aplicación de fuerzas muy elevadas para hacer girar las ruedas.
Esto se nota especialmente al tomar curvas cerradas, al ir despacio, con los neumáticos bajos
de presión y con mayor superficie de apoyo de los neumáticos. Con una reducción de
transmisión de dirección de 25:1, la fuerza aplicable al volante puede ser pequeña, pero en
cambio para llevar las ruedas de tope a tope se requieren muchas vueltas del volante. Para
obviar este inconveniente, dichos vehículos automóviles se dotan de Servo direcciones,
también denominadas direcciones asistidas. Estas Servo direcciones están formadas, en la
mayoría de los casos, por los órganos tradicionales de dirección más un dispositivo hidráulico
de mando que mediante válvulas controla la corriente de aceite que viene de una bomba de
presión en función de las vueltas del husillo de dirección y lo manda a uno o dos émbolos de
trabajo, según el tipo constructivo. Los émbolos de trabajo, el rodillo de dirección o el
segmento de dirección o bien el árbol do dirección, o la barra cremallera están unidos entre sí.
La servo dirección con mecanismo de dirección de tornillo con bolas circulantes tiene por
ejemplo una tuerca de dirección que sirve también de émbolo de trabajo para la transmisión
hidráulica.

11.11.MODO DE TRABAJAR LA SERVO DIRECCIÓN DE BOLAS
CIRCULANTES
En el caso de giro a la derecha del volante, el émbolo de trabajo es empujado hacia la

izquierda por la rosca a izquierdas del tornillo de dirección. Al girar el husillo los dos émbolos
de válvula son sacados de su posición central de tal modo que el émbolo de válvula I es '
desplazado hacia la derecha y el émbolo II hacia la izquierda (fig. 4-61).
En la figura, para una mejor comprensión, se ha representado la válvula de maniobra dos
veces, una vez en corte por delante y otra vista desde la derecha. Ambas vistas se han unido
entre sí mediante tuberías de conducción de aceite. En la posición expuesta de los émbolos de
válvula fluye el aceite a presión a través de la ranura de entrada del émbolo de válvula I a la
ranura radial izquierda y de allí a la cámara derecha del cilindro. El émbolo de trabajo es
corrido hacia la izquierda. El aceite de la cámara izquierda es empujado, fluye a través de la
ranura radial de la derecha a la ranura cerrada de entrada del émbolo de válvula II y de allí
hacia la ranura de retorno del émbolo de válvula I. Como esta última está abierta penetra el
aceite de retorno al centro del émbolo de válvula y de allí hacia el recipiente de aceite de la
bomba de aceite de alta presión.

Al soltar el volante, la barra de torsión, en virtud de la reacción elástica, lleva los émbolos de
válvula de la válvula de maniobra a su posición neutra. En esta posición es posible la
circulación del aceite, pero sin presión.
En el caso de giro a la izquierda del volante, el émbolo de trabajo en virtud de la rosca a
izquierdas del tornillo de mando, es desplazado hacia la derecha. Por el giro del husillo de
mando se corre el émbolo de válvula I hacia la izquierda y el émbolo II hacia la derecha. El
émbolo I deja en esta posición que el aceite a presión llegue a la ranura radial de la derecha y
de allí a la cámara izquierda del cilindro. El émbolo de trabajo es desplazado
hacia la derecha. Con esto el aceite es expulsado de la cámara derecha del cilindro, fluye
por la ranura radial izquierda hacia la ranura de retroceso del émbolo II y a través del centro
del émbolo de válvula hacia el recipiente de aceite de la bomba de aceite de alta presión.
El aceite a presión es suministrado por una bomba de aceite de alta presión que está unida al
recipiente de aceite. Hay una válvula reguladora de caudal ajustada de modo que en el caso de
solicitación normal de dirección suministra de 5 l/min a 6 l/min. La válvula de sobre presión
(válvula de seguridad) permite una presión de 60 a 70 bar. La potencia necesaria para la
bomba depende del número de revoluciones del motor y de la presión de aceite necesaria para
la dirección. Por término medio la potencia es de
0,8 Kw. pero para aparcar y para recorrer curvas de poco radio, sin embargo, la potencia varia
de los 4 kW a los 5 kW.
11.12.TRABAJOS EN LA DIRECCIÓN
En mecanismos de dirección pueden ajustarse el juego longitudinal del árbol de dirección, el

juego longitudinal del husillo de dirección y el juego de flancos entre el husillo de dirección y
el segmento o, en su caso, el rodillo de dirección. Según el tipo de construcción de los
distintos mecanismos de dirección el ajuste se hace de diferente modo.
Por esta razón en las reparaciones hay que seguir las instrucciones que dan las distintas
casas constructoras. Después del ajuste hay que asegurar los tornillos de regulación apretando
las contratuercas. El volante debe poder girar con facilidad.

En el caso del mecanismo de dirección de bolas circulantes (fig. 4-56) se ajusta primero el
soporte del husillo de dirección y a continuación se ajustan uno respecto a otro el segmento y
la tuerca de dirección.
En el caso del mecanismo de dirección con tornillo sin fin y rodillo (fig. 4-58) primeramente
se ajusta el juego longitudinal del árbol de dirección, después el juego longitudinal del husillo
de dirección y finalmente el juego de flancos entre el tornillo sin fin y el rodillo de dirección.
El tornillo sin fin de dirección está soportado en un buje excéntrico. Haciendo girar la palanca
de ajuste para el juego de flancos gira el buje excéntrico y según sea el sentido de giro de la
palanca de ajuste, el tornillo sin fin se aproxima más al rodillo de dirección o por el contrario
se a parta de él. El juego de flancos hay que ajustado igualmente para una posición media de
la dirección.
En el caso de mecanismo de dirección por cremallera (fig. 4-59) puede ajustarse el juego
longitudinal del piñón actuando sobre la tuerca almenada. Es innecesario el ajusté entre el
piñón y la cremallera toda vez que la cremallera está oprimida constantemente contra el piñón
por medio do una pieza de presión que a su vez es presionada por el paquete de resortes do
disco. El engrane por lo tanto siempre exento de juego. El paquete de resortes de disco está
sujeto por medio de una espiga de guía que al mismo tiempo limita el recorrido elástico de los
resortes.
15. COMPROBACIÓN DE LA POSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS RUEDAS
Para comprobar el ajuste de las ruedas delanteras debe estar el automóvil situado sobre un
suelo plano y horizontal. Existen no obstante puentes de medición en los cuales no se necesita
nada más que una superficie plana que no ha de estar forzosamente horizontal. Antes de
proceder a la medición es necesario realizar la verificación del juego en el varillaje de
dirección. Las ruedas deberán también tener la presión prescrita en sus neumáticos. Las
llantas delanteras no deberán tener ningún golpe inadmisible, el juego de cojinetes será el
correcto, y las cubiertas deberán tener un desgaste igual. Como también los resortes y los
amortiguadores pueden influir en el resultado de la medición, deberán esos elementos
presentar igual efecto en ambos lados del vehículo. Después de eliminar todos esos posibles
defectos podrá precederse a comprobar el ajuste de las ruedas delanteras. La operación se
realiza según las normas para coche cargado (peso total admisible). No obstante hay que

guiarse por las especificaciones de las casas constructoras, ya que para muchos tipos de
vehículos las mediciones deben ser realizadas con el coche sin carga o con carga determinada.
La convergencia puede medirse de modo sencillo midiendo las distancias delante y detrás de
las ruedas. La comprobación de la posición de las ruedas se realiza mediante un aparato
mecánico para medición de ejes que tiene la forma de un puente de medición, o también con
un aparato óptico para medición de ejes.
11.13.COMPROBACIÓN CON UN PUENTE DE MEDICIÓN
La medición se simplifica cuando se procede en un determinado orden de sucesión. En el caso

del puente que presentamos aquí se recomienda seguir el orden de operaciones que indicamos.
Medición de la caída de ruedas. El puente de medición debe colocarse delante de ambas
ruedas, que estarán en posición recta, adaptándolo a las cubiertas de tal modo que las marcas
de las placas giratorias del puente queden en el centro de la cubierta. Entonces se corre el
coche hacia adelante hasta que con sus ruedas delanteras quede sobre las placas giratorias.
Ahora se coloca el brazo de medición en posición vertical con ayuda del nivel de agua que
lleva incorporado. A continuación los palpadores de medición del brazo se aplican a la llanta
y se lee la caída en la escala graduada (fig. 4-62).
La caída debe tener el valor prescrito. Es habitual una tolerancia de ±30', pero la diferencia
de caída entre las ruedas delanteras no deberá ser mayor de 20' con objeto de evitar un tiro
unilateral de la dirección.
La caída es ajustable en la mayoría de los coches. Discrepancias mayores que los valores
prescritos hay que atribuirlos a desgaste o de formación de los órganos del eje delantero. En
estos casos habrá que cambiar las piezas correspondientes.
11.14.MEDICIÓN DEL AVANCE
Puesto que la caída varía al desviar las ruedas en función de la magnitud del avance, se
determinará éste mediante la medición de la caída para determinadas posiciones de la rueda.
La rueda se desvía primeramente 20° de modo que quede como rueda del interior de la curva.
Se mide la caída en esta posición de la rueda. A continuación se gira la rueda hacia el lado
contrario otros 20°, con lo cual queda como rueda exterior de la curva que va a recorrer, es

decir, que para la segunda medición de caída el giro de dirección de la rueda habrá sido de
40°. El ángulo que resulta en el disco graduado como diferencia entre el índice de la primera
medida y de la segunda posición del índice al hacer la segunda lectura se emplea para
determinación del avance. Ese valor angular se denomina «diferencia de caídas». Puesto que
40' de diferencia de caída corresponden a 1 ° de avance, resulta que el avance vale 1,5 veces
la diferencia de caída (avance = diferencia de caída X 1,5).
La rueda tiene caída positiva cuando por arriba está inclinada hacia fuera (fig. 4-46).
Cuando la rueda está desviada de tal forma que en la curva es la rueda interior, la caída tiene
siempre que ser positiva. Cuando es la rueda exterior de la curva, la caída puede ser también
negativa para un desvío de 20°. La rueda está entonces por la parte superior inclinada hacia el
interior respecto al vehículo.
11.15.MEDICIÓN DE LA CONVERGENCIA
Se comienza por ponerla dirección en posición recta. Cuando no existe juego alguno
inadmisible en las articulaciones y rodamientos puede medirse la convergencia aplicando los
brazos de medición a ambas ruedas (fig. 4-63). Con este aparato se obtiene la convergencia
para cada rueda en grados.
Cuando el valor medio para la convergencia no está comprendido dentro de los límites que
fijan las correspondientes casas constructoras, habrá que ajustar la convergencia valiéndose de
la barra de acoplamiento. Como los brazos de dirección y la barra de acoplamiento dobladas
pueden ser también causa de la variación de convergencia, al verificarla habrá que comprobar
también el varillaje de la dirección.

16. ELEMENTOS ELÁSTICOS:
MISIÓN DE LOS ELEMENTOS ELÁSTICOS
Ninguna carretera está completamente plana. Las ruedas de un vehículo tienen por esta razón
que realizar, además de su movimiento de giro, movimiento hacia arriba y hacia abajo.
Cuando la marcha es rápida estos movimientos se suceden a espacios muy cortos de tiempo y
las aceleraciones perpendicularmente a la calzada pueden ser de un valor superior a la
aceleración de la gravedad. Con esto se producen sobre el vehículo muy grandes esfuerzos a
modo de golpes que son tanto más fuertes cuanto mayor es la masa que se mueve.
Estos choques o golpes de la calzada resultan muy desagradables para los ocupantes e incluso
perjudiciales para la salud. Los objetos que puedan ir cargados en el coche y sean de
naturaleza delicada se destrozan con esos golpes. Muchas piezas constructivas del vehículo
resultan con ello solicitadas en exceso.
También la seguridad de marcha resulta comprometida con el golpeteo de la carretera. En el
caso de grandes irregularidades del terreno pueden saltar del suelo las ruedas. Mientras las
ruedas están en el aire no puede ser transmitida por ellas fuerza alguna. El coche durante este
espacio de tiempo carece de dirección y no puede ser frenado; en una curva sería llevado
hacia fuera. Todos los automóviles de alguna forma van provistos de elementos elásticos
intermedios entre ruedas y carrocería para evitar estos fenómenos.
Los elementos elásticos tienen que absorber los golpes provenientes de la calzada y asegurar
la adherencia continua de las ruedas al suelo.
Los resortes están montados entre las suspensiones de las ruedas y la carrocería o bastidor del
vehículo (fig. 4-7). La acción de los resortes es apoyada por los neumáticos del coche, que no
serían, sin embargo, capaces por sí solos para conseguirla elasticidad necesaria de la
suspensión.

Otro elemento elástico del cual únicamente los ocupantes del coche se aprovechan es la
elasticidad de los asientos (almohadillado). Los elementos elásticos, los neumáticos y el
almohadillado tienen que corresponderse entre sí.
Como los choques que provienen de las irregularidades de la calzada no solamente actúan en
dirección vertical sino que también aunque en menor proporción pueden actuar lateralmente
sobre el vehículo, la elasticidad, la acción de los elementos elásticos, tendrá que ser eficaz
también en dirección lateral. Esta elasticidad transversal (fig. 4-8) corre en parte a cargo de
los neumáticos y, en parte, según el tipo constructivo a cargo de los propios resortes. Muchas
veces, además, los elementos elásticos van soportados por cojines de goma. La mejor
elasticidad se obtiene cuando las ruedas pueden separarse oblicuamente hacia atrás y arriba.
En las horquillas de motocicleta (fig. 5-9) se hace uso de esto. Una inclinación de 65° á 70° da
las condiciones de marcha más favorables.
MODO DE ACTUAR DE LOS ELEMENTOS ELÁSTICOS
En virtud de los elementos o dispositivos elásticos el automóvil se ve convertido en un cuerpo

susceptible de entrar en oscilación, con un número de oscilaciones propias determinadas por
el peso del coche y por los elementos elásticos. Como además de los golpes o choques que
proceden de la calzada que se recorre intervienen otras fuerzas (fuerzas propulsoras, fuerzas
de frenado, fuerza del viento, fuerza centrífuga) sobre el vehículo pueden producirse
movimientos y oscilaciones en las tres direcciones de los ejes en el espacio (fig. 4-9).

17. OSCILACIONES
Si un cuerpo (masa) pende de un resorte helicoidal, en la posición de reposo la fuerza del

resorte será igual a la del peso del cuerpo (f¡g. 4-10). Si se levanta el cuerpo y se le suelta
después, será acelerado verticalmente hacia abajo en virtud de la fuerza del peso. Sobrepasa
como consecuencia de la inercia de su masa la posición de reposo y después a causa del
aumento de la fuerza del resorte es retardado hasta el punto inferior de retorno. La fuerza del
resorte ahora disponible produce un movimiento hacia arriba por encima de la primitiva
posición de reposo hasta el punto superior de retorno. La distancia entre los puntos superior e
inferior de retorno recibe el nombre de amplitud a.
Este proceso de movimiento se repite del mismo modo y con el mismo ritmo hasta que la
energía del movimiento se transforma en calor por el rozamiento del resorte y del aire. Este
proceso de movimiento constituye una oscilación amortiguada.
Si el cuerpo es empujado, o sometido a choque, con el ritmo de la oscilación (resonancia),
aumenta la amplitud de la oscilación en virtud de la afluencia de nueva energía (fig. 4-11).
Puede producirse, por ejemplo, resonancia cuando un automóvil recorre un trayecto con
irregularidades en el suelo que se suceden a distancias iguales.

