Componentes del sistema de frenos Sistema Hidráulico de los Frenos
Sistema Hidráulico de los Frenos - Se trata del sistema de frenado utilizado prácticamente en todos los automóviles. El freno hidráulico está constituido por un cuerpo de bomba principal que lleva el pistón unido al pedal de freno. Su cilindro de mando está sumergido en un líquido especial (a base de aceite o de alcohol y aceite o de glicerina), que contiene un depósito al efecto. Del cilindro sale una tubería que se ramifica a cada una de las ruedas. En los platos del freno de cada rueda hay unos cuerpos de bomba de embolo doble, unidos a cada uno de los extremos libres de las zapatas. Las partes más importantes son pues: depósito de líquido, bomba de émbolos y cilindro de mando. Su funcionamiento consiste en que al accionar el pedal del freno, él embolo de la bomba principal comprime él liquido y la presión ejercida se transmite al existente en las conducciones y por él, a los cilindros de los frenos separando sus émbolos que, al ir unidos a las zapatas, producen su separación ejerciéndose fuerza sobre el tambor del freno. Al dejar de pisar el pedal del freno cesa la presión del líquido y zapatas, recuperándose la situación inicial. Las principales características de este sistema es la uniformidad de presión o fuerza que se ejerce en todas las ruedas, incluso con posibles deficiencias por desgaste de alguna zapata, pues su embolo tendrá más recorrido haciendo que el contacto zapata-tambor sea el mismo en ambas zapatas.
El sistema de frenos hidráulicos tiene la ventaja de que su acción sobre las cuatro ruedas es perfectamente equilibrada, pero también tiene la desventaja de que si pierde liquido frena mal o nada. Si se observa debilidad en el freno hidráulico, puede suceder que la causa sea generalmente por la presencia de aire en las canalizaciones por donde tiene que pasar él líquido de frenos. La acción de extraer el aire de las canalizaciones recibe el nombre de purgado de frenos. Si a pesar de todo se nota debilidad o desigualdad en la acción de los frenos, hay que purgar (sangrar) las canalizaciones por separado en cada uno de los frenos, hasta que él liquido salga sin burbujas, debiendo tener en cuenta que el juego entre el pedal de los frenos y el piso del vehículo no sea alterado.
Servofreno
Servofreno Para que el esfuerzo aplicado sobre el pedal del freno tenga que ser considerable, sobre todo en grandes vehículos (gran tonelaje) se usan los servo-frenos (multiplicadores de fuerza) los cuales pueden ser: hidráulicos, de aire comprimido, eléctricos y de vacío.
- HIDRÁULICOS: Consiste en el envío de un líquido a presión por una bomba accionada por la transmisión del vehículo. Una válvula que se abre al presionar el pedal del freno deja paso al líquido adicional a las conducciones correspondientes.
- AIRE COMPRIMIDO: Se trata de una combinación del freno hidráulico y de aire comprimido. Al pisar el pedal del freno se abre una válvula que deja paso libre al aire comprimido a la parte anterior de la bomba, presionando sobre el émbolo ayudando la acción del conductor sobre el pedal del freno.
- ELÉCTRICO: Al pisar el pedal del freno se establece un circuito eléctrico permitiendo el paso de una corriente que activa unos electroimanes situados en los tambores del freno de cada rueda. El electroimán atrae a una leva que ayuda la acción del conductor sobre el pedal del freno. Más usado es el “ralentizador” eléctrico para grandes camiones. Para largas pendientes alivia el esfuerzo del motor, que puede ir en punto muerto, y el de los frenos.
- DE VACÍO: El servo-freno por vacío es similar al de aire comprimido, con la diferencia que lo que hace mover las zapatas, no es una presión (aire comprimido), sino una depresión (vacío). En el servo-freno de vacío existen tres cilindros con sus émbolos, cuyo principal envía el líquido a presión a los cilindros de los frenos. Otro secundario acciona una válvula que cierra o abre la comunicación con el aire exterior. En el tercer cilindro (de mayor diámetro) actúa, sobre su pistón, el vacío de la admisión o la presión atmosférica. Al pisar el pedal del freno se manda líquido a presión (como si no existiera el servo). Una parte del líquido va al cilindro secundario accionando una válvula que deja pasar al aire exterior (presión atmosférica), a una de las caras del émbolo del tercer cilindro a la vez que da paso al vacío de la admisión a su otra cara, produciéndose una diferencia de presión en ambas caras que obliga al émbolo a desplazarse, empujando al émbolo del cilindro principal ayudando con ello la acción del conductor. Al cesar la acción sobre el pedal del freno se cierra la válvula de comunicación con el aire exterior y desaparece la presión atmosférica sobre el émbolo del tercer cilindro, restableciéndose el equilibrio.
