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Sistema de Frenos
Sistema de Frenos
Sistema de Frenos
GRUPO: 4IV13
2023-2
INTRODUCCIÓN
EL SISTEMA DE FRENOS
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El circuito del sistema de frenos es hidráulico debido a que contiene
fluidos en su interior, que empujan cilindros conectados por tubos.
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Muchos vehículos en la actualidad tienen una válvula que limita la
presión. Esta se cierra cuando una frenada fuerte se experimenta, y
que la presión del líquido pueda hacer bloquear las ruedas traseras.
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Cuando los frenos están sin funcionamiento, ambos lados del
diafragma están expuestos a la succión de la admisión.
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Reducir la velocidad del coche y mantenerlo inmóvil son las funciones
del sistema de frenos de un coche. Para conseguirlo, se utilizan
distintos sistemas, por ejemplo, los tradicionales frenos de tambor, con
una zapata y un tambor de freno, y los más novedosos frenos de
disco, con una pastilla y un disco de freno.
El sistema de frenos funcionamiento es posible gracias a los fluidos de
trabajo, que sirven para empujar los cilindros. Así, el cilindro maestro
se encarga de transmitir la presión a los cilindros secundarios que
lleva cada una de las ruedas.
Cuando pisamos el pedal de freno, un pistón actúa sobre el cilindro
principal, forzando que el líquido de frenos circule por las tuberías de
freno. Este fluido llega hasta los cilindros de cada una de las ruedas y
los llena, de manera que obliga a los pistones a ejercer fuerza sobre
los frenos.
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¿Cómo lo hace?
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3. ¿Cuál es la importancia del líquido de frenos?
Las frenadas largas a una velocidad elevada son muy exigentes para
los frenos de tu vehículo. Cuando pisamos el pedal para detenernos,
provocamos roce entre las piezas metálicas ocasionando mucho calor
y si no soltamos el freno, no permitimos que el calor se disipe y el
sistema recupere su temperatura de modo que los frenados rápidos
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literalmente "cocinan" el conjunto. ¿Qué hacer al respecto? Procura
cuidar tu velocidad, evita elevarla cuando conduzcas por la ciudad o
bien, frena con el motor.
Al conducir, vas conociendo poco a poco todo sobre tu auto por lo que
un buen conductor aprende a "escuchar" lo que este le tiene que decir.
¿Cómo? En el caso de los frenos, si notas que chillan es porque
seguramente algo no va bien. De igual manera, si llegas a percibir
vibraciones al frenar, realizar una revisión a tu auto será lo mejor que
puedas hacer.
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sistemas de seguridad y asistentes de manejo que te auxilian en
diferentes condiciones de conducción.
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Otros elementos del sistema de frenos
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• Pastilla: Es el elemento de fricción que se contacta con el disco
para lograr que el auto se detenga.
• Disco: Es un componente de metal que se encarga de soportar
todo el trabajo de frenado.
• Campana: Trabaja junto con las bandas y su función es hacer
que el automóvil pare la marcha. Se usan en los frenos de
tambor para las llantas traseras.
• Grifo de purga: Cumple dos funciones, liberar las burbujas de
aire que ingresen y cambiar el líquido cada veinte mil kilómetros.
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HISTORIA DEL SISTEMA DE FRENOS
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La banda también a menudo desenvolver en las colinas. Esta cuestión
fue tratada por poner las zapatas de freno, la parte que aplica la
presión para frenar el coche, en el interior del tambor.
Los frenos que se idearon a finales del siglo XIX tenían un sistema
formado por un cable de acero que, accionándose desde el pedal,
lograba detener el vehículo bloqueando la rueda.
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detenimiento del vehículo, ya que se pensaba que de no ser así se
podría volcar al frenar rápidamente.
Aunque Edsall alegó que sólo iba a 6.5 kilómetros por hora, Alice dijo
que el conductor había modificado el motor de su vehículo para que
este corriera a mucha más velocidad. Sin duda cada vez se hacía más
necesario un desarrollo mayor en los sistemas de frenos debido al
continuo incremento en la velocidad de los autos.