El número de oscilaciones por segundo (o por minuto) se llama frecuencia. La frecuencia de

un sistema elástico depende de la masa del cuerpo que oscila y de las características del
resorte.
De una masa grande y un resorte flojo resulta una frecuencia pequeña y un amortiguamiento
grande.
De una masa pequeña y un resorte fuerte resulta una frecuencia grande y una amplitud
pequeña.
La característica del resorte [blando (o flojo), duro (o fuerte)] pueden obtenerse exactamente
por medio de lo que se llama índice del resorte. Se entiende por tal la relación que existe entre
la fuerza que actúa sobre él y el recorrido elástico correspondiente, medida esa relación en
N/m.
Para verificación o para comparación de resortes se determinan los recorridos elásticos de los
mismos en función de las fuerzas actuantes. Mediante división (fuerza/recorrido elástico) se
obtiene el índice del resorte en N/m.
Si el índice del resorte es igual (constante) a lo largo de todo el recorrido elástico que ejecuta,
el resorte tendrá una característica lineal (fig. 4-12).

Si el índice del resorte se hace mayor al aumentar el recorrido elástico, la línea característica
toma un sesgo curvado. Se dice que el resorte tiene una característica progresiva (fig. 4-13).
El índice de resorte y la masa del vehículo influyen en la comodidad de viaje. Con ellas se
determinan la frecuencia propia, es decir el número de oscilaciones de la carrocería por
minuto. Unos elementos elásticos demasiado rígidos o demasiado blandos pueden no
obstantes dar una elasticidad cómoda mediante una amortiguación apropiada.
18. MOVIMIENTOS AL PASAR CON EL COCHE POR UNA IRREGULARIDAD

DEL SUELO
En el automóvil se distinguen masas soportadas sobre resortes (carrocería del coche con su
carga) y masas sin resortes (ruedas con frenos, partes de la suspensión de las ruedas). Estas
distintas masas unidas entre sí (acopladas) mediante los resortes producen mutuas reacciones.
Los resortes están pretensazos por el peso del coche. Si el coche rueda a gran velocidad sobre
una elevación del terreno, la carrocería del coche en virtud do su gran masa (inercia)
permanece al principio en reposo. En el caso do suspensión independiente de las ruedas, la
rueda con su pequeña masa en relación con la carrocería del coche es lanzada rápidamente
hacia arriba y el resorte correspondiente es comprimido. Sobre la carrocería del coche actuará
únicamente la fuerza que corresponde al recorrido elástico del resorte; resultará por lo tanto
menos acelerada.
Después de una elevación del suelo o en un bache la rueda es inversamente lanzada hacia
abajo por la acción del resorte pretensado por el peso del coche. Sobre la carrocería del coche
no obra nuevamente nada más que la descarga del resorte correspondiente a la altura de la
irregularidad del suelo; permanece prácticamente en reposo y la rueda siempre sobre el suelo.
Esto es válido, sin embargo, únicamente cuando la fuerza que parte de la rueda es menor que
la pretensión a que está sometido el resorte. Si aquella fuerza es mayor la rueda será levantada
del suelo; la reacción sobre el coche es proporcionalmente más fuerte. Además la rueda
pierde el contacto con la calzada. Parecido es el caso en que la rueda después de un obstáculo
o en un bache haya de ser movida hacia abajo. Si la fuerza necesaria para acelerar la rueda es
mayor que la tensión previa del resorte la rueda no será movida hacia abajo con la velocidad
suficiente y perderá del mismo modo, pasajeramente, la fuerza de contacto con la calzada.
Las masas no soportadas sobre resortes deben ser tan pequeñas como sea posible.

19. RECORRIDO DE RESORTES O BALLESTAS, MOVIMIENTOS DE

TAMBALEO Y DE CABECEO.
En todos los automóviles se procura un blando «muelleo» o «ballesteo». En el caso de
resortes blandos ya una pequeña variación del peso del vehículo, por ir más cargado, da lugar
a una gran flexión de los resortes y ballestas. Esta excesiva flexión resulta especialmente
desagradable en. Vehículos con cargas que varían fuertemente de valor como ocurre, por
ejemplo, en el caso de remolques. Cuando se emplean resortes con característica lineal, la
flexión a que nos referimos resulta proporcional al peso de la carga adicional. En el caso de
resortes con característica progresiva la flexión en cuestión crece más lentamente que el
aumento de carga. El mantenimiento de una altura de carga constante (altura de rampas) es
posible únicamente mediante una regulación de nivel (pág. 433).
Otro fenómeno desagradable que produce el efecto elástico de resortes es que la carrocería del
coche puede inclinarse por la acción de esfuerzos horizontales. Este es el caso al transitar por
curvas, que la fuerza centrífuga produce una inclinación de la carrocería del coche hacia fuera
(tambaleo) y el caso de los arranques y de los frenazos en los que el coche, por la fuerza
propulsora en el primer caso y por la de frenado en el segundo, se va respectivamente hacia
atrás o hacia adelante (cabeceo). La inclinación en las curvas se mantiene dentro de pequeños
límites mediante el montaje de estabilizadores y por la disposición baja del centro de
gravedad.
20. FRECUENCIA PROPIA DE OSCILACIONES DE LA CARROCERÍA
Los números de oscilaciones de las carrocerías por minuto informan sobre las características
de los resortes en los que apoyan las ruedas. Pueden determinarse, por ejes, mediante el
procedimiento de empujar hacia abajo y soltar repetidamente la parte delantera o trasera del
vehículo, es decir, haciéndolo oscilar. Una oscilación completa está formada por una
compresión y una expansión del resorte, el número de oscilaciones por minuto nos da la
frecuencia propia de oscilaciones de la carrocería. Los amortiguadores no influyen en el
número de oscilaciones, lo que hacen es oponer mayor resistencia a las contracciones y
expansiones de los resortes, con lo que disminuye la amplitud. En cambio, la masa tiene gran
importancia. Cuando más pesa el vehículo, es decir, cuanto mayor es su carga, menor es la
frecuencia propia de oscilaciones.

Una frecuencia de 60 oscilaciones por minuto o menos, que es característica de las

suspensiones muy blandas, ya puede producir mareo o malestar los pasajeros. Si se impide,
mediante una amortiguación muy fuerte, que el resorte realice una oscilación completa, se
elimina la causa del malestar. Los resortes duros con unas 90 oscilaciones por minuto,
producen sacudidas en la columna vertebral, pero suelen ser necesarios para cargas muy
fuertes sobre el eje trasero. También en este caso puede conseguirse a veces una suspensión
agradable por medio de una amortiguación adecuada. Los coches pequeños, por la
desfavorable proporción entre el peso propio y la carga máxima, tienen que llevar resortes
muy resistentes, es decir, duros, lo cual siempre conduce a una comodidad moderada de
marcha (más de 100 oscilaciones por minuto). Donde mejor se consiguen bajos números de
oscilaciones es en los vehículos grandes y pesados; los vehículos de más de 1,6 litros de
cilindrada, suelen estar alrededor de las 70 oscilaciones por minuto; los de menos de 1,6 litros
de cilindrada, se suelen situar entre 85 y 95 oscilaciones por minuto.
21. CLASES DE RESORTES
RESORTES DE ACERO
La mayoría de los automóviles van equipados con resortes de acero. La acción de «muelleo»
se produce por la deformación elástica del acero, de dureza para resortes, por debajo del punto
de fluencia. La característica del resorte es lineal, mediante medidas de carácter constructivo
puede hacerse que sea progresiva.
RESORTES DE HOJAS (BALLESTA)
El resorte de hojas es un resorte de flexión (fig. 4-14). Se emplea generalmente como resorte
de varias hojas generalmente en forma de resorte semi elíptico.

Las hojas del resoné de ballesta están taladradas por su mitad y se mantienen todas unidas
mediante el tornillo de la ballesta (tornillo capuchino), el cual al mismo tiempo evita el
deslizamiento de las distintas hojas en sentido longitudinal. El deslizamiento lateral queda
evitado mediante las grampas o abrazaderas de ballesta.
Por el rozamiento entre las distintas hojas el resorte de ballesta posee un auto amortiguación.
Esta propiedad exige, empero, ciertos cuidados. Entre hoja y hoja no debe fijarse oxidación
alguna. Más pronto deberá haber entre ellas una capa lubricante intermedia. Mediante una
ejecución apropiada de los apoyos en los extremos del resorte y mediante resortes adicionales
puede conseguirse fácilmente una característica progresiva. Las ballestas se prestan bien para
la suspensión elástica de coches pesados. Las fuerzas propulsoras y de frenado pueden, sin
más, ser transmitidas a la carrocería del cocho mediante las ballestas.
El resorte de ballesta se sujeta al eje del vehículo por medio de la brida (o el estribo) de
ballesta. La unión con la carrocería o el bastidor del coche se produce mediante ojales de que
va provista la ballesta en sus extremos (figs. 4-15 y 4-14).
El ojo de ballesta posterior lleva una suspensión de brida para poder compensar los
alargamientos en la flexión.
Para seguridad (en el caso de rotura de la hoja principal con los ojales) hay otra segunda hoja
de ballesta, arrollada total o parcialmente alrededor de los ojales de la hoja principal de la
ballesta.
La lubricación se realiza en posición descargada. Hay también ballestas con oquedades o
bolsas para lubricante que se llenan por medio de niples (boquillas roscadas), para coches de
turismo hay muchas casas que emplean ballestas con hojas intermedias de material sintético.
Estas ballestas no exigen cuidado alguno.

RESORTES HELICOIDALES
Los resortes helicoidales (fig. 4-16) se emplean especialmente para coches de turismo. Están
solicitadas a torsión, tienen característica lineal (fig. 4-1 2) y están exentos de acción
amortiguadora. Mediante paso variable, gracias a la forma cónica del conjunto de espiras o al
empleo de acero redondo de sección paulatinamente-menor, se consigue una característica
progresiva (fig. 4-13). En el resorte Miniblock (fig. 4-17) se han aplicado las tres
posibilidades. En el hueco interior de los resortes helicoidales puede colocarse un resorte
adicional (helicoidal o de goma) o un amortiguador.
El resorte arrollado en forma de cono o doble cono, tiene la ventaja, en comparación con los
resortes helicoidales cilíndricos, de que los arrollamientos del resorte no pueden tocarse
durante la marcha al comprimirse éste, ya que cada vuelta del arrollamiento en espiral se aloja
en el arrollamiento mayor anterior. Con esto, resulta un resorte de menor altura sin pérdida de
recorrido de compresión.
Los resortes helicoidales no pueden transmitir ninguna fuerza de guía a las ruedas.
No tiene por lo tanto aplicación más que en construcción de ejes tales que en ellos las fuerzas
de propulsión, de frenado y las laterales (fuerzas de guía de las ruedas) sean transmitidos por
otros elementos (tirantes transversales y longitudinales, riostras telescópicas McPherson)

22. SUSPENSIÓN ELÁSTICA MEDIANTE BARRAS DE TORSIÓN
En el caso de suspensión elástica por barra de torsión (fig. 4-18) una barra de acero para
resortes es solicitada a torsión mediante una palanca unida a la rueda sobre la cual actúa la
suspensión. Como barras de torsión se emplean generalmente barras redondas, raramente
tubos, barras rectangulares y paquetes de barras planas. La suspensión elástica a base de
barras de torsión ocupa poco espacio, puede montarse fácilmente en el lugar adecuado y no
necesita de cuidados especiales.
Las barras de torsión pueden disponerse longitudinal y transversalmente; en el caso de

disposición longitudinal son posibles mayores longitudes (mayores ángulos de torsión, mayor
recorrido elástico). Las barras de torsión no deben ser solicitadas a flexión; por esta razón van
frecuentemente metidas en un tubo que las protege contra una posible flexión y al mismo
tiempo sirve de protección en todos los aspectos (fig. 4-19).
Las cabezas de sujeción están generalmente dentadas. Con ayuda del dentado resulta sencillo
ajustar la tensión previa. Tiene que ser de la misma magnitud en ambos lados del vehículo.
Los estabilizadores son elementos de suspensión elástica que coadyuvan a mejorar el
comportamiento del vehículo en las curvas. Generalmente se emplean barras de torsión en
forma de U (fig. 4-20); la parte central se fija a la carrocería del bastidor del coche de modo
que pueda girar, las palancas van con elementos de goma a las suspensiones de las ruedas.
Cuando se levanta una rueda se levanta también la otra (elevación de la tensión previa del
resorte principal) y al bajar baja igualmente la otra. Con esto disminuye el tambaleo del coche
al recorrer curvas.

SUSPENSIÓN ELÁSTICA DE GAS

En estos tipos de suspensión se aprovecha la condición elástica de una cantidad de gas
cerrada (aire o nitrógeno) para proporcionar la suspensión elástica.
Los resortes de aire que son los que más se han fabricado (fig. 4-21) necesitan una instalación
de aire comprimido y por esta razón se emplean preferentemente en autobuses y camiones que
poseen ya tal instalación para los frenos. El resorte de aire tiene una característica progresiva
y presenta las grandes ventajas de que mediante la variación de la presión del gas la
característica de los resortes se puede adaptara la carga y de que además la altura de carga
puede ajustarse o incluso mantenerse constante mediante regulación de nivel. De este modo
puede también disminuirse fuertemente la inclinación en las curvas.
Las válvulas reguladoras del nivel tienen que ir provistas de una amortiguación regulable con
objeto de que no acusen todos los baches de la carretera.
Para evitar las pérdidas de presión la estanqueidad de la cantidad de aire encerrada no se
verifica entre el émbolo y la pared del cilindro; se emplea para conseguirla una membrana
tensada en forma de fuelle (fig. 4-22).
La amortiguación de las oscilaciones del vehículo debe efectuarse exclusivamente por
amortiguadores adicionales porque la suspensión elástica de aire trabaja prácticamente exenta
de amortiguamiento.

