Base de Información Para El Plan de Mantenimiento

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Sistemas de traslación Tema:

Plan de mantenimiento del sistema de suspensión, dirección, frenos y neumáticos adaptable a cualquier

vehículo.

Realizado por:Aguilar Romero Angel Yasmany.

Prof.: Ing. Carlos Roche.

Grupo N.- 4

Ciclo lectivo: 6to ciclo

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1. IntroducciónEn el siguiente documento crearé una base de información acerca del

sistema de suspensión, dirección y frenos que servirán para el plan de mantenimiento de los sistemas anteriormente mencionados adaptable para cualquier vehículo que en base a los datos que se presenta en este documento se podrá llevar a cabo fácilmente, ya que el mismo contiene teoría de varios tipos de suspensión que puede tener cualquier vehículo, ya sea en la parte delantera como en la parte posterior. Así mismo existe contenido referente a los sistemas de dirección con el que pueda contar el vehículo en mantenimiento, de igual forma se podrá encontrar información acerca del sistema de frenos que puede tener implementado cualquier vehículo, desde un sistema convencional hasta un sistema antibloqueo de frenos ABS. Finalmente se podrá obtener teoría acerca de los neumáticos de vehículos.

2. Objetivo generalObtener información suficiente para realizar el plan de mantenimiento del sistema de suspensión, dirección y frenos adaptable para cualquier vehículo.

3. Objetivos específicos Investigar los tipos de suspensión delantera y trasera que puede tener

determinado vehículo. Buscar los tipos de sistemas de dirección existentes en la actualidad. Adquirir información sobre los sistemas de frenos convencionales y

controlados por computadora. Obtener información acerca de neumáticos de vehículos.

4. Desarrollo4.1 Sistema de suspensión

A pesar del buen estado de las carreteras, los vehículos no circulan siempre por superficies planas. Estas irregularidades de la carretera producen movimientos de subidas y bajadas continuas en función de la velocidad del vehículo. El vehículo recibe todas las variaciones de la carretera en forma de pequeños golpes y vibraciones.Las vibraciones en el vehículo son provocadas fundamentalmente por tres tipos de acciones:

1. Las irregularidades de la calzada.2. La acción de masas giratorias (motor y transmisión).3. Acciones aerodinámicas.

Como ninguna carretera es completamente plana, las ruedas además del movimiento de giro tienen que realizar movimientos hacia arriba y hacia abajo.

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Los golpes resultan muy desagradables para los ocupantes e incluso perjudiciales para la salud, además de que aumentan las solicitaciones en las piezas constructivas del vehículo. Además las ruedas no pueden saltar del suelo, ya que mientras las ruedas están el aire, se pierde la transmisión de fuerza, y el vehículo durante ese tiempo carece de dirección y no puede ser frenado.El sistema de suspensión del vehículo es el encargado de mantener las ruedas en contacto con el suelo, adaptándose a las irregularidades del terreno, absorbiendo las vibraciones, y movimientos provocados por las ruedas en el desplazamiento del vehículo, para que estos golpes no sean transmitidos al bastidor o chasis, proporcionando la máxima comodidad a los pasajeros y contribuyendo a incrementar la seguridad activa del vehículo.

Figura 1. Irregularidades de la carretera.

El control de los movimientos vibratorios se realiza a través del sistema de suspensión, intercalado entre las masas unidas a las ruedas que son las masas no suspendidas (neumáticos, disco/tambor de freno, pastillas/zapatas de freno) y el cuerpo del vehículo que son las masas suspendidas (chasis, grupo moto propulsor, pasajeros); este sistema permite el desplazamiento entre ambas por medio de elementos elásticos y produce una disipación de energía mediante elementos amortiguadores.

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Figura 2. Masas suspendidas y no suspendidas.

4.1.1 Las funciones de la suspensión son: Proteger a los pasajeros y equipajes de las sacudidas,

contribuyendo en la confortabilidad de los mismos. Mantener en todo momento las ruedas en contacto con el suelo,

permitiendo la transmisión de la fuerza de marcha y la de frenada, además contribuyendo a mejorar la adherencia y el guiado de las ruedas.

Figura 3. Movimiento de acelerado y frenado del vehículo.

Soportar el peso del vehículo sobre los ejes y mantener la relación geométrica.

Absorber y amortiguar las vibraciones, oscilaciones y sacudidas que se reciben de las irregularidades del camino.

Absorber las fuerzas longitudinales, transversales y verticales que se producen durante la marcha, contribuyendo en la estabilidad.

Figura 4. Movimientos del vehículo.

4.1.2 OscilacionesEnsayos realizados demuestran que el margen de comodidad para una persona está alrededor de una oscilación por segundo. Una cifra superior excita el sistema nervioso y una cifra muy inferior provoca el mareo. Por lo tanto, para disponer de una suspensión ideal el número de oscilaciones debe de estar comprendido entre 30 y 60 períodos por minuto.

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Figura 5. Tiempo de oscilación.

4.2 Elementos elásticos del sistema de suspensión.Los elementos elásticos tienen la finalidad de absorber los golpes provenientes de la calzada, mejorando el confort, además aseguran la adherencia continua de las ruedas al suelo, mejorando la estabilidad y la capacidad para dirigir el vehículo.Son elementos construidos de acero especial para resortes, a los que se le aplican diferentes tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades, tales como elasticidad, resistencia mecánica, etc.Se utilizan tres tipos de elementos elásticos:

Ballestas. Muelles helicoidales. Barras de torsión.

4.2.1 Ballestas Están formadas por un conjunto de láminas de un acero especial para muelles (aleado con pequeñas proporciones de silicio y manganeso) que, sometido a un tratamiento térmico de temple y revenido, tiene la característica fundamental de poder doblarse considerablemente bajo la acción de una fuerza, retornando a su posición original en cuanto esta fuerza que la dobla desaparece.Las hojas están unidas mediante unas abrazaderas que permiten el desplazamiento entre las hojas cuando éstas se deforman por el peso que soportan; la hoja más larga o superior recibe el nombre de hoja maestra o principal, va curvada en sus extremos formando unos ojos en los que se monta unos casquillos, para su acoplamiento, por medio de unos pernos o bulones. El número de hojas y su espesor está en función de la carga que ha de soportar. Todas las hojas se unen en el centro mediante un tornillo pasante con tuerca, llamado capuchino o perno guía.

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Figura 6. Ballestas.

Figura 7. Disposición de las ballestas en el chasis.

4.2.2 Muelles helicoidales.Este tipo de muelles tienen como ventaja que ocupan poco espacio y además brindan mayor suavidad que la de ballestas, debido a que posee excelentes cualidades elásticas, pero poca capacidad para almacenar energía, de ahí la necesidad del amortiguador que absorbe la reacción del muelle; no son capaces de soportar mucha carga, ni de contrarrestar los esfuerzos laterales por lo que requieren de tirantería que le ayude a controlar estos esfuerzos.

Figura 8. Muelles helicoidales.

Trabajan a torsión, retorciéndose proporcionalmente al esfuerzo que tienen que soportar, acortando su longitud y volviendo a su posición de reposo cuando cesa el efecto que produce la deformación.

Figura 9. Disposición de los muelles helicoidales en el vehículo.

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Figura 10. Funcionamiento de los muelles helicoidales en el vehículo.

4.2.3 Barras de torsión.La introducción de nuevos materiales ha permitido sustituir las ballestas y los muelles helicoidales por las barras de torsión.Su funcionamiento está basado en el principio de que si a una varilla de acero elástico, sujeta por uno de sus extremos, se le aplica por el otro un esfuerzo de torsión, la varilla tenderá a retorcerse, oponiendo un par de reacción de igual valor y sentido contrario, volviendo a su forma primitiva, por su elasticidad, cuando cese el esfuerzo de torsión.

Figura 11. Barra de torsión.

El montaje de estas barras sobre el vehículo se realiza fijando uno de sus extremos al chasis o a la carrocería, de forma que no pueda girar en su soporte; en el otro extremo, se coloca una palanca solidaria a la barra, unida en su extremo libre al eje de la rueda. Cuando ésta suba o baje por efecto de las desigualdades del terreno, se producirá en la barra un esfuerzo de torsión, cuya deformación elástica permite el movimiento de la rueda.Las barras de torsión se pueden disponer paralelamente al eje longitudinal del vehículo o transversalmente. En el caso de disposición longitudinal, son posibles mayores longitudes (por lo tanto mayores ángulos de torsión, mayor recorrido elástico). Las cabezas de sujeción están generalmente dentadas, con la finalidad de facilitar el ajuste de la tensión previa.

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Figura 12. Barra de torsión.

4.3 Elementos amortiguadores del sistema de suspensión.Un muelle deformado, cualquiera que sea su tipo, vuele a su posición de equilibrio después de haber realizado una serie de oscilaciones de amplitud decreciente, que se transmiten parcialmente a la carrocería del vehículo, con la incomodidad que ello representa para los pasajeros.Si el muelle es sometido a una nueva compresión cuando todavía no ha vuelto a su posición de equilibrio, las series de oscilaciones pueden superponerse y las amplitudes resultantes legarían a tomar en algunos casos valores peligrosos y propicios para la rotura, a esta superposición se llama resonancia y es de gran cuidado sobre todo en carreteras bacheadas.

Figura 13. Amortiguamiento.

La misión que tienen los amortiguadores es la de controlar las oscilaciones de los elementos elásticos y, de esta forma, contribuir a la estabilidad de marcha del vehículo así como a su confort.Los amortiguadores recogen las oscilaciones del muelle y las absorbe, transformándolas en rozamientos, de esta manera convierte la energía mecánica en energía térmica, que se disipa a la atmósfera en forma de calor.

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Figura 14. Amortiguamiento en el vehículo.

4.4 Elemento anexos a la suspensión.Los elementos anexos tienen como misión mejorar el comportamiento de la suspensión, siendo los más utilizados los que se citan a continuación:

Barras estabilizadoras. Tirantes de reacción. Barras transversales o barras Panhard. Trapecios. Rótulas.

4.4.1 Barra estabilizadora.La barra estabilizadora es un componente de la suspensión que permite solidarizar el movimiento vertical de las ruedas opuestas, minimizando con ello la inclinación lateral que sufre la carrocería de un vehículo cuando es sometido a la fuerza centrípeta, típicamente en curvas, y que podría ocasionar peligro de vuelco y molestia para los ocupantes.La barra estabilizadora puede encontrarse tanto en la suspensión delantera como en la posterior. Cuando el vehículo entra en una curva, la carrocería tiende a inclinarse hacia fuera. Esto provoca que las ruedas que van por la parte exterior de la curva sean sometidas a una mayor fuerza dinámica, que se traduce en un mayor peso sobre la suspensión.Inversamente, las ruedas internas se descargan. Por ello se puede observar una compresión de la suspensión del lado externo y una extensión por el lado interno. Este efecto puede llegar a hacer que alguna de las ruedas internas pierda el contacto con el pavimento.La barra estabilizadora, al ser un componente elástico, transfiere parte de la fuerza de extensión de la suspensión asociada a la rueda interna, hacia la rueda externa. Esto produce un efecto de endurecimiento de la

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suspensión asociada a la rueda externa, con la consiguiente disminución de la compresión que sufre y por ende una menor inclinación de la carrocería del vehículo.A igualdad de diseño, cuanto más gruesa es una estabilizadora mayor es su resistencia a la torsión y, por tanto, mayor su efecto anti balanceo. Pero como casi siempre, debe encontrarse un compromiso, pues a mayor rigidez mayor interferencia en el funcionamiento entre los dos lados de la suspensión.

4.4.1.1 Montaje de la barra estabilizadora.El montaje de la barra depende del tipo de suspensión, pudiendo encontrarse los siguientes casos:

o En vehículos con suspensión independiente, va colocada transversalmente, unida al chasis por dos cojinetes elásticos. Cada extremo está fijado a un brazo de suspensión a través de un cojinete elástico de caucho.

Figura 15. Barra estabilizadora en vehículos con suspensión independiente.

o En otros casos se usa una disposición parecida a la anterior, con la diferencia de que se intercala un brazo o bieleta de conexión entre los extremos de la barra estabilizadora y los brazos de suspensión, de tal manera que un extremo del brazo de conexión está fijado al extremo de la barra estabilizadora mediante una rótula o arandelas de caucho, y el otro extremo se une al brazo de suspensión.

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Figura 16. Barra estabilizadora.

4.4.2 Tirantes de reacción.Los tirantes de reacción son barras de acero situadas entre los ejes de las ruedas y el chasis y su misión consiste en limitar los movimientos longitudinales en los elementos elásticos cuando se producen aceleraciones y retenciones.

Figura 17. Tirantes de reacción.

4.4.3 Barras transversales.Este tipo de barras normalmente se colocar en los puentes traseros con eje rígido. Se trata de una barra de acero situada transversalmente entre el eje y la carrocería. Sirve para limitar las fuerzas laterales y mejorar la adherencia.

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Figura 18. Barra transversal.

Figura 19. Disposición de la barra transversal en el vehículo.

4.4.4 Brazos de suspensión.También son llamados trapecios o platos de suspensión. Los brazos de suspensión tienen la finalidad de:

Realizar la unión entre el bastidor y las ruedas. Por un extremo están unidos al bastidor y por otro, a las ruedas.

Sirven de elemento soporte para el muelle y el amortiguador. Mejorar el guiado del neumático.

4.4.4.1 Tipos de montajes de los brazos de suspensión.Según el montaje se puede encontrar:

Brazos transversales. Brazos longitudinales

4.4.4.1.1 Brazos transversales.Se llaman también brazos oscilantes, realizan la unión del bastidor con la mangueta y pueden estar construidos por uno o varios brazos dependiendo el tipo de suspensión.Esta disposición se puede emplear en la parte delantero o posterior del vehículo, además con este montaje de brazos transversales se puede emplear cualquier resorte acompañado de un amortiguador.

