1. sistemas de frenos resumen general

SISTEMA DE FRENOS

COORDINACION DE INGENIERIA

Docente : JUAN CARLOS CORNEJO IRIVARREN 20141Juan Carlos Cornejo

Propósito del Sistema de Frenos

El propósito es el de permitir al conductor detener elvehículo con seguridad en la menor distancia posiblesobre todos los tipos de condiciones y superficies delcamino.

Teoría del Sistema de Frenos

• Energía: Es la capacidad de realizar un trabajo.

Energía Calóríca Energía Cinética Energía Calórica

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma


• Potencia: Es la velocidad con la que se realiza un trabajo.

En promedio un vehículo tarda 10 segundos aproximadamente en acelerar de 0 a 100 Km./h

Es importante que la potencia de frenado sea mayor a la potencia del motor

Teoría del Sistema de FrenosSe espera que el sistema de frenos pueda detener el vehículo circulando a 100 Km./h entre 3 a 4 Segundos.

Teoría del Sistema de Frenos• Fricción: Es la resistencia al movimiento entre dos objetos

en contacto entre si.

En el sistema de Frenos se utiliza para disminuir, detener y mantener las ruedas detenidas.

• Tracción: Es la habilidad de los neumáticos de suministrar

fricción. •No importa que tan buenos frenos se utilicen para detener la rotación de los neumáticos, si estos no tienen tracción, el vehículo no se detiene.


1.- Buena Tracción

2.- Pobre Tracción


• Peso y Balance: Son dos factores importantes en la seguridad

durante el frenado de un vehículo.

1.- Aplicación normal

del freno.

2.- Aplicación fuerte del freno.

Principios Hidráulicos

El efecto fundamental del sistema hidráulico se basa en la Ley de Pascal.

Ley de Pascal: La presión que se ejerce en un liquido recogido en un recipiente, se transmite uniformemente en todas la direcciones.

Componentes y Clasificación

del

Sistema de Frenos

Componentes del Sistema de Frenos

1.- Pedal de Freno

2.- Conj. Servo Freno

3.- Cilindro Maestro

4.- Válvula Combinada

5.- Tambor Trasero

6.- Disco Delantero

7.- Líneas de Freno

8.- Latiguillo de Freno

9.- Caliper

10.- Palanca Freno de Estacionamiento.

11.- Cable Freno de Estacionamiento.

12.- Compensador de Freno de estacionamiento

ClasificaciónFrenos de Tambor:

Es un conjunto compuesto por zapatas (bandas) que son comprimidas contra la superficie interna de un tambor.

ComponentesTambor (cont.)

Material de Acero

Gira con el conjunto de rueda

Superficie Interna Maquinada

Capaz de liberar energía calorífica

ComponentesCilindros de Rueda: Convierten la presión hidráulica del sistema en fuerza

mecánica y así presionar las zapatas contra el tambor.

1.- Pistones del cilindro 4.- Guardapolvos

2.- Tornillo de Purga 5.- Muelles de compresión3.- Lumbrera de entrada 6.- Juntas de Pistón

ComponentesZapatas o Bandas: Son de acero y sujetan el material de fricción el cual esta normalmente remachado a la misma.

Material utilizado KEVLAR

( Otras acero + Fibra mineral)

Soportar Altas temperaturas

(aprox.700 ºC)

Sustituirse al llegar al mínimo

especificado

Minimo

Especificado

ClasificaciónFrenos de Discos:

Es un conjunto que posee un pistón hidráulico que comprime las pastillascontra la superficie de los discos de freno.

Generalmente se montan

en el eje delantero.

Disipan el calor mas

fácilmente.

Fácil servicio de

mantenimiento.

No necesita ajuste

ComponentesDiscos: Normalmente son de hierro fundido y deben ser perfectamente

redondos y tener una superficie uniforme para evitar una frenadairregular.

1.- Ventilados

2.- Sólidos

ComponentesPastillas: La mayoría de las pastillas de freno utilizan una combinación de fibras

metálicas y material de resina para la fabricación del material de fricción.