23. AMORTIGUADORES
Los amortiguadores de oscilaciones hacen que las oscilaciones se atenúen más rápidamente.
En los automóviles aumentan con ello la seguridad y la comodidad del viaje. Los
amortiguadores se montan entre la suspensión de las ruedas y la carrocería. Las oscilaciones
de las ruedas y de la carrocería tienen frecuencias distintas. Un amortiguador debe funcionar
eficazmente para ambas oscilaciones. Se emplean como amortiguadores casi exclusivamente
amortiguadores telescópicos hidráulicos. En este tipo de amortiguadores hay un émbolo que
se mueve dentro de un cilindro haciendo pasaren su movimiento aceite a través de pequeños
orificios o válvulas. Mediante variación de la resistencia a la circulación del aceite en el
movimiento de vaivén del émbolo se posibilita la adaptación a las exigencias del vehículo.
MEDIANTE LOS AMORTIGUADORES SE TRANSFORMA EN CALOR LA

ENERGÍA OSCILATORIA.
AMORTIGUADORES DE DOS TUBOS
En el caso de amortiguadores de dos tubos (fig. 4-25) el émbolo con su vástago

correspondiente y el tubo de protección van fijados a la carrocería, el tubo interior y el
exterior por el contrario van fijados al eje. El tubo interior constituye la cámara de trabajo. La

cámara intermedia entre ambos tubos sirve como receptáculo de reserva para el aceite. El
amortiguamiento más fuerte se produce cuando la rueda se mueve hacia abajo. Cuando sube
el émbolo el aceite tiene que pasar al émbolo a través de finos orificios de la válvula de
laminillas. La estrangulación así efectuada causa la amortiguación deseada. Durante este
movimiento el aceite simultáneamente, a causa de la variación de volumen de la cámara por el
movimiento del vástago del émbolo, es aspirado del depósito de reserva a través de la válvula
del fondo.
En la carrera de bajada del émbolo se levantan las laminillas de la válvula del émbolo y el
aceite puede volverá circulara la cámara de trabajo. Simultáneamente el aceite sobrante de la
parte inferior del tubo es vuelto a enviar a presión por abertura de la válvula del fondo, al
depósito de reserva. Como esto se realiza con mucha monos resistencia, el amortiguamiento
es más reducido al «muellear» la rueda hacia arriba que cuando lo hace hacia abajo.
AMORTIGUADORES DE UN SOLO TUBO
El amortiguador de un solo tubo (fig. 4-26) que se llama también amortiguador de presión de
gas, se comporta en la carrera de subida y en la de bajada exactamente igual que el de dos
tubos. Pero para la compensación del volumen del vástago del émbolo no se necesita depósito

alguno alrededor de la cámara de trabajo. El amortiguador de un solo tubo tiene por esto
mejor refrigeración.
La compensación de volumen se hace posible mediante un cojín de gas que generalmente está
separado de la cámara de aceite por medio de un émbolo flotante.
El cojín de gas que tiene una presión previa es presionado y más comprimido cuando sube
el émbolo de trabajo por medio del aceite desalojado por el vástago del émbolo. Cuando baja
el émbolo de trabajo puede I dilatarse el cojín de gas y el aumento de presión desaparece
nuevamente. El cojín de gas y el aceite amortiguador tienen siempre la misma presión. Por
estar siempre el aceite del amortiguador bajo presión se evita que se l forme espuma en el
aceite cuando trabaja el amortiguador y con ello la disminución del amortiguamiento que ello
comportaría.
Los amortiguadores de gas que se desmontan por estar averiados no deben tirarse
descuidadamente. Con el calor hay peligro de explosión.
AMORTIGUADORES COMBINADOS
24. PATAS TELESCÓPICAS
La unión de un amortiguador telescópico reforzado con un resorte helicoidal se denomina

riostra o pata telescópica. Las patas telescópicas pueden emplearse también para suspensión
de rueda y en este caso van provistas de un muñón de eje (fig. 4-27). Cuando disminuye i el
efecto de amortiguación, en algunas construcciones el cartucho
Amortiguador puede cambiarse abriendo una tapa atornillada que va en la parte superior de la
caja tubular.

25. SUSPENSIÓN DE LAS RUEDAS
Según el tipo de los elementos elásticos y de transmisión a las ruedas, se utilizan diversas
construcciones de ejes o de suspensiones de ruedas. Los ejes rígidos se utilizan en los coches
de turismo para los ejes traseros, mientras que se prescinde de ellos en el eje delantero porque
exigen más sitio por debajo del motor. En los camiones, los ejes rígidos se utilizan en ambos
ejes por su gran capacidad de carga. La suspensión independiente de las ruedas es más
apropiada para el eje delantero, pero se está implantando cada vez más para el eje trasero por
exigir menor espacio, pesar menos y dejar independientes entre sí ambas ruedas.
EJE RÍGIDO
En este caso las dos ruedas están unidas entre sí mediante un eje rígido y tienen la suspensión
elástica conjunta respecto a la caja del coche.
EN EL EJE RÍGIDO NO HAY NINGUNA VARIACIÓN DE CONVERGENCIA NI DE
INCLINACIÓN
Al rodar sobre un obstáculo lateral se levanta la rueda y todo el eje se pone oblicuo y
variándose también la caída de ambas ruedas.

EJE RÍGIDO COMO EJE DE ACCIONAMIENTO
En el caso de eje rígido como eje de impulsión el eje está generalmente constituido por la caja
para el mecanismo diferencial y por los árboles de accionamiento de ruedas. Con esto se tiene
una masa relativamente grande sin suspensión elástica. La caja es generalmente de fundición
de acero.
En el eje tipo banjo, más ligero, que se utiliza en los coches de turismo, la caja consta de dos
mitades de chapa de acero embutido, soldadas entre sí. La forma más sencilla de unir un eje
trasero rígido al bastidor es con ballestas longitudinales. Estas ballestas realizan la suspensión
y guía de las ruedas. Si se utilizan suspensiones con barras de torsión, con resortes
helicoidales o de aire comprimido, las fuerzas de las ruedas se transmiten por medio de brazos
de empuje y las fuerzas laterales por medio de una barra transversal (Barra Panhard) (fig.
4-49).
26.SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE
En el caso de suspensión independiente puede mantenerse pequeña la masa de las partes no

soportadas elásticamente. Al pasar uni-lateralmente sobre un obstáculo la otra rueda no resulta
afectada.
Para la suspensión de las ruedas delanteras se utilizan brazos transversales dobles, patas
telescópicas Mc-Pherson con brazos laterales y longitudinales. Como suspensión trasera
puede utilizarse suspensión de brazos longitudinales, de brazos oblicuos o ejes oscilantes.
SUSPENSIÓN DE LAS RUEDAS EN BRAZOS TRANSVERSALES
En la suspensión de dos brazos transversales dobles brazos transversales, al moverse hacia

arriba o abajo las ruedas se produce muy poco cambio de convergencia o de caída o ninguno.
Con brazos transversales de igual longitud (forma de paralelogramo), cambia la caída, pero
varía ligeramente la convergencia. Para brazos de distinta longitud (forma trapecial, fig. 4-34
la convergencia y la caída se modifican ligeramente. Los brazos transversales suelen tener
forma triangular para aumentar la rigidez por su mayor distancia entre los puntos de apoyo. Se
fijan al bastidor con dos cojinetes. La suspensión de las ruedas en los brazos transversales

dobles es apropiada para ejes delanteros accionados y para ruedas traseras motrices en coches
de carreras.
SUSPENSIÓN DE RUEDAS EN AMORTIGUADOR TELESCÓPICO CON

RESORTE Y BRAZO TRANSVERSAL (SUSPENSIÓN MC-PHERSON, FIG. 4-35)
La suspensión Mc-Pherson se deriva de la suspensión de doble brazo a un amortiguador al

que se ha fijado una mangueta. La barra del émbolo del amortiguador se fija a la carrocería
del coche por medio de un apoyo elástico de goma. Entre este punto de fijación superior y la
(Chapa de apoyo inferior sobre el tubo del amortiguador se encuentra un resorte helicoidal.
Como el amortiguador con resorte telescópico tiene que absorber los esfuerzos de aceleración,
frenado y giro, tanto la barra del émbolo como su guía en el tubo tienen que ser muy robustos.
Las principales ventajas de este sistema son la economía de fabricación, el poco espacio que
ocupa y el ahorro de piezas de la suspensión.

SISTEMA DE FRENOS
Se entiende por sistema de frenos de un vehículo el conjunto de los dispositivos destinados a
frenarlo y retardar su marcha.
FUNCIONES Y CLASIFICACIÓN DE LAS INSTALACIONES DE FRENOS SEGÚN

SU APLICACIÓN
El freno de pie debe reducir la velocidad del vehículo, cuando sea necesario, e incluso llegar a
detenerlo. El vehículo ha de mantener su dirección. El freno de pie, que el conductor lo
maneja con el pedal, debe ser gradual y actuar sobre las cuatro ruedas.

El freno de estacionamiento debe impedir que un vehículo parado comience a rodar, incluso
en calzadas inclinadas. En la mayor parte de los casos sirve de freno de emergencia cuando
falla el freno de pie.
El freno de servicio continuo debe mantener la velocidad del vehículo en un valor
determinado en pendientes prolongadas (tercer freno).
Disposiciones legales vigentes en la República Federal de Alemania (como ejemplo)
EXTRACTOS
Los automóviles tienen que tener dos instalaciones de frenado independientes entre sí, o una
instalación de frenado con dos dispositivos de maniobra independientes de los cuales puede
funcionar cada uno de ellos cuando el otro falle.
Una de las dos instalaciones de frenado tiene que actuar mecánicamente y poderse fijar para
evitar que pueda escapar o saltarse. Si pueden frenarse más de dos ruedas podrán utilizarse
superficies de freno comunes y dispositivos de transmisión mecánica comunes.
Con el freno de pie debe obtenerse como mínimo una desaceleración de 2,5 m/s 2 y con el
estacionamiento de 1,5 m/s2.
Los remolques de dos o más ejes deben tener una instalación de frenado suficiente con la cual
puedan alcanzar una desaceleración media de 2,5 m/s2 por lo menos. Al desconectarse el

remolque del coche que lo arrastra el dispositivo de frenado del remolque debe detener a éste
automáticamente.
En los remolques de un solo eje no se necesita ningún freno propio cuando el conjunto
camión-remolque alcanza la desaceleración prescrita para el vehículo tractor y la carga por eje
del remolque no sobrepasa la mitad del peso en vacío del vehículo tractor y en todo caso no
llegue a las 3 t.
Los autobuses con un peso total admisible de más de 5,5 t, así como otros automóviles y
remolques con un peso total admisible de más de 9 t tienen que ir equipados adicionalmente
con un tercer freno. Tiene que soportar una solicitación de los frenos como la que se produce
descendiendo con el vehículo totalmente cargado por una pendiente del 7% y 6 Km. de
longitud a la velocidad de 30 km/h.
Detrás de los coches de turismo no deben remolcarse remolques sin freno propio suficiente
nada más que cuando el remolque tenga un solo eje y su peso no sea superior al peso del
coche de turismo + 75 Kg. ni superior a los 750 kg.
El accionamiento del freno de pie, en los vehículos automóviles cuya velocidad máxima,
según su tipo, sea superior a 25 km/h, deberá hacerse visible en la parte posterior del vehículo
mediante una luz roja. Los poseedores de automóviles tienen que hacer determinar
periódicamente a su costa si los vehículos cumplen con las prescripciones legales.
PROCESO DE FRENADO Y TIPOS DE FRENOS
Al accionar el sistema de frenos, las ruedas del vehículo giran con mayor dificultad por el
rozamiento de los frenos, el motor es arrastrado por el vehículo al avanzar si no está
desembragado. La masa del vehículo se desacelera. La fuerza que actúa en el sentido de la
marcha mantiene en rodadura las ruedas sobre la calzada hasta que la energía cinética del
vehículo se ha convertido en trabajo de frenado (fuerza del freno por recorrido durante la
frenada), y ésta nuevamente en los frenos, en calor. El mejor efecto de los frenos se consigue
cuando las ruedas están aún girando. Si se bloquean, hay peligro de deslizamiento; además,
pueden producirse desperfectos en los neumáticos.
La suma de las fuerzas que aparecen en el perímetro de las ruedas al frenar, corresponde, en
su valor máximo posible al peso del vehículo. La fuerza del pie (fuerza muscular) del
conductor (turismos, unos 500 N; camiones, unos 700 N), que ha de producir esta fuerza

frenado, tiene que amplificarse por medio de una transmisión mecánica en los frenos
mecánicos o por medio de una transmisión hidráulica en los frenos hidráulicos.
Si estas posibilidades no bastan para producir una fuerza de frenado suficientemente grande,
hay que recurrir a fuerzas auxiliares como, por ejemplo, depresión o presión hidráulica
acumulada servo frenos.
Para producir la fuerza de frenado puede también utilizarse una fuerza exterior, por ejemplo,
aire comprimido; el conductor lo único que hace con el pedal de freno es mandar el aire
comprimido — Frenos de fuerza exterior (frenos de aire comprimido).
FRENOS HIDRÁULICOS
El freno hidráulico (fig. 4-70) está constituido por el pedal de freno, el cilindro principal en
tándem, el sistema de conductos, los cilindros de rueda y los frenos sobre las ruedas (caliper),
el tambor o disco.
La fuerza de accionamiento suele llevarse al cilindro principal a través de un amplificador de

fuerza, lo que permite aplicar grandes fuerzas de apriete a los frenos sobre las ruedas con un
pequeño esfuerzo del pie.
Suelen utilizarse frenos de disco para las ruedas delanteras y de tambor para las traseras, o
bien frenos de disco en todas las ruedas. En los camiones y autocares se encuentran aún frenos
de tambor en todas las ruedas, lo mismo que en algunos turismos.

Por razones de seguridad, la instalación de frenos se divide, casi siempre, en dos circuitos —
instalación de doble circuito. Esto exige un cilindro principal tándem. Si falla uno de los
circuitos de freno, el vehículo puede frenarse con el otro.
El efecto de los frenos hidráulicos se basa en el principio de Pascal:
La presión ejercida en un punto de un fluido encerrado se trasmite con la misma intensidad en
todos los sentidos. De este modo, en todos los cilindros de rueda actúa la misma presión
hidráulica. Con la transmisión hidráulica de las fuerzas solo aplicarse una amplificación de
fuerza (fig. 4-71).
En un sistema hidráulico, la relación de fuerzas corresponde a la relación de las áreas de los

émbolos, es decir, sobre la mayor área aparece la fuerza mayor. Las carreras de los émbolos
son inversamente proporcionales a las fuerzas.
Como pedal de freno (fig. 4-72) se utiliza una palanca unidireccional, con la relación de
transmisión de 1:4 a 1:5.
A veces todas las palancas de maniobra, como pedales de embrague, freno y acelerador, se
encuentran reunidas en un sistema de pedales suspendidos o verticales.

CILINDRO PRINCIPAL (CILINDRO PRINCIPAL EN TÁNDEM)
El cilindro principal sirve para producir la presión en los circuitos de freno. Se acciona con el
pedal de freno por medio de una varilla de longitud regulable. En la mayoría de los casos hay,
además, un amplificador de la fuerza del freno, que multiplica la fuerza del pie por medio de
aire aspirado.
El cilindro principal tiene que permitir la compensación del líquido de frenos que se dilata al
calentarse y se contrae al enfriarse. Al dilatarse tiene que salirse del circuito volviendo a
entrar en él al contraerse, para que no aparezcan aspiraciones ni presiones en el circuito de los
frenos.