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Esta disposición se utiliza en la suspensión de paralelogramo deformable, pudiendo adoptar la forma de dos triángulos superpuestos o varios brazos oscilantes, dando lugar a una suspensión multibrazo y también, como brazo inferior y único en la suspensión McPherson. Para limitar los movimientos del brazo y evitar golpes en la carrocería, se coloca un tope elástico de caucho.

Figura 20. Brazos transversales.

4.4.4.1.2 Brazos longitudinales.Brazos longitudinales: varía la forma de montaje, pero el funcionamiento es el mismo. Este montaje se usa solo en la parte posterior de vehículo; y a esta disposición también se la denomina brazos o ruedas tirados, pudiendo dar lugar a dos variaciones.

4.4.4.1.2.1 Brazos tirados o arrastrados. En este tipo, apenas se producen variaciones de vía, caída o avance de la rueda. Con esta disposición existen casos en los que los brazos están unidos por un extremo a un eje tubular que, a su vez, está anclado al chasis.

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Figura 21. Brazos tirados o arrastrados.

4.4.4.1.2.2 Brazos tirados oblicuos o semi-arrastrados.En este tipo los brazos basculan sobre los ejes oblicuos respecto al plano longitudinal del vehículo.Tienen la ventaja de que no precisan barra estabilizadora, debido a la componente longitudinal que tiene el propio brazo; en este caso las variaciones de vía, caída o avance de la rueda, dependen de la posición e inclinación de los brazos.

Figura 22. Brazos tirados oblicuos o semi-arrastrados.

4.4.5 RótulasEn elemento de unión entre los elementos de la suspensión y las manguetas de las ruedas. Es una junta esférica que permite el movimiento vertical y de rotación de las ruedas directrices de la suspensión delantera. Está compuesta básicamente por casquillos de fricción y de perno encerrados en una carcasa.

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Figura 23. Partes de las rótulas.

Rótula de suspensión: es una junta esférica que permite el movimiento vertical y de rotación de las ruedas directrices de la suspensión delantera. Está compuesta básicamente por casquillos de fricción y de perno encerrados en una carcasa.

Brazo de suspensión o de control: elemento que acopla al resto de los componentes de la suspensión a la carrocería o al chasis del vehículo mediante una junta esférica (rótula o terminal).

Rótula de carga: rótula que soporta la fuerza ejercida por el resorte de suspensión o cualquier otro elemento elástico utilizado para sostener el peso de un vehículo. En una suspensión independiente, es el dispositivo que esté montado en el brazo de suspensión que proporcione la reacción al elemento elástico. La rótula elástica puede trabajar a tensión o compresión según el diseño del sistema de suspensión del vehículo.

Rótula de fricción o seguidora: Rótula del sistema de suspensión que no soporta cargas verticales, pero ayuda a resistir las cargas horizontales. Siempre está montada en el brazo de suspensión que no reacciona contra el elemento elástico que sostiene al vehículo. En la mayoría de los casos, la rótula de fricción está pre cargada con un elemento plástico que la capacita para amortiguar la vibración, cargas de choque y facilita la acción giroscópica de la rueda.

4.4.6 Cojinetes elásticos. Son los elementos de unión entre los elementos de la suspensión y el chasis, también se los denomina silenblocks. Trabajan a torsión:

Realizando una pequeña amortiguación.

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Absorbiendo las leves vibraciones que producen las ruedas sobre la carrocería.

Los cojinetes elásticos pueden estar construidos de tres formas:1. Exclusivamente a base de caucho.2. Con dos cojinetes metálicos o casquillos guía entre los que va

colocado el caucho.3. Mediante silenblocks rellenos de aceite. En las cargas originadas

por las fuerzas laterales, el aceite debe pasar de un lado a otro.

Figura 24. Cojinetes de reacción.

4.5 Tipos de sistema de suspensión delantera.4.5.1 Sistema de suspensión delantera independiente.

En este tipo de suspensión se emplean como elemento elástico ballestas, muelles o barras de torsión, indistintamente.

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4.5.1.1 Suspensión de brazos articulados superpuestos o de paralelogramo deformable. Los brazos están articulados por un extremos al chasis en ejes rígidos, y por el opuesto a la mangueta con la interposición de rótulas, sobre las que dicha mangueta puede girar para orientar las ruedas.

Figura 25. Componentes del sistema de suspensión de brazos articulados.

Entre el brazo inferior y el chasis se monta el muelle, y por su interior pasa el amortiguador, unido también al brazo inferior y al chasis. El brazo inferior, dispone de un tirante de reacción que impide los movimientos transversales del conjunto, además dicho brazo se articula al extremo de la barra estabilizadora.La forma y medida de los brazos, así como su unión a la mangueta y al chasis, son apropiadas para que la rueda se apoye en el piso de la manera más adecuada. El brazo inferior es de mayor longitud que el superior y sus prolongaciones guardan un cierto ángulo para que aunque la rueda suba o baje, no se modifique la distancia entre ella y la otra rueda del mismo eje.

Figura 26. Componentes del sistema de suspensión de brazos articulados.

Si los brazos fuesen iguales y paralelos entre sí, al subir una de las ruedas quedaría menor distancia “d” de la opuesta, lo que ocasionaría un mayor desgaste de los neumáticos y una inseguridad

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del vehículo en las curvas, sin embargo haciendo que el brazo inferior sea más largo y guarde un cierto ángulo con el superior, aunque suba la rueda, la distancia “d” no varía, obteniéndose así un menor desgaste de los neumáticos en curva y, además, como la rueda se inclina con relación al piso, esto resulta beneficioso para la estabilidad en curvas, pues en este momento, cuando se carga el peso sobre la rueda exterior, ésta permanece vertical sobre el piso.

Figura 27. Brazos articulados.

4.5.1.2 Suspensión Mc Pherson. Consiste en un brazo inferior que se articula por un extremo al chasis y por el otro a la mangueta con interposición de una rótula.La parte superior de la mangueta, en vez de unirse a otro brazo como en el sistema anterior, lo hace aquí a un tubo, que constituye el amortiguador telescópico, el cual dispone de un plato soporte en el que se apoya el muelle, que por su parte superior se acopla, a su vez, un platillo, sujeto al chasis por medio de la fijación superior del amortiguador con interposición de una masa elástica.

Figura 28. Suspensión Mc Pherson.

Este sistema presenta la ventaja de que el ángulo que forman las ruedas con el suelo en cualquier circunstancia varía muy poco. La

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característica fundamental estriba en que el conjunto amortiguador y muelle giran en la orientación de la rueda, dado su enlace directo con la mangueta. Por esta razón se hace necesario disponer un cojinete axial en el extremo superior del amortiguador, en el acoplamiento a la carrocería. En un tipo de montaje, el muelle se acopla por extremo superior a un plato, provisto en su cara externa de una superficie plana en la que acopla el cojinete axial, sobre el que se monta una placa que a su vez se acopla en la carrocería, realizándose la fijación a ella por medio del vástago del amortiguador.

Figura 29. Componentes del conjunto muelle – amortiguador.

La suspensión de tipo Mc Pherson, forma un mecanismo de tipo triángulo articulado formado por el brazo inferior, el conjunto muelle-amortiguador y el propio chasis.El lado del triángulo que corresponde al muelle-amortiguador es de compresión libre por lo que sólo tiene un único grado de libertad: la tracción o compresión de los elementos elásticos y amortiguador.Al transmitirse a través del muelle-amortiguador todos los esfuerzos al chasis es necesario un dimensionado más rígido de la carrocería en la zona de apoyo de la placa de fijación.Como elementos complementarios a esta suspensión se encuentra la barra estabilizadora unida al brazo inferior, mediante un brazo de conexión, y al chasis mediante unas abrazaderas.

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Figura 30. Componentes de la suspensión Mc Pherson.

Actualmente existen múltiples variantes en cuanto a la sustitución de la sujeción con el brazo inferior, que puede ser realizada por: un triángulo inferior, por doble bieleta transversal con tirante longitudinal, etc. A estos últimos sistemas también se les ha denominado “falsa” Mc Pherson, aunque en cualquier caso todos ellos utilizan el amortiguador como elemento de guía y mantienen la estructura de triángulo articulado.La suspensión clásica Mc Pherson dispone de la barra estabilizadora como tirante longitudinal, mientras que las denominadas “falsa” McPherson ya absorben los esfuerzos longitudinales con la propia disposición del anclaje del elemento que sustituye al brazo inferior.En el esquema se muestra un sistema Mc Pherson donde se ha sustituido el brazo inferior por un triángulo que va unido a la mangueta mediante una rótula y a la cuna del motor mediante dos casquillos. El resto de los componentes es similar a la de una Mc Pherson convencional.

Figura 31. Componentes del conjunto muelle – amortiguador.

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4.5.1.3 Suspensión por brazos tirados y barras de torsión.Estas se posicionan longitudinalmente al chasis, fijándose a este por el extremo posterior, mientras que por el anterior se unen al eje de articulación del brazo oscilante inferior.La mangueta se une por su extremo superior al brazo oscilante por medio de una rótula para que pueda girar en este punto permitiendo la orientación de la rueda. Por su parte inferior la mangueta se une al brazo inferior en la rótula. A su vez, el brazo se fija al travesaño del chasis en un eje.Al plato inferior se acopla la barra de torsión en un anclaje estriado, de esta manera cuando sube la rueda, sube también la mangueta, que tira del extremo del brazo, al girar este lado, retuerce la barra de torsión. La barra hace las funciones de muelle.Las barras se montan de manera transversal a la carrocería. Como mínimo se utilizan dos, pudiendo llegar incluso a montar cuatro en vehículos cuyo tarado deba ser mayor. Por ejemplo, existen modelos que montan dos barras de torsión en el puente trasero, mientras que un modelo similar pero con mayor motorización, monta cuatro barras unidas por una gemela.

Figura 32. Suspensión por brazos tirados.

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4.5.1.4 Suspensión independiente multibrazo.Es una evolución de la suspensión de paralelogramo deformable, el paralelogramo está formado por los dos brazos trasversales, la mangueta y el bastidor.La diferencia fundamental de este sistema es que los elementos de guía (brazos) de la suspensión multibrazo tienen varios brazos oscilantes anclados mediante cojinetes elásticos. Esto permite modificar los parámetros de la rueda como caída o convergencia, de la forma más apropiada.

Figura 33. Suspensión independiente multibrazo.

Las suspensiones multibrazo se basan en el mismo concepto básico que sus precursoras las suspensiones de paralelogramo deformable, es decir, el paralelogramo está formado por dos brazos transversales, la mangueta de la rueda y el propio bastidor. La diferencia fundamental que aportan estas nuevas suspensiones es que los elementos guía de la suspensión multibrazo pueden tener anclajes elásticos mediante manguitos de goma. Gracias a esta variante las multibrazo permiten modificar tanto los parámetros fundamentales de la rueda, como la caída o la convergencia, de la forma más apropiada de cara a la estabilidad en las distintas situaciones de uso del automóvil. Esto significa que las dinámicas longitudinal y transversal pueden configurarse de forma precisa y prácticamente independiente entre sí, y que puede alcanzarse un grado máximo de estabilidad direccional y confort.

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A principios de los noventa se comenzó a instalar estos sistemas multibrazo en automóviles de serie ya dando buenos resultados aunque había reticencias para los ejes no motores. En la actualidad las grandes berlinas adoptan este sistema en uno de los trenes o en ambos. Para que una suspensión se considere multibrazo debe estar formada al menos por tres brazos.

Las suspensiones multibrazo se pueden clasificar en dos grupos fundamentales:Suspensiones multibrazo con elementos de guía transversales u oblicuos con funcionamiento similar al de las suspensiones de paralelogramo deformable.Suspensiones multibrazo que además disponen de brazos de guía longitudinal con un funcionamiento que recuerda a los sistemas de suspensión de ruedas tiradas por brazos longitudinales. La suspensión delantera consta de un brazo superior (1) que va unido a una mangueta (2) larga y curvada mediante un buje de articulación (A) y un brazo inferior transversal (3) que va unido a la mangueta por una rótula doble (B) y al bastidor por un casquillo (C) que aísla de las vibraciones. Cierra el paralelogramo deformable el propio bastidor como en cualquier suspensión de este tipo.Esta suspensión dispone además de un tercer brazo (4) que hace de tirante longitudinal y que está unido al bastidor y mangueta de la misma forma que el brazo inferior transversal (3). La gran altura de la prolongación de la mangueta consigue una disminución de los cambios de convergencia de la rueda y un ángulo de avance negativo.


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4.6 Tipos de sistema de suspensión trasera.4.6.1 Sistemas de suspensión trasera independiente.

4.6.1.1 Suspensión posterior de trapecio articulado.En donde el conjunto del puente trasero y el diferencial se fija al chasis; se dispone de semiejes con juntas homocinéticas para la transmisión del movimiento a las ruedas. Los trapecios inferiores de la suspensión se articulan a un sub chasis, con interposición de casquillos elásticos, adoptando una posición de guiado en la marcha.Sobre los trapecios se montan los muelles helicoidales y se fijan los amortiguadores.


4.6.1.2 Suspensión Mc Pherson.Una variante del sistema se la puede apreciar en la figura, en la que puede verse la disposición de los muelles helicoidales en un montaje típico Mc Pherson.

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Figura 37. Suspensión Mc Pherson.

4.6.1.3 Suspensión posterior de brazos oscilantes y muelle helicoidal.Se tiene que los brazos de suspensión forman una “V” con las bielas de empuje, articulando al chasis por los extremos con interposición de casquillos elásticos. En el vértice se acoplan el buje de rueda, la fijación inferior del amortiguador y la del muelle helicoidal de suspensión.

Figura 38. Suspensión posterior de brazos oscilantes y muelle helicoidal.

4.6.1.4 Suspensión trasera de brazo transversal.Muestra que los brazos inferiores presentan un posicionamiento totalmente transversal en el vehículo, articulándose al chasis por medio de un casquillo elástico. Sobre el brazo inferior se apoya el muelle y se fija el amortiguador, complementándose el sistema con el tirante de reacción.

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Figura 39. Suspensión trasera de brazo transversal.