Pastillas (Cont.)

- La formula para desarrollar el material de fricción es especifica para cada vehículo y puede tomar más de un año y medio su desarrollo.

- Los materiales son siempre de la más alta calidad

- Sofisticadas laminillas, ranuras y biseles han sido incorporados para ayudar a reducir el nivel de ruidos.

- Manufactura controlada de acuerdo a normas ambientales

- Las pruebas de verificación del comportamiento y diseño de las pastillas tienen un costo superior a los US$ 100.000 por formula

Pruebas de Pastillas

- Una de las pruebas requeridas por los estándares pide que el vehículo tenga lacapacidad de detenerse en una frenada a 60 Km/h en una distancia de 60 metrosaprox.(214 ft) con un juego de pastillas nuevo.

- Esta prueba debe realizarse 10 veces en fila. Si el frenado falla de acuerdo al sobrecalentamiento, la prueba no pasa y se deben rediseñar los componentes.

Pastillas para Frenos de trabajo pesado (SUPER DUTY)

Fabricadas para vehículos que frecuentemente estanexpuestos a condiciones de temperatura elevadas y altodesgaste. Las pastillas Súper Duty Motorcraft suministrantodas las condiciones de funcionamiento requeridas por losestándares de calidad de Ford Motor Company.

Dentro de sus principales caracteristicas estan:

Puntos de apoyo que ayudan generar un desgaste uniforme de la pastilla y reducen el nivel de vibraciones.

Laminillas diseñadas para mejorar la adhesión entre la pastilla y el disco de freno.

Ranuras que mejoran la disipación de agua y calor

Formulación de materiales diseñados y probados para ayudar a incrementar

la resistencia al agarre, vida útil de la pastilla y reducir el desgaste del disco bajo

las más severas condiciones de manejo

Pastillas Super Duty

Juan Carlos Cornejo 22

Anadir imágenes de pdf… excelentes.

ComponentesCaliper: Esta montado sobre el eje de la rueda, pero no gira con el conjunto

de la rueda y aloja las pastillas de freno para detener el disco.

Puede usar uno o mas

pistones hidráulicos.

Contiene sellos para retener

el fluido y evitar que se contamine.

Posee tornillos de purga

ComponentesTipos de Caliper

Caliper Fijo

Caliper Flotante

Caliper Deslizante

ComponentesCilindro Maestro: Es el corazón del Sistema hidráulico de frenos. El cilindropresuriza el fluido en el sistema cuando el conductor presiona el pedal.

1.- Tapa Reservorio

2.- Empacadura

3.- Reservorio

4.- Pistón Primario

5.- Pistón Secundario

6.- Unidad

7.- Fluido de Frenos

Tipos de Sistema HidráulicoSistema de doble circuito delantero y trasero

Tipos de Sistema HidráulicoSistema de doble circuito diagonal

ComponentesFluido de Frenos: Se puede decir que es la sangre del sistema. Debe cumplir con los niveles de calidad establecidos por el Ministerio de Transporte y se indican bajo un numero de homologación - DOT (Department of Transportation).

Los fluidos de Frenos deben cumplir con ciertas especificaciones:

Punto de ebullición elevado

Baja compresibilidad

Reacción neutra a los componentes de freno (Gomas, material de fricción)

Punto de congelación reducido

Bajo valor higroscópico ( tendencia a absorber humedad)

Propiedades lubricantes con fricción reducida

Buena resistencia al paso del tiempo

Componentes

Algunas advertencias sobre el Fluido de Frenos:

Sustituir por completo según especificaciones.

No debe reutilizarse en ningún caso.

Como tienen diferentes niveles DOT, no deben mezclarse nunca.

Mantener sellado el envase para evitar contaminación.

Pueden dañar la pintura y componentes plásticos.

Algunos son cancerigenos.