El cilindro principal tándem (fig. 4-73) está formado por dos cilindros principales separados
conectados uno a continuación del otro. En un cilindro común se encuentra el émbolo
primario, accionado por la varilla de presión, y el émbolo intermedio o secundario que separa
entre sí los dos circuitos de freno y que al mismo tiempo hace de émbolo de accionamiento
del segundo circuito de frenos. Ambos émbolos son dobles, es decir, entre las partes delantera
y trasera, estancas, del émbolo, se encuentra una cámara anular que siempre está llena de
líquido de frenos y unida por un rebosadero con el depósito de compensación.
La parte delantera de cada émbolo está provista en todo su contorno de orificios
longitudinales que, junto con el disco de llenado y el retén obturador primario forman una
válvula.
La parte trasera del émbolo primario cierra herméticamente hacia el exterior, hacia el
amplificador de la fuerza de frenado, con el retén obturador secundario y el de vacío. La parte
posterior del émbolo secundario, cierra herméticamente, por medio de dos retenes de
separación, que pueden ser collarines, contra la cámara de presión del primer circuito. Cada
cámara de presión tiene, a su salida hacia los conductos, una válvula de fondo normal especial
y, en algunos casos en vez de ella, también un orificio de estrangulación.
Al accionar el émbolo, el retén obturador primario cierra el orificio de compensación (fig. 4-

74) y la cámara de presión; en la cámara de presión se produce una sobre presión. El disco de
llenado impide la deformación del retén obturador primario por los orificios longitudinales del

émbolo. Al retirarse rápidamente el émbolo, se abre la válvula. El retén obturador primario se
dobla hacia dentro, el disco de llenado se separa y el líquido de frenos pasa de la cámara
anular del doble émbolo, a través de los orificios longitudinales, a la cámara de presión, que
va aumentando un poco de volumen. De ese modo no se produce ningún efecto de succión,
que haría penetrar aire en el circuito a través de los cilindros de las ruedas.
Cuando los dos émbolos están en reposo, los resortes correspondientes los comprimen contra
sus asientos, así, los retenes obturadores primarios descubren los orificios de compensación y
cada cámara de presión queda así unida a su correspondiente depósito de compensación. El
diámetro de los orificios de compensación es de 0,5 a 0,8 Mm. y no debe ampliarse porque, al
frenar podría deteriorarse el retén obturador primario de los frenos.
Los orificios de compensación permiten equilibrar las diferencias de volumen del líquido de
frenos al calentarse y al enfriarse. Si, por defecto de ajuste de la posición de reposo del
émbolo o por suciedad, están cerrados los orificios, no es posible la compensación del líquido
de frenos. Al calentarse y dilatarse el líquido, las zapatas apretarían contra el tambor y se
produciría un efecto de frenado que ira en aumento.
La válvula de fondo (fig. 4-78) tiene por misión, en el circuito de un freno de tambor,
mantener constantemente una presión de 0,5 a 1,2 bar. cuando no están accionados los frenos.
De esta manera se consigue que al accionarlos la acción sea inmediata y que el recorrido en
vacío del pedal sea menor. Además, los retenes de los cilindros de cierran con mayor presión
contra las paredes de los cilindros, impidiendo así la penetración de aire.
La válvula de fondo es una combinación de válvula de disco con válvula de cono. La de disco
se aprieta contra su asiento por medio de un resorte. La estanqueidad se logra por medio de
una junta tórica. Si en la cámara de presión del cilindro principal se forma una sobre
presión, ésta vence la contrapresión del pequeño resorte de la válvula de cono. El líquido de
frenos penetra en los conductos del circuito a través de la válvula de cono. Al soltar el freno y
volver el émbolo hacia su posición de reposo, la cámara de presión aumenta algo de volumen
y desaparece la presión en ella. La presión de los conductos levanta la válvula de disco y el
líquido vuelve a la cámara de presión del cilindro principal, hasta que la fuerza del resorte de
la válvula de disco vence y ésta se cierra. Con ello se mantiene la presión previa necesaria.

Si el líquido de frenos se dilata al calentarse, aumenta la presión previa hasta que se abre la
válvula de disco. El líquido de frenos puede ahora pasar al depósito de compensación a través
de los orificios de compensación.
En el circuito de los frenos de disco, no puede haber ninguna presión previa, ya que, de
haberla los frenos no se soltarían y, al rozar, se calentarían y desgastarían. Por esta razón so
utiliza en este caso una válvula especial de fondo (fig. 4-79) que tiene en la válvula de cono
un finísimo orificio (orificio de estrangulamiento). Por lo demás, es igual a una válvula de
fondo normal. El orificio de estrangulamiento retira totalmente la presión y permite el
«bombeo» con el pedal de freno, por ejemplo, al purgar el aire con el cilindro principal.
En lugar de una válvula especial de fondo, puede ponerse un orificio de estrangulamiento en
la rosca de unión, que tampoco permite el establecimiento de una presión previa.
El conmutador de la luz de freno (stop) tiene la misión de indicar de forma visible en la
parte trasera del vehículo, el accionamiento del freno de pie, para lo cual se enciende una luz
roja.
Se utilizan conmutadores de luz de acción puramente mecánica (fig. 4-72), mandados por el
pedal de freno. Sin embargo, también pueden ser interruptores accionados por presión, (fig. 4-
80). Algunas veces está prevista la posibilidad de conexión en el cilindro principal. Si no

existe ésta se conecta a una boquilla de conexión con varias salidas. En cada circuito de freno
se monta un conmutador para la luz de freno accionado por la presión.
Al accionar el freno de pie, es decir, al producirse la presión, se flexa una membrana y una
plaquita se aplica al contacto.
DISTRIBUCIÓN DE LOS CIRCUITOS DE FRENO
En la instalación de freno de doble circuito que se utiliza por razones de seguridad, los
circuitos pueden distribuirse de distintas maneras:
— El eje delantero y el trasero forman cada uno un circuito de frenos independientes. Esta
forma es la más utilizada.
— Cada rueda delantera y la trasera diagonalmente opuesta a ella, forman un circuito de
frenos.
— Si se utilizan frenos de disco de cuatro cilindros en el eje delantero, dos de los cilindros
de freno en oposición de cada rueda delantera y un cilindro de rueda en una de las ruedas
traseras están unidos al mismo circuito de frenos.
_ Si todas las ruedas tienen frenos de disco de cuatro cilindros, un par de cilindros opuestos
de las ruedas delanteras y otro par de las ruedas traseras están unidos a uno de los circuitos de
freno. Los otros pares forman de la misma manera el segundo circuito de frenos.
CILINDROS DE RUEDA
En el cilindro de rueda (figs. 4-81 y 4-82), la presión producida en el cilindro principal

acciona el émbolo y produce la fuerza tensora para apretar las zapatas del freno.
Los cilindros de rueda van sujetos al soporte de los frenos (escudo del freno). Los émbolos de
los cilindros de rueda cierran por medio de retenes de goma (de plato o collarines). Los
retenes de plato asientan en el émbolo por medio de un resorte de presión con disco o con
unas piezas suplementarias perforadas. Unas caperuzas guardapolvo impiden la entrada do
suciedad. En la parte posterior del cilindro de rueda se encuentran unos taladros roscados para
su fijación al soporte y para conexión al manguito de freno. En el punto más alto del cilindro,

en el centro entre los dos émbolos, va roscada una válvula de purga de aire. La transmisión de
las fuerzas a las zapatas de freno se efectúa por medio de piezas de presión o de caperuzas de
ajuste con tornillos de presión. Hay que distinguir entre cilindros de doble efecto para frenos
«Simplex» y los cilindros de simple efecto para frenos «Dúplex».
FRENOS SOBRE LAS RUEDAS
Como frenos sobre las ruedas se utilizan los de fricción en forma de tambor o de disco. En
turismos, todavía es frecuente montar frenos de tambor únicamente en el eje trasero para
mayor sencillez de instalación del freno de estacionamiento. Los vehículos industriales, en su
mayoría, llevan aún frenos de tambor en todos los ejes. En algunos casos aislados se
encuentran también, sobre todo en los autobuses, frenos de disco.
FRENO DE TAMBOR

El freno de tambor más frecuentemente empleado en automóviles es el de zapatas interiores
(fig. 4-83). Sus partes principales son el tambor, el porta frenos, las zapatas y los dispositivos
de accionamiento.
El tambor está firmemente unido a la rueda. Las zapatas y las partes empleadas para producir
el aprieto están dispuestas en el porta frenos. Las zapatas se oprimen cuando se frena
mediante los dispositivos de apriete, contra la pared interior del tambor produciendo con ello
la fricción necesaria para el frenado. El porta frenos se fija al eje. La fuerza tensora puede ser
hidráulica o mecánica.
Ventajas:
Al aplicarse la fuerza tensora al brazo de palanca largo de la zapata de freno, se produce una
multiplicación interna de la fuerza, es decir, las fuerzas de apriete son mayores que la fuerza
tensora. Además, la fuerza de rozamiento produce un momento de giro que aprieta la zapata
que está rozando el tambor contra el perímetro de éste (fig. 4-84) y refuerza la acción de
frenado. Esta auto amplificación de la acción de frenado o servo efecto puede ser muy elevada
si las zapatas están dispuestas convenientemente. En las zapatas de salida, el momento de giro
producido por la fuerza de rozamiento reduce el apriete.
Los frenos de tambor están protegidos contra la suciedad en el interior de la llanta. Puede
instalarse fácilmente un freno de mano accionado mecánicamente.
Inconvenientes:
Su tamaño está limitado por el de la rueda. El cambio de los forros de freno requiere más
tiempo que en los de disco. La disposición de dispositivos automáticos de ajuste es más cara.
La evacuación de la abrasión y la disipación del calor son malas; por esta razón, los frenos de
tambor tienen tendencia especial a lo que se denomina «fading», es decir, al cese del efecto de
frenado cuando se calientan mucho, por ejemplo, durante una frenada de larga duración.
Si el calentamiento es muy intenso, se reduce mucho el coeficiente de rozamiento entre el
forro y el tambor. Al mismo tiempo, el tambor que es metálico, se dilata mucho mas que la
zapata con su forro, por lo que este, como consecuencia de su fuerte curvatura, apoya sobre
una superficie más pequeña. Además, la mejor evacuación del calor en dirección al eje de la
rueda hace que el tambor de freno se abra en forma de embudo.
TIPOS DE FRENO DE TAMBOR

El tipo más sencillo de freno de tambor, con una zapata de entrada y otra de salida, es el freno
«Simplex» (fig. 4-85). Para tensar los zapatas de freno tiene un elemento común, por ejemplo,
cilindro de rueda de doble efecto, levas de freno, palancas o cuñas de expansión. Cada zapata
de freno tiene un punto fijo de giro o de apoyo.
Los frenos «Simplex» son de construcción sencilla, su acción es uniforme pero su auto
amplificación es escasa y el desgaste de los forros de las zapatas de entrada y de salida es
desigual. Su acción de frenado es la misma en marcha adelante y en marcha atrás.
El freno «Dúplex» (fig. 4-86) es un freno de tambor con dos zapatas de entrada. Exige un
dispositivo de tensión independiente para cada zapata. En la mayoría de los casos, se monta
exclusivamente como freno hidráulico con dos cilindros de rueda de simple efecto que sirven
al mismo tiempo de apoyo para la correspondiente zapata de freno.
El efecto de frenado en el sentido de marcha es mejor que en los frenos «Simplex», en
cambio, en marcha atrás sólo se tiene la acción de las dos zapatas de freno de salida. El
montaje de un freno suplementario de mano es más difícil.
Se construyen también frenos dúplex con dos cilindros de rueda de doble efecto, que tienen el
mismo efecto en la marcha adelante que en la marcha atrás. Se designan con el nombre de
frenos dúplex dúo.
En los servofrenos «Dúo» (fig. 4-87) se aprovecha la auto amplificación de la zapata de freno
de entrada para apretar la segunda zapata de freno, que también es de entrada. Por esta razón
el punto de apoyo es móvil. El apoyo terminal se realiza en el cilindro de rueda. El freno actúa

por igual en marcha adelante y marcha atrás y exige poca fuerza de accionamiento. Sin
embargo, su efecto está muy condicionado por la suciedad y la humedad.
TAMBOR DE FRENO
Al tambor de freno se le exigen las siguientes propiedades: Resistencia al desgaste por

abrasión incluso a temperaturas elevadas, índice de rozamiento alto, poca tendencia a
bloquearse (gripado), gran rigidez y resistencia a la deformación debida a las fuerzas de
frenado y buena conductibilidad térmica.
El material más empleado es la fundición de hierro resistente al, calor como la fundición con
grafito esferoidal y la fundición maleable blanca; más raras veces se utiliza fundición de acero
o chapa de acero embutida; en las motocicletas se utilizan también metales ligeros. La
superficie de frenado tiene que girar centrada y sin golpes y estar rectificada o con torneado
de acabado. Cuanto mejor es la calidad de a la superficie, mejor es el efecto de frenado. Sin
embargo, no deben quedar en la superficie partículas procedentes de la mecanización, porque
los forros de freno se desgastarían rápidamente.
ZAPATAS DE FRENO
Las zapatas de freno (fig. 4-88) están adaptadas a la forma del tambor.
La necesaria rigidez se obtiene mediante perfiles en T. Como material se emplea fundición de
aluminio o chapa-de acero. Las zapatas de chapa de acero entran fácilmente en vibración y a
veces hacen que el tambor produzca sonidos como de chirridos. En los frenos mecánicos, uno
de los extremos de una de las zapatas lleva una placa de presión o un rodillo; en los frenos
hidráulicos lleva un apoyo para el perno o émbolo de presión, generalmente provisto de una
ranura. El otro extremo, si el apoyo es fijo, lleva un taladro para guía y apoyo del perno de
articulación; si el apoyo es deslizante lleva una superficie se apuntala en el apoyo fijo. Los
pernos de articulación o los soportes de apoyo se fijan al porta frenos.
FORROS DE FRENO.

Las zapatas van provistas de forros o guarniciones. Con ello se obtiene un coeficiente de
rozamiento alto y se evita el agarrotamiento. También se limita esencialmente el desgaste sólo
a guarnición.
La resistencia y conductibilidad térmicas de las guarniciones tienen que ser grandes, y

pequeña, en cambio, su sensibilidad al agua al aceite. En la mayoría de los casos, los tejidos
de amianto o también los tejidos metálicos que hoy se emplean mucho zinc o aleaciones de
(Cu Zn) se prensan y endurecen con materiales aditivos como amianto, pizarra o grafito
molido, polvos metálicos y aglomerantes de resinas sintéticas. Los coeficientes de rozamiento
están entre 0,3 y 0,5. Pueden resistir temperaturas hasta de 450°C. Cuando la solicitación es
muy grande se utilizan también materiales de fricción sinterizados. Los forros de freno de
material sinterizado contienen tapones de hierro sinterizado aglomerados con resina sintética,
con lo que se asegura la buena evacuación del calor de las zapatas. Se utilizan cuando la
instalación del freno de pie se utiliza también como de servicio continuo.
Los forros de freno pueden ir remachados o pegados. Los pegados aprovecharse más que
los remachados, pero una vez desgastados sólo pueden intercambiarse junto con las
zapatas.

EL PORTA FRENOS
El porta frenos sirve como soporte de las levas de freno y de las zapatas y en frenos
hidráulicos también para sujeción del cilindro de rueda. Al mismo tiempo cubre al tambor.
Es de chapa de acero prensada y va provisto de nervios para darle rigidez con objeto que no se
deforme como consecuencia de los esfuerzos que se presentan en el frenado.
LEVAS DE FRENO
La leva de freno (fig. 4-89) sirve, especialmente en los vehículos industriales, para la tensión
(expansión) de las zapatas de freno. En la actualidad suelen utilizarse levas en S cuya forma
es tal que la relación do transmisión so mantiene constante para cualquier expansión y la
fuerza actúa siempre verticalmente sobre los rodillos colocados en las zapatas de freno. Los
árboles de las levas de freno tienen que estar bien apoyados en el porta frenos. No puede
efectuarse ninguna compensación del efecto de frenado entre las dos zapatas. Para su ajuste,
el árbol de la leva de freno está dentado por entalladura en su extremo.