4.6.1.5 Suspensión por brazos oscilantes y barra de torsión.La suspensión se realiza por barras de torsión independientemente para cada rueda. En la figura se observa el despiece del sistema, en donde el brazo oscilante, fijado a un tubo, se articula y fija al chasis por medio de soportes; el interior de tubo se aloja la barra de torsión, estriada al propio tubo por un extremo mientras por el otro se fija al soporte por medio de un estriado. Este soporte, a su vez, está anclado al chasis.

Figura 40. Suspensión por brazos oscilantes y barra de torsión.

En la figura donde se muestra el conjunto ensamblado, puede verse la fijación del conjunto de brazo oscilante al chasis. La barra de torsión se monta estriada en el cubo, y por su otro extremo se fija al chasis en un acoplamiento, que es este caso corresponde a la barra del otro brazo oscilante.

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Figura 41. Suspensión por brazos oscilantes y barra de torsión.

4.6.1.6 Suspensión posterior de barras de torsión en prolongación.En donde las barras de torsión de ambos lados quedan en prolongación una de otra, emplazadas en el interior del eje trasero, el cual está formando por dos tubos y que se incrustan uno en el otro, apoyándose en unos cojinetes de fricción.Cada tubo se une a uno de los brazos de suspensión, lo cuales se articulan en los soportes por medio de casquillos elásticos.Estos soportes, a su vez están fijados al chasis y a ellos se estrían las barras de torsión por su extremo exterior, mientras por el interior se fijan a los respectivos tubos mediante estrías. Con esta disposición, lo movimientos de los brazos de suspensión están acompañados por la rotación del tubo.

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Figura 42. Suspensión posterior de barra de torsión en prolongación.

4.6.1.7 Suspensión posterior de eje rígido con ballestas.En estos casos el eje está constituido por una caja que contiene el mecanismo diferencial y por los tubos que contienen los semiejes o palieres.El eje rígido en este caso se apoya contra el chasis mediante dos ballestas que hacen de elemento elástico transmitiendo las oscilaciones; y completa el conjunto los amortiguadores telescópicos.

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Figura 43. Suspensión posterior de eje rígido con ballestas.

En algunas ocasiones pueden contar con elementos adicionales como tirantes de reacción y barra transversal.

Figura 44. Suspensión posterior de eje rígido con ballestas.

4.6.1.8 Suspensión posterior de eje rígido con muelle y amortiguador.En vehículos de tracción delantera, los principales componentes son el eje rígido que va unido a los cubos de las ruedas, mediante la mangueta atornillada al eje y un juego de rodamientos que permite el giro de la rueda.

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Sobre el eje rígido se apoyan los dos conjuntos muelle amortiguador telescópico, que por su extremo superior se anclan al chasis transmitiendo y amortiguando las oscilaciones.

Figura 45. Suspensión posterior de eje rígido con muelle y amortiguador.

Esta suspensión no presenta rigidez longitudinal de forma que el eje rígido lleva incorporadas cuatro barras longitudinales, formando un paralelogramo que mantiene al eje en su posición longitudinal.Además para estabilizar el eje y generar un único centro de balanceo de la suspensión, se añade una barra transversal que está unida por un extremo al eje y por el otro a la carrocería.Tanto las barras longitudinales como la transversal disponen de articulaciones elásticas, con el eje y con la carrocería, para permitir realizar a la suspensión su función de amortiguación vertical.

Figura 46. Variantes de la suspensión rígida posterior.

4.6.1.9 Suspensión por eje semirrígido posterior.Un tipo de suspensión semirrígida, es la suspensión con eje De Dion. En ella las ruedas van unidas mediante ejes articulados al diferencial, que en la suspensión por eje De Dion es parte de la masa suspendida, es decir, va anclado al chasis del vehículo. Bajo este aspecto se transmite el giro de la ruedas a través de dos semiejes

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como en la suspensiones independientes. A su vez ambas ruedas están unidas entre sí mediante el tubo De Dion, que las ancla de forma rígida permitiendo a la suspensión deslizamientos longitudinales.Este sistema tiene la ventaja, frente al de eje rígido, de que se disminuye la masa no suspendida debido al poco peso del eje De Dion y al anclaje del grupo diferencial al chasis. La suspensión posee además elementos elásticos de tipo muelle helicoidal y suele ir acompañada de brazas longitudinales que limitan los desplazamientos longitudinales.

Figura 47. Suspensión por eje semirrígido posterior.

4.6.1.10 Suspensión de brazo arrastrado y brazo semi-arrastrado.Este tipo de suspensión independiente se caracteriza por tener dos elementos soporte o "brazos" en disposición longitudinal que van unidos por un extremo al bastidor y por el otro a la mangueta de la rueda. Si el eje es de tracción, el grupo diferencial va anclado al bastidor. En cualquier caso las ruedas son tiradas o arrastradas por los brazos longitudinales que pivotan en el anclaje de la carrocería.Este sistema de suspensión ha dado un gran número de variantes cuyas diferencias estriban fundamentalmente en cuál es el eje de giro del brazo tirado en el anclaje al bastidor y cuál es el elemento elástico que utiliza.En la figura inferior se muestra como los brazos tirados pueden pivotar de distintas formas: en la figura de la derecha los brazos longitudinales pivotan sobre un eje de giro perpendicular al plano longitudinal del vehículo. Este tipo de suspensión apenas produce variaciones de vía, caída o avance de la rueda. En la figura de la izquierda pivotan los brazos sobre ejes que tienen componentes longitudinales, es decir sobre ejes oblicuos al plano longitudinal del vehículo. A esta última variante también se la conoce como "brazos semi-arrastrados" y tiene la ventaja de que no precisa estabilizadores longitudinales

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debido a la componente longitudinal que tiene el propio brazo o soporte. Aquí las variaciones de caída y de vía dependen de la posición e inclinación de los brazos longitudinales por lo tanto, permite que se varié durante la marcha la caída y el avance de las ruedas con lo que se mejora la estabilidad del vehículo. En cuanto al tipo de elementos elásticos que se utilizan en estas suspensiones, se encuentran las barras de torsión y los muelles.

Figura 48. Suspensión de brazo arrastrado y brazo semi-arrastrado.

4.6.1.11 Suspensión de brazos tirados con barras de torsión.Las barras se montan de manera transversal a la carrocería. Como mínimo se utilizan dos, pudiendo llegar incluso a montar cuatro en vehículos cuyo tarado deba ser mayor. Por ejemplo, existen modelos que montan dos barras de torsión en el puente trasero, mientras que un modelo similar pero con mayor motorización, monta cuatro barras unidas por una gemela.

Figura 49. Suspensión de brazos tirados con barras de torsión.

4.7Dirección mecánica.La dirección es el conjunto de mecanismos, mediante los cuales pueden orientarse las ruedas directrices de un vehículo a voluntad del conductor. Es el sistema que permite al conductor de un vehículo dirigirlo sobre la ruta con suficiente exactitud, de acuerdo con la dirección elegida, tanto para seguir

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cursos curvos, como para evitar a otros vehículos, peatones y objetos estacionarios.El mecanismo de dirección en un vehículo se compone de una serie de varillas y engranajes que transfieren el movimiento rotatorio del volante en movimiento lineal de las barras de acoplamiento conectadas a los pivotes de dirección en la mangueta de la rueda. La mangueta de dirección pivotea en las rótulas, en un pasador maestro con bujes o en un cojinete superior axial y rótula.

4.7.1 Caja de dirección por cremallera o por piñón cremalleraEsta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tirantería de la dirección. Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico. Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura.Un tornillo sin fin recibe el movimiento realizado en el volante, este tornillo sin fin está conectado por medio de unos dientes a una barra de cremallera, cuando el tornillo sin fin gira, la barra de cremallera se desliza de un lado al otro dentro de la carcasa.

Figura 50. Caja de dirección por cremallera.

4.7.2 Caja de dirección por tornillo sin fin y sector dentado.Un tornillo sin fin recibe el movimiento desde el volante y lo transmite a un segmento de dirección o sector dentado, el sector dentado va unido por su centro al eje del sector, y este eje a su vez está unido en su otro

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extremo al brazo de dirección o brazo Pitman, el cual transmite el movimiento al resto del varillaje de la dirección.

Figura 51. Caja de dirección por tornillo sin fin y sector dentado.

4.7.3 Caja de dirección por tornillo sin fin y bolas circulantes.Consta de un tornillo con rosca exterior y una tuerca de dirección o deslizante, con rosca interior. Las dos roscas no engranan entre sí, sino que forman una pista, y están unidas por una hilera de bolas.El tornillo sin fin recibe el movimiento giratorio del volante, cuando éste gira, hace que las bolas se empujen una a la otra, las cuales hacen que la tuerca deslizante también se deslice.Cuando la tuerca se desliza, hace contacto con el sector dentado y éste gira, transmitiendo el movimiento al brazo Pitman.

Figura 52. Caja de dirección por tornillo sin fin y bolas circulantes

4.8Sistema de dirección asistidaLa dirección asistida es un sistema mediante el cual se reduce la fuerza (par de giro) que efectúa el conductor sobre el volante de un vehículo para accionar la

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dirección. La misma consiste en acoplar a un mecanismo de dirección simple y un circuito de asistencia hidráulico o eléctrico llamado servo-mando.

Figura 53. Sistema de dirección asistida

4.8.1 Funcionamiento del sistema de dirección asistida.La función de la dirección asistida es ayudar al conductor a vencer esta fuerza. De esta forma la fuerza que deba de hacer el conductor más la que aplica la dirección serán iguales a la fuerza de auto alineamiento de la rueda: TRueda = TAsistencia + TConductorLa fuerza de auto alineamiento o resistencia que haga la rueda dependerá del vehículo y la velocidad. A menor velocidad mayor resistencia.

4.8.2 Tipos de sistema de dirección asistida. Dirección hidráulica. Dirección electrohidráulica. Dirección electromecánica.

4.9Sistema de dirección hidráulica.La dirección hidráulica utiliza energía hidráulica para generar la asistencia; para ello utiliza una bomba hidráulica conectada al motor, es decir recibe movimiento del motor mediante una banda.Su principal virtud es que el conductor no debe realizar una fuerza exagerada sobre el volante, lo que permite reaccionar frente a imprevistos y efectuar con facilidad maniobras a bajas velocidades.

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Figura 54. Sistema de dirección hidráulica.

4.9.1 Funcionamiento del sistema de dirección hidráulica. El sistema de dirección hidráulica funciona a través de una bomba, que presuriza un fluido líquido y es enviado por tubos y mangueras a la caja de dirección.En su interior, se ubican sellos que al recibir esta presión impulsan a las varillas de acoplamiento, que unen la caja de dirección con las ruedas. Todo esto se activa únicamente cuando el motor del automóvil está encendido.Las direcciones hidráulicas comunes poseen mejor control a la hora de estacionarse ya que no demandan esfuerzo alguno, en cambio a altas velocidades requiere un control mayor del volante.El funcionamiento puede variar dependiendo del fabricante, pero el modelo más general aprovecha la propia cremallera como pistón hidráulico para generar la asistencia. De esta forma, cuando el conductor gira el volante el sensor hidráulico permite el paso del fluido hacia uno de los lados del pistón, aumentando la presión en ese lado y haciendo que la cremallera se desplace axialmente hacia el lado al que el conductor gira el volante. Una vez que el conductor deja de girar el volante la presión se iguala y la cremallera queda en su posición original.

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Figura 55. Funcionamiento del sistema de dirección hidráulica.

4.9.2 Partes del sistema de dirección hidráulica. Deposito. Bomba de presión. Regulador de caudal y presión. Válvula distribuidora.

4.9.2.1 Depósito Está construido de chapa embutida o plástico. En algunos casos va incorporado sobre la bomba hidráulica, sin embargo, en otros casos va colocado en una parte más elevada que la bomba. Se encuentra lleno de líquido y alimenta por gravedad a la bomba. En el interior del depósito va colocado un filtro para retener y eliminar del circuito cualquier impureza que se encuentre en el mismo e impedir que pueda dañar cualquier válvula o elemento del circuito. Su misión consiste en almacenar una determinada cantidad de líquido para el funcionamiento correcto del circuito.

Figura 56. Depósito del sistema de dirección hidráulica.

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4.9.2.2 Bomba de presión.Suele ser una bomba de paletas accionada por medio de una correa desde el cigüeñal. Su función es suministrar líquido al circuito a una presión de entre 3.5 a 85 bares.

Figura 57. Bomba de presión del sistema de dirección hidráulica.

4.9.2.3 Regulador de caudal y presión.El líquido a presión entra por un conducto, la presión se aplica sobre la cara de un pistón y por otra llega al estrechamiento de la boca de salida y así abastece a la válvula distribuidora. A través de un pequeño conducto se comunica con la otra cara del pistón, el cual incorpora la válvula de descarga, que permite la salida del líquido hacia el depósito. Si el líquido sobrepasa la presión de regulación vence al muelle, que desplaza el pistón y destapa el orificio de descarga.

Figura 58. Regulador de caudal y presión del sistema de dirección hidráulica.

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4.9.2.4 Válvula distribuidora.Esta válvula es parte integrante del piñón de la dirección. Es la encargada de distribuir el líquido a través del cilindro de asistencia, en función de los giros del volante.

Figura 59. Válvula distribuidora del sistema de dirección hidráulica.

4.9.3 Dirección de cremallera asistida sobre el mecanismo.Este sistema se utiliza en direcciones de cremallera, donde la propia caja de cremallera constituye el cilindro de asistencia con dos cámaras y la cremallera incorpora el pistón. En los extremos van colocados los retenes de estanqueidad para evitar las pérdidas de aceite. Cuando se aplica un movimiento al volante, una válvula distribuidora proporciona líquido a presión a una u otra cara del émbolo y, por tanto, proporciona la asistencia desplazando la cremallera de dirección en uno u otro sentido.

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Figura 60. Esquema de la dirección de cremallera asistida sobre el mecanismo.

4.9.4 Dirección de cremallera asistida sobre la barra de acoplamiento.En este caso, la ayuda es proporcionada por un cilindro de asistencia independiente. El cilindro está unido a la caja de dirección o anclado al bastidor y en su interior se desliza el pistón unido a un eje que transmite la asistencia hidráulica a una barra de acoplamiento de un extremo de la cremallera.