Bomba de Vacío
Los motores diesel no tienen el vacío que tienen los motores a gasolina en su línea de admisión de aire, por lo tanto, para una perfecta amplificación de la fuerza de frenado requiere crearse un vacío. Por ello, los automóviles con motores diesel llevan una bomba de vacío giratoria que recibe energía del eje de levas. La función principal de esta bomba es crear un vacío para la amplificación de la fuerza de frenado por parte del servofreno. También se aprovecha para mejorar el comportamiento de la válvula de recirculación de gases EGR y de la válvula que limita la sobrealimentación.
Cilindro Maestro
Cilindro Maestro A veces integrado al servo freno, el cilindro maestro, que es la pieza que ejerce la presión al sistema hidráulico de frenos, está en el cofre del motor, al lado del conductor, encima de la columna de dirección. La fuerza ampliada del pedal de freno (por el servofreno) actúa sobre el cilindro maestro, encargado de repartir la presión de frenado hacia las cuatro ruedas. Esta presión está dividida en dos circuitos separados en diagonal. En reposo, sin pisar el freno, la circulación del líquido de frenos en el cilindro maestro es libre, lo que permite absorber posibles dilataciones del recipiente o de las mangueras sin influir en la eficacia del freno. El cilindro maestro tiene en su interior otros pistones en serie o en tándem (uno detrás del otro), que se desplazan cerrando la comunicación con el reservorio y ejerciendo presión efectiva en cada uno de los dos circuitos hidráulicos en diagonal. Al regresar los pistones a su posición original por acción de resortes, los circuitos se mantienen a baja presión. El recipiente de llenado de líquido de frenos pertenece al cilindro maestro.
Liquido de Frenos Liquido de Frenos Se utiliza en los sistemas de frenos hidráulicos y es muy importante para el buen funcionamiento de los mismos. FUNCIÓN DE LOS LÍQUIDOS DE FRENO: transmitir de forma instantánea la presión de la bomba de freno hasta los cilindros de rueda.
CLASIFICACIÓN DE LOS LÍQUIDOS DE FRENO: liquido para trabajo liviano, pesado y extra pesado, en la actualidad debido a la gran velocidad desarrollada por los vehículos los fabricantes recomiendan utilizar solo líquido para trabajo pesado y extra pesado.
CONSTITUCIÓN DE LOS LÍQUIDOS DE FRENOS: combinación de alcohol con aceites de origen vegetal. CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS DE FRENO:
No debe atacar las piezas de goma. No debe corroer u oxidar los metales. Es un líquido altamente corrosivo. Es capaz de soportar altas temperaturas.
El líquido de frenos no se comprime, mientras el aire se comprime. El líquido en reposo dentro del contenedor, sin influencia externa, permanece en reposo. El líquido se desplaza al ser forzado por un tapón, cuando se trata de comprimir el liquido en un espacio menor forzando un tapón en el contenedor, una pequeña cantidad de liquido saldrá por un lado del tapón. El pistón es incapaz de mover el fluido dentro de un contenedor cerrado, el líquido resistirá cualquier movimiento por parte del pistón. Fuerza adicional no comprimirá el líquido, ninguna cantidad de fuerza aplicada al pistón comprimirá el líquido a un espacio menor.
NOTA:
El líquido no puede comprimirse cuando no tiene manera de salirse. El líquido transmite movimiento. El líquido puede transmitir fuerza.
CARACTERÍSTICAS DE LAS LIGAS DE FRENOS:
- Temperaturas extremas: los líquidos de freno deben tener la capacidad de operar a temperaturas extremadamente altas (260º C) y muy bajas (-76º C). - Capacidad de lubricación: el líquido de los frenos debe servir como lubricante a muchas de las partes con las que tiene contacto, para asegurar una operación suave y uniforme. - Anticorrosivo / antioxidante: el liquido de frenos debe combatir la corrosión y el oxido de las tuberías de freno y a varias partes y componentes a los que sirve. - Resistencia a la evaporación: resistir la evaporación.
otra propiedad importante del líquido es que debe
- Compatibilidad con hules: algunos de los primeros líquidos de freno contenían sustancias químicas que se comían a los componentes de hule del sistema de freno. El líquido de freno debe ser compatible con el hule para evitar daños. - Hinchazón controlada: los líquidos de los frenos deben permitir una cantidad controlada de hinchazón en los pistones y sellos del sistema de frenado. Debe haber suficiente hinchazón para tener un buen sellado. Sin embargo, la hinchazón no debe ser demasiada ya que de ser así provocara arrastre y una frenada deficiente. - SAE / DOT: cada lata o envase de liquido debe tener las letras SAE / DOT como identificación. Estas letras indican la naturaleza, mezcla y las características de actuación de esa marca de líquido en particular. SAE:
sociedad de ingenieros automotrices.
DOT:
departamento de transporte.