PALANCA TENSORA (PALANCA DE EXPANSIÓN)
Las zapatas pueden también tensarse por medio de palancas tensoras (fig. 4-90). Los
dispositivos tensores de este tipo suelen montarse como suplemento en los frenos hidráulicos
de tambor del eje trasero, por debajo del cilindro de freno. De este modo es posible para el
frenado de estacionamiento el accionamiento independiente de los órganos ya existentes de
los frenos de pie.
RESORTES RECUPERADORES
Uno o varios resortes de tracción de 1 50 N a 300 N de fuerza de tracción realizan la

recuperación de las zapatas para que queden con la separación conveniente después de frenar.
Estos esfuerzos de los resortes tienen que ser vencidos adicionalmente al frenar. Pero no
deben ser demasiado pequeños, con objeto de que las zapatas se desprendan con toda
seguridad.
DISPOSITIVOS DE AJUSTE
Por el desgaste de los forros aumenta gradualmente la holgura entre el forro y el tambor. Con
esto, aumenta también el recorrido en vacío del pedal de freno, que puede llevar al fallo de los
frenos cuando el recorrido del pedal no basta para aplicarlas zapatas al tambor. Por esta razón
se utilizan dispositivos de ajuste accionados manual o automáticamente (fig. 4-91). Los
dispositivos automáticos de ajuste mantienen constante la holgura.
Para el ajuste manual, se utiliza el perno excéntrico situado en el porta frenos, el cual, al
hacerlo girar por medio de una cabeza cuadrada situada en la parte exterior, ajusta las zapatas
del freno por medio de la excéntrica. También se utilizan tornillos de presión que pueden
ajustarse en el cilindro de rueda por medio de caperuzas de ajuste (fig. 4-82) o en el soporte
de apoyo por medio de casquillos roscados dentados. Las caperuzas de ajuste o los casquillos

roscados se ajustan desde el exterior a través de los orificios en el porta frenos por medio de
un destornillador.
Los dispositivos automáticos de ajuste pueden trabajar escalonadamente o de forma continua.

El desplazamiento de las zapatas hacia el tambor al desgastarse el forro produce la fuerza
tensora. El ajuste puede hacerse accionando el pedal de freno o el freno de estacionamiento.
FRENOS DE DISCO.
Los frenos de disco suelen ir aplicados a las ruedas, pero también pueden montarse separados
de ellas, por ejemplo, a la derecha y a la izquierda del mecanismo diferencial. En esta última
disposición, las masas sin suspensión son más ligeras y se evita cualquier aportación de calor
a las ruedas.
Los más utilizados son los frenos de disco parciales (fig. 4-92). Pueden llevar una pinza del
freno de asiento fijo o flotante. La pinza de asiento fijo suele contener dos cilindros de freno y
en algunos casos cuatro, con sus émbolos enfrentados por parejas. En el freno con asiento
flotante de la pinza sólo hay un cilindro de freno con su émbolo.

Ventajas: A pesar de que las temperaturas que se producen localmente son más altas, la
menor superficie del forro y la mayor fuerza de apriete hace que los frenos de disco tengan
menor «fading» que los frenos de tambor, ya que el aire pasa por ambos lados e incluso por el
interior de los discos en los frenos de disco ventilados interiormente. El mantenimiento y el
cambio de las guarniciones es sencillo, el desgaste uniforme y el ajuste automático; la acción
de los frenos es independiente del sentido de la marcha. Por efecto de la fuerza centrífuga se
produce un buen auto limpieza, y los restos de la abrasión y el polvo son expulsados al
exterior.
Inconvenientes: En los frenos de disco la superficie activa de frenado es menor que en los de
tambor y carecen del efecto auto multiplicador de la zapata de entrada; se necesitan, por lo
tanto, mayores fuerzas de apriete, por lo que, en la mayoría de los casos se ha previsto un
servofreno. El desgaste de las guarniciones es muy grande, lo mismo que el calentamiento
local de los forros que, por la proximidad de los émbolos puede llegar a producir burbujas de
vapor dentro de los cilindros de freno. La instalación del freno de estacionamiento exige
mayores gastos. Por esta razón, en el eje trasero suelen utilizarse frenos de tambor con el
freno de estacionamiento.
En los frenos de disco de soporte fijo (figs. 4-92, 93, 94) el soporte de los cilindros de freno,
es decir, la pinza, está fija, mientras el disco gira con la rueda. Al frenar, los émbolos de los
cilindros de freno situados a ambos lados del disco aprietan contra los soportes de las
guarniciones de freno, por lo tanto, los forros de freno se aprietan contra el disco y lo frenan.
El soporte de los cilindros de freno está formado por dos piezas. La caja de la tapa está
atornillada a la de la brida y ambas forman la pinza de freno de asiento fijo.
Cada una de ellas lleva el taladro para el cilindro de freno con su émbolo, junta anular de
goma, caperuza protectora y anillo de sujeción.
En los frenos de disco de soporte fijo de cuatro cilindros (fig. 4-95), a cada lado del soporte
fijo van dos cilindros de freno. De esta manera se amplían la fuerza de apriete y el sector de
disco abarcado. Si se utilizan frenos de disco de cuatro cilindros la distribución de circuitos de
freno (página 464) puede ser más favorable.

Los frenos de disco de marco flotante (figs. 4-96 y 4-97) no llevan más que un cilindro de
freno cuyo émbolo aprieta por un lado el soporte de los forros de freno con lo que, al frenar,
aprieta éstos contra el disco. La fuerza de reacción desplaza el cilindro de freno montado en el
marco flotante, por lo que también desplaza a éste hasta que la guarnición opuesta aprieta por
el otro lado contra el disco. El soporte va fijado al eje o atornillado a la suspensión de las
ruedas y lleva unas acanaladuras circulares de guía para el marco móvil. Un muelle guía hace
que el apoyo del marco en el soporte sea elástico, con lo que se evitan ruidos. Las
guarniciones de freno se apoyan en el soporte, con su parte lateral estrecha, y transmiten las
fuerzas perimetrales del disco de freno procedentes del momento de giro del frenado"(fuerzas
de frenado) al soporte. El marco, por lo tanto, sólo transmite la fuerza de apriete y el soporte
las fuerzas perimetrales (fuerzas de frenado).
En los frenos de marco flotante, al reducirse el espacio necesario de montaje en las ruedas, se
hace posible el empleo de un radio de giro de dirección negativo.
Además, no existen uniones atornilladas sometidas a grandes solicitaciones. El calentamiento
del líquido de frenos es menor, ya que hay sólo una superficie de émbolo que recibe
directamente el calor de los forros. En caso de reparación, sólo hay que desmontar un cilindro
hidráulico.

DISCO DE FRENO
El disco de freno, de fundición de hierro, fundición con grafito esferoidal o acero colado,
suele tener forma de cazuela. En el caso del eje trasero pueden alojarse en ella los elementos
de un freno de tambor accionado mecánicamente como freno de estacionamiento. Sin
embargo, también hay tipos de frenos de estacionamiento como frenos de pinza accionados
mecánicamente. Para solicitaciones muy elevadas se utilizan discos de frenos con ventilación
interior (fig. 4-95). Estos discos contienen canales de ventilación dispuestos radialmente, y de
forma que al girar hacen de ventilador. Se consigue así que las temperaturas sean más bajas al
frenar y que, después del frenado, el enfriamiento sea más rápido.
Los discos de freno macizos tienen un espesor de 9 a 1 6 Mm. y los ventilados interiormente
de 19 Mm. a 32 mm.
CILINDROS DE FRENO
Los cilindros del freno de disco tienen mayor diámetro que los cilindros de rueda de los
frenos de tambor. El diámetro es de 40 a 50 mm. De esta manera se pueden originar las
fuerzas de apriete requeridas, que son mucho mayores que en los frenos de tambor.
AJUSTE Y REGULACIÓN AUTOMÁTICA DE LA HOLGURA
En una ranura anular del cilindro de freno se encuentra una junta anular de goma que hace
estanco al émbolo. El diámetro interior de la junta es algo menor que el del émbolo; rodea,
pues, a éste con una tensión previa. En la carrera de frenado del émbolo, la junta anular se
tensa elásticamente por su rozamiento de adherencia y por el movimiento del émbolo (fig. 4-
98).
En la junta anular se acumula ahora una fuerza que, al reducirse la presión en el líquido de
frenos, le devuelve su forma inicial a la junta anular y retira al émbolo. Esto sólo será posible

si en el sistema de conductos de los frenos de disco desaparece por completo la presión y no
permanece una presión previa como en los frenos de tambor. Se consigue esto, por ejemplo,
con una válvula especial de fondo. El muelle en cruz que aplica los forros al émbolo, ayuda al
retroceso de éste. La carrera de retroceso del émbolo, es decir, la holgura de retroceso, es de
unos 0,1 5 Mm. nada más sólo ligeramente inferior a la máxima oscilación admisible para los
discos, que es de 0,2 mm.
Esta holgura es suficiente puesto que desaparece totalmente la presión, para quedar libre el
disco en frenos de soporte fijo o de marco flotante, ya que, aunque haya algún rozamiento
residual entre el disco y el forro, no se produce la auto amplificación como en los frenos de
tambor.
Si la carrera del émbolo, a causa del desgaste de los forros, se ha hecho mayor que la holgura
de retroceso, el émbolo, en su movimiento de frenado, pasará más de la junta anular, pero, al
desaparecer la presión, no retrocederá más que lo equivalente a la holgura normal, por lo que
se produce un ajuste automático de la holgura.
Si se cambia la junta anular, hay que sacarla con una aguja de plástico para no arañar las
paredes del cilindro.
En algunos vehículos se utiliza también un dispositivo de ajuste y de compensación de la
oscilación del disco. Este dispositivo cuida de que la holgura sea constante con grandes
movimiento del émbolo, como puede ocurrir cuando el desgaste de los forros es muy grande o
cuando se pueden producir grandes oscilaciones del disco.

FORROS DE FRENO
Los forros de freno están formados por un soporte de acero o, más raras veces, de fundición, y
por el forro propiamente dicho, que va pegado con un adhesivo. Suelen utilizarse forros con
aglomerante orgánico y, en casos especiales, también forros sinterizados.
En los forros con aglomerante orgánico se utilizan materiales de fricción metálicos, cerámicos
u orgánicos aglomerados con una materia orgánica como caucho o resina sintética. Se pueden
calentar hasta u nos 750° C e incluso950°C si es por poco tiempo; su coeficiente de
rozamiento es de 0,25 a 0,5.
La mala conductibilidad térmica de los forros orgánicos protege a los elementos hidráulicos
de transmisión contra el calentamiento excesivo. Su fabricación es barata, y la adaptación al
disco, por su composición y montaje, es sencilla. Sin embargo, la abrasión es mucho mayor
que en los frenos de tambor debido a las altas temperaturas y a las grandes presiones
superficiales. Por lo tanto, se requieren inspecciones más frecuentes.
TUBULADURA, MANGUITOS Y LÍQUIDOS PARA LAS INSTALACIONES DE

FRENOS HIDRÁULICOS
Las distintas partes de una instalación de frenos hidráulicos en un vehículo se unen mediante
tubos. Según las normas existentes deberán emplearse tubos de acero sin costura, de doble
arrollamiento o estirados o soldados. Las superficies interna y externa de los tubos serán
desoxidadas, pulidas y limpias. Se emplearan tubos con diámetros exteriores de 4,75 Mm., 6
Mm., 8 Mm. y 10 mm. Los tubos, por lo general, llevan por dentro y por fuera un cobreado
galvánico y además, por fuera, están cincados con una capa do 1 2 a 1 5 µm La protección
contra la corrosión se mejora todavía mas con otro recubrimiento de material plástico. Los
tubos cincados y con capa de plástico se pueden curvar y rebordear sin que se arranque o salte
el recubrimiento.

Según las normas existentes los tubos pueden suministrarse rebordeados por ambos extremos
con sus correspondientes tuercas de racor incorporadas.
A distancias o tramos de 500 Mm. los tubos hay que fijarlos con abrazaderas y evitar que se
muevan. Para empalme de tubos se recomienda el rebordeado cónico (fig. 4-99), que puede
hacerse fácilmente a mano con una bordonera, y el uso de tuercas de racor.
Los manguitos cubren los tramos entre la tubuladura fija y las partes del vehículo, como ejes y
suspensiones, con movimiento relativo a la tubuladura.
Los manguitos no deben montarse demasiado tirantes, ni combarse ni retorcerse.
Los manguitos no deben tenderse en la proximidad del tubo de escape.
Los manguitos han de protegerse del aceite, combustible y materias proyectadas de
protección.
Al líquido de freno se le exigen las siguientes propiedades que están fijadas esencialmente en
las especificaciones americanas (Departmen of Transport) DOT 3 y DOT 4.
Baja compresibilidad, alto punto de ebullición (como mínimo +230°C), resistencia a altas
temperaturas, bajo punto de congelación (por debajo de —40°C), resistencia al
envejecimiento, poca higroscopicidad (poca absorción de agua), poco rozamiento interno,

buen poder lubricante, miscibilidad con otros líquidos de frenos del mismo tipo; además, no
debe atacar a los metales ni a la goma.
Los líquidos de frenos usuales en el mercado están constituidos a base de alcohol, glicoléter
predominantemente. Cumplen esencialmente las exigencias impuestas, incluso con creces,
pero son higroscópicos y a la larga atacan a la pintura.
El líquido de frenos absorbe constantemente humedad del aire y también parcialmente
humedad del agua salpicada, por el taladro de entrada y salida de aire que hay en el recipiente
de compensación y por las juntas flexibles de la zona de los ejes. Debido a esto se reduce su
durabilidad, dado que pueden formarse burbujas de vapor incluso a temperaturas
relativamente bajas y por lo tanto tiene que verificarse frecuentemente la aptitud del líquido
de freno para el uso.
La idoneidad de un líquido de freno se puede determinar mediante la temperatura a la que se
forman burbujas de vapor que podrían dejar inútiles los frenos del vehículo. Esta temperatura
es el llamado punto de ebullición del líquido de frenos con contenido de humedad y con una
absorción de agua del 3,5% no deben hallarse por debajo de 1 55°C. Por lo tanto, el líquido de
frenos debe cambiarse a intervalos de tiempo regulares, por ejemplo anualmente.
El líquido de frenos es venenoso y por tanto no debe nunca guardarse en botellas de bebidas.
Si se bebe inadvertidamente líquido de frenos se ha de acudir inmediatamente al médico.
Como síntomas de intoxicación son de prever dolores de cabeza, mareos, molestias de
estómago, vómitos, diarrea e inconsciencia.
TRABAJOS DE TALLER EN LOS FRENOS HIDRÁULICOS
Cuando se trata de frenos hidráulicos se ha de diferenciar entre en la instalación hidráulica y