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En 1965, la marca Volvo incorporó una válvula limitadora de presión.
Anteriormente, en 1963, ya Mercedes Benz había incorporado
sistemas de frenos con 3 circuitos. Porsche, en 1966, creó el disco
autoventilado. En 1985, salió a la luz el ABS, que marcó el inicio de la
incorporación de la electrónica al sistema de frenado.
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Las compañías tales como BMW, Honda y Suzuki pronto empezarían
a trabajar con este modelo. BMW creó el primer sistema de frenos
antibloqueo electrónico/hidráulico para su motocicleta BMW K100 en
1988. La mayoría de autos ahora vienen con frenos antibloqueo, y los
fabricantes de camiones están empezando a utilizarlos.
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que, en la década de los 20 del siglo XIX, irrumpieron los frenos
hidráulicos, hasta que, a finales de los 50, aparecieron los primeros
antibloqueo, mucho más rudimentarios que los que hoy disfrutamos en
nuestros utilitarios.
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Ahora después de conocer un poco de la historia y sabemos quiénes
son los fundadores debemos ver los orígenes y gracias a que y quien
se crean los frenos
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Puesto que la presión se define como el cociente entre la fuerza
perpendicular a una superficie entre su área, 1 Pascal (Pa) equivale a
1 newton / m2.
[toc]
Historia
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Blaise Pascal tuvo una vida corta, marcada por la enfermedad. El
increíble alcance de su mente lo llevó a indagar en diversos aspectos
de la naturaleza y la filosofía. Sus aportes no se limitaron a estudiar el
comportamiento de los fluidos, Pascal también fue pionero de la
computación.
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Aplicación del principio de Pascal. Fuente: elaboración propia.
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Una alteración de la presión en cualquier punto, hace que la presión
en otro punto se altere en la misma cantidad. De lo contrario existiría
una presión extra que haría fluir el líquido.
Pm = F⊥ / A
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Diagrama de cuerpo libre de una pequeña porción de fluido en
equilibrio estático con forma de cubo. Fuente: E-xuao [CC BY-SA 4.0
(https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
∑Fy = F2 – F1 – mg = 0 → F2 – F1 = mg
A.(P2 – P1) = ρ x A x h x g
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SISTEMA DE FRENOS DE TAMBOR
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cilindrada y económicos) que tienen freno de tambor en las cuatro
ruedas.- Protegidos contra la suciedad del medio ambiente.- Fácil
instalación del freno de emergencia.
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pero también son más baratos de fabricar, e incluso aportan ciertas
ventajas en los vehículos eléctricos. Para comprender este tipo de
freno en detalle, primero debemos tener un conocimiento sobre sus
diversas partes y su función.
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Tambor: es la pieza móvil que cubre todas las entrañas del sistema de
frenado y queda anclado a la rueda. A menudo está hecho de hierro
fundido y es resistente al calor y al desgaste. Esto es lo que ve al mirar
un freno de tambor montado, y es el componente sobre el cual se
aplica la fuerza de frenado para desacelerar o detener el vehículo.
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Muelles de retorno: se encargan de retraer las zapatas después de
pisar el freno. Hay dos: uno para la zapata primaria y otro para la
zapata secundaria. Deben tener la suficiente fuerza como para realizar
su misión, pero no demasiada para obstaculizar la frenada.
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¿Cómo funciona un freno de tambor?
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permite utilizar un pistón más pequeño que los frenos de disco, pero
las zapatas deben separarse de la superficie cuando se suelta el
pedal. Esta es la razón de estar de los muelles recuperadores,
ayudando a mantenerlas en su lugar y devolverlas a su posición de
reposo tras cumplir con su función.
