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SISTEMA DE FRENOS SISTEMA DE FRENOS L.R.M. 1
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SISTEMA DE FRENOS
SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS Definición :
Es el sistema del vehículo encargado de transformar la energía del móvil en movimiento en calor, por medio de la fricción entre los elementos de frenado y disipar este calor a la atmósfera.
Función : Tiene por función conseguir por medio de sus componentes,
desacelerar gradual o rápidamente el desplazamiento del móvil para conseguir su detención parcial o total, según sean las necesidades en la conducción.
Clases de frenos usados en un vehículo : Tres son las clases de frenos más comúnmente usados en vehículos:
- 1.- Freno de servicio : Es el freno comúnmente usado para contener o detener la marcha del vehículo. Normalmente la fuerza de frenado será aplicada por el conductor sobre un pedal de freno.
- 2.- Freno de estacionamiento: Es el sistema de frenado
independiente del freno de servicio, que es usado para dejar inmovilizado un vehículo al estar estacionado. Normalmente la fuerza de frenado es aplicada por el conductor sobre una palanca ,sobre un pequeño pedal predispuesto para este fin o bien sobre uan válvula neumática.
- 3.- Freno de emergencia: Es un sistema de freno separado del
freno de servicio, este sistema de emergencia es de actuación automática al existir un fallo en el sistema de servicio, o bien puede ser aplicado por un mando que equipa al vehículo con este fin específico.
Tipos de sistemas de freno:
- 1.- Freno mecánico: Consiste en el comando mecánico de los elementos de roce para conseguir el frenaje. Este comando puede ser de dos tipos :
- 1a.- Comando mecánico por medio de piolas ; Se consigue hacer actuar los elementos de roce, trasmitiendo la fuerza de aplicación a través de piolas de acero. Ej. Frenos para estacionamiento.
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- 1b.- Comando mecánico por medio de varillas metálicas ; Se consigue hacer actuar los elementos de roce, trasmitiendo la fuerza de aplicación a través de varillas de acero. Ej. Frenos para estacionamiento, aplicación de elementos en sistemas neumáticos.
- 2.- Frenos Hidráulicos: Consiste en la transmisión por medios
hidráulicos del esfuerzo de frenaje aplicado al pedal de frenos, para hacer actuar a los elementos de frenado.
- 3.- Frenos Asistidos o Servofreno: Es un sistema de frenos hidráulicos al que se le ha proporcionado una ayuda para aliviar el esfuerzo del conductor, consiguiendo una mayor fuerza de aplicación.
- 4.- Frenos Neumáticos : Sistema de frenos que para trasmitir la
fuerza de frenado aplicada al pedal de freno, ocupa aire comprimido a una presión determinada, la que actúa sobre los elementos de frenaje
- 5- Frenos Eléctricos : Freno eléctrico propiamente tal consiste en hacer actuar los elementos de frenaje por medio de la aplicación proporcional de un actuador (solenoide ). Esta proporcionalidad se logra dosificando la corriente por medio de una resistencia eléctrica, del tipo reostato.
- 6.- Retardadores
- 6a.- Freno por el motor: Consiste en aprovechar la resistencia al giro que opone el motor, por su compresión, al ser arrastrado desde la ruedas motrices impulsado por la inercia del vehículo en movimiento, transformando el motor en un compresor sin descarga.
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SISTEMA DE FRENOS Se consigue este sistema de dos formas distintas.
6a.1- Obstruyendo momentáneamente el sistema de escape.
6a.2- Actuando en forma hidráulica, por medio de
una unidad de control electrónica, sobre el tren de válvulas, de tal forma que la totalidad de ellas permanecen momentáneamente cerradas. Este es el denominado sistema Jacobs.
- 6b.- Ralentizador eléctrico; este sistema es como un generador eléctrico que para hacer actuar los campos magnéticos ocupa grandes cantidades de energía proporcionada por la energía cinética del vehículo, haciéndolo frenar. Este dispositivo puede estar aplicado a las ruedas, al cardán u otro eje conectado a las ruedas del vehículo( Dínamo bicicleta, motores de tracción en trenes, camiones de minería). Usado en vehículos de gran tonelaje como freno inicial por la gran cantidad de temperatura generada que destruiría sistemas de freno por roce.