Figura 61. Esquema de la dirección de cremallera asistida sobre la barra de acoplamiento.

4.9.5 Dirección de cremallera asistida con grupo electrobomba.Este sistema está formado por una dirección mecánica de cremallera asistida hidráulicamente por un grupo electrobomba que proporciona presión para gobernar un cilindro hidráulico de asistencia que aplica su fuerza a la barra de acoplamiento.

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Figura 62. Esquema de la dirección de cremallera asistida con grupo electrobomba.

4.9.6 Dirección con caja asistida de tipo bolas circulantes.En el conjunto de un sistema de dirección asistida de tornillo sinfín y tuerca con bolas circulantes, la presión es proporcionada por una bomba independiente de lóbulos.

Figura 63. Esquema de la dirección con caja asistida de tipo bolas circulantes.

4.9.7 En el siguiente esquema se presenta el funcionamiento de la dirección hidráulica con el volante girado a la izquierda.

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Figura 64. Funcionamiento de la dirección hidráulica con el volante girado a la izquierda

4.9.8 En el siguiente esquema se presenta el funcionamiento de la dirección hidráulica con el volante girado a la izquierda.

Figura 65. Funcionamiento de la dirección hidráulica con el volante girado a la derecha.

4.10 Sistema de dirección electrohidráulica.

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4.10.1Componentes del sistema de dirección electrohidráulica.Los componentes son similares a los del sistema de dirección hidráulica, a diferencia que consta de unos sensores y una unidad de control para la dirección. Además la dirección electro-hidráulica es una evolución de la dirección hidráulica. En vez de utilizar una bomba hidráulica conectada al motor utiliza un motor eléctrico para mover la bomba hidráulica.

4.10.1.1 Sensor de ángulo de giro de la dirección.Se encuentra en la carcasa de la columna de la dirección y detecta el ángulo de giro y calcula la velocidad.

4.10.1.2 Sensor de torque.Este sensor detecta la fuerza del volante.

4.10.1.3 Unidad de control para dirección asistida.Está integrada en el grupo de la motobomba. Dependiendo de la velocidad del vehículo y la velocidad del giro en la columna de la dirección, interpreta las señales para el accionamiento de la bomba de engranes.

Figura 66. Componentes de la dirección electrohidráulica.

4.10.2Funcionamiento del sistema de dirección electrohidráulica.

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Éste sistema de dirección recurre a la hidráulica para realizar la asistencia. La presión es generada con ayuda de una bomba hidráulica impulsada por un motor eléctrico. La asistencia se realiza en función del ángulo de dirección y de la velocidad de marcha.

Figura 67. Esquema de la dirección electrohidráulica.

Su principal ventaja es que al no estar conectada al motor del vehículo evita los problemas mecánicos asociados a una transmisión por correa. Además reduce el consumo de combustible. En este caso la bomba hidráulica sólo funciona cuando y al ritmo que se necesita para operar la dirección. La alimentación del motor que mueve la bomba se hace a través de la batería.Estas ventajas frente a las hidráulicas ha hecho que las direcciones electro-hidráulicas hayan ido sustituyendo a las hidráulicas progresivamente. El funcionamiento de una dirección electro-hidráulica es similar al de una hidráulica.Cuando el vehículo está parado o circulando a velocidades muy bajas, se incrementa el ritmo de bombeo de la bomba hidráulica para proporcionar un alto grado de dirección asistida. Circulando a velocidades elevadas, se reduce la velocidad de la bomba, dado que no se requiere asistencia.Las ventajas de la dirección asistida electrohidráulica radican en el plus de comodidad que ofrecen en la forma de la dirección suave al maniobrar y mucho más firme al circular a gran velocidad.

4.11 Sistema de dirección electromecánica.

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La dirección asistida electromecánica es un sistema de dirección asistida eléctrica sensible a la velocidad que sólo se activa cuando es necesario y carece de componentes hidráulicos. En comparación con la dirección asistida hidráulica, los vehículos equipados con dirección asistida electromecánica se benefician de un menor consumo de combustible y de nuevas funciones de confort y seguridad.La dirección electromecánica asistida consume energía eléctrica solamente

cuando se mueve la dirección. De esta forma se elimina la "carga al motor", la

reducción de potencia y el consecuente ahorro de combustible. En este tipo de dirección se suprime todo el circuito hidráulico formado por la bomba de alta presión, depósito, válvula distribuidora y canalizaciones que formaban parte de las servodirecciones hidráulicas. Todo esto se sustituye por un motor eléctrico que acciona una reductora (corona + tornillo sinfín) que a su vez mueve la cremallera de la dirección.

Figura 68. Sistema de dirección electromecánica.

4.11.1Funcionamiento del sistema de dirección electromecánica.Cualquier movimiento de giro del volante del conductor, es captado por los sensores ubicados en el dispositivo, sensor de ángulo y sensor de par, que informan a la Unidad de Control Electrónica (UCE) de la

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intensidad del giro accionado y detectado: ángulo y velocidad instantáneos de giro del volante. En función de los parámetros programados en la UCE del sistema, relativos al ángulo y velocidad de giro de dirección, la velocidad de marcha del propio automóvil y el régimen del motor de combustión, la propia UCE calcula instantáneamente el par de asistencia necesario en cada momento, accionando el motor eléctrico. La asistencia eléctrica de la dirección se realiza mediante de un engrane adicional (piñón de accionamiento) que actúa en paralelo con el engrane principal (piñón de dirección) sobre la cremallera. Este piñón de accionamiento es el que, realmente, genera la asistencia en la cremallera movido por el motor eléctrico.El esfuerzo de giro aplicado al volante por el conductor y el par de servo-asistencia originado por el giro del motor eléctrico producen el par resultante de giro de la ruedas directrices, a través del movimiento de la cremallera.

4.11.2Componentes del sistema de dirección electromecánica.El sistema de dirección asistida eléctrica se compone principalmente de un motor eléctrico, accionado por una unidad de control electrónica (UCE) y una serie de sensores de captación e información de cualquier acción del sistema direccional para generar el servo-asistencia correspondiente de la dirección. Este sistema es la combinación entre el accionamiento mecánico del volante de la dirección y el accionamiento eléctrico de asistencia la cremallera de la dirección.Esta configuración permite en todo momento el accionamiento mecánico convencional del sistema direccional del automóvil, en caso producirse cualquier avería que impida el accionamiento de asistencia eléctrica.A continuación se describen brevemente los componentes principales del sistema.

Sensor de ángulo de dirección: Va situado en la columna de dirección, entre el mando combinado y el volante, y suministra la señal para la determinación del ángulo de dirección.

Sensor de par de dirección: Va ubicado en la carcasa del mecanismo de la dirección y suministra la señal del par aplicado a la dirección.

Sensor de régimen del motor eléctrico: Forma parte integrante del motor eléctrico y no es accesible exteriormente. Sensores de régimen señal de velocidad: La señal de la velocidad de marcha del vehículo es

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suministrada por la unidad de control del ABS, a través de sus captadores de ruedas.

Sensor de régimen del motor: Ubicado en la carcasa de salida de cigüeñal suministra la señal del régimen de revoluciones del motor de combustión, a través de la propia UCE de inyección.

Motor eléctrico: Se trata de un motor asíncrono con desarrollo de bajo par máximo y de construcción simple, que permite accionamientos cortos y rápidos, por lo que resulta muy adecuado para movimientos de asistencia de la dirección.

Unidad de control: Va fijada directamente al motor eléctrico, sin cables y calcula en todo momento la intensidad adecuada de accionamiento del motor eléctrico.

Testigo de averías: Ubicado en el cuadro de instrumentos, avisa al conductor de cualquier posible avería o fallo en el sistema eléctrico. Al conectar el encendido, el testigo se enciende e inicia un auto-chequeo del sistema, que tarda unos dos segundos. El testigo se apaga de inmediato en cuanto se arranca el motor.

Figura 69. Componentes del sistema de dirección electromecánica.

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4.12 Sistema de frenos El sistema de frenos en un vehículo tiene la misión de reducir la velocidad, hasta llegar a detenerlo si fuera preciso. El efecto de frenado consiste en absorber la energía cinética producida por el vehículo en movimiento, energía que es transformada en calor por el rozamiento mutuo entre los elementos de frenado, tales como zapatas de freno y tambor, pastillas de freno con su disco, etc., y disipado a la atmósfera.En la acción de frenado intervienen otras fuerzas, además del sistema de frenos. De ellas destacan los rozamientos de los órganos de la transmisión, la resistencia opuesta por el aire al desplazamiento del vehículo y el mismo motor cuando actúa como freno por girar más rápido las ruedas que el propio motor.

Figura 70. Sistema de frenos del automóvil.

4.13 Elementos del sistema de frenos4.13.1Servofreno

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Es el elemento que se utiliza para ayudar al conductor en la acción de frenado. La acción del servofreno se suma a la fuerza ejercida por el conductor sobre el pedal de freno, con el fin de mejorar la frenada. El servofreno funciona por medio del vacío generado en el colector de admisión del propio motor del vehículo.

4.13.1.1 Elementos de funcionamiento del servofreno4.13.1.1.1 Cilindro hidráulico

El cilindro hidráulico está formado por un cuerpo de bomba (1), que se comunica con la válvula de control por el conducto (23), y los orificios de entrada (5) y salida del líquido (6), procedente de la bomba principal de frenos, hacia las canalizaciones de las ruedas. Por su interior se desplaza un émbolo (2) unido mecánicamente, por medio del vástago (10), al plato (8) situado en el cuerpo de vacío, que se mantienen en su posición de reposo por medio del muelle (12) situado en la parte anterior del plato.

Figura 71. Esquema interno del servofreno.

4.13.1.1.2 Cuerpo de vacíoEl cuerpo de vacío, formado de chapa y cerrado herméticamente, lleva en su interior al plato (8) que hace de

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émbolo y separa herméticamente las dos cámaras de vacío (A) y (B) por medio de la junta (7). Estas dos cámaras se comunican con la toma de vacío a través de la válvula de control.

4.13.1.1.3 Válvula de controlLa válvula de control está formada por un cuerpo de válvulas unido con tornillos a la tapa (11) del cuerpo de vacío. En su interior se forman dos cámaras (C) y (D), separadas por una membrana elástica (15), que se comunican a través de una válvula (17) unida al pistón (16) accionado por el líquido de frenos. Ambas cámaras se comunican a su vez con la toma de vacío y con las cámaras formadas en el cuerpo de vacío. La válvula (18) pone en comunicación la parte superior del cuerpo de válvulas con el aire exterior a través de un filtro (21) y se mantiene cerrada en su posición de reposo por la acción del muelle (19).

4.13.1.2 Funcionamiento del servofreno4.13.1.2.1 Posición de reposo

En su posición de reposo (figura inferior) el plato (8) y el pistón (2) se encuentran situados, por la acción del muelle (12), en la parte posterior del servofreno (parte derecha del dibujo), mientras que las cámaras anterior (A) y posterior (B) del cuerpo de vacío se encuentran sometidas a la depresión creada por el vacío interno en ellas.En esta posición, el circuito hidráulico procedente de la bomba que llega al circuito hidráulico del servofreno, pasa por el interior del pistón (2) a través de la válvula (3), situada en él, y que permanece abierta por la presión del líquido a las canalizaciones de las ruedas. De esta forma, si se produce una avería en el servofreno o fallos en el circuito se vacío que impide el funcionamiento del mismo, el sistema hidráulico queda establecido a través del émbolo, funcionando, en este caso, como un sistema simple sin el servofreno.

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Figura 72. Posición de reposo del servofreno.

4.13.1.2.2 Posición de frenadoAl accionar los frenos (figura inferior) el líquido a presión, procedente de la bomba, entra por el orificio (5), pasa por el conducto (23) y actúa sobre el émbolo (16) de la válvula de control, que cierra la válvula (17) incomunicando las dos cámaras de la válvula (C) y (D). A su vez abre la válvula de aire (18) pasando éste a la cámara posterior (B) del cuerpo de vacío, a través del conducto (22), mientras que la cámara anterior (A) sigue sometida al vacío.La depresión existente en la cámara anterior (A), ayudada por la presión atmosférica, al entrar en la cámara posterior (B), hace avanzar el plato (8) en el sentido indicado, desplaza el pistón (2) del cilindro hidráulico que cierra la válvula e impulsa el liquido a presión hacia los bombines de las ruedas.

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Como se puede observar, sobre el émbolo del cilindro hidráulico actúan la fuerza de empuje del servofreno y la presión del líquido transmitido por la bomba, por lo que la presión total de salida del líquido hacia los bombines de las ruedas es la suma de ambos efectos.

Figura 73. Posición de reposo del servofreno.

4.13.2Circuito de frenosSegún la reglamentación vigente todo vehículo necesita llevar acoplados dos sistemas de frenado independientes; uno de ellos, el circuito principal de servicio debe ser capaz de detener el vehículo en movimiento a voluntad del conductor y otro circuito, auxiliar, que se emplea para bloquear las ruedas cuando el vehículo está estacionado.

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Figura 74. Esquema básico de un circuito de frenos.

4.13.2.1 Distribución del circuito de frenos 4.13.2.1.1 Distribución “II”.

Distribución eje delantero/eje trasero: un circuito de freno (1) actúa en el eje delantero y el otro circuito (2) actúa en el eje trasero.

Figura 75. Distribución II del circuito de frenos.

4.13.2.1.2 Distribución "X"Distribución diagonal: cada circuito de freno actúa en una rueda delantera y en la rueda trasera diagonalmente opuesta.

Figura 76. Distribución X del circuito de frenos.

4.13.2.1.3 Distribución "HI"Distribución ejes delantero y trasero/eje delantero: un circuito de freno actúa en los ejes delanteros y trasero, el otro sólo en el eje delantero.

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Figura 77. Distribución HI del circuito de frenos.