trabajos en los frenos sobre las que generalmente son de tipo mecánico
TRABAJOS EN LA INSTALACIÓN HIDRÁULICA
Los defectos en la instalación hidráulica son generalmente por falta de estanqueidad, que
puede dejar salir el líquido de freno y entrar aire. Los defectos pueden reconocerse

controlando exactamente el nivel del líquido de freno en el recipiente de compensación y
determinando visualmente la existencia de manchas húmedas y oscuras en los cilindros de
las ruedas. Además puede ocurrir la falta de presión de freno y el aumento del recorrido del
pedal al accionarlo. Las dos últimas observaciones permiten sacar la conclusión de que hay un
retén primario inestanco en el cilindro principal. Cuando al accionar el pedal del freno
produce la sensación de pisar una esponja blanda, o cuando para conseguir que el pedal
apriete es necesario “bombear”, el motivo puede ser por haber aire en el cilindro principal a
causa de un posible retén secundario inestanco. Para comprobar exactamente la estanqueidad
se necesita un manómetro y un tensor para el pedal.Para realizar la comprobación de baja
presión se conecta a la válvula de purga de uno de los frenos de rueda un comprobador de
presión purgado y lleno de líquido de freno, y con el tensor del pedal se produce una presión
entre 2 y 5 bar. Esta presión debe mantenerse al menos durante 5 minutos. Durante la
comprobación tienen que permanecer en reposo el vehículo y las partes del sistema de freno,
ya que los mínimos movimientos pueden dar lugar variaciones de la presión. Mediante esta
comprobación se determinan principalmente las inestanqueidades en los retenes de los
cilindros de rueda y cilindro principal.
Para realizar la comprobación del conmutador de luz de freno accionado por presión, se eleva
lentamente la presión del pedal por medio del tensor. La luz de freno tiene que encenderse
entre 3 bar y 6 bar y no debe ya apagarse al seguir aumentando la presión.
Cuando se realiza la comprobación de alta presión la presión se lleva por medio del tensor del
pedal a un valor entre 50 bar y 100 bar. Esta presión establecida debe descender como
máximo un 1 0% al cabo de 10 minutos. Si se produce una caída de presión mayor, es que hay
falta de estanqueidad. Estas comprobación es se han de realizaren ambos circuitos de freno.
En el caso de que en un circuito de freno haya un freno de tambor, se ha de hacer la
comprobación de la válvula de fondo.
Se destensa el tensor del pedal. En el comprobador de presión tiene que aparecer una presión
de 0,5 bar a 1 ,2 bar. Esta presión no debe bajar en los siguientes 5 minutos de 0,5 bar. Porque
de otro modo significa que la válvula de fondo está deteriorada.
En las instalaciones de freno hidráulicas no debe sobrepasarse una presión máxima de 120
bar.
La purga de aire y el rellenado, así como el cambio de líquido de frenos, pueden ser realizados
por una sola persona con el aparato rellenador y purgador. El aparato contiene un depósito de

presión con una presión de trabajo de 2 bar y un depósito de reserva para el líquido de frenos.
Se necesitan los siguientes medios auxiliaros: racor do purga para conectarlo al recipiente de
compensación, manquito adicional para conectarlo a una válvula de purga, manguito do purga
transparente, vaso recogedor transparente, tensor de pedal.
La purga de aire y el cambio del líquido se efectúan del mismo modo. Se comienza a purgar
siempre por el circuito primario.
Purga de aire por el vaso de compensación: Quitar la tapa roscada del recipiente de
compensación y llenar éste hasta el borde, acoplar el racor de purga al manguito de llenado,
abrir ligeramente la válvula de cierre. Cuando comienza a salir líquido por el racor de purga,
montar éste en el recipiente de compensación. Abrir ahora totalmente la válvula del manguito
de llenado. Fijar el manguito de purga a una de las válvulas de purga y llevarlo al recipiente
recogedor. Abrir la válvula de purga hasta que salga el líquido de frenos sin burbujas o bien
hasta que salga líquido nuevo y limpio, y cerrar entonces la válvula de purga. Repetir este
proceso en todas las válvulas de purga.
Para quitar el manguito de llenado y el racor de purga, cerrar la válvula de cierre y abrir una
válvula de purga, hasta que descienda la presión. Quitar a hora el racor de purga y el manguito
de llenado y ajustar el nivel de líquido en el recipiente de compensación, por ejemplo, dejando
que salga líquido por una válvula de purga.
Purga de aire por una de las válvulas de purga: Presionar al máximo el pedal con el tensor;
acoplar el manguito adicional al de llenado de aparato purgador, purgar el manguito y
conectarlo a una válvula de purga del circuito primario; abrir la válvula de cierre y la válvula
de purga. Purgar a hora por orden todas las otras válvulas de purga del circuito como se ha
descrito anteriormente.
A continuación cerrar la válvula de cierre del manguito de llenado, quitar el tensor del pedal y
tapar el recipiente de compensación, aspirar el eventual líquido de frenos viejo. Abrir la
válvula de cierre hasta que el líquido de frenos se encuentre en la marca «max». A
continuación cerrar la válvula de purga y quitar el aparato purgador. Purgar ahora del mismo
modo el circuito secundario.
Para purgar el aire por el cilindro principal mediante «bombeo» son necesarias dos personas.
Ha de cuidarse que en el recipiente de compensación haya siempre una reserva de líquido
suficiente. Se comienza a purgar por la válvula de purga más distante.

En la válvula de purga se pone un manguito de purga que se lleva al vaso recogedor. Se abre
la válvula de purga; el ayudante pisa rápidamente el pedal de freno y permanece en esta
posición hasta que la válvula de purga esté cerrada. El ayudante va soltando ahora lentamente
el pedal dejándolo que vuelva a su posición de reposo. Este proceso se repite hasta que dejen
de salir burbujas de aire. A continuación se purgan exactamente del mismo modo todas las
otras válvulas de purga.
TRABAJOS EN LOS FRENOS SOBRE LAS RUEDAS
Los frenos de tambor tienen que reajustarse en el caso de que exista una holgura demasiado
grande. Por medio del dispositivo de reajuste correspondiente se ciñe primero una de las
zapatas firmemente al tambor de freno y luego se suelta hasta que la rueda pueda girar
libremente. El proceso se repite a continuación en la segunda zapata.
Los frenos de disco se reajustan automáticamente; esto es cierto también para los frenos de
tambor con dispositivos de reajuste automáticos.
Cuando los forros de los frenos de tambor se han desgastado hasta que sólo queda 1 Mm. para
llegar a los remaches, y en el caso de los forros pegados hasta que queda un grueso de 1,5
Mm., tienen que forrarse de nuevo o cambiar las zapatas por otras nuevas, y lo mismo cuando
están aceitados. Se ha de determinar primero la causa del aceitado; tienen que vigilarse los
daños existentes en los cojinetes y sustituirse los retenes de ejes que estén deteriorados.
Las guarniciones de los frenos de disco tienen que renovarse cuando les queda un grueso de 2
mm.
Para remachar los forros se emplean remaches huecos de cobre, de aleación Cu Zn o de
aluminio. Los remaches se introducen por el lado del forro en los agujeros suficientemente
avellanados y se van remachando alternativamente a derecha e izquierda partiendo del centro.
Las zapatas de freno forradas tienen que apoyar rozando uniformemente; en caso contrario se
han de repasar superficialmente. Para los tambores que se tienen que rectificar hay forros con
sobre medida.
Cuando se realicen controles de freno tienen que comprobarse los tambores y los discos
para ver si presentan estrías, excentricidad o alabeo (máximo 0,2 Mm.), los forros en lo

referente a espesor y aceitado; las zapatas y pastillas (frenos de disco) en lo referente a la
suavidad de movimientos. Los tambores ovalados con grietas capilares o estrías, los discos de
freno estriados o desgastados en forma cónica (tolerancia en espesor hasta 0,02 Mm. con una
rugosidad de 4µm), tienen que retornearse o rectificarse; los discos de freno que tengan un
gran salto lateral o alabeo tienen que cambiarse. En el caso de rectificación ha de observarse
el diámetro máximo de los tambores o bien el espesor mínimo de los discos.
REGLAS PARA EL TRABAJO
• En cada revisión se ha de comprobar el nivel de líquido en el recipiente de compensación.

En el caso de los frenos de disco el descenso del nivel del líquido puede ser un indicio de
fuerte desgaste de las pastillas.
• El control del espesor de los forros de freno de tambor puede efectuarse a través de agujeros
de control visual cuando existan; en caso contrario se ha de quitar el tambor.
• Para controlar el tambor de freno hay que quitarlo; al mismo tiempo se aprovecha para
quitar el polvillo de la abrasión. No retirar el polvillo por soplado sino por aspiración.
(Amianto en los pulmones.)
• La renovación de las guarniciones de freno tiene que efectuarse al mismo tiempo en todos
los frenos de un eje.
• El asiento fijo de un freno de disco no debe desarmarse.
• Para rellenar debe emplearse solamente el líquido de freno prescrito; se conservará siempre
en recipientes cerrados.
• El líquido de freno que se ha dejado salir no debe volver a emplearse.
• El líquido de freno debe renovarse a intervalos de tiempo regulares, al menos una vez al
año.
• La grasa y el aceite deben mantenerse alejados de todas las partes del freno.
• Para limpiar todas las partes del freno debe emplearse únicamente alcohol desnaturalizado.
DISTRIBUCIÓN DE LA FUERZA DE FRENADO, REGULACIÓN DE LA FUERZA

DE FRENADO

La distancia de frenado más corto sólo se alcanza cuando todas las ruedas son frenadas de
acuerdo con sus respectivas cargas. Al frenar se produce un desplazamiento de las cargas
sobre las ruedas que depende de la magnitud de la carga y de su distribución en la caja del
coche, de la altura del centro de gravedad y de la desaceleración de frenado. Al frenar cuando
se marcha en línea recta las ruedas delanteras resultan más cargadas y las traseras
descargadas; cuando se frena en una curva se produce adicionalmente un aumento de carga en
las ruedas que van por la parte exterior de la curva y una disminución en las ruedas interiores.
En la mayoría de los automóviles los frenos están dispuestos en virtud de una adecuada
distribución de las fuerzas de sujeción de tal modo que para una carga media y una
desaceleración también media se tenga el mejor comportamiento al frenar. En el caso de
grandes discrepancias respecto a los valores medios pueden o bien bloquearse las ruedas
traseras, con lo cual el vehículo derrapará, o bien bloquearse las delanteras con lo que quedará
comprometida la conducción del coche.
Los limitadores de presión hidráulicos (limitadores de la fuerza de freno) impiden el
bloqueo de las ruedas traseras y con ello el derrape. Se incorporan en el conducto que va a los
cilindros de las ruedas traseras y permiten que la presión ascienda solamente hasta el valor
fijado, tras el cual ya no sigue aumentando. Con los reguladores de la fuerza de freno las
ruedas traseras contribuyen al frenado con presión reducida cuando se frena fuertemente.
Con los distribuidores de la fuerza de freno la reducción de presión se gobierna en
dependencia de la carga por medio del recorrido elástico de la suspensión, igual que en los
reguladores de la fuerza de freno. Debido a esto las ruedas traseras pueden aprovecharse
completamente para frenar en todos los estados de carga.
Se consigue una regulación de la fuerza de freno totalmente automática con el
denominado sistema antibloqueo (ABS), que suministra la distribución de la fuerza de freno
más favorable aun en las curvas. En todas las ruedas se determina mediante elementos
sensibles el resbalamiento que tiene lugar durante el frenado. Los valores de medición se
entregan a una unidad de control electrónica que gobierna mediante válvulas la presión para
los cilindros de rueda. Una bomba de alta presión se ocupa de mantener la presión del líquido.
Cuando una rueda tiende a bloquearse, baja su presión de freno y se eleva inmediatamente de
nuevo hasta el límite de adherencia. Estas variaciones de la presión se repiten varias veces por
segundo. Mediante este sistema se consigue un frenado seguro, sin bloqueo. En el caso de que

falle la instalación de regulación, la instalación de freno hidráulica sigue siendo utilizable
como tal.
INSTALACIÓN CON SERVOFRENO
Se entiende por instalaciones con servofreno aquellas en las que la fuerza muscular del
conductor es auxiliada por una fuerza externa (servo). En el caso de que falle el servofreno la
instalación tiene no (obstante que poder seguir funcionando con una fuerza muscular de como
máximo 800 N.
INSTALACIÓN DE SERVOFRENO POR DEPRESIÓN
Tiene la ventaja de que en el caso de automóviles con motores Otto la depresión puede
tenerse sin aparatos suplementarios especiales mediante tubuladuras de empalme con el
carburador. Otra ventaja consiste en que con depresión no se condensa agua. A causa de
pequeñas presiones (hasta un máximo de 0,2 bares) se necesitan válvulas y cilindros de freno

muy grandes. Con esto resulta que se tienen tiempos muy largos para el llenado y el vaciado.
En los motores Diesel se obtiene la depresión mediante una bomba de vacío, que es accionada
directamente por el motor. En los servofrenos por depresión (fig. 4-100) la parte de vacío es
conjunta al cilindro principal. Cuando está suelto el freno existe depresión a ambos lados del
émbolo de vacío. Cuando se acciona el freno la varilla de presión movida por el pedal de
freno mueve una válvula de maniobra central que deja entrar aire de presión atmosférica a la
cámara que queda a la derecha del émbolo de vacío.
La fuerza del pie es reforzada con ello en el valor de la fuerza producida por la diferencia de
presiones. Al retirar el pedal de freno es nuevamente aspirado el aire atmosférico y el freno
queda suelto. En caso de fallar la depresión actúa sola la fuerza del pie sobre el cilindro
principal.
FRENOS ABS
MISISON
 Aumentan la seguridad activa en el frenado ante situaciones críticas de la marcha
regulando automáticamente las fuerzas de frenado y consecuentemente el grado de
deslizamiento admisible entre los neumáticos y la calzada dando preferencia a la
estabilidad y maniobrabilidad direccional con respecto a la distancia de frenado.
 Evitan los bloqueos de las ruedas incluso en pistas heladas, en toda gama de velocidad
del vehiculo que sea superior a la patronal.
 Acortan la distancia de frenado en la mayoría de los casos.
 Eliminan durante el frenado el desgaste irregular de los neumáticos
 Evitan en el frenado el efecto tijera entre el vehiculo de tracción y el remolque

EFECTO DEL BLOQUEO DE LAS RUEDAS SIN FRENO ABS

FRENO MOTOR ATRAVEZ DEL BLOQUEO DE LOS GASES DE ESCAPE

SERVO FRENO
1) Cuerpo #1 del reforzador. 2) Cuerpo #2 del reforzador. 3) Varilla de mando de la válvula.

