Mecánica Automotriz - Power Unidad 6

7/25/2019 Mecnica Automotriz - Power Unidad 6

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MECNICA

AUTOMOTRIZ

Lic. Antonio R. VidalesLic. en Criminalstica / Gestor en Seguridad Vial

Mat. Prof. N 114

Prov. de Corrientes


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Sistema de

Frenos


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A qu

llamamosSistema deFrenos?


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Elementos que tienen la funcin deaminorar la velocidad del vehculo, llegando

incluso a detenerlo a voluntad del conductor

de forma segura y con el mnimo esfuerzo,an en caso de avera.

Para la disminucin de la velocidad los

frenos transforman la energa mecnica enenerga calorfica, al hacer rozar una partefija del vehculo (pastillas y zapatas) con otra

parte mvil (disco o tambor).


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Breve reseahistrica


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Con los primeros usos de la rueda se

comenzaron a utilizar las cuas como frenos.

El hombre hacindose uso de la friccinproducida por el desgaste de la rueda,

estableci que mediante ello se poda

retardar el movimiento de la rueda y con el

uso de la palanca aumentar la fuerza defriccin, lo que determin la invencin del

freno.


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En 1895 se emplearon zapatas exteriores

con tacos de freno de madera, que actuaban

directamente sobre el exterior de la ruedacon aro metlico.

Con la introduccin del neumtico se mejora

dicho sistema, utilizando cuerdas de camo

que daban dos o tres vueltas a las poleas

solidarias a la rueda, previa interposicin delas cintas de frenos, lo cual daba un efecto

de frenado superior pero se consuman en

poco tiempo.


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El 1909 aparecen las cintas de freno ferodo

y de los frenos sobre las ruedas delanteras.

Ms tarde aparecen los frenos de tambor o

de expansin.

En 1910 se patenta el freno aplicado a las

ruedas delanteras. (En un saln de Londres seexpone un automvil de 12 HP , dotado de frenos sobre lasruedas delanteras y dos frenos traseros comandados poruna palanca de mano)


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El 1912 aparecen los frenos sobre las cuatro

ruedas, un sistema de freno mecnico

integral el cual es comandado por un pedal o

una palanca.


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Componentes


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Tambor

Plato deFreno

Zapatas


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1. Tambor: es la parte mvil, fabricado enfundicin gris perltica con grafito esferoidal

de elevada resistencia al desgaste por

rozamiento y a la deformacin por la

temperatura. En la zona central hay unos

orificios para los esprragos de la rueda, conla cual el tambor gira solidario.


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2. Plato de freno: es la parte fija, formadopor un plato soporte de chapa, las zapatasde freno, los mecanismos de accionamiento

y los elementos de fijacin y regulacin.


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Ests han de tener una dureza inferior a la

del tambor para no daarlo, ser resistentes ala abrasin y a las altas temperaturas, de

alto coeficiente de rozamiento e

indeformables, para los cual se utilizan una

serie de materiales, que agrupados, renenesas propiedades, como son:

el amianto (elemento bsico),

resinas sintticas y

compuestos minerales (carbono, azufre,

bario, magnesio, manganeso).


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Elementos: el elemento fijo del freno dedisco se denomina pastilla y el elemento

mvil disco, abrazado al cual se halla la

mordaza.

El disco, que se mueve con la rueda, est

fabricado en fundicin perltica gris, aunque

actualmente se hacen con fibra de carbono.


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En los frenos de disco, el bombn de rueda

se ha sustituido por uno o dos pistones

huecos, que al recibir la presin del lquidode frenos, actan sobre las pastillas de freno

y stas a su vez, sobre el disco de freno,

produciendo el efecto de frenado. Estos

pistones huecos presentan la ventaja de

transmitir menos calor.


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Algunos sistemas llevan dos o cuatro

pistones mandados por sus respectivos

circuitos que aseguran la accin de laspastillas sobre los discos. En caso de fallo

de algn circuito, el frenado est asegurado

aunque de una forma menos eficaz.