4.13.2.1.4 Distribución "LL"Distribución eje delantero y rueda trasera/eje delantero y rueda trasera. Cada circuito de freno actúa en el eje delantero y en una rueda trasera.

Figura 78. Distribución LL del circuito de frenos.

4.13.2.1.5 Distribución "HH"Distribución ejes delantero y trasero/ejes delantero y trasero. Cada circuito de freno actúa en el eje delantero y en el eje trasero.

Figura 79. Distribución HH del circuito de frenos.

Este elemento es uno de los principales del sistema de freno hidráulico, ya que es el encargado de generar la presión que debe actuar sobre los pistones y bombines de freno.

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La bomba de freno está constituida por un cilindro (1), con los orificios de entrada y salida de líquido, dentro del cual se desplaza un pistón (2), con un retén (3) que hace estanco el interior del cilindro, empujado por el vástago (4) de unión al pedal de freno. Por delante del pistón va montada la copela (5), el muelle (6) que mantiene el pistón en su posición de reposo y la válvula (7) que regula la presión de salida del líquido. El conjunto va cerrado con una arandela y fiador elástico (10) que impiden que el pistón salga fuera del conjunto.El vástago (4) puede ser accionado directamente por el pedal de freno (como en la figura inferior) o por un servofreno, si lo lleva instalando el sistema.El depósito del líquido de frenos puede estar separado del cilindro principal o puede formar un solo cuerpo con él. El depósito suele llevar unas marcas de referencia que indican el nivel máximo y mínimo del líquido. En el tapón de llenado hay una válvula pequeña o simplemente un orificio, que permite la comunicación con el exterior para que la presión en su interior sea siempre la atmosférica.

Figura 80. Cilindro principal o bomba de frenos.

4.14 Frenos de discoEl freno de disco es un sistema de frenado usado normalmente para ruedas de vehículos, en el cual una parte móvil (el disco) solidario con la rueda que gira es

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sometido al rozamiento de unas superficies de alto coeficiente de fricción (las pastillas) que ejercen sobre ellos una fuerza suficiente como para transformar toda o parte de la energía cinética del vehículo en movimiento, en calor, hasta detenerlo o reducir su velocidad, según sea el caso.

Figura 81. Funcionamiento de los frenos de disco.

4.14.1ConstituciónEl freno de disco está formado por un disco que se une al buje de la rueda o forma parte de él, girando con la rueda y constituyendo el elemento móvil de frenado. Sobre este disco, abarcando aproximadamente la quinta parte de la superficie del mismo, va montada una mordaza sujeta al puente o mangueta en cuyo interior se forman los cilindros por los que se desplazan los pistones. A estos pistones se unen las pastillas de freno de un material similar a los ferodos de las zapatas utilizadas en los frenos de tambor.Por el interior de la mordaza (2) van situados los conductos por donde se comunica el líquido de freno a los cilindros (3), acoplando en (A) el latiguillo de freno y en (B) el purgador. El líquido a presión, procedente del circuito de frenos y que entra por (A), desplaza a los pistones (4) hacia el interior, aplicando las pastillas de freno (5) sobre el disco (1), las cuales, por fricción, detienen el giro del mismo.

Figura 82. Constitución de los frenos de disco.

4.14.2Mordazas de freno

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La mordaza es el soporte de las pastillas y los pistones de freno. Los pistones están generalmente hechos de hierro dulce y luego son recubiertos por un cromado. Según el sistema empleado para la sujeción de la mordaza o pinza, los frenos de disco se clasifican en:

4.14.2.1 Mordaza fijaTambién llamada de doble acción, la mordaza va sujeta de forma que permanece fija en el frenado. La acción de frenado se realiza por medio de dos o cuatro pistones de doble acción, desplazables, que se ajustan a caja una de las caras del disco.En este tipo de pinzas, cada pistón se encuentra en cada mitad de la mordaza. Durante el proceso de frenado, actúa una presión hidráulica sobre los dos pistones y cada pistón aprieta la pastilla contra el disco.

Figura 83. Esquema de un freno de disco con mordaza fija.

4.14.2.2 Mordaza flotanteTambién llamado de reacción, el freno de disco de pinza flotante sólo utiliza un pistón, que cuando se acciona aprieta la pastilla de freno correspondiente contra el disco de freno. La fuerza con la que el pistón aprieta la pastilla contra el disco genera una fuerza opuesta o de reacción. Esa fuerza opuesta desplaza la pinza de freno y aplica la otra pastilla contra el disco.

Figura 84. Esquema de un freno de disco con mordaza flotante.

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4.14.2.3 Mordaza oscilanteEn este tipo de freno la mordaza o pinza (1) se halla sujeta con un perno (2) que sirve de eje de giro. Al aplicar presión al líquido para accionar el pistón (3) se ejerce una presión igual y opuesta sobre el extremo cerrado del cilindro. Esto obliga a la mordaza a desplazarse en dirección opuesta a la del movimiento del pistón, ya que describe un pequeño giro alrededor del perno, con lo cual la mordaza empuja a la otra pastilla (4) contra el disco (5) quedando aprisionada entre las pastillas (4) y (6).

Figura 85. Esquema de un freno de disco con mordaza oscilante.

4.14.3Discos de freno En los frenos de disco, el disco de freno es el elemento que se encuentra unido al buje de la rueda o forma parte de él, girando solidariamente con la rueda y constituyendo, por tanto, el elemento móvil del sistema de frenado.Contra la superficie del disco de freno interactúan las pastillas de frenos en su objetivo de detener el vehículo. El rozamiento continuado que se establece entre pastillas de freno y disco es el que produce la transformación de la energía cinética que acumula el vehículo debido a su velocidad en energía calorífica, con el consiguiente aumento de la temperatura del sistema.La propia constitución geométrica de los discos, en forma de platos con una gran superficie expuesta y ventilada permite la refrigeración continua, y la posibilidad de evacuar todo el calor generado a causa del rozamiento, que si no ocurriera produciría el colapso del sistema.

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4.14.3.1 Composición de los frenos de disco La composición para fabricar los discos de freno es la fundición gris nodular de grafito laminar, que contiene entre un 92% y un 93% de hierro, además de otros componentes básicos como el silicio o el manganeso, que le confiere la propiedad de garantizar unas prestaciones mínimas durante el periodo de vida del disco.

Figura 86. Disco de freno.

En la actualidad se están haciendo ensayos con discos fabricados de materiales compuestos con una matriz de carbono, pero que por ahora sólo se reservan para automóviles de competición, así como para frenos de aviones.

4.14.3.2 Geometría de los discosLa geometría de los discos de freno se caracteriza fundamentalmente por constituirse por una superficie circular plana a la cual los distintos fabricantes han ido continuamente aportando modificaciones y soluciones encaminadas a mejorar en lo posible la disipación de calor que se genera en el disco durante la frenada.En todo disco se puede distinguir las siguientes partes diferenciadas en su geometría:

La pista: ocupa la superficie más exterior del plato del disco donde ocurre el contacto con la pastilla de freno. El tipo de material y espesor de la pista se calcula de manera que sea capaz de disipar al aire una potencia calorífica unitaria de unos 250 W/cm2, aunque este valor se puede elevar hasta los 750 W/cm2 si el disco es del tipo ventilado.

Fijación: Por el hueco central del disco se aloja el buje de la rueda, existiendo un chaflán por la parte posterior que encaja en la mangueta para un ajuste perfecto. Alrededor del hueco central una serie de taladros permite el paso de los pernos para el anclaje del disco a la rueda.

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La campana: la campana es el cilindro que une la banda con el plano de fijación. En algunos casos el interior de la campana se diseña para montar un pequeño sistema de freno de tambor para un accionamiento mecánico, con la finalidad de servir también de freno de estacionamiento.

Filtro térmico: el filtro térmico es un canal mecanizado que separa la pista de la fijación, practicado para reducir el calor que pasa de la pista hacia la campana.

Figura 87. Disco de freno.

4.14.3.3 Los discos de freno pueden ser: Clásicos (macizos). Ventilados. Taladrados o perforados.

4.14.3.3.1 Discos clásicos o macizosEstos discos poseen una superficie de fricción sólida y lisa, no poseen ningún tipo de ventilación y son muy propensos a acumular calor, suciedad y tienden a cristalizar las pastillas. Tienen la ventaja de ser económicos de fabricar y como desventaja es que tienden a recalentarse impidiendo una frenada efectiva y a cristalizar las pastillas. Se doblan bajo el estrés continuo.

Figura 88. Disco de freno macizo.

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4.14.3.3.2 Discos ventiladosLos discos ventilados son como si se juntasen dos discos, pero dejando una separación entre ellos, de modo que circule aire a través de ellos, del centro hacia afuera, debido a la fuerza centrípeta. Con ello se consigue un mayor flujo de aire sobre los discos y por lo tanto más evacuación de calor.

Figura 89. Disco de freno macizo.

4.14.3.3.3 Discos ventiladosLos discos de freno no solo deben producir la transformación de energía sino que además deben conseguir que el calor producido sea transmitido a la atmósfera lo más rápidamente posible, sino las temperaturas a las que operaria el sistema serían muy elevadas llegando incluso al colapso del sistema.El calor que se acumula principalmente en los discos no puede almacenarse infinitamente, sino que debe ser disipado a la atmosfera de una forma eficiente, y la forma más sencilla es realizar una circulación de aire.Los discos hiperventilados, evitan considerablemente el sobrecalentamiento del mismo, mejoran considerablemente la ventilación interna en el disco, y facilitan la entrada de aíre frío a través del disco.

Figura 90. Disco hiperventilados.

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4.14.4Comprobación de alabeo en los discos de frenoPara un buen mantenimiento de los discos de freno conviene revisarlos cada 20000 km. como norma general. Este control no debe de ser solo visual, ya que existe una cota mínima tras la cual el disco debe de ser sustituido. Esta medida llamada MINIMUM THICKNESS (mínimo espesor) viene grabada en los cantos de los discos. Los controles que se deben realizar, no son solo la medida del espesor con ayuda de un micrómetro de exteriores, sino que además debe de comprobar el alabeo del disco con ayuda de una base magnética y un reloj comparador unido a ella. El proceso de verificación del alabeo se lleva a cabo, pegando la base magnética en la mangueta del vehículo y la punta del reloj comparador debe estar en contacto con la pista frenante del disco. En esta posición se debe poner a cero el reloj. Una vez colocado todo el sistema debemos de hacer girar el disco fijándonos en la desviación que el reloj comparador nos va a ir dando. Si esta variación es mayor a 0,125 mm. debe de ser sustituido el disco por estar alabeado. Esto se hará patente en el freno ya que al frenar nos producirá vibraciones en el volante, incluso si el alabeo es muy grave se producirán pulsaciones en el pedal.La planitud del disco es una característica crítica para una frenada progresiva y libre de vibraciones no solo en frío sino en caliente. Si esta planitud no se encuentra dentro de los valores requeridos, pueden aparecer puntos calientes “judder” que producen vibraciones muy desagradables al frenar. El “judder” puede aparecer como vibraciones acústicas, vibraciones estructurales en la dirección del vehículo o como pulsaciones en el pedal del freno.

Figura 91. Alabeo en frenos de disco.

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4.14.5Pastillas de frenoPara cumplir con la normativa vigente de la fabricación de vehículos, la composición de las pastillas cambia dependiendo de cada fabricante. Aproximadamente 250 materiales diferentes son utilizados, y pastillas de calidad utilizan entre 16 a 18 componentes.Ejemplo de composición:

20% aglomerantes: Resina fenólica, caucho. 10% metales: Lana de acero, virutas de cobre, virutas de zinc,

virutas de latón, polvo de aluminio. 10% fibras: Fibras de carbón, fibras orgánicas, lana mineral,

fibras químicas. 25% material de relleno: Óxido de aluminio, óxido de hierro,

sulfato sódico. 35% deslizantes: Grafito, sulfuro de cobre, sulfuro de antimonio.

Figura 92. Pastillas de freno.

4.14.5.1 Pastillas cerámicas Este tipo de pastillas están compuestas por cerámica y fibra de cobre, lo que permite que las pastillas de este tipo controlen la tendencia del freno a perder potencia a temperaturas más altas y se recuperen de manera más rápida luego de detener el vehículo o móvil del disco.

4.14.5.2 Pastillas orgánicasEstán compuestas por materiales comunes y algunos con el grafito, resinas y 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.

4.14.5.3 Pastillas metálicas o semimetálicasSemi metálicas o metálicas: Están compuestas por materiales de fricción como el hierro, la fricción en condiciones de seco y mojado no varían demasiado, por lo que tiene mejor frenada en condiciones

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de mojado que los otros tipos de pastilla. La duración es muy elevada, llegando a alcanzar los 15.000 kilómetros. El calor desprendido es mucho mayor que los otros tipos.

4.14.6Daños en los discos de frenoLos discos pueden sufrir diferentes daños: alabeo, rayado, rotura y cristalización.

4.14.6.1 AlabeoEl alabeo se produce por un sobrecalentamiento de la superficie de frenado que provoca una deformación en el disco. Esto provoca vibraciones en la frenada y una disminución en la potencia de frenado. El alabeo puede ser prevenido con una conducción menos exigente con los frenos, aprovechando el freno motor con un uso inteligente de la caja de cambios para reducir la carga del freno de servicio. 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 comparador de dial o carátula (para medir la deformación).

4.14.6.2 RoturaLa rotura está en todos los tipos de discos, en los que pueden aparecer grietas entre los agujeros (para los ventilados y súper ventilados), y grietas en la superficie de fricción que tiene el disco.

4.14.6.3 RayadoEs producido cuando las pastillas de freno no están bien instaladas o son de material más duro que el material proveniente de los discos, esto al frenar provoca un rayado en el cual hace que el disco, en la superficie de fricción se deforme. La solución para este problema es el rectificado de ambos discos. Pero a veces es a causa de la mal instalación de ese sistema.