- 6c.- Retardador hidráulico ; este sistema consiste en instalar a la salida de la caja una bomba hidráulica, la que creará grandes presiones absorbiendo energía del desplazamiento del móvil, transformándola en calor.
Componentes genéricos del sistema de frenos: Todos los sistemas de freno consideran en su construcción los mismos componentes genéricos diferenciándose solo en elementos de forma y características especiales de acuerdo a su sistema y tipo a saber: 1.- Elemento de aplicación de la fuerza de frenado 2.- Elemento de amplificación de la fuerza de frenado 3.- Elementos de trasmisión de la fuerza de frenado 4.- Elementos de dosificación o repartición de la fuerza de frenado 5.- Elementos actuadores del frenado y disipadores de calor L.R.M. 4
SISTEMA DE FRENOS PRINCIPIOS FÍSICOS Y MECÁNICOS DEL FRENADO Para efectuar una acción de frenado en un vehículo se requieren la acción de ciertos principios físicos y otros mecánicos, es por la aplicación de estos principios y sus variables que se consigue el efecto de frenado. 1.- VARIABLES MECANICAS DEL FRENADO:
- Peso - Palancas - Velocidad - Roce - Energía cinética - Distancia del frenado
2.- PRINCIPIOS FÍSICOS DEL FRENADO
- Principio de Pascal - Conservación de la energía
NOTA : .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................
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PESO :
Aunque es común asociar la cantidad de materia de la cual se compone un objeto, con su peso. Se debe entender claramente la diferencia entre masa y peso.
La masa de un cuerpo corresponde a la cantidad de materia de la cual se compone dicho cuerpo.
La segunda ley de Newton indica: Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, este se acelera y esta aceleración varía directamente con la fuerza aplicada
La aceleración varía en forma inversamente proporcional a la masa del objeto.
Es decir o bien Fa = maF =mDe esta segunda ley de Newton, se implica que mientras mayor sea la masa de un objeto, mayor será su inercia (resistencia al cambio de posición), por lo tanto mayor ha de ser la fuerza necesaria para darle una aceleración.
Si se deja caer libremente un objeto desde un punto cercano a la superficie terrestre, cuya masa corresponde a 1kg. La masa acelerará a razón de 9,81 m/s2 .
De acuerdo a la segunda ley de Newton, la magnitud de la fuerza que actúa sobre la masa es :
maF =
mg
= (1.00kg) (9,81 m/s2)
= 9,81 kg m/s2
= 9,81 N
Por lo tanto la tierra debe ejercer una fuerza de 9,81 N sobre la masa de 1 kg.
El peso se refiere entonces a la fuerza gravitacional ejercida sobre un objeto por un cuerpo masivo, como es la Tierra . Por lo tanto llamamos peso a la fuerza debida a la gravedad siendo su unidad el N
Del análisis anterior podemos deducir que masa y peso, son proporcionales.
El peso es una magnitud vectorial dirigido hacia el centro del objeto masivo (Tierra) y variará de acuerdo a la distancia del objeto masivo. Es así que podemos determinar el peso de un cuerpo, según la segunda ley de Newton como sigue:
W =
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- PALANCA:
La palanca es una máquina simple. Por ser una máquina la palanca, tiene por función cambiar la magnitud y la dirección de una fuerza. Una palanca está formada por una barra que se mueve sobre un punto de apoyo o fulcro.
Punto de apoyo o fulcro: Punto alrededor del cual puede girar la palanca.
Esfuerzo: Fuerza ejercida para levantar la carga.