DOT 3 hierve a 205ºC (401ºF)



Uso especificado para vehículosFord actualmente:

Motorcraf

" DOT 3 “

(288ºC)

ComponentesLíneas de Frenos: Son las venas del Sistema de freno. Son una serie de tubosde metal y de goma, que se encargan de llevar el fluido de frenos por todo elcircuito.

Características de las líneas de Frenos:

Soportar los altos niveles de presión que

genera el sistema.

Los tubos metálicos llevan el fluido a lo largo del chasis y otros componentes.

Líneas de goma especial se usan en zonas de movilidad y flexibilidad.

Estan hechas de Neopreno con trenzado de acero para poder soportartodo tipo de condiciones metereologicas adversas y los cambios detemperaturas del fluido de frenos.

1.- Líneas de Goma2.- Tuberías metálicas3.- Cilindro Maestro

ComponentesServofreno:

El propósito del servofreno es aumentar la fuerza que se aplica a lospistones del cilindro maestro de frenos. Esta acción se conoce como

Servoasistencia

Servofreno

Vacío Motor

PresiónAtmosferica

Otros ComponentesVálvulas del circuito de Frenos: El objetivo es contrarrestar algunos de los factores que puedan afectar negativamente la fuerza de frenado.

Suelen montarse en vehículos con sistema de frenos convencional (Sin ABS)

El propósito de una válvula es controlar y regular la presión hidráulica.

La función es alterar la fuerza de frenado entre los frenos delanteros y traseros para evitar el sobrefrenado en diversas condiciones de carga.

Además una válvula de control de presión de frenos reduce la presión hidráulicaen los frenos traseros para evitar que se bloqueen en la transferencia de peso.

Algunos tipos de Válvulas Válvula Dosificadora:

- Frenos de discos delanterosy frenos de tambores traseros.

- Evita la aplicación de losfrenos delanteros antes de tiempo.

Válvula Compensadora:

- Frenos de discos delanterosy frenos de tambores traseros.

- Evita la aplicación de losfrenos traseros cuando se aplica afondo.

Algunos tipos de Válvulas Válvula de Presión Diferencial:

Funciona como dispositivo de seguridad y su función es advertir al conductor de que hay un problema en el circuito de frenos

Algunos tipos de Válvulas Válvula Combinada:

Integra una válvula dosificadora, compensadora y la presión diferencial.

1.- Válvula compensadora

2.- Presión diferencial

3.- Válvula Dosificadora

4.- Interruptor de presión

diferencial

Algunos tipos de Válvulas Válvula Compensadora de Frenos en función de la carga:

Su objetivo es alterar la presión de frenado entre los frenos delanteros ytraseros según la carga del vehículo.

Sistema de Frenos Antibloqueo

- ABS -

Es un sistema que a través de múltiples dispositivos electrónicos controla la frenada de

las ruedas, impidiendo su bloqueo en frenadas fuertes y sobre todo en pisos de baja

adherencia.

Sistema ABS

A.- Vehículo con ABS

B.- Vehículo sin ABS

El sistema de frenos antibloqueo mantiene la estabilidad de la dirección y lamaniobrabilidad, reduciendo la fuerza de frenado en alguna rueda cuando está a punto debloquearse, con ello se evita que el vehículo gire sobre su eje vertical.

Propósito del ABS

Proporcionar estabilidad en la dirección al frenar

Proporcionar maniobrabilidad al frenar

Proporcionar una distancia óptima de frenado sobre la calzada en todo tipo de

condiciones, mas no reduce la distancia de frenado de los vehículos.

NOTA: El Sistema de Frenos Antibloqueo trabaja solo por encima de 16 Km/h

Tipos de ABSLos sistemas de frenos antibloqueo se clasifican según el número de sensores de

velocidad de rueda y canales de control montados en el vehículo.

3 Canales- 3 Líneas- 3 Sensores

4 Canales- 4 Líneas- 4 Sensores

Componentes de ABSEl ABS consta básicamente de los siguientes componentes:

Modulo de Control Electrónico:El módulo del sistema de frenos antibloqueo calcúla mediante las señalesde los sensores de velocidad de rueda los valores de deslizamiento decada una de las ruedas.