4.14.6.4 CristalizaciónEl disco se cristaliza cuando, al momento de frenar, el material de fricción del disco con las pastillas generan una mayor temperatura (por ejemplo, al frenar desembragado en la bajada de una cuesta),y a su vez generan que la resina que contiene el material de fricción se haga líquida y suba a la superficie formando una capa que evita el rozamiento y la abrasión entre ambos objetos, provocando que el disco o la pastilla se deterioren, quedando la pastilla con un brillo en

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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. Este percance puede sucederle a quien ignore la teoría del frenaje, la que podría resumirse así: "para poder cumplir su cometido los sistemas de freno tienen que ejecutar dos funciones, la primera es convertir la energía cinética, es decir la que posee todo vehículo en movimiento, en otra forma de energía que pueda ser sacada del móvil, causando la reducción de la velocidad o la detención en caso necesario, en la mayoría de los casos la energía cinética es convertida en calor por medio del roce entre zapatas y tambores o entre discos y pastillas. La segunda función es la de disipar el calor producido por el roce antes mencionado en el medio ambiente, por lo tanto puede decirse 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. La "cristalización" de zapatas y pastillas es una evidencia concluyente de que los frenos fueron abusados y por lo tanto recalentados.

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4.15 Frenos de tamborEste tipo de freno está constituido por un tambor, que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.

Figura 93. Elementos que conforman un tambor de freno.

4.15.1TamborEl tambor es la pieza que constituye la parte giratoria del freno y que recibe la casi totalidad del calor desarrollado en el frenado.Se fabrica en fundición gris perlitica con grafito esferoidal, material que se ha impuesto por su elevada resistencia al desgaste y menor costo de fabricación y que absorbe bien el calor producido por el rozamiento en el frenado. Cabe destacar también, para ciertas aplicaciones, las fundiciones aleadas, de gran dureza y capaces de soportar cargas térmicas muy elevadas.

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Figura 94. Tambor de frenos.

4.15.2Mantenimiento de los frenos de tamborEl mantenimiento de los frenos de tambor inicia con una inspección visual de:• Las balatas, para detectar las condiciones de desgaste de éstas y si ya terminó su vida útil o tienen un desgaste anormal se deberán reemplazar. • El tambor, el cual no debe presentar grietas, ovalado, exceso de ceja, ralladuras o surcos, en caso necesario se deberá rectificar o reemplazar.• Los resortes, los cuales no deberán estar quebrados, flojos o sueltos.• El cilindro de rueda, el cual no debe presentar fugas del líquido de frenos, en caso necesario hay que repararlo o reemplazarlo. Siempre que se reemplacen las balatas es importante reemplazar los resortes de retroceso y los resortes de retención de las balatas, ya que los resortes están en un ciclo de calentamiento y enfriamiento durante su operación y esto genera pérdida de su tensión lo cual puede provocar que las balatas se arrastren en el tambor y sufran un mayor desgaste de lo normal. Al reemplazar las balatas se debe rectificar el tambor para eliminar la deformación de los tambores y exista un mejor frenado.Debido a la cantidad de piezas y modelos distintos del sistema de frenos de tambor, es importante trabajar solamente con el freno de un lado, para dejar el otro freno como modelo por si cometemos algún error o tenemos alguna duda. Otra opción es realizar un diagrama antes de desarmar el freno de tambor.

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Figura 95. Elemento del freno de tambor.

4.15.3Plato de frenoEl plato de freno está constituido por un plato porta frenos o soporte de chapa embutida y troquelada, sobre el que se monta el bombín o bombines de accionamiento hidráulico y las zapatas de freno y demás elementos de fijación y regulación.Las zapatas se unen por un extremo al bombín y por el otro a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidas al plato por medio de un sistema elástico de pasador y muelle, que permite un desplazamiento de aproximación al tambor y las mantiene fijas en su desplazamiento axial. El muelle, que une las dos zapatas, permite el retroceso de las mismas a su posición de reposo cuando cesa la fuerza de desplazamiento efectuada por el bombín.

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Figura 96. Esquema interno de un plato de freno.

4.15.4Bombines o cilindros de freno de tamborEstos elementos son los encargados de efectuar el desplazamiento lateral de las zapatas para el frenado del tambor.

Figura 97. Bombín de los frenos de tambor.

4.15.4.1 Bombín de doble pistónEstá formado por un cilindro (1) con los taladros (8) de amarre al plato porta frenos. En su interior van alojados los pistones (2) en oposición, sobre los que van roscados los tornillos (3) para el apoyo de las zapatas. Las cazoletas de goma (4) hacen de retén para mantener estanco el interior del cilindro y los pistones se mantienen separados por la acción del muelle (5) centrado sobre las dos cazoletas retén (4).Por el orificio (A), donde se rosca el latiguillo de freno, tiene lugar la entrada de líquido a presión procedente de las canalizaciones del circuito; en el orificio (B) se monta el purgador (6) que sirve para extraer el aire de las canalizaciones. El conjunto va cerrado con los

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guardapolvos (7), que evitan la entrada de polvo y suciedad al interior del cilindro.

Figura 98. Bombín de los frenos de tambor.

4.15.5Forma y características de las zapatasLas zapatas de freno están formadas por dos chapas de acero soldadas en forma de media luna y recubiertas un su zona exterior por los ferodos o forros de freno, que son los encargados de efectuar el frenado por fricción con el tambor.Los forros de freno se unen a la zapata metálica por medio de remaches embutidos en el material hasta los 3/4 de espesor del forro para que no rocen con el tambor, o bien pegados con colas de contacto. El encolado favorece la amortiguación de vibraciones y, como consecuencia, disminuyen los ruidos que éstas ocasionan durante el frenado.

Figura 99. Zapatas del freno de tambor.

4.16 Purgado del circuito de frenosSi la eficacia de los frenos se ve disminuida puede deberse a que ha entrado aire en el sistema de frenos, en cuyo caso debe ser purgada su instalación. También es bueno hacer una purga cada vez que se sustituye algún elemento

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estropeado como los bombines, servo o cada vez que se abre el circuito para cualquier reparación.

4.16.1Instrucciones generales. El dispositivo de asistencia no debe de estar actuando durante la

operación (se hace con el motor parado). Rellenar el depósito de frenos con líquido al máximo y vigilar que

el deposito no se vacía durante la operación de purgado (volver a rellenar en el caso), dejar la tapa del depósito abierta.

Al estar dispuesto el circuito de frenos en "X" la purga se debe efectuar en cada bombín de rueda siguiendo un orden concreto, que es: detrás izquierda, delante derecha y detrás derecha, delante izquierda.

El purgado de frenos debe de hacerse entre dos personas. Durante el purgado de frenos el pedal de freno se acciona de

manera rápida al pisarlo y de manera lenta al soltarlo con esto evitamos que se pueda dar la vuelta la junta torica que hay en la bomba de frenos que provocaría una avería importante.

Figura 100. Purga de frenos.

4.16.2Procedimiento Primero quitar la protección de goma que cubre el tornillo de

purga del bombín. Insertar en el tornillo un tubo transparente, el otro extremo del tubo sumergirlo en un recipiente que contenga líquido de frenos limpio.

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Afloje el tornillo con una llave de estrella (suele ser de "8"). Pisar a continuación el pedal (la otra persona) de forma que baje rápidamente y suba lentamente, realizando esta operación varias veces hasta que el líquido fluya por el tubo sin burbujas; a continuación y con el pedal pisado a fondo, apretar el tornillo del purgador.

Repetir la operación sobre las cuatro ruedas respetando el orden antes preconizado, comprobando, en cada una de ellas, que el depósito está lleno para que no entre aire en las canalizaciones. Terminada la operación, rellenar el depósito hasta el nivel indicado.

Si la revisión del circuito ha sido total o es necesario cambiar el líquido de frenos, conviene vaciar el circuito empezando por el depósito, aspirando el líquido con una jeringuilla o algo parecido, Rellenar el deposito con líquido nuevo y abrir los tornillos purgadores dejando salir el líquido viejo hasta que se vea salir el nuevo. Entonces se cierran los tornillos purgadores con el pedal pisado a fondo y realizar el purgado de frenos rueda a rueda como se ha explicado anteriormente.

4.17 Freno de estacionamientoEste sistema de freno, conocido también como freno de estacionamiento, actúa mecánicamente sobre las ruedas traseras del vehículo por medio de un sistema de varillas o cables accionados por una palanca situada en el interior de la carrocería al alcance del conductor. La palanca amplifica la presión de frenado y el cable compensa o equilibra las diferencias de movimiento de las varillas. Por otra parte pueden originarse presiones desiguales de frenado; para corregirlas se instalan dispositivos especiales equilibradores, los cuales actúan de forma automática, o bien por ajuste manual.

4.17.1Funcionamiento del freno de estacionamiento Al girar la palanca (1) hacia arriba para accionar los frenos, la uñeta del trinquete (4) se desliza la lo largo de los dientes del sector, quedándose fija en la posición deseada e impidiendo que la palanca se baje. Este desplazamiento de la palanca al girar sobre su eje accionando la varilla (3) y los cables (8) que accionan los dispositivos de frenado en los platos porta frenos o mordazas. Para desconectar el freno de mano basta con pulsar sobre el botón de desenclavamiento (2) que acciona la varilla (3) soltando la uñeta del trinquete por lo que permite el giro angular de la palanca (1) hacia abajo, desconectando la fuerza de tiro sobre los elementos de frenado.

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Figura 101. Palanca del freno de estacionamiento.

4.17.2Constitución del freno de estacionamientoEn la figura inferior se puede ver el despiece de un freno de mano clásico, en el que puede verse la palanca de mando (1), situada entre los asientos delanteros del vehículo, a la que se une la varilla de tiro (5), en el otro extremo de la varilla se une la pieza derivadora (6), que se sujeta con las tuercas de reglaje (7). De esta pieza parten los cables con funda (8), que van a cada una de las ruedas, uniéndose a la palanca de accionamiento (9), que acciona las zapatas, aplicándolas contra el tambor. Por el interior de la palanca de mando pasa la varilla (3), que acciona una uña que enclava el trinquete (4).

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Figura 102. Constitución del freno de estacionamiento.

4.18 Líquido de frenos El líquido de frenos es un líquido hidráulico que hace posible la transmisión de la fuerza ejercida sobre el pedal de freno a los cilindros de freno en las ruedas de los automóviles.

Figura 103. Depósito del líquido de frenos.

4.18.1Composición del líquido de frenos.El punto de ebullición del líquido de frenos ha de ser elevado ya que las aplicaciones de frenos producen mucho calor, además la formación de burbujas puede dañar el freno, y la temperatura de congelación ha de ser también muy baja, para que no se congele con el frío. Los líquidos de frenos convencionales tienen, según el Department of Transportation, DOT (del inglés Departamento de Transportes) temperaturas de ebullición de 205 °C (DOT 3), 230 °C (DOT 4) o 260 °C (DOT 5.1). Como puede observarse, cuanto mayor es el índice DOT mayor es la temperatura de ebullición.

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4.18.2Puntos a tener en cuento al manejar líquido de frenosDebido al incremento con el tiempo del porcentaje de agua en el líquido de frenos, se recomienda reemplazar cada 2 años y a mucho tardar cada 4 años. Porcentajes de agua superiores al 3% pueden dañar los frenos, ya que podrían formarse burbujas de vapor, las cuales, a diferencia de los líquidos, son comprimibles. Además el agua contribuye a la corrosión de los conductos del líquido de frenos y puede agravar el desgaste de los pistones de freno.El líquido de frenos es tóxico si se ingiere e irrita los ojos y la piel al contacto (RS 22 y 36). Por ello ha de utilizarse guantes y gafas protectoras para su manipulación.Además el líquido de frenos puede atacar la pintura y componentes de plástico. Por ello ha de eliminarse lo antes posible en caso de derrame.El líquido de frenos usado ha de depositarse en un contenedor de residuos especiales.

4.18.3Mezcla de diferentes tipos de líquido de frenosNo se recomienda la mezcla de los líquidos de frenos DOT 3 y DOT 4 ya que DOT 4 es más agresivo. No todas las juntas de goma de un sistema DOT-3 son adecuadas para un DOT 4. El riesgo es un fallo del sistema de frenos. Por regla general ha de usarse siempre el líquido de frenos diseñado para cada sistema de frenos, el cual se especifica en la tapa del recipiente, o bien, es especificado por el fabricante del automóvil.El líquido de frenos DOT 5.1 (a base de glicol) fue de hecho diseñado para ser usado junto con líquidos de frenos del tipo DOT 3 y DOT 4 y contiene a su vez especificaciones de DOT 5. Los líquidos de frenos DOT 5 (a base de silicio) no se pueden mezclar con líquidos de ningún otro tipo.

4.19 Sistema antibloqueo de frenos ABSCon el objetivo de hacer la frenada más eficiente y segura se ideó y se ha ido perfeccionando el llamado sistema de frenado antibloqueo ("Antilock Bracking System, o ABS).Básicamente consiste un sistema que evita el bloqueo de las ruedas al frenar, y por tanto evita que se pierda el control direccional del vehículo. Esto es así porque sólo una rueda que gira, sin bloquearse, puede generar unas fuerzas laterales que pueden cumplir con las funciones de dirección y control del vehículo.