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El freno de mano ha de ser accionado por una fuente de energía
diferente a la del sistema de frenado primario. El diseño del tambor
permite un mecanismo de accionamiento por un sencillo cable desde
la propia palanca, tirador o pedal, dependiendo del modelo. Cuando
este se acciona, el cable tira de una palanca que separa las dos
zapatas del núcleo del tambor. En posición de reposo, las zapatas se
oprimen contra el bombín motivado por los muelles de retención, con
el espacio necesario para compensar la dilatación del calor que se
produce en las frenadas.
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Al ser más complejos que los frenos de disco, sí que requieren algo
más de mantenimiento en lo que a la inversión de tiempo se refiere,
porque como tal, no son componentes que necesiten de muchos
cuidados. Lo más común requerido para los frenos de tambor
es cambiar las zapatas. Algunos tienen un orificio de inspección en la
parte posterior, donde se puede ver cuánto material queda. Estas
deben reemplazarse cuando el material de fricción esté por debajo de
los 1,6 milímetros de la placa de apoyo.
Al igual que en los discos, en los tambores puede existir una superficie
de frenado irregular si se usa una zapata de freno desgastada durante
demasiado tiempo; los remaches que sujetan el material de fricción a
la placa pueden desgastar algunas ranuras en el interior. A veces, un
tambor con graves marcas puede repararse. Dado que la superficie de
contacto es el interior del tambor, a medida que lija, el diámetro
aumenta. Y en cuanto al precio de cambiar unos tambores, cada uno
puede costar entre 50 y 100 euros, aunque depende del tamaño y
modelo.
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La carcasa de los frenos de tambor está diseñada para durar entre
250.000 y 300.000 kilómetros en condiciones normales, antes de que
la fricción haga que su diámetro interior aumente lo suficiente como
para afectar el contacto con las zapatas. Por lo general, estás últimas
sí pueden recorrer alrededor de 60.000 km antes de que se desgasten
y necesiten un reemplazo. Aparte de sustituir las piezas gastadas y
asegurarse de tener la cantidad adecuada de líquido de frenos, se
requiere poco mantenimiento adicional.
Ventajas:
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Desventajas:
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FRENO DE DISCO
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En la actualidad los frenos de disco han sido introducidos en el eje
delantero de prácticamente la totalidad de los vehículos, si bien se
siguen utilizando los frenos de tambor en el eje trasero en las gamas
bajas, como forma de reducir costos y simplificar el funcionamiento del
freno de mano. Dado que la mayoría del esfuerzo de frenada se
produce en el eje delantero, esta solución ofrece un compromiso
razonable entre costo y seguridad. No obstante, en vehículos
deportivos de altas prestaciones y algunos autos de lujo, se ofrece la
opción de equipar a los vehículos con freno de disco a las 4 ruedas,
con el fin de eficientar el frenado y de igual forma se ofrecen kits de
conversión a frenos de disco a los ejes traseros.
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El líquido de frenos circula por el circuito hidráulico hasta presionar el
pistón y empujar la pastilla contra el disco (azul). La presión contra el
disco de la pastilla que se desplaza con el pistón, empuja la otra
pastilla contra el disco. El rozamiento entre las pastillas y el disco frena
la rueda.
Discos
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Mordazas (calipers) o pinzas
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Posición de montaje
Pistones
Los pistones cuentan con una fijación que va alrededor y sellos que
impiden el escape de la presión ejercida por el líquido de frenos, a
través del cual son accionados. La mordaza lleva un conducto por el
cual entra el líquido de frenos y eso hace que la mordaza empuje la
pastilla contra el disco y, a la vez, que se corra la mordaza para frenar
con ambas y se logre uniformizar el frenado y el desgaste.
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Pastillas de freno
Las pastillas están diseñadas para producir una alta fricción con el
disco. El material del que estén compuestas determinara la duración,
potencia de frenado y su comportamiento en condiciones adversas.
Deben ser reemplazadas regularmente, y muchas están equipadas
con un sensor que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo.
Algunas tienen una pieza de metal que provoca que suene un chillido
cuando están a punto de gastarse, mientras que otras llevan un
material que cierra un circuito eléctrico que hace que se ilumine un
testigo en el cuadro del conductor.