Sobre la palanca actúan dos fuerzas: el esfuerzo y el peso de la carga. Cuando el punto de apoyo está en el centro de la Palanca, el esfuerzo que se aplica en uno de los extremes de la barra debe ser igual al peso de la carga para lograr el equilibrio. La distancia comprendida entre el punto de apoyo y el lugar donde se aplica el esfuerzo, se llama brazo de fuerza motriz. La distancia comprendida entre el punto de apoyo y el lugar donde se ubica la carga, se llama brazo de resistencia.
BRAZO DE RESISTENCIA BRAZO DE FUERZA MOTRIZ
En los sistemas de freno se usan estas máquinas para cambiar la dirección de aplicación de la fuerza de frenado, como así mismo modificar su magnitud, permitiendo multiplicar la fuerza aplicada por el conductor. Este cambio de magnitud, puede ser variado de acuerdo a las necesidades de la fuerza de roce a aplicar, usándose las palancas necesarias de acuerdo a la configuración del sistema de frenos.
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Una primera palanca que se encarga de multiplicar la fuerza de frenado aplicada por el conductor es el Pedal de Freno:
Fr = Fa (BFM/ BR)
Palancas de segunda clase:
Son aquellas donde el punto de apoyo está en el extremo y la carga se encuentra entre el lugar en que se aplica el esfuerzo y el punto de apoyo.
Fr = Fa x d
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SISTEMA DE FRENOS Palancas de tercera clase: El punto de apoyo está en u extremo y el esfuerzo se aplica entre la carga y el punto de apoyo
No ofrece ventaja mecánica, modifica la distancia en función del brazo.
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- VELOCIDAD:
Posición
La posición x del móvil se puede relacionar con el tiempo t mediante una función x=f(t).
Desplazamiento
Supongamos ahora que en el tiempo t, el móvil se encuentra en posición x, más tarde, en el instante t' el móvil se encontrará en la posición x'. Decimos que móvil se ha desplazado Dx=x'-x en el intervalo de tiempo Dt=t'-t, que va desde el instante t al instante t'.
Velocidad
La velocidad media entre los instantes t y t' está definida por
Podemos entonces definir la velocidad como el cambio de posición de un móvil en la unidad de tiempo y para su calculo estimaremos dicha velocidad como el cuociente entre la distancia y el tiempo
V = D / T
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SISTEMA DE FRENOS - ROCE:
Existe una fuerza especial que influye sobre el movimiento, esta es la fuerza de roce. El roce actúa como una fuerza aplicada en sentido opuesto a la velocidad de un objeto. Cuando un objeto se mueve por encima de la superficie de deslizamiento, las minúsculas rugosidades del objeto y la superficie chocan entre sí.
La fuerza normal
La fuerza normal, reacción del plano o fuerza que ejerce el plano sobre el bloque depende del peso del bloque, la inclinación del plano y de otras fuerzas que se ejerzan sobre el bloque.
Supongamos que un bloque de masa m está en reposo sobre una superficie horizontal, las únicas fuerzas que actúan sobre él son el peso mg y la fuerza y la fuerza normal N. De las condiciones de equilibrio se obtiene que la fuerza normal N es igual al peso mg
N=mg Fuerza de rozamiento dinámico
En la figura, se muestra un bloque arrastrado por una fuerza F horizontal. Sobre el bloque actúan el peso mg, la fuerza normal N que es igual al peso, y la fuerza de rozamiento Fk entre el bloque y el plano sobre el cual desliza. Si el bloque desliza con velocidad
fuerza de rozamiento Fk. constante la fuerza aplicada F será igual a la
Podemos investigar la dependencia de Fk
Fk=mk N
La constante de proporcionalidad mk es un número sin dimensiones que se denomina
CLASES DE ROCE
con la fuerza normal N. Veremos que si duplicamos la masa m del bloque que desliza colocando encima de éste otro igual, la fuerza normal N se duplica, la fuerza F con la que tiramos del bloque se duplica y por tanto,
Fk se duplica. La fuerza de rozamiento dinámico Fk es proporcional a la fuerza normal N.
coeficiente de rozamiento dinámico y es propio de cada material.