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Este sistema de regulación de la frenada comienza con unos sensores ubicados en las ruedas que controlan permanentemente la velocidad de giro de las mismas, por eso que también se les llama captadores RPM de ruedas. A partir de los datos que suministra cada uno de los sensores, la unidad de control electrónica (la ECU) es capaz de calcular mediante un algoritmo matemático una velocidad media, que se toma que corresponde aproximadamente a la velocidad del vehículo. Comparando las distintas velocidades que va adquiriendo una rueda con la media global se puede saber si esta rueda amenaza o no con bloquearse.Si es así, el sistema ABS se activa reduciendo automáticamente la presión de frenado en la rueda en cuestión hasta alcanzar un valor umbral fijado de antemano y que queda por debajo del límite de bloqueo. Cuando la rueda vuelve a girar libremente se vuelve a aumentar al máximo la presión de frenado. Este proceso (reducir la presión de frenado / aumentar la presión de frenado) se repite hasta que el conductor retira el pie del freno o disminuye la fuerza de activación del mismo.El sistema antibloqueo ABS constituye un elemento de seguridad adicional en el vehículo. Durante un frenado que presente riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el ABS actúa evitando este riesgo, y consiguiéndose además las siguientes ventajas:- estabilidad en la conducción: es importante mantener la estabilidad del vehículo durante la frenada en cualquier situación;- control de la conducción: se debe mantener el control direccional del vehículo en todo momento, incluso en situaciones extremas de frenada en curva, y aunque se pierda adherencia en algunas ruedas;- distancia de frenado: con el uso del ABS las distancias de frenado en condiciones límites se reducen considerablemente, manteniéndose el control del vehículo.Debido a que la respuesta del sistema para que sea efectiva debe ser muy rápida y exacta, el sistema cuenta con un componente electrónico muy potente, que permite además un análisis de la situación en cada instante y una respuesta en consonancia con la nueva situación. Los nuevos sistemas permiten tomar datos hasta quince veces por segundo de la situación de cada rueda y obrar en consecuencia.4.19.1Funcionamiento del sistema ABS

Como ya se ha dicho, el sistema ABS es un sistema electrónico que comprueba y controla la velocidad de las ruedas durante el frenado. El sistema opera completamente integrado con el sistema de frenos neumáticos estándar del camión o hidráulicos en los vehículos ligeros. Mediante unos sensores ubicados en cada rueda permite controlar la velocidad de las mismas y se controla el frenado durante las situaciones

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de bloqueo de las mismas. El sistema mejora la estabilidad y el control del vehículo al reducir el bloqueo de las ruedas durante el frenado.El Sistema de Anti-Bloqueo de las ruedas (ABS), actúa sobre la fuerza de frenado que se ejerce en los tambores (caso de los camiones) o de los bombines (en caso de vehículos ligeros) de freno. Al momento de sentir una traba o amenaza de bloqueo en las ruedas, proporciona una reducción gradual de la rotación y, adicionalmente, minimiza su deslizamiento de forma tal que la rueda permanezca lo más adherida posible al pavimento, sin deslizar.Un sistema de regulación de presión para camión equipado con ABS se configura según el esquema siguiente:

Figura 104. Frenos ABS.

La unidad de control electrónico (ECU) recibe y procesa las señales recibidas por los sensores de velocidad de las ruedas. La ECU, que está constituido por microprocesadores, calcula una velocidad de referencia o media de entre todas las recibidas, que se considera que corresponde con la velocidad del vehículo. Este dato va a ayudar a detectar si una rueda amenaza con bloquearse, dado que el sistema va a ir comparando sucesivamente esta media global o de referencia con las velocidades específicas que va recibiendo de cada rueda, por lo que se

--1. Sensores de velocidad en las ruedas.

---5. Válvula de pedal de freno.

---2. Una Unidad Electrónica de Control (ECU).

---6. Tanque de aire comprimido.

---3. Válvulas moduladoras de presión.

---7. Ruedas dentadas.

---4. Cilindro de diafragma. ---

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puede intuir si alguna de las ruedas, por la tendencia que lleva en su velocidad, es propensa a bloquearse o no, y actuar en consecuencia.Si efectivamente, una de las ruedas amenaza con bloquearse, la ECU actúa de inmediato reduciendo la presión de frenado de esa rueda hasta alcanzar un valor fijado por debajo del límite de bloqueo, para que cuando la rueda vuelva a girar libremente se vuelva aumentar la presión de frenado para que continúe el proceso de parada. Este proceso se repite hasta que el conductor deja de accionar el pedal de freno, o disminuye la presión de activación del mismo.

Figura 105. Circuito del líquido de frenos.

De la anterior figura que corresponde a la de un vehículo ligero, se desprende que el sistema de ABS es igual al circuito de frenos convencional al que se le han añadido un hidrogrupo, una centralita electrónica de control (ECU) y los sensores o detectores de régimen de giro en cada rueda.

4.19.2Componentes del sistema ABS4.19.2.1 Sensores de rueda

Los sistemas de sensores ABS, también llamados captadores de rueda, miden la velocidad instantánea en cada rueda, enviando constantemente esta información a la ECU. El conjunto está compuesto por el captador o sensor y un generador de impulsos o rueda fónica (dentada) que gira con la rueda. El sensor de rueda se instala en el buje de la rueda, donde queda posicionado frente a la

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corona dentada que forma parte del propio eje de transmisión, dejando un entrehierro de un milímetro entre ambos.

Figura 106. Sensores de rueda ABS.

El captador funciona según el principio de la inducción. Se instala en el buje de la propia rueda, donde queda posicionado frente a la corona dentada, que como se ha dicho anteriormente, forma parte del propio eje de giro de la rueda. Para obtener una señal correcta, conviene mantener un entrehierro o separación entre el captador y la rueda fónica.

El sensor constantemente envía información de la velocidad de la rueda a la ECU mediante el correspondiente cableado que los une. El sensor se sujeta en su lugar contra la rueda dentada con un clip a presión. El tipo del eje determina la ubicación de montaje del sensor. Así, los sensores del eje de la dirección se instalan sobre el muñón de la propia dirección o sobre un soporte convenientemente atornillado, mientras que los sensores del eje propulsor, o eje trasero, están montados sobre un bloque fijado al alojamiento del eje.

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El sensor o captador se rige por el principio de inducción. Está formado por imán permanente y una bobina conectada con la unidad hidráulica. El imán permanente crea un flujo magnético que se ve afectado por el paso de los dientes de la corona frente al imán, de manera que genera una tensión eléctrica en la bobina de tipo alternativa casi sinusoidal, cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de giro de la rueda.

Figura 107. Sensores de rueda ABS.

A continuación se resume algunos aspectos que se debe tener en cuenta cuando se lleve a cabo la instalación del conjunto sensor/rueda dentada- se debe asegurar que el desplazamiento longitudinal de la rueda dentada no supere los 0.2 mm;- no se debe instalar ruedas dentadas con señales de daños tales como dientes picados ó deformados;- en el momento de la instalación, inicialmente el sensor deberá hacer contacto con la rueda dentada. El centro del sensor debe hacer contacto con la rueda dentada cerca del centro del ancho del diente, como mínimo a 3 mm de la orilla del mismo.- Debe tener excelentes características anticorrosivas y de adhesión y ser capaz de funcionar continuamente con un margen de temperaturas de -40°C a 150°C.

4.19.2.2 Unidad de Control Electrónico (ECU)La ECU se encarga del tratamiento de las señales enviadas por los captadores o sensores de cada rueda. Es el cerebro del sistema ABS. Recibe información de los sensores y envía señales a las válvulas ABS y a la unidad hidráulica para el caso de sistemas hidráulico de frenos. Hay ECU para aplicaciones de montaje en la cabina o bien en el bastidor.

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El sistema de funcionamiento de la ECU se inicia con las informaciones recibidas por cada sensor, que son tratadas en paralelo mediante unos microcomputadores. En caso de desigualdad de las informaciones recibidas entre los sensores, la ECU supone que hay peligro de bloqueo en alguna rueda e inicia el proceso de regulación de la frenada, es decir, activa el ABS.

Figura 108. Unidad de control electrónico.

La respuesta o salida de la ECU es amplificada para que sirvan para activar a las electroválvulas y la unidad hidráulica.Además la ECU sirve para la realización de la diagnosis, según una doble vertiente:- Por un lado, la ECU realiza acciones autónomas que utiliza para

labores de comprobación de sus periféricos y de su propio funcionamiento, es decir, auto-diagnosis;

- Por otro lado, se refiere a la posibilidad de acceder a las informaciones o estado del sistema desde el exterior, es decir, la diagnosis exterior que realiza un mecánico mediante el aparato de diagnosis.

El proceso de auto diagnosis es un proceso automático que realiza la ECU y que sirve para:- Verificar el estado de sus periféricos.- Ser capaz de adoptar una marcha, según algún tipo de avería

detectada.- La ECU dispone de una memoria interna que permite memorizar

fallos detectados que permitan una intervención posterior.

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Cualquier fallo detectado queda memorizado de manera permanente en la ECU, incluso si no hay tensión de alimentación.

Cada vez que se arranca el vehículo, la ECU efectúa un cierto número de tareas para comprobar el estado del sistema. Las comprobaciones realizadas principalmente son:- Test internos de la propia ECU.- Test con sus periféricos: alimentación, relé de electroválvulas,

sensores.- Interfaces hacia el exterior.

Si una vez realizado estos test iniciales de comprobación no se detectan fallos en el sistema, esta fase finaliza con el apagado del testigo de fallo al cabo de un par de segundos, aproximadamente.No obstante, cuando el vehículo está circulando la ECU sigue realizando otros tipos de auto-controles, algunos se efectúan de forma permanente y otros necesitan unas condiciones de funcionamiento particular (de velocidad mínima de crucero…), en todo caso, todos estos test se llevan a cabo simultánea y continuamente.

4.19.2.3 HidrogrupoEl hidrogrupo o unidad hidráulica es un conjunto formado por motor-bomba, ocho electroválvulas, cuatro de admisión y cuatro de escape, y un acumulador para el fluido hidráulico de baja presión. A continuación se exponen las características más importantes de cada uno de ellos:

4.19.2.3.1 ElectroválvulasEstán constituidas de un solenoide y de un inducido móvil que desarrolla las funciones de apertura y cierre. La posición de reposo es asegurada por la acción de un muelle incorporado. Todas las entradas y salidas de las electroválvulas van protegidas por unos filtros.Con el objeto de reducir la presión de los frenos se incorpora una válvula anti retorno a la válvula de admisión. La válvula se abre cuando la presión de la bomba de frenos sea inferior a la presión de estribo, por ejemplo, cuando se deja de frenar estando el ABS funcionando.

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El circuito de frenado está provisto de dos electroválvulas de admisión abiertas en reposo y de dos electroválvulas de escape cerradas en reposo. Será la acción separada o simultánea de las electroválvulas la que permitirá modular la presión en los circuitos de frenado.

4.19.2.3.2 Equipo motor-bombaEstá constituido por un motor eléctrico y de una bomba hidráulica de doble circuito, controlado por la ECU. La función de este equipo es rechazar el líquido de freno durante la fase de regulación desde los bombines a la bomba de frenos. Cuando actúa el conjunto hidráulico el conductor lo nota dado que se produce un ligero movimiento del pedal de freno.Básicamente el esquema de funcionamiento de esta unidad hidráulica se basa en transformar el movimiento de giro del motor eléctrico en un movimiento alternativo de los dos pistones que conforman la bomba hidráulica, según el principio de la biela-manivela.

4.19.2.3.3 Acumulador de baja presiónDurante la actuación del sistema de ABS recibe el líquido de freno que pasa por la electroválvula de escape. El nivel de presión necesario para el llenado del acumulador de baja presión debe ser lo suficientemente bajo para no interferir en la caída de presión necesaria en la fase de regulación, pero lo suficientemente alta como para vencer el tarado de la válvula de entrada de la bomba.El caudal medio evacuado por la bomba debe ser inferior al volumen máximo suministrado en situación de baja presión.

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Figura 109. Hidrogrupo del sistema ABS.

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4.20 Neumáticos Un neumático es una pieza toroidal de caucho que se coloca en las llantas de diversos vehículos y máquinas. Su función principal es permitir un contacto adecuado por adherencia y fricción con el pavimento, posibilitando el arranque, el frenado y la guía.Los neumáticos generalmente tienen hilos que los refuerzan. Dependiendo de la orientación de estos hilos, se clasifican en diagonales o radiales. Los de tipo radial son el estándar para casi todos los automóviles modernos.

4.20.1Estructura de un neumático sin cámara: 1. cinturón de acero en dirección longitudinal.2. estructura radial.3. alambre.4. llanta.5. banda de rodamiento.6. pared lateral.7. talón (ceja).

Figura 110. Estructura de un neumático sin cámara.

4.20.2Tipos de neumáticos4.20.2.1 Por su construcción existen tres tipos de neumáticos:

Diagonales: en su construcción las distintas capas de material se colocan de forma diagonal, unas sobre otras.

Radiales o con radios: en esta construcción las capas de material se colocan unas sobre otras en línea recta, sin sesgo. Este sistema permite dotar de mayor estabilidad y resistencia a la cubierta.

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Autoportante: en esta construcción las capas de material se colocan unas sobre otras en línea recta, sin sesgo, también en los flancos. Este sistema permite dotar de mayor resistencia a la cubierta aunque es menos confortable por ser más rígida, se usa en vehículos deportivos y tiene la ventaja de poder rodar sin presión de aire a una velocidad limitada, sin perder su forma.

4.20.2.2 Según su uso de cámara. Neumáticos tubetype (TT): aquellos que usan cámara y una

llanta específica para ello. No pueden montarse sin cámara. Se usan en algunos 4x4, y vehículos agrícolas.

Neumáticos tubeless (TL) o sin cámara: estos neumáticos no emplean cámara. Para evitar la pérdida de aire tienen una parte en el interior del neumático llamada talón que, como tiene unos aros de acero en su interior, evitan que se salga de la llanta. La llanta debe ser específica para estos neumáticos. Se emplea prácticamente en todos los vehículos.

4.20.3Dimensiones y simbología de los neumáticosLas dimensiones de los neumáticos se representan de la siguiente forma:

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Figura 111. Dimensiones y simbología de los neumáticos.

205/55 R 16 91 V donde:205 es la anchura del neumático en milímetros.55 es la relación entre el ancho y la altura del neumático en %.R nos indica que es de tipo radial.16 es el diámetro del neumático en pulgadas.91 es el indicativo de la capacidad de carga.V es el símbolo de velocidad.

4.20.4Almacenado de neumáticos Al guardar los neumáticos proceda con precaución.Los neumáticos se deben almacenar en un lugar fresco y seco, alejados de fuentes de luz solar, calor y ozono, como, por ejemplo, conductos calientes y motores eléctricos. Los neumáticos deben almacenarse de manera que no exista peligro de que se acumule agua en su interior. Asegúrese de que las superficies donde deposite los neumáticos estén limpias y sin grasa, combustibles ni otras sustancias que puedan deteriorar la goma. Los neumáticos expuestos a estos materiales durante el almacenamiento pueden debilitarse y corren el riesgo de sufrir fallos súbitos. Así mismo, asegúrese de que circule aire por todos los lados del neumático, incluida la parte inferior, para evitar daños por humedad.