TIPOS DE LÍQUIDO DE FRENOS: - DOT3 frenos convencionales. - DOT4 (frenos ABS y convencionales) : este es un liquido convencional con un mínimo de ERBP seco de 230º C y un mínimo de ERBP de 180º C . - DOT5 no es aplicable en Venezuela debido a su ubicación geográfica ya que la temperatura es variable.
LINEAS DE FRENOS LINEAS DE FRENOS: las primeras líneas de frenos se hicieron de hule. Sin embargo los componentes químicos del líquido de freno se combinan con el hule y desintegran el material. Esto causo que hubiera fugas y rompimiento en las líneas de freno. Se experimento con otro tipo de tuberías para encontrar el material más confiable. Las líneas de los frenos tenían que resistir no solo la acción de los ingredientes del liquido de frenos sino también tenían que ser lo suficientemente fuertes para soportar cambios de presión externos.
COMPOSICIÓN DE LAS LÍNEAS DE FRENOS: cobre.
son de doble pared sin costura con aleación de
PROPÓSITO DE LAS LÍNEAS DE FRENO: conducir al líquido de freno para que circule entre el cilindro maestro y los cilindros de las ruedas. La presión en las líneas de los frenos alcanza 1500PSI durante una parada fuerte, por lo tanto es muy importante revisar las líneas de frenos regular mente.
Frenos de Disco
Frenos de Disco El freno de disco es un dispositivo cuya función es detener o reducir la velocidad de rotación de una rueda. Hecho normalmente de acero, está unido a la rueda o al eje. P ara detener la rueda dispone de unas pastillas que son presionadas mecánica o hidráulicamente contra los laterales de los discos. La fricción entre el disco y las pastillas hace que la rueda se frene. Los frenos de disco son utilizados en automóviles, motocicletas y algunas bicicletas.
Existen diferentes tipos de discos de freno. Algunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los atraviesan. Estos últimos, denominados discos ventilados, ayudan a disipar el calor. Además, los agujeros ayudan a evacuar el agua de la superficie de frenado. Las ranuras sirven para eliminar con más facilidad el residuo de las pastillas. Algunos discos están perforados y rayados.
El Caliper
El Cáliper La mordaza es el soporte de las pastillas y los pistones de freno. Los pistones están generalmente hechos de acero aluminizado o cromado. Hay dos tipos de mordazas: flotantes o fijas. Las fijas no se mueven, en relación al disco de freno, y utilizan uno o más pares de pistones. De este modo, al accionarse, presionan las pastillas a ambos lados del disco. En general son más complejas y caras que las mordazas flotantes. Las mordazas flotantes, también denominadas “mordazas deslizantes”, se mueven en relación al disco; un pistón a uno de los lados empuja la pastilla hasta que esta hace contacto con la superficie del disco, haciendo que la mordaza y con ella la pastilla de freno interior se desplacen. De este modo la presión es aplicada a ambos lados del disco y se logra la acción de frenado. Las mordazas flotantes pueden fallar debido al enclavamieto de la mordaza. Esto puede ocurrir por suciedad o corrosión, cuando el vehículo no es utilizado por tiempos prolongados. Si esto sucede, la pastilla de freno de la mordaza hará fricción con el di sco aún cuando el freno no esté siendo utilizado, ocasionando un desgaste acelerado de la pastilla y una reducción en el rendimiento del combustible, junto con una pérdida de la capacidad de frenado debida al recalenamiento del respectivo conjunto de frenado (tambor-balata o discopastilla) provocando además desequilibrio en el frenado, ya que la rueda con freno recalentado frenará menos que su contraparte.
pastillas
Frenos de Tambor
Frenos de Tambor El freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas o pastillas que presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda. Los frenos de tambor modernos se inventaron en 1902 por Louis Renault, aunque un tipo de freno similar pero menos sofisticado ya se había usado por Wilhelm Maybach un año antes. En los primeros diseños las zapatas eran dirigidas mecánicamente; a mediados de los años ’30 se introdujo un sistema hidráulico por medio de aceite, si bien el sistema clásico se siguió utilizando durante décadas en algunos modelos. Las zapatas eran un elemento que había que ajustar regularmente hasta que en los años 50′s se introdujo un sistema de autoadaptación que hacía innecesario el ajuste manual.
En los años 60 y 70 se empezaron a dejar de fabricar coches con frenos de tambor en el eje delantero. En su lugar se fue introduciendo el freno de disco y actualmente todos los vehículos de gama media y alta los incorporan. Esto es debido a que los frenos de tambor con zapatas internas tienen poca capacidad de disipar el calor generado por la fricción, lo que hace que se sobrecalienten fácilmente. En esos casos los materiales se vuelven más endebles y es necesario presionar con más fuerza para obtener una frenada aceptable.