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Tipos de Frenos


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- Frenos de Tambor o de Expansin: algunostipos de frenos de tambor de funcionamiento

hidrulico son los siguientes:1. Simplex: las zapatas estn accionadas

por un solo bombn de doble pistn y dos

zapatas, una primaria y otra secundaria.2. Dplex: poseen dos zapatas primarias y

un bombn doble de pistn nico.

Tipos de Frenos


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3. Do-servo: la zapata primaria se halla

unida a la secundaria en serie. Ademsposee: un bombn de accionamiento, dos

muelles recuperadores, dos zapatas, una

biela de acoplamiento y un tambor.

Tipos de Frenos


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Sistemas deMando


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Sistema mecnico: no se emplea

actualmente, salvo para el accionamiento delfreno de estacionamiento (freno de mano), o

en ciclomotores y motocicletas de pequea

cilindrada.En este tipo de sistema de frenado, la fuerza

aplicada directamente por el conductor es

transmitida a los elementos frenantes por unconjunto de palancas, varillas o cables hasta

la palanca que hace girar la leva y produce

la separacin de las zapatas.


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Sistema hidrulico: permite aumentar, congran facilidad, la fuerza con la cual se pisa el

pedal de freno mediante la relacin que

existe entre las secciones del pistn que latransmite y del pistn que la recibe. Segn

este principio, la fuerza ejercida sobre el

pedal de freno se aprovecha para empujar a

dos cilindros. La fuerza obtenida en cadacilindro ser proporcional a la superficie

respectiva de cada mbolo.


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Doble circuito de frenos (socorro oseguridad): el sistema hidrulico podrapresentar un problema de que una fuga de

lquido de frenos inutilizara el sistemacompleto, lo cual se soluciona dotando al

vehculo de un sistema doble de frenos que

posea dos circuitos independientes,

conocido con este nombre.


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Puede haber diferentes sistemas:

- Un cilindro principal con un pistn que

slo acta sobre los frenos delanteros y otropistn sobre los traseros. Cada freno de

disco delantero es accionado por dos pares

de pastillas conectadas independientemente

al doble cilindro principal. Tambin ocurre

esto en una rueda trasera.

- Un pistn del doble cilindro principal

que acta sobre los elementos frenantes de

las cuatro ruedas y otro pistn y circuito que

acta nicamente sobre las ruedas

delanteras.


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Actualmente se utiliza mucho el doblecircuito en diagonal de tal forma que unpistn acciona el elemento frenante de la

rueda delantera-derecha y el de la ruedatrasera-izquierda mientras que el otro

acciona el elemento frenante de la rueda

delantera-izquierda y el de la rueda trasera-derecha.


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Sistema neumtico de frenado (envehculo pesado):este sistema consiste enutilizar, para el accionamiento de los

elementos frenantes de las ruedas, el airecomprimido generado por el propio motor del

vehculo. Se emplea habitualmente en los

vehculos pesados, donde por su gran peso

o carga, precisan potencias y energas defrenado grandes.


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Servo Freno


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Sirve para reducir el esfuerzo que el

conductor debe aplicar para accionar los

elementos frenantes.

El ms corriente aprovecha la depresin o

vaco parcial del colector de admisin, de ah

que, con el motor parado, no acta, y parafrenar en tal caso hay que hacer un mayor

esfuerzo.

Consiste en un cilindro en cuyo interior hayun pistn o diafragma que se desplaza

debido a una diferencia de presin en sus

caras.


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SistemaAuxiliares


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- Ralentizadores (retardadores): es un frenoque, usado adecuadamente, preserva losfrenos de servicio, obtenindose una mayor

duracin de los forros de freno. Se basa en

la creacin de un campo magntico por la

corriente elctrica que circula por unas

bobinas. No existe roce entre sus elementos

de frenado ya que este efecto se producepor la reaccin de las corrientes inducidas

sobre el elemento mvil de un campo

magntico inductor.