Se encuentra montado en la Unidad deControl hidráulico.

1.- Unidad Hidráulica2.- Módulo de Control

Componentes

• ECU


Unidad Hidráulica:La unidad de control hidráulico está compuesta por el bloque de válvulas, la

bomba de alta presión y los acumuladores de baja presión (sistemas con sistema deretorno cerrado).

Componentes de ABS

Componentes

• Hidrogrupo: a. Electroválvulas

b. Motorbomba

c. Acumulador de

presión


Componentes de ABS Funcionamiento de la Unidad Hidráulica

Valv. Entrada(Normalmente Abierta)

Valv. Salida(Normalmente Cerrada)

Sensores de Rueda: Los sensores de velocidad de rueda controlan la velocidad de las ruedas del

vehículo. El sensor de velocidad de rueda detecta los impulsos de una corona dentadaque gira sobre el eje y envía la información al módulo de control del sistema de frenosantibloqueo.

Componentes de ABS

• Si el indicador ABS se mantiene intermitente

y se apaga hay un fallo esporádico del

sistema

• Si la luz se mantiene encendida, nos advierte

que el sistema ha dejado de funcionar.

• Cada rueda lleva un sensor que mide en todo

momento las vueltas de los neumático.

• Con esos datos, la ECU puede identificar

cuando las ruedas reducen su número de

vueltas y, por la bomba electrohidráulica,

disminuye la presión de frenado en la rueda

que vaya a bloquearse.

• Luego, por el canal de retorno, vuelve a

otorgar presión y repite el ciclo unas 20 veces

por segundo.


Funcionamiento

Material adicional

• Estabilidad en la conducción

• Control de la conducción

• Distancia de frenado

• Estabilidad entre 2 superficies distintas

• Ejemplos prácticos

48Juan Carlos Cornejo

http://youtu.be/d0WYMywbgaI



https://www.youtube.com/watch?v=mKiTAcXK6M4

Maniobra de frenado con ABS

El conductor percibe el

obstáculo e inmediatamente debe comenzar a frenar de forma

enérgica.

Para generar el esquive a la derecha, solo tiene que girar el volante en ese sentido. No debe en ningún momento dejar de pisar el pedal de frenos.

Luego del esquive debe corregir la maniobra hacia la izquierda y hasta la detención del auto seguir presionando el pedal de frenos.


• Al entrar en funcionamiento el ABS, se pueden producir ruidos y vibraciones. Es normal

• No se debe “bombear” el pedal del freno.

• Recordar que se debe maniobrar el timón, pues si hay dirección

• En cascajo, nieve o arena, la distancia de frenado puede ser mayor.

• Si el automóvil tiene repartidor de frenada electrónico, al averiarse el ABS también queda fuera de servicio dicho repartidor.

• No se deben limpiar con aire comprimido los sensores, genera electricidad estática que puede dañarlos.

• Se utilizan también en tractores, buses, camiones y en motocicletas, donde incluso disminuye hasta 9 metros la distancia de frenado (desde 100km/h)

TIPS


Síntesis…..

Esquema de componentes


MANTENIMIENTO BASICO DE SISTEMAS DE FRENO DE

VEHICULOS LIGEROS

1. Especificaciones técnicas de los sistemas de freno

2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil

2.1. Prueba del sistema de freno

2.2. Comprobación de fugas

2.3. Comprobación de las canalizaciones

2.4. Comprobación del líquido de frenos

2.5. Diagnóstico del pedal de freno

2.6. Diagnóstico de la bomba de freno

2.7. Comprobación del servofreno

2.8. Comprobación del freno de disco

2.9. Comprobación del freno de tambor

2.10. Comprobación del freno de estacionamiento

2.11. Medidas de seguridad y depósito de resíduos

Indice de Mantenimiento

3. Cuadro de diagnóstico de averías

4. Frenómetro, comprobación del sistema de freno

PRÁCTICA PROFESIONAL

• Cambio de pastillas de freno

EN RESUMEN

Entra en internet

2.1 Prueba del sistema de freno

Figura 1.Prueba de frenado en carretera.