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Si almacena neumáticos horizontalmente (uno encima de otro), hágalo de manera que los neumáticos situados en la base conserven su forma y gire la pila regularmente para preservar la forma de los neumáticos de la base.

4.20.5Mantener la presión correcta de los neumáticosLa presión de los neumáticos puede afectar a la maniobrabilidad, la capacidad de giro y frenado, y el ahorro de combustible de su vehículo. Los neumáticos inflados a una presión incorrecta se desgastan más rápidamente y pueden poner en riesgo la seguridad.

4.20.5.1 Comprobar la presión de neumáticos regularmenteIncluso en condiciones ideales, los neumáticos pierden aire a un ritmo de aproximadamente 0,69 bar (o 1 libra por pulgada cuadrada [psi]) al mes. Dicho ritmo aumenta cuando suben las temperaturas. Comprobar la presión de los neumáticos al menos una vez al mes y aprovechar la ocasión para examinar detenidamente las bandas de rodadura. Se puede consultar la presión recomendada en el manual de usuario del vehículo o en el flanco del neumático.

4.20.5.2 Como comprobar la presión en los neumáticos Utilizar un manómetro. Comprobar la presión a primera hora de la mañana o en

cualquier otro momento en el que los neumáticos estén fríos. Dado que los neumáticos se calientan al conducir, el calor que acumulan puede afectar a la lectura de presión.

Desenroscar la válvula situada en el neumático y coloque el manómetro sobre ella. El breve silbido que oirá es perfectamente normal.

Leer la presión del manómetro y compararla con el valor en bar o psi recomendado para el neumático. Atender a los bar en primer lugar.

Inflar los neumáticos a la presión especificada por el fabricante.

Colocar los tapones de las válvulas en cada neumático. Un mal ajuste con las llantas o algún defecto en las válvulas

podrían estar produciendo una pérdida lenta de aire.

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4.20.6Rotación de neumáticosRotar los neumáticos le ayuda a obtener un desgaste uniforme en todo el juego. Por extraño que parezca, el desgaste puede ayudar a ampliar la vida útil de los neumáticos y proporcionar una maniobrabilidad y una tracción equilibradas. La rotación regular de los neumáticos puede contribuir a que su vehículo maniobre con suavidad. Es recomendable rotar los neumáticos cada dos cambios de aceite.

4.20.6.1 ¿Por qué debe rotar los neumáticos? Por lo general, los neumáticos delanteros de los vehículos se desgastan más rápidamente que los traseros. Cambiar sus posiciones frecuentemente ayuda a que se desgasten más uniformemente y a que sus bandas de rodadura lleguen al final de su vida útil. No obstante, conviene recordar que la rotación de los neumáticos no corrige problemas de desgaste debidos a presiones de inflado incorrectas.

4.20.6.2 ¿Con qué frecuencia deben rotarse?Es recomendable rotar los neumáticos cada dos cambios de aceite (entre cada 10.000 y 12.000 km, aproximadamente). Si conduce a altas velocidades, transporta cargas pesadas o recorre distancias largas regularmente, la tensión adicional a la que se ven sometidos los neumáticos podría requerir rotaciones ligeramente más frecuentes. Deben rotar los neumáticos lo antes posible si detecta cualquier desgaste desigual en ellos. Si los neumáticos emiten un zumbido al circular por una carretera lisa, podría ser el momento de pensar en rotarlos.Compruebe siempre las flechas moldeadas en el flanco al rotar neumáticos con un patrón de banda de rodadura direccional. Estas flechas indican la dirección de giro del neumático y deben observarse estrictamente. A continuación se presenta la forma de rotación de los neumáticos según la tracción que disponga determinado vehículo.

Tracción delantera (A o B). Tracción trasera o tracción a las 4 ruedas (C o B). Llantas direccionales o con sentido de rotación (D).

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Llantas de vehículos en las que las delanteras son diferente medida que las traseras (E).

Figura 112. Rotación de neumáticos.

4.20.7Examinar las bandas de rodaduraLa condición de la banda de rodadura es un indicador del estado de salud del vehículo. La revisión periódica de los cuatro neumáticos puede ayudar a identificar posibles problemas que podrían requerir la intervención de un profesional. Revise los neumáticos al menos una vez al mes y antes y después de realizar viajes largos.

Figura 113. Examinar bandas de rodadura de los neumáticos.

4.20.7.1 Signos que debe buscarLas barras indicadoras del desgaste pueden verse en la banda de rodadura: Estas barras de caucho rígido están diseñadas para hacerse visibles cuando la banda de rodadura del neumático se ha desgastado. Si aparecen estas barras indicadoras del desgaste, es el

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momento de comprar un nuevo juego de neumáticos. Si no está seguro de su ubicación, busque la marca situada en el flanco que indica dónde se encuentran.

4.20.7.2 El calibrador de profundidad de la banda de rodadura indica que las bandas de rodadura están desgastadasDe acuerdo con la legislación europea, las bandas de rodadura deben tener una profundidad mínima de 1,6 mm en torno a la circunferencia del neumático. Para los neumáticos de invierno, Goodyear recomienda una profundidad mínima de 4 mm en la banda de rodadura. Le recomendamos que compre un calibrador de profundidad –que podrá adquirir por poco dinero– para comprobar que los neumáticos cumplen el mínimo legal.

4.20.7.3 Pequeños objetos alojados en la banda de rodaduraNo es extraño que pequeños objetos queden atascados en las bandas de rodadura. Si quedan atascados en el surco, extráigalos con cuidado para no dañar el neumático. Si identifica algún objeto que parece haber atravesado el caucho –como por ejemplo un clavo– no lo extraiga hasta que pueda acudir a un taller mecánico. De lo contrario, es probable que termine con un pinchazo en el neumático.

4.20.7.4 Desgaste de los neumáticos por la parte exteriorSi detecta que los neumáticos están desgastados en sus dos bordes, podría ser necesario inflarlos o comprobar si presentan pérdidas. Aunque los neumáticos pierden aire de manera natural, conducir con un inflado insuficiente en ellos consume más combustible y aumenta el riesgo de accidente. Asegúrese de comprobar la presión regularmente.

4.20.7.5 Desgaste excesivo en el centro de la banda de rodadura Si el centro de la banda de rodadura está desgastándose más rápidamente que los bordes exteriores, podría haber inflado en exceso los neumáticos. Esta situación puede aumentar el riesgo de sufrir reventones en los neumáticos. Localice las especificaciones del fabricante, obtenga un manómetro y, posteriormente, desinfle los neumáticos hasta el nivel de presión recomendado.

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4.20.7.6 Desgaste desigual en un único neumáticoLos patrones de desgaste de las bandas de rodadura pueden alertarle sobre problemas en otras partes del vehículo. Si detecta superficies de desgaste desiguales o "calvas", podría ser necesario equilibrar o alinear los neumáticos. En ocasiones, las calvas son indicativas de un deterioro de los amortiguadores. Acuda a un profesional.

4.20.7.7 Desgaste desigual en la huella del neumáticoLos cuatro neumáticos no se desgastan al mismo ritmo. La parte delantera del vehículo aloja el motor y es la que se ocupa de realizar los giros. Esta es la razón por la cual los neumáticos del eje delantero se desgastan más rápidamente. Si le parece que están desgastándose más de lo normal, deberá revisar la suspensión. Si el desgaste es mayor en un lado del vehículo que en el otro, podría ser el momento de alinear los neumáticos.

4.20.7.8 Patrón con forma de dientes de sierra en los bordesSi detecta que los bordes de los neumáticos han adquirido una forma similar a dientes de sierra o plumas, esto podría deberse a una fricción errática contra la carretera e indicar que es necesario realizar una alineación.

4.20.8Sustitución de los neumáticosLa vida útil de los neumáticos es variable y depende de sus hábitos de conducción, del clima en el que circula y del mantenimiento que realiza de los mismos. Todos los neumáticos se desgastan o deterioran y deben sustituirse en algún momento.La sustitución de un neumático ya usado ha de ser por uno de las mismas dimensiones. Algunos vehículos están homologados para llevar varias medidas, pero siempre han de ser todos iguales (o lo que recomiende el fabricante, pues algunos vehículos montan neumáticos distintos delante y detrás).También han de tenerse en cuenta los códigos de carga y velocidad. Estos pueden ser de un código superior a la recomendada por el fabricante.Al cambiar los neumáticos no debe comprometerse la seguridad por ahorrar algo de dinero. Legalmente, en la mayoría de los países el dibujo del neumático debe tener una profundidad superior a 1,6 mm (Unión Europea) o 2/32 pulgadas (Estados Unidos). Con profundidades

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inferiores a 3 mm, conforme disminuye esa profundidad, la adherencia del neumático sobre suelo mojado disminuye, siendo esa disminución mucho más acusada al bajar de 2 mm, disminuyendo significativamente la velocidad a la que se alcanza el hidroplaneo (aquaplaning) y la tracción en nieve es casi nula. Los neumáticos llevan en los canales un testigo de desgaste, es una elevación dentro de los canales de agua, cuando esa elevación queda al nivel de los canales de apoyo el neumático está para sustituir, además, los neumáticos de invierno (señalados M+S, MS o M&S según RD 2822 "Reglamento General de Vehículos", en USA el marcado es una montaña de 3 picos que contiene dentro un copo de nieve) tienen un doble testigo de desgaste, se trata de una elevación dentro de los canales de agua que tiene dos alturas, cuando la primera altura llega al nivel de los canales de apoyo el neumático de invierno debe ser utilizado únicamente como neumático de verano.Los neumáticos para invierno necesitan mayor profundidad para compactar la nieve en las ranuras y soltarla al rodar. Si la banda de rodamiento no posee la suficiente profundidad, la tracción y la maniobrabilidad del vehículo se reducen considerablemente por la falta de adherencia.Por ello, algunos fabricantes de neumáticos recomiendan sustituir los neumáticos antes de llegar a los 2 mm, aunque otros fabricantes recomiendan una profundidad mínima de 3 mm o 4/32 pulgadas (3,175 mm). Si se prevé conducir sobre suelo nevado, la profundidad mínima recomendada es mayor, habitualmente 4 mm, 5 mm o 6/32 pulgadas (4,762 mm).Finalmente, en el caso de no sustituir todos los neumáticos, debe intentarse que los neumáticos del mismo eje sean de la misma marca y modelo, y preferiblemente que tengan un desgaste similar. Dos neumáticos distintos en el mismo eje dan lugar una adherencia desigual que puede variar el comportamiento del vehículo sustancialmente en condiciones de emergencia o de conducción extrema. Si se disponen neumáticos distintos dos a dos, es mejor montar los iguales en el mismo eje, con los neumáticos nuevos o en mejor estado siempre en el eje trasero, ya que es el eje que el conductor no puede controlar al perder agarre en casos de circulación sobre suelo resbaladizo, por ejemplo mojado o con barro.

4.20.8.1 Las bandas de rodadura están desgastadas Incluso si realiza el mejor mantenimiento posible de los neumáticos, sus bandas de rodadura se desgastarán con el paso del tiempo. La

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mayoría de los neumáticos cuentan con barras indicadoras de desgaste de la banda de rodadura. Dichas barras de caucho rígido aparecen en el neumático cuando la profundidad de su banda de rodadura se ha desgastado por debajo del límite de conducción segura, que generalmente es de 1,6 mm. También debe examinar las bandas de rodadura para comprobar si presentan patrones de desgaste que puedan indicar otros problemas en los neumáticos o su vehículo.

4.20.8.2 Se aprecian daños visiblesExamine los flancos y las bandas de rodadura para comprobar si presentan daños. Si aprecia pequeñas grietas en el flanco –fenómeno que se denomina "cuarteo"– es el momento de sustituir los neumáticos. Dado que los flancos no son excesivamente gruesos, el deterioro de uno de ellos puede provocar un fallo del neumático. También deberá examinar las bandas de rodadura, los hombros y los flancos para comprobar si presentan burbujas, ampollas, cortes o grietas. Todos estos son signos inequívocos de que necesita neumáticos nuevos, incluso si los que utiliza actualmente aún no se han desgastado por el uso. Al comprar neumáticos de sustitución, es aconsejable que sustituya las cuatro unidades al mismo tiempo. Si solo compra dos, asegúrese de que sus características coinciden con las de los neumáticos parcialmente desgastados. Asegúrese de instalarlos en el eje trasero del vehículo, ya que ello le proporcionará una mejor tracción y estabilidad al conducir.

4.20.9Rueda de emergenciaUna rueda de repuesto o de esteple, es una rueda adicional completa, con llanta y neumático, presente en muchos automóviles para sustituir otra operativa que se pinche, reviente o rompa.Esta rueda puede ser idéntica a las que el vehículo ya tiene equipadas, pero va montada sobre una llanta de acero. Algunos fabricantes suministran una rueda de emergencia, coloquialmente conocida como rueda de juguete o de galleta, para ahorrar en peso, precio y espacio. Son menores que las normales y su uso es limitado debido a su bajo nivel de velocidad y de carga.Las ruedas de repuesto pueden ir montadas en numerosos lugares del coche. Normalmente se esconden bajo el maletero, pero puede estar bajo el capó, bajo el suelo, en el maletero. Algunos vehículos, como los camiones, no tienen espacio físico para alojarla, así que se coloca bajo él y se asegura al chasis. Se han creado varios sistemas antirrobo para

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el caso en el que van montadas en el exterior del vehículo. En otros modelos, se monta un soporte bajo el chasis que se sustenta con un tornillo dentro del habitáculo. Al aflojar dicho tornillo, se libera el soporte.En automóviles antiguos, es común verlas en el exterior, montadas en los laterales de las aletas delanteras. Otros la montan en el portón trasero, notándose el alojamiento desde el exterior.

Figura 114. Ubicación de la rueda de emergencia.

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