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El montaje de este tipo de Ralentizadorespuede realizarse de dos formas:

1. en la transmisin, para grandes distancia

entre ejes.

2. focal, en la caja de cambios o puente

trasero para distancias cortas entre ejes.


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- Antipatinaje de ruedas (ASR):el calculadordel ABS maneja asimismo el ASR y suscomponentes.

Complementario del ABS, el sistema ASR

permite, al arrancar y acelerar, adaptar de lamejor manera la adherencia de las ruedas

motrices del vehculo a la calzada. De esta

forma se mejoran el poder de propulsin y eldesplazamiento lateral.


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El sistema ASR permite las arrancadas delvehculo en terrenos donde patinan una o las

dos ruedas (hace el efecto de bloqueo del

diferencial) y tambin actan cuando en uncurva existen desplazamientos laterales de

las ruedas.

El ASR no se puede montar slo, es uncomplemento del ABS


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- Hidrodinmicos (Hidrulicos): es unretardador hidrodinmico de un solo flujo que

se coloca a la salida de la caja de

velocidades. La energa del aceite es la queconfiere al ralentizador su potencia de

frenado, es decir, no existe ningn

rozamiento mecnico. Peridicamente sedebe cambiar el aceite.

Se compone de un rotor, solidario al rbol de

transmisin, y de un estator fijo.


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-Freno Motor (en el escape):limita el caudalde gases hacia el silencioso de escape

frenando el desplazamiento de los pistones.

Existen dos sistemas de freno motor:

1. Freno en colector de escape

2. Freno sobre culata


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- Antibloqueo de ruedas (ABS): es unsistema electrnico que corrige

automticamente la potencia de frenado decada rueda (o de un eje) en funcin del nivel

de adherencia que encuentra.

Al adaptar la potencia del frenado a laadherencia que se encuentra bajo cada

rueda, elABSpermite al conductor controlarexactamente la trayectoria del vehculo,

conservando al mismo tiempo la estabilidad

y aprovechando la mayor eficacia del

frenado compatible con el estado de la

carretera.


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Ruedas y

Neumticos


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Qu es laRueda?


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Son los elementos del automvil que toman

contacto con el terreno y, por tanto, el nicolazo de unin entre el suelo y el vehculo.


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Funcionalidades: han de cumplir una serie

de funciones como:1. Sostener el peso del vehculo, facilitandosu movimiento con el mismo esfuerzo

2. Convertir el movimiento de giro enmovimiento de avance, gracias a suresistencia al deslizamiento sobre el terreno.

3. Ofrecer una fuerte resistencia aldeslizamiento, sobre el suelo en momentos

de frenado.

4. Dirigir el automvil, parar lograr los giros.


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5. Absorber o amortiguar los choques ogolpes, debidos a pequeas irregularidades

del terreno (hasta un 10%)

6. Liberar al ambiente el calor, producido porlos frenos y el trabajo del neumtico.

7. Presentar cierta resistencia al desgaste y

ser de alto grado de seguridad.8. Han de ser ligeras y fciles de montar ydesmontar.


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Elementos de laRueda


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Est formada por dos elementos:

- Parte Metlica: la parte metlica de larueda est formada por tres elementos

unidos entre s, llamados:

Cubo: a l se fija directamente la rueda pormedio de tornillos que permiten un correcto

centrado de la rueda.


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Disco: es un elemento con forma anular quesirve como unin entre la llanta y el cubo

Llanta:es la parte sobre la que se ajusta elneumtico.

Al conjunto disco-llanta se le conoce comoLlanta.


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Tipos de Ruedas Metlicas: el elementometlico de la rueda est formado por undisco o centro de la rueda y una llanta.