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nto en Seco: Un cuerpo se desliza sobre otro sin la presencia de
Rozamiento por Fluido : Un cuerpo se desliza sobre otro y entre ambos se
ido se rompe (presión excesiva),
- Rozamiento por Rodadura: Un cuerpo se puede deslizar sobre por medio de
ROCE EN SECO
- Rozamiefluido entre ambos cuerpos.
- ubica una película de lubricante. Este lubricante llena las irregularidades de las superficies de roce, por lo cual en este tipo de roce sólo se debe vencer una resistencia menor. Si la película de fluesta cubre parcialmente las superficies en roce, provocando rozamiento seco (semi fluido).
elementos que ruedan. (rodamientos). Con esto se logra reducir la superficie de roce, dependiendo ahora el rozamiento del material de las superficies en roce y el momento generado en ellas.
Fk=mk N
OCE POR RODADURA
R :
Los cuerpos rodante se anclan a su apoyo y deben
vencer la resistencia sobre la línea de rodadura la cual depende también de la normal del cuerpo. Aparecen entonces dos momentos, que se cancelan.
Fuerza de roce de los rodillos X radio = Normal (N) X sección de la línea de contacto
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Fr = Fuerza de roce (Bolita, polín, etc.)
nea de contacto.
OEFICIENTES DE ROCE ESTATICO Y DESLIZANTE
(*) aceite
COEFICIENTES DE FRICCIÓN
R = Radio del rodado N = Normal (mg) L = Sección de la lí
C
ESTATICOS DINAMICOS
Caucho sobre pavimento (ruedas) 0,67 a 0,81 Madera sobre madera 0,62 a 0,72
MATERIALES SEC DO SECO LUBRICADO O LUBRICA
0,78 0,15 0,42 0,081 (*)
Acero dulce sobre Babit (cojinetes motor)
0,42 0,17 (*)
0,35 0,14 (*)
Acero dulce sobre plomo 0,95 0,95 0,3 0,5 (*) (*)
(*)
Acero duro sobre acero duro
Acero dulce sobre acero dulce 0,74 0,13 0,57 0,09
Vidrio sobre vidrio 0,94 0,01 0,40 0,09
Compuestos orgánicos sobre fundición 0,30 a 0,40
Fr x R = N x L
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- Energía Cinética:
La energía cinética es la energía que posee un cuerpo en virtud
Para derivar una ecuación de cálculo para la energía cinética, se
Si multiplicamos ambos lados de la ecuación por d el lado
ad = V 2 – V 2 /2
Fd = m (V 2 2
W = m V 2 m V 2
La energía cinética de un cuerpo queda definida por
de su movimiento.
considera un cuerpo de masa (m), que descansa sobre una superficie horizontal sin roce. Al aplicarle una Fuerza (F) que hace que el objeto sufra un desplazamiento (d), se tendrá una aceleración del objeto.
izquierdo representa el trabajo realizado sobre la masa.
f i
f – Vi ) /2
1/2 f - 1/2 i
F = m a
Fd = mad
EC = 1/2m V2 W = EC1 - EC2 = ∆EC
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A DE FRENADODISTANCI
Este concepto se refiere a la distancia o espacio que un vehículo necesita detenerse completamente, medido desde el momento en que se aplica el frenado.
te de roce existente entre neumáticos y camino (adherencia).
ado
del vehículo en “metros por segundo”
ino. Esta condición considera tanto el estado de los neumáticos, como el camino, pavimento seco,
Ej.
ular el espacio en que se detiene un vehículo que de desplaza a 72 K/h y considerando un coeficiente de adherencia de 0,7.
.- transformar la velocidad a m/s.
Vel
Para establecer esta distancia se hace necesario considerar la velocidad del vehículo y el coeficien
Esta distancia de frenado se puede establecer por:
Df : Distancia de fren
V2: Velocidad al cuadrado
g: aceleración de gravedad 9,81 m/seg2
c: Coeficiente de roce de la rueda al cam
fango, agua, nieve etc. Se considera en forma práctica una condición favorable a un coeficiente de valor 0,7.
Calc
1
10003600
xhrsegmt =
1000360072 x
segmt
=
km
= vel =
el = 20 segmt Luego:
=
281,97,02segmtxx
segDf
Df = 29,12 mt
2
20 mt
2gc2VDf =
V
L
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os resultados obtenidos por la formulación anterior son netamente teóricos, hasta aquí, ya que no se ha considerado el tiempo de reacción del conductor.
splaza una distancia en el intertanto.
verifique desde la observación de la necesidad de frenado, hasta que el vehículo se detiene. Para este efecto se
istancia recorrida por el vehículo durante el tiempo de reacción :
r se tiene
L
Este tiempo de reacción implica que el vehículo se de
Para el correcto cálculo del frenado, se hace del todo necesario que nuestro cálculo se
considera una velocidad media de reacción de 5/10 de seg.
A la distancia de frenado del vehículo debemos agregar la d
Df = Dfv + Dreac
Para el ejemplo anterio
1. Velocidad en mt/seg
vel =
el = 20 mt
3600seg
100072 xmt=
V seg
2. Distanc e frenaia d do del vehículo
mtsxx 81,97,02mtsDfv 12,29400
==
3. Multiplicando la velocidad del vehículo por el tiempo de reacción, se tiene
.1010
520 mtsx==Dr
4 . Distancia de frenado Df = Dfv + Dreac
Df = 29,12mts + 10mts = 39,12 m L.R.M. 16
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PRINCIPIOS FÍSICOS DEL FRENADO
ara el frenado en vehículos debemos además considerar otros principios como:
- Conservación de la Energía
► PRINCIPIO D
P
- Principio de Pascal
E PASCAL
En un sistema de frenos hidráulicos consideramos dos factores fundamentales que son los que permiten transmitir la fuerza de frenado ejercida por el conductor a los elementos de roce:
cia de los gases, aunque sean sometidos a presión no es posible reducir su tamaño.
.- LEY DE PASCAL: PASCAL, físico francés enunció su teoría de los líquidos alrededor de 1665.
dica que al ejercer presión sobre un fluido en un sistema cerrado, la
Es la aplicació e incompresibilidad de los
uidos es la base para el estudio y funcionamiento del sistema de frenos hidráulicos.
lico cerrado, es el mantenimiento e la presión igual en todo el sistema. Esto permite la aplicación de fuerzas desiguales en puntos eterm
a a un área específica, medida en centímetros cuadrados, s “Presión”.
1.- IMCOMPRESIBILIDAD DE LOS FLUIDOS : Significa que los fluidos a diferen
2
Esta ley inpresión es ejercida igualmente en todas las direcciones.
n práctica de esta ley la que en conjunto con la propiedad dfl PRESIÓN Y FUERZA : Una ventaja importante de un sistema hidráudd inados y bajo ciertas circunstancias La cantidad de fuerza aplicade ación en una fórmula “Presión por Area igual a fuerza aplicada ”.
sea P x A =F Pasando esta inform
o
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La aplicación de este principio es la base para un importante aspecto
uede ser variada
o altas para no crear
aceites
del sistema de frenos “ la fuerza de frenado aplicada a las ruedas p cambiando el área del pistón del cilindro de rueda”.
as velocidades de transmisión, en todo caso no deben ser demasiadL turbulencias que generan pérdidas de carga,. Existen tablas de velocidades de transmisión de fluidos, las que indican los ductos recomendados para fluidos y de la cual sus fórmulas entregaran el cálculo adecuado de conductos.
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► PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
La energía se transforma siempre que un sistema realiza trabajo o se realiza trabajo sobre él.
Se puede almacenar energía en un arco, tensando su cuerda, es decir haciendo trabajo sobre este sistema. Esta energía se puede transferir a una flecha y aparecerá como energía cinética cuando la flecha se dispare.
La ley de Conservación de Energía afirma que la energía total de un sistema no se puede cambiar, a menos que una fuerza externa realice trabajo sobre él o que el propio sistema realice trabajo sobre otro objeto fuera de él.
En un sistema aislado la energía