Hasta la entrada del nuevo siglo las pastillas contenían asbesto, que
ha sido prohibido a mediados y fines del 2000, 2001 dependiendo del
país, por resultar cancerígeno. Por lo tanto, al trabajar con vehículos
antiguos se debe tener en cuenta que no se debe inhalar el polvo de
asbesto que pueda estar depositado en las inmediaciones de los
elementos de frenada. Inhalar el polvo de asbesto conduce a una
enfermedad sin cura llamada asbestosis., ., Tipos de pastillas de freno
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Orgánicas: Están compuestas por materiales comunes como maderas
y algunos con el grafito, resinas ,fibras . estas son de una inmejorable
calidad y adherencia al frenar, generan menos calor que las metálicas
y este tipo de pastillas necesita un rodaje en los primeros kilómetros
Alabeo
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Pisar el freno continuamente provoca una gran cantidad de calor, por
lo que debe evitarse para verificar se mide con micrómetro (el
espesor) y con un reloj comparador (para medir la deformación).
Rotura
Rayado
Cristalización
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rozamiento y la abrasión entre ambos objetos, provocando que el
disco o la pastilla se deterioren, quedando la pastilla con un brillo en la
superficie y con textura ultra dura y el disco en cambio de un color
azulado, pudiendo aparecer micro fisuras a raíz de dicha cristalización.
Para este daño hay que reemplazar el disco o la pastilla de freno por
uno nuevo. Sin embargo esta peligrosa práctica puede dejar al
vehículo sin frenos, ya que puede causar el "desvanecimiento" de
estos, es decir la pérdida momentánea de gran parte o la totalidad de
la capacidad de frenado en tanto los frenos no se enfríen.
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que la capacidad de los frenos está limitada por la cantidad de calor
que puedan disipar al medio ambiente, también es necesario saber
que con cada frenada se reduce momentáneamente la capacidad de
frenado, razón por la cual los frenos deben usarse lo estrictamente
necesario y nunca para ir "aguantando" o refrenando un vehículo en el
descenso de una larga o empinada cuesta, cuestión que podría
resultar fatal, no sólo para el conductor y sus acompañantes, sino que
también para muchas otras personas.
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CUESTIONARIO
Frenos de tambor.
Frenos ABS.
Freno de mano.
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estar por debajo de 25.000-30.000 km en caso de vehículos
pesados.
8. ¿Cuáles son las partes de los frenos? R: Bomba de freno,
Pinzas de freno, Pastillas de freno, Discos de freno, Correctores
de frenada, Líquido de frenos.
9. ¿Cuáles son sus características? R: Los frenos de fricción están
diseñados para actuar mediante fuerzas de fricción, siendo este
el medio por el cual se transforma en calor la energía cinética del
cuerpo a desacelerar. Siempre constan de un cuerpo fijo sobre el
cual se presiona un cuerpo a desacelerar. Son muy utilizados en
los vehículos.
10. ¿De qué materiales suelen estar hechos? R: Suelen ser de
acero inoxidable, aunque también se utilizan metales ligeros
como el aluminio y el titanio; y los bloques de freno que
presionan contra los frenos de disco están hechos de
compuestos de goma y materiales basados en carbono como el
kevlar.
EJERCICIOS
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Un cuerpo de 20 kg de masa que se mueve a una velocidad de 2m/s,
se somete a una aceleración de 2m/s durante 5 s. Calcula el trabajo
efectuado sobre el cuerpo.
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Un automóvil de 1,000 kg de masa aumenta su velocidad de 0 a 100
km/h en un tiempo de 8s. Calcula su potencia en walts y en caballos
de vapor.
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Calcula la aceleración media de 120 km/h a 80 km/h en 8s.
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CONCLUSIÓN
BIBLIOGRAFÍA
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Freno - Wikipedia, la enciclopedia libre
https://es.wikipedia.org/wiki/Freno_de_disco
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