4) Elemento del filtro de aire. 5) Separador del filtro de aire.
6) Retenedor del resorte de la válvula de aire. 7) Resorte de retorno de la válvula de aire. 8)
Retenedor del resorte de la válvula de control. 9) Resorte de la válvula de control. 10) Válvula
de control del reforzador. 11) Válvula de aire del reforzador
12) Pistón del reforzador. 13) Chaveta de tope de la válvula. 14) Diafragma del reforzador.
15) Disco de reacción. 16) Resorte de retorno del pistón del reforzador
17) Vástago del pistón del reforzador. 18) Tornillo de ajuste de la varilla del reforzador







RUEDAS Y NEUMÁTICOS
RUEDAS
A las ruedas de un automóvil se le exigen las siguientes condiciones: poca masa, pequeño
diámetro con el fin de lograr el mayor ángulo de la dirección, alta resistencia de forma y
elasticidad, buena descarga del calor (calor por fricción durante el frenado) y fácil
recambiabilidad en caso de que se produzcan daños en los neumáticos.
CONSTITUCIÓN DA LA RUEDA
La rueda está constituida por la llanta y el plato o disco de rueda con agujero central y
agujeros para los pernos. En vez de un plato (disco de rueda) en muchas ruedas existe una
estructura en forma de estrella o radial, o también va la llanta unida al cubo por medio de
radios de acero. La rueda va unida mediante tuercas de fijación, o mediante tornillos, a la
brida del cubo de rueda (fig. 4-112) que va soportada de modo rotativo en la mangueta.
Además van también atornillados a la brida del cubo de rueda el tambor o en su caso el disco
de freno. Cuando los cojinetes están al descubierto, el tapacubos asume la protección de los
mismos y es al mismo tiempo depósito para reserva de grasa.
LLANTAS
Existen llantas que van fijas al disco de rueda y llantas desmontables. Además de esto se
distingue entre llantas divididas longitudinalmente (llantas anulares), llantas divididas
transversalmente y llantas de una sola pieza. Según la forma de su sección transversal se
clasifican en llantas de fondo profundo (fig. 4-113), llantas de fondo semiprofundo y llantas
de espaldón oblicuo (fig. 4-114). Las llantas de fondo plano se emplean hoy muy poco, sólo,
por ejemplo, en remolques.
La sección transversal de las llantas de fondo profundo puede ser simétrica o asimétrica. Si el
coche de turismo ha de ir equipado con neumáticos de cinturón sin cámara hay que emplear
las llamadas «llantas Hump» (fig. 4-115). Son llantas de tipo de fondo profundo que poseen
entre el espaldón y el fondo una elevación (Hump).

Si la elevación no es redonda sino que está aplanada, se habla de llantas «Flat Hump». Ambos
tipos de llantas deben impedir que el talón de la cubierta en las curvas rápidas se presione
desde el espaldón de la llanta al fondo profundo debido a las grandes fuerzas laterales, con lo
cual se saldría bruscamente el aire en el caso de los neumáticos sin cámara. Para los coches de
turismo y las motocicletas se emplean casi siempre llantas de fondo profundo de una sola
pieza. Estas llantas van firmemente remachadas o soldadas por puntos al plato o en su caso
están fundidas o forjadas formando una sola pieza con él. Para los vehículos industriales,
autobuses y remolques, se emplean generalmente en vez de las anteriores llantas de fondo
plano, las de espaldones oblicuos divididos longitudinalmente (fig. 4-114), que impiden el
roce del talón en la pestaña de la llanta. Constan generalmente de una llanta básica con una
pestaña fija y un lado abierto con ranura anular que se cierra por medio de un anillo lateral y
de un y anillo de cierre. Según este mismo sistema se equipan también llantas de fondo plano
y de fondo semiplano. En la actualidad so J emplean cada vez más en camiones y autocares
neumáticos sin cámara que no pueden montarse en llantas divididas a causa de las dificultades
de hermeticidad. En este caso son especialmente apropiadas las llantas de fondo profundo y
espaldón empinado, cuyo espaldón asciende desde el fondo con Un

ángulo de 15°. Debido a ' esto cuando se infla el neumático el talón de la cubierta presiona de
forma especialmente firme contra el espaldón.
Las llantas-Trílex (fig. 4-116) están (partidas en su periferia partidas transversalmente). Cada
llanta consta de un segmento largo y de dos segmentos cortos de llanta cuyos extremos
encajan entre sí. La sujeción de la llanta-Trilex se realiza con un cubo de estrella. Las
dimensiones de las llantas están determinadas por normas y vienen dadas en pulgadas y
milímetros. Las dos principales dimensiones son la abertura o boca y el diámetro de la llanta
(figs. 4-113 y 4-114).

Ejemplos: Designación de llanta 4 J X 15H

La llanta en cuestión tiene una abertura a de 4" y un diámetro D de 1 5". La letra J es la
característica para las dimensiones del borde de la llanta y el signo 'X significa que se trata de
una llanta de fondo profundo.
La letra H indica que se trata de una llanta con Hump en el espaldón exterior.
LO AÑADIDO A LA LETRA H DA MÁS INFORMACIÓN:
H2 = Hump en ambos lados

FH = Flat Hump en el espaldón exterior.
FH2 = Flat Hump en ambos lados
CH = Combination Hump:
Flat Hump en el espaldón exterior y Hump normal en el espaldón interior (figura 4-115)
Designación de llanta 8,5-20
La llanta tiene una abertura a de 8,5" y un diámetro D de 20".

El signo «—» significa que se trata de una llanta de fondo profundo, de fondo semiprofundo o
con espaldones oblicuos. Las llantas de fondo semiprofundo llevan además las letras SDC
(semi-drop-center), por ejemplo 8,00-24 SDC.
CLASES DE RUEDAS
Según el tipo de construcción se clasifican en ruedas de disco y ruedas de radios y según el

material de que están hechas, en ruedas de acero y ruedas de aleaciones de materiales ligeros.
Las ruedas de disco (fig. 4-117) se emplean frecuentemente por sus ventajas en coches de
turismo y en camiones. Tienen una buena conductibilidad térmica y además, en virtud de la
unión del disco con Ha llanta, una gran resistencia. Las tuercas, deforma cónica, para fijación
de la rueda garantizan el buen centrado de la rueda. Las ruedas de disco son de chapa de acero
estampada o de aleaciones de metal ligero fundidas o forjadas. Las ventajas de las ruedas de
aleaciones de metal ligero son su bajo peso y con ello la reducción de las masas no
suspendidas sobre resortes del vehículo y una ventilación de los frenos más eficaz.

Las ruedas de radios se encuentran especialmente en las motocicletas como ruedas de radios
de alambre. El cubo y la llanta están arrastrados por medio de radios de alambre. No obstante,
se van imponiendo cada vez más las ruedas de radios fundidos de aleaciones de metal ligero, a
causa do su mayor resistencia.
NEUMÁTICOS
A los neumáticos se les exigen las siguientes condiciones: Deben soportar el peso del
vehículo; con ayuda de su cojín de aire deben absorber elásticamente los pequeños choques
que provocan las irregularidades (faltas de planitud) de la carretera, es decir que deben pro-
porcionar un determinado grado do elasticidad (página 428); deben garantizar una buena
adherencia del vehículo al suelo y transmitir entre vehículo y suelo las fuerzas de tracción y
frenado laterales. Además, los neumáticos deben proporcionar una reducida resistencia a la
rodadura y poseer una duración tan larga como sea posible.
CONSTITUCIÓN DEL NEUMÁTICO
Forman parte del neumático completo la cámara de aire con la válvula, la cubierta y la banda
protectora de la cámara (para llantas de fondo profundo y plano). De todos modos la citada
banda protectora no se usa nada más que en velocípedos y motocicletas, para proteger la cá-
mara contra los deterioros que pueden producirle las cabezas de los radios de alambre.
La cámara de goma debe corresponder al tamaño del neumático. Obtiene su presión de aire a
través de una válvula (fig. 4-118). Se distingue entre válvulas rectas y válvulas en ángulo
cuyas formas y tamaños están normalizados. Las válvulas rectas son de metal o de goma.
La cubierta está compuesta por una infraestructura o armazón de tejido (tejido de cordones
engomados) que también recibe el nombre de carcasa, una estructura intermedia, una
superficie de rodadura y los talones con los núcleos, embebidos, de alambre de acero (fig. 4-
119).
La infraestructura de tejido está constituida por cordones de hilos engomados, de seda
artificial, nylon o poliéster. Los cordones se superponen en capas, y concretamente en
diagonal, en ángulo agudo respecto a la dirección de marcha, o radialmente, en ángulo recto

respecto a la dirección de marcha. También se utilizan cordones de muchos hilos de acero o

de fibra de vidrio.
La estructura intermedia que consta de varias capas de tejido y cojines de goma, amortigua
los choques y protege la carcasa.
La banda de rodadura está dotada de un dibujo. El dibujo o perfil de estrías longitudinales
proporciona la guía lateral al neumático y el de estrías transversales transmite las fuerzas de
tracción. A altas velocidades sobre carretera húmeda, se forma entre el neumático y la
superficie de la carretera una cuña de agua que anula la adherencia al suelo y hace que el
coche pierda la capacidad de dirección (Aquaplaning). Para impedir los peligros que causa el
aquaplaning, las ranuras del dibujo tienen que tener una profundidad mínima de terminada,
con el fin de que puedan absorber mucha agua, y necesitan una forma determinada para
desviar hacia afuera la mayor cantidad de
agua posible en el tiempo más corto. Para esto el dibujo debe tener la profundidad mínima de
más de 1 mm.
El talón tiene el cometido de sujetar el neumático firmemente a la llanta. Por lo tanto es de
ejecución especialmente sólida mediante el empleo de cables de alambre de acero cobreado.

DESIGNACIONES DE LOS NEUMÁTICOS
Las dimensiones de los neumáticos se dan en pulgadas y en milímetros. Las dos dimensiones
principales son la anchura b del neumático y el diámetro D de la llanta (=diámetro interior del
neumático) (fig. 4-120).
Ejemplo: Si un neumático para coche de turismo lleva la indicación 6,40 — 13, la anchura
será 6,40" = 6,40 x 25,4 = 1 62,56 mm. El diámetro de la llanta es 13" = 13 x 25,4 = 330,2
mm.
El diámetro exterior del neumático se tomará de una tabla de neumáticos.
Un neumático colocado verticalmente y cargado (fig. 4-121) tiene un radio menor medido
desde el centro de la rueda hasta la superficie de la carretera) que, por ejemplo, el mismo
neumático descargado y echado sobre el suelo. Ese radio más pequeño es lo que se llama
radio eficaz. Es menor en un vehículo parado que en un vehículo en marcha ya que la fuerza
centrífuga compensa en parte la flexión del neumático. El radio eficaz del vehículo parado se
denomina radio estático (r/estat) y el del vehículo en marcha, radio eficaz dinámico.(r/dinam)
Para el cálculo de la velocidad de marcha del automóvil hay que contar con el radio eficaz
dinámico (r/dinam) del neumático, es decir con el radio que resulta, para el coche cargado y con
una velocidad media de marcha (= 60 km/h), midiéndolo desde el centro del eje de rueda
hasta el pavimento de la carretera. Los radios eficaces dinámicos, que dependen también de la
presión del aire, pueden tomarse de tablas. Además de las medidas principales las
designaciones de los neumáticos contienen datos sobre las velocidades con las cuales puede
marcharse con el neumático en cuestión, sobre la clase de carcasa del neumático (diagonal
o radial) así como sobre su capacidad de carga.

EJEMPLOS:
1. Designación del neumático: 6,45/1 65 S 1 44PR. La anchura del neumático es de

6,45". Como éste neumático de sección transversal superbaja tiene las mismas
dimensiones que el correspondiente neumático de cinturón, la anchura del neumático
—como es por lo general usual en los con cinturón— vendrá también dada en mm
(=165 mm). La letra S (=Speed) significa que este neumático, cuya infraestructura
ha sido construida por el procedimiento «diagonal» es apto para una velocidad
máxima de 1 75 km/h. El diámetro de la llanta es de 1 4" y el dato 4 PR (4 Ply
Rating) significa que el neumático, por razón de la resistencia de su carcasa, puede
ser cargado como uno de 4 capas de cordón de algodón de una determinada calidad.
2. Designación del neumático: 165 HR 15.
Como junto a la letra referente a la velocidad, H (=High Speed), hay una R se trata
aquí de un neumático de cinturón construido por el sistema radial. H significa en
esta designación una velocidad admisible de 210 km/h. La anchura del neumático de
cinturón es de 1 65 mm; el diámetro de la llanta de 1 5".
2. Designación del neumático 1 85 R 1 3 88 Q según la nueva norma europea ECE
(figura 4-122). Ya que la antigua designación daba siempre lugar a

confusiones, en especial cuando se trataba do los neumáticos especiales para el uso

en carreteras abiertas de hielo y nieve, se introdujo a partir del 1ro de enero de 1 978
la nueva regulación ECE (ECE = Economy Council for Europe). Durante el tiempo
de transición puede seguirse empleando la designación antigua.
El ancho del neumático se indica en mm como hasta ahora, es decir, 185 mm. La R
significa que se trata de una cubierta radial, la cifra 13 indica el diámetro de la llanta
en pulgadas.
La cifra 88 indica la capacidad portante del neumático, es decir el neumático según
la tabla puede soportar carga hasta de 560 kg. La letra Q significa que el neumático
es admisible para una velocidad máxima de 160 km/h (Tabla 4-1)
Los neumáticos para velocidades que superan los 210 km/h se designan según el método
antiguo, por ejemplo 205/60 VR 1 5. Estos neumáticos no están comprendidos en la
regulación ECE.
CLASES DE NEUMÁTICOS
Según sea la forma de la sección transversal se distingue entre neumáticos balón, neumáticos
superbalón, neumáticos de sección transversal baja, neumáticos de sección transversal
superbaja y neumáticos de 70%, 60% y 50%. En las distintas formas es diferente la relación
entre la altura y la anchura del neumático (fig. 4-1 20), lo que trae consigo nuevamente como
consecuencia un diferente comportamiento durante la marcha. El desarrollo empezó partiendo

de un perfil prácticamente circular para ir pasando a secciones cada vez más lisas y anchas.
Las superficies de rodadura más anchas y los flancos más bajos se traducen en una mayor
seguridad de marcha, cosa que tiene una gran importancia especialmente en los vehículos
rápidos.
Los neumáticos balón (altura: anchura = 0,98 : 1) p. e., 4,50-1 6, son neumáticos de gran
volumen y baja presión que se hacen rodar con presiones de aire de 3 a 4 bar. Tienen en virtud
de su gran altura una gran elasticidad pero dan una mala conducción lateral (fig. 4-123).
Los neumáticos superbalón (altura: anchura — 0,95: 1) p. e. 5,60-1 5, son igualmente
neumáticos de gran volumen. La forma más ancha y el diámetro interior algo menor del
neumático (hasta 15") diferencian a estos neumáticos de los balón. Además, las medidas de la
anchura vienen escalonadas en décimas de pulgada y no de 1/4" en 1/4" como en los
neumáticos balón.
Los neumáticos de sección transversal baja (altura : anchura = 0,88 : 1) p.e. 6,00-1 5 tienen
las medidas de la anchura escalonadas de 1/2" en 1/2". En algunos casos llevan la indicación
adicional L (Low; sección baja = Low section) que sirve para evitar confusiones con el
neumático balón.
Los neumáticos de sección transversal superbaja (altura : anchura = 0,80:1) p.e. 1 65 R 1 3, se
han adaptado en forma y medidas a los neumáticos de cinturón con objeto de que en todo
momento sea posible un intercambio entre un neumático corriente (neumáticos diagonales) y
uno de cinturón.
Los neumáticos de 70 (altura : anchura = 0,70 : 1) p.e. 1 85/70 R 14 tienen una altura que es el
70% (0,70 = 70/100 = 70%) de la anchura. De esta circunstancia ha salido la denominación de
estos neumáticos. Las especiales ventajas de los neumáticos 70 estriban en su mayor fuerza de
adherencia a la carretera y la fidelidad con que siguen la línea recta. Además de esto, las más
elevadas fuerzas de guía lateral hacen posible una mayor velocidad en las curvas.
Los neumáticos de 50 (altura : anchura = 0,50 : 1), por ejemplo, 195/50 VR 1 5, tienen una
altura que es el 50% de la anchura. Dado que la circunferencia efectiva del neumático sigue
siendo la misma, aumenta el diámetro de la llanta. Debido a esto pueden incorporarse frenos
más potentes y mejor ventilados. En virtud de la sección transversal plana, más baja, el
neumático de 50 es todavía más insensible a deformación lateral que el de 70. Los resultados
son una mayor estabilidad lateral al tomar curvas, mayor resistencia contra la torsión