Diagnóstico y mantenimiento del

sistema de freno de un automóvil

2. Diagnóstico y mantenimiento del


2.2. Comprobación de fugas

Figura 2.Depósito de líquido de frenos. Nivel máximo (MAX) y mínimo (MIN).



2.3. Comprobación de las canalizaciones

Figura 3.Fuga de líquido de frenos por la unión entre una tuberíay un latiguillo de freno.




Figura 4.Comprobación del color del líquido de frenos.




Figura 5.Bombín y purgador de freno.

Sustitución y purgado del líquido de frenos




Figura 6.Equipo de purgado por presión.





Figura 7.Montaje del tapón del equipo en el depósito de líquido del vehículo.


Figura 8.Conexión con la manguera de aire a presión del taller.




Figura 9.Apertura de la llave de paso del equipo. Entrada de líquido a presión al circuito del vehículo.


Figura 10.Purgado de cada una de las ruedas y recogida de líquido en el recipiente.




Figura 11.Recipiente para elpurgado de los frenos.




2.5. Diagnóstico del pedal de freno

Figura 12.Juego del pedal.

Figura 13.Altura libre del pedal.




Figura 14.Bomba de freno nueva.




Figura 15.Despiece de una bomba de doble émbolo.




Figura 16.Desmontaje del depósito delíquido de frenos.

Figura 17.Extracción de las gomas de estanqueidad.




Figura 18.Kit de reparación de la pinza de freno.

Inspección de la pinza o mordaza




Inspección de la pinza o mordaza

Figura 19.Montaje del retén nuevo.

Figura 20.Montaje del émbolo de la pinza.




Figura 21.Espesor de las pastillas de freno.

Inspección de las pastillas de freno

Figura 22.Pastilla de freno desgastadanueva con testigo de desgaste.

Figura 23.Pastilla de freno nueva con testigo de desgaste.




Figura 24.Retroceso de los émbolos en un bombín.





Figura 25.Útil para el retroceso de los émbolos en pinzas con freno de mano.





Figura 26.Verificación del espesordel disco con un micrómetro.

Inspección del disco de freno

Figura 27.Grietas en el disco.




Figura 28.Verificación del alabeo del disco con reloj comparador.

Inspección del disco de freno




Figura 29.Rectificadora de discos de frenosobre el propio vehículo.

Rectificado de discos de freno

Figura 30.Rectificadora de discos de freno.




Figura 31.Medición del diámetro interior del tambor.

Inspección del tambor de freno




Figura 32.Rectificado de un tamborde freno.

Inspección de los elementos interiores del freno de tambor

Figura 33.Bombín de frenos seccionado.

Figura 34.Pérdida de líquido de frenos por el bombín.




Figura 35.Palanca de accionamiento de las pastillas del freno de estacionamiento.




Figura 36.Palanca del freno de estacionamientode un turismo.

Figura 37.Mecanismo de tensado del cable del freno de estacionamiento.



2.11. Medidas de seguridad y depósito de resíduos

Figura 38.Envase para residuosmetálicos de pequeño tamaño.

4. Frenómetro, comprobación del

sistema de freno

Figura 39.Frenómetro de placas


sistema de freno

Figura 40. Pruebas de frenado del freno de servicio en banco (datos obtenidos).


sistema de freno

Figura 41. Pruebas de frenado del freno de estacionamiento en banco (datos obtenidos).


sistema de freno

Figura 42.Gráfica de frenado con diferencia entre ruedas de un mismo eje.

Figura 43.Comparación de la fuerza de frenado realizada entre ruedas de un mismo eje.


Cambio de pastillas de freno







EN RESUMEN

Automotive

1. sistemas de frenos resumen general