Segn como van montadas:

Simples (una rueda montada en cadaextremo del eje de giro)Gemelas (dos ruedas montadas sobre cadaextremo del eje de giro)

Ti d R d M tli


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Tipos de Ruedas Metlicas:

Segn la unin entre el cubo y la llanta:

Disco de acero templado: est formado porla unin permanente entre disco y llanta,

ambos fabricados de acero laminado oestampado. Son las ms utilizadas para

turismo.

Adems en la periferia presenta unosorificios destinados a la refrigeracin de los

elementos frenantes del sistema de frenado

(ventilacin).

Ti d R d M tli


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De aleacin ligera: formadas de una solapieza, estn fabricadas de aluminio ymagnesio.

La ventaja sobre las de acero es que, por su

menor peso, permiten mayores espesores,

aumentando la rigidez y consiguiendo un

mejor reparto de tensiones, as como

mayores aceleraciones por su escasainercia. La refrigeracin de los elementos

frenantes y de los neumticos es muy

buena.


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De radios: poco utilizadas por su elevadoprecio, estn formadas por radios de

alambre de acero. No consiguen una

perfecta estanqueidad impidiendo utilizar

neumticos sin cmara. Son ruedas muy

ligeras y de gran resistencia mecnica.


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Tipos de Llantas: existen diferentes clases,tales como:

Simtrica

Llantas de una sola pieza de base

honda. Asimtrica

Simtrica con resalte

Llantas desmontables


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Adems de estos tipos, existen unas llantas

de seguridad que impiden que el neumticopueda salirse de la llanta en caso de

pinchazo o reventn.


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Neumticos


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Es el elemento elstico exterior montado

sobre la llanta compuesta de una cmara

rellena de aire comprimido. Est en contacto

directo con el terreno y soporta el peso del

vehculo. Tambin acta como amortiguador,absorbiendo, en parte, las irregularidades del

terreno.

Otra de sus funciones es la de agarrarse al

pavimento para producir buena traccin o

propulsin.

E t t d l bi t


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Estructura de las cubiertas:

Carcasa: parte estructural flexible yresistente del neumtico que aguanta losesfuerzos (peso y presin de inflado). Est

formado por capas superpuestas de tejidos

con cuerdas engomadas y cruzadas entre s

para dar resistencia al conjunto.

Cinturn: montado entre la banda derodadura y la carcasa, es el encargado de

que el neumtico no se deforme por su zona

de rodadura en exceso.


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Estructura de las cubiertas:

Banda de rodadura: es la zona de contactoentre el suelo y el vehculo y la de mayor

desgaste del neumtico. Est formada por

una gruesa capa de goma en la que se

practican una serie de canales y ranuras que

permiten tanto el agarre del vehculo como la

evacuacin de aguar por ellos.


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Estructura de los neumticos:

Cima:es la zona correspondiente a la bandade rodadura. Su funcin es la de agarre al

pavimento.

Hombros:son los elementos laterales (parteexterna) de la banda de rodadura. En ellos

se genera la mayor temperatura delneumtico.


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Tipos de neumticos:

Segn la disposicin que exista entre llanta ycubierta para formar la cmara que recibe al

aire.

Neumtico con cmara:la llanta y la cubiertaforman un conjunto resistente a la presin

interna, mientras que la cmara con suvlvula, asegura la estanqueidad, reteniendo

el aire comprimido en su interior.


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Tipos de neumticos:

Esta cmara es un anillo tubular de goma

elstica a base de caucho butilo y de una

vlvula para introducir el aire en la misma.


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Tipos de neumticos:

Neumtico sin cmara: en este tipo deneumticos es la cubierta la que hace el

cierre estanco para alojar el aire a presin en

su interior. Para ello lleva una capa de goma(forro de caucho butilo) muy impermeable al

aire.

Se monta sobre una llanta especial con una

vlvula apropiada dispuesta sobre un taladro

practicado en la llanta.


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Tipos de neumticos:

Su mayor inconveniente es el problema de la

estanqueidad, ya que cualquier deformacin

de la llanta impide un compartimiento llanta-cubierta estanco, por lo que hay que tener

cuidado con las piedras, baches y bordillos.


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Nomenclatura de los Neumticos:

Todos los neumticos deben estarhomologados y llevar impresas en sus

flancos una serie de caractersticas


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22 (Dimetro

interior de lallanta enpulgadas)

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(ndice decapacidad decarga. Existeuna tabla derelacin dendices)

V(Smbolo develocidadmxima. Eneste caso 240

km/h.)

195 mm. (Anchura nominal del neumtico)

55% (Ancho de altura del flanco.

R(Neumtico radial, estructura del neumtico.Cuando es diagonal no figura el signo)


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Desgaste:

- A la velocidad- A los frenos

- Presin de inflado

- Clima (los neumticos se desgastanms en verano que en invierno)

- Equilibrado

- La carga (no sobrepasar el vehculo yrepartir la carga adecuadamente, de lo

contrario, la vida de los neumticos se

reducir considerablemente)


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Dibujo de los Neumticos:

Los neumticos comprendidos en lascategoras siguientes deben presentar,

durante toda su utilizacin, una profundidad

en las ranuras principales de la banda derodadura de, al menos 1,6 mm.

Las categoras que se ven afectadas poresta normativa son:


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M1: vehculos destinados al transporte depersonas que tengan adems del asiento del

conductor, ocho plazas sentadas, comomximo.

N1: vehculos destinados al transporte de

mercancas con un peso mximo autorizadoinferior a 3.500kg.

O1: remolques cuyo peso mximoautorizado sea inferior a 750kg.

O2: remolques con un peso mximoautorizado superior a 750kg. pero inferior a

3.500kg.


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Regrabado de los Neumticos:

Esta operacin se debe realizar en aquellas

cubiertas para las que el fabricante ha

previsto el regrabado y llevan grabadas la

palabra regrovable.Para reproducir el dibujo de una cubierta, se

recomienda no esperar al desgaste total de

la misma. Esta operacin puede aumentar elrendimiento kilomtrico del orden del 30%,

aportando adems adherencia y seguridad.


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Ancorizado:

Esta operacin consiste en practicar unos

cortes transversales suplementarios en la

banda de rodadura, modificando el dibujo

original (se utilizan los mismos aparatos que

para el regrabado).

De esta forma la banda de rodaduraadquiere mayor capacidad de traccin y

resulta ms adecuada para usos invernales.

Recauchutado:


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Consistente en la aplicacin de otra banda de

rodadura de material nuevo sobre la carcasa

o armazn viejo, y su adhesin a travs de un

proceso trmico (vulcanizado).

Slo pueden ser recauchutadas aquellascarcasas que estn en buen estado y no

siempre es recomendable por el peligro de

que la nueva banda de rodadura se despegue

de la carcasa.

Los neumticos recauchutados pueden

permitir un posterior regrabado.

Cambios de medidas y mezclas de


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Cambios de medidas y mezclas deneumticos:

Debern ser siempre de las medidas

autorizadas o las equivalentes aconsejadas

por el fabricante del vehculo.

Deben utilizarse neumticos iguales entodas las ruedas. Razones de seguridad

aconsejan no mezclar neumticos de

distintos tipos, debiendo ser adems delmismo tamao y dibujo.

Si hubieran de usarse mezclados, al menos

deben ser iguales en cada eje

Cambios de medidas y mezclas de


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yneumticos:

En este caso, el conductor ha de tener en

cuenta que el comportamiento del vehculo

ser distinto a como lo hara con las cuatro

ruedas iguales.

En ningn caso se deben mezclar

neumticos diferentes en las ruedas de unmismo eje. Los neumticos en mejorescondiciones deben ir colocados en las

ruedas del eje trasero.


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Mecánica Automotriz - Power Unidad 6

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