lateral, así como tiempos de reacción más cortos. Ya con pequeños ángulos de marcha oblicua
se crean grandes fuerzas laterales, con lo cual puede rodarse a altas velocidades en las curvas.
SUPERFICIE DE CONTACTO DEL NEUMÁTICO
Conforme va aumentado la anchura del neumático va aumentando la superficie de contacto

del mismo con el suelo (fig. 4-124). Debido a la mayor superficie de contacto, aumenta la
adherencia del neumático ' en las curvas rápidas y durante el frenado. La ley de Coulomb,
según la cual la fuerza de fricción depende únicamente de la fuerza normal
(Carga vertical) y del coeficiente de fricción, es válida para los neumáticos sólo en forma
limitada. En el caso de fricción de materiales elásticos como goma sobre superficies ásperas
(carretera) desempeña también un papel el tamaño de las superficies que rozan entre sí (efecto
de arrastre de forma). A los inconvenientes de una mayor superficie de contacto pertenece el

mayor gasto de fuerza necesario para aparcar, así como las peores propiedades sobre
carreteras heladas debidas a la menor presión superficial sobre el suelo.
Según la constitución de la carcasa de un neumático se distingue entre neumáticos diagonales
y radiales (de cinturón). En el caso de los neumáticos diagonales las capas de tejido de
cordones se colocan unas sobre otras diagonalmente de modo que los cordones formen
siempre con la dirección de marcha del neumático un ángulo agudo (ángulo de los cordones)
de 26° a 40°. Cuanto mayor sea el ángulo de los cordones tanto más blando resultará el
«muelleo» de la carcasa y tanto menor la estabilidad lateral.
En el caso de los neumáticos radiales todos los cordones están unos junto a otros es decir que
no se cruzan. Además van radíalmente, o sea formando ángulo de 90° respecto a la dirección
de marcha.
Tabla 4-1 Velocidades máximas admisibles
Designación Velocidad máxima en Km/h

L 120
M 130
N 140
P 150
Q 160
R 170
S 180
T 190
U 200
H 210
Entre la carcasa y la banda de rodadura hay un cinturón de varias capas

(generalmente 4) de cordón textil o de acero dispuestas con ángulo de unos 20° respecto a la
dirección de marcha cuyo objeto es disminuir los movimientos de la banda de rodadura en el
proceso de rodadura del neumático. Al mismo tiempo, mediante esta disminución del trabajo
de bataneo, se mantiene más bajo el calentamiento del neumático. En el caso de velocidades
pequeñas los neumáticos radiales son más duros con respecto a su capacidad elástica que los

diagonales precisamente a causa del cinturón que les da rigidez. En el caso de velocidades
mayores hasta las altas velocidades adquiere importancia la propiedad de «muelleo» de la
carcasa blanda, de modo que los neumáticos radiales proporcionan entonces una marcha más
tranquila que los diagonales. Las circunstancias de que el cinturón produzca una buena
estabilidad lateral y de que proteja además contra deterioros a la carcasa constituyen otras
tantas ventajas más.
Generalmente se emplean hoy neumáticos sin cámara (fig. 4-125). Se diferencian de los
demás en que su interior va recubierto con una capa de goma estanqueizadora. Esta capa da la
vuelta al talón hasta la altura del borde de la llanta. Mediante una válvula de goma o metálica
con anillos de junta de goma adicionales se garantiza la perfecta estanqueidad. Las llantas de
fondo profundo que se emplean en este caso tienen que encontrarse en estado intachable. No
deben presentar ni adherencias de oxidación ni abolladura alguna. Además, las roblonaduras y
costuras do soldadura deberán sor estancas. Los neumáticos sin cámara llevan la inscripción
«TUBELESS» (= sin cámara).
Las ventajas de los neumáticos sin cámara son:
Mayor seguridad de marcha ya que un reventón es casi imposible y una lenta pérdida de
presión puede notarse con tiempo suficiente.
Menor desarrollo de calor puesto que el rozamiento entre la cubierta y la cámara queda
eliminado. Además se tiene una mejor refrigeración del aire interior del neumático en virtud
del contacto directo con la llanta.
Menor peso y fácil montaje por no existir la cámara.
Neumáticos especiales de invierno. Se diferencian de los neumáticos normales por los
perfiles especialmente salientes del dibujo, lo que en el caso de carreteras nevadas o heladas
proporciona una mayor seguridad de marcha. Las bandas de rodadura presentan fuertes
entalladuras en forma zigzagueante o laberíntica.
En los últimos años se ha pasado a dotar a las bandas de rodadura de los neumáticos de
invernó de un recubrimiento de goma especial. Esta denominada termogoma es elástica hasta
temperaturas de —40°C y se adhiere al hielo mejor que las mezclas de goma normales. Un
perfil desarrollado especialmente para esto debe garantizar que el neumático se adhiera
igualmente bien a suelo húmedo y seco y que se reduzca el peligro del aquaplaning.

Los neumáticos de invierno son hoy día por lo general tipo de cinturón de acero y puede
rodarse con ellos hasta una velocidad máxima de 160 km/h. Dejan de ser aptos para carreteras
heladas y nevadas cuando la profundidad del perfil es menor de 4 mm.
La duración de los neumáticos, que depende mucho de las condiciones de servicio, puede
considerarse para los coches de turismo como de unos 50 000 km, y para los camiones hasta
unos 1 00 000 km. La carga del vehículo, y por tanto de los neumáticos, así como la presión
del aire, deben tener la magnitud adecuada. Una velocidad excesiva, los arranques y los
frenados bruscos, así como al tomar las curvas a demasiada velocidad hacen bajar
notablemente la vida de los neumáticos. Lo mismo ocurre con una incorrecta posición de las
ruedas, amortiguadores que no funcionan correctamente, con un mal montaje de los
neumáticos y con ruedas y neumáticos mal equilibrados.
TRABAJOS DE TALLER EN RUEDAS Y NEUMÁTICOS
MONTAJE DE LOS NEUMÁTICOS
Para montar los neumáticos se emplean hoy en la mayoría de los casos máquinas y aparatos
auxiliares, con los cuales, ya sea por medio de palancas o por el auxilio hidráulico, neumático
o eléctrico, la fuerza humana se refuerza notablemente o se reemplaza. Mediante la correcta
aplicación de estos aparatos y máquinas y su adecuado manejo los neumáticos resultan mejor
tratados respecto al montaje manual y, sobre todo, los tiempos de trabajo resultan sumamente
reducidos.

EQUILIBRADO
Con el aumento de las velocidades de los automóviles se ha hecho cada vez más necesario el
equilibrado de las ruedas. El control del equilibrio y la eliminación de un desequilibrio que
haya podido ponerse de manifiesto se realiza en una máquina especial para equilibrado de
ruedas (fig. 4-126). Estas máquinas están generalmente montadas en un determinado sitio del
taller y se emplean para el equilibrado de ruedas ya provistas de su neumático que se han
desatornillado del vehículo. Si se quiere equilibrar la rueda sin separarla del coche se emplean
máquinas transportables (fig. 4-127) que sirven entonces para la determinación y eliminación
de desequilibrio total es decir del desequilibrio de neumático, rueda, tambor o disco de freno
y cubo de rueda. Cada rueda se equilibra estática y dinámicamente (pág. 230).
Debido al desequilibrio estático la rueda salta arriba y abajo durante la marcha y se empeora
esencialmente el contacto con la calzada. El desequilibrio dinámico da lugar a tambaleo de la
rueda. Debido a ello se solicitan excesivamente diversas partes de la dirección como son las
articulaciones de la barra de acoplamiento, el mecanismo de dirección y los amortiguadores
de la dirección. Tanto el desequilibrio estático como el desequilibrio dinámico dan lugar a un

gran desgaste de los neumáticos. Con las máquinas modernas puede determinarse la magnitud
del desequilibrio exactamente hasta 5 g. Antes de equilibrarse los neumáticos que ya han
rodado, hay que quitar de la superficie de rodadura todos los cuerpos extraños y la suciedad,
ya que éstos podrían dar lugar a resultados de medición falsos. A continuación se quitan los
contrapesos equilibradores viejos y se verifica la redondez del neumático. Una desviación
(salto) de 0,8 mm no significa en la práctica todavía repercusiones notables. Cuando se pone
de manifiesto un salto, éste puede eliminarse eventualmente girándose el neumático sobre la
llanta. En el caso de equilibrado estático el desequilibrio existente se determina dejando que la
rueda efectúe un movimiento pendular. Si la rueda queda en reposo en cualquier situación
angular, quiere decir que está equilibrada estáticamente. Si realiza movimiento pendular
saliéndose de la situación de reposo tienen que ponerse contrapesos en la llanta. En el caso de

las máquinas equilibradoras modernas y las transportables (fig. 4-127) se equilibra por lo
general estática y dinámicamente en una única operación. El desequilibrio indicado es
entonces un valor combinado de desequilibrio estático y dinámico. La máquina indica el lugar
del desequilibrio, de manera que pueden ponerse en la llanta fácilmente los contrapesos
equilibradores correspondientes.
Cambio de neumáticos.
Según las prescripciones legales, las medidas y el tipo de construcción de los neumáticos
deben estar de acuerdo con las condiciones de servicio del vehículo. Las fabricas de
automóviles reciben la autorización de circulación de sus vehículos después de la verificación
de los neumáticos de serie con que salen sus coches, de modo que con ello queda garantizado
que los neumáticos responden a las condiciones exigidas en cuanto a capacidad de carga y
velocidad. Como en el caso de empleo de neumáticos de otras medidas y otro tipo construc-
tivo el comportamiento en marcha puede, en algunas circunstancias, ser desfavorablemente
influido, es necesario en casó de empleo de otros neumáticos distintos obtener una nueva
autorización de las autoridades competentes. Las modificaciones en el vehículo deben
indicarse en la correspondiente documentación del coche. El cambio de neumáticos por otros
de tipo y medida diferente tiene que efectuarse siempre, en las cuatro ruedas. Dado que el
cambio de neumáticos también influye por lo general en la lectura del tacómetro, tiene que
efectuarse un reajuste del mismo. Con neumáticos de mayor radio dinámico el tacómetro

indica de menos, la fuerza de tracción y la aceleración son menores, la velocidad final es
mayor y se reduce el peligro de resbalamiento.
REGLAS PARA EL TRABAJO
 Al proceder a cambiar una rueda asegurar el coche contra el peligro de que ruede, y
echar el freno de mano.
 Mientras el coche esté levantado por el gato apretar sólo ligeramente las
tuercas de sujeción de la rueda.
 Apretar las tuercas de fijación de la rueda en cruz con la llave dinamométrica una vez
bajado el vehículo.
 Eliminar inmediatamente con un cepillo de alambre los puntos de oxidación de la
llanta y aplicar a continuación un antioxidante.

 En el caso de neumáticos sin cámara emplear desmontables especialmente limpios y

lisos y no dañar en ningún caso el talón.
 Antes del montaje cerciorarse de que el neumático y la cámara se adaptan a la llanta y
empolvar ligeramente con talco el interior del neumático.
 Antes de montar el neumático aplicar una delgada capa de deslizante en las superficies
de asiento del neumático.
 Durante el equilibrado de ruedas de tracción, delanteras o traseras, por medio de
maquinas equilibradoras transportables, no levantar con el gato solamente una
rueda, ya que se sobre solicita el mecanismo diferencial. Elevar por lo tanto con el
gato el eje completo.
 Almacenar los neumáticos siempre en recintos frescos, oscuros y secos.
 Almacenar las cámaras ligeramente infladas o empolvarlas con talco.
 Apilar los neumáticos sin cámara verticalmente y proteger especialmente sus
talones para que no se deterioren.

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SISTEMA DE DIRECCION, SUSPENSION, FRENOS

2.1. Objetivos Generales.

Entender el funcionamiento de un automóvil, mediante una capacitación teórico – práctico,

2.2. Objetivos Específicos.

 Conocer los conceptos fundamentales de mecánica automotriz y su aplicación.

3. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA MECÁNICA AUTOMOTRIZ Y SU

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Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 2

Es un dispositivo de desacoplamiento, mediante un disco de fricción, mandado por un pedal.

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10. DESCRIPCION DE SISTEMAS AUXILIARES.

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11.2. TRAPECIO DE DIRECCIÓN

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11.3. DISPOSICIÓN DE LAS RUEDAS DELANTERAS LA CAÍDA

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11.4. CAÍDA DE LOS PIVOTES DE MANGUETA DE LAS RUEDAS

11.5. RADIO DE GIRO

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 11

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Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 13

11.7. BARRA DE ACOPLAMIENTO EN UN EJE DELANTERO RÍGIDO

11.8. BARRA DE ACOPLAMIENTO EN EL CASO DE SUSPENSIÓN

En el caso de suspensión independiente las ruedas pueden flexionar "elásticamente de modo

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 14

11.9. BARRA DE ACOPLAMIENTO DIVIDIDA LATERALMENTE

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 15

12. MECANISMO DE DIRECCIÓN

MECANISMO DE DIRECCIÓN DE TORNILLO

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 16

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 17

11.10.MECANISMO DE DIRECCIÓN DE CREMALLERA

En el mecanismo de dirección de cremallera engrana un piñón, que se asienta en el husillo de

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 18

13. COLUMNA DE DIRECCIÓN DE SEGURIDAD

En accidentes de carretera y choques resultan ofrecer peligro frecuentemente para el

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 19

14. SERVO DIRECCIONES

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 20

En el caso de giro a la derecha del volante, el émbolo de trabajo es empujado hacia la

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 21

En mecanismos de dirección pueden ajustarse el juego longitudinal del árbol de dirección, el

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 22

15. COMPROBACIÓN DE LA POSICIÓN GEOMÉTRICA DE LAS RUEDAS

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 23

11.13.COMPROBACIÓN CON UN PUENTE DE MEDICIÓN

La medición se simplifica cuando se procede en un determinado orden de sucesión. En el caso

11.14.MEDICIÓN DEL AVANCE

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 24

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 25

16. ELEMENTOS ELÁSTICOS:

MISIÓN DE LOS ELEMENTOS ELÁSTICOS

Prof. FORTUNATO CONTRERAS ORTEGA 26

MODO DE ACTUAR DE LOS ELEMENTOS ELÁSTICOS

En virtud de los elementos o dispositivos elásticos el automóvil se ve convertido en un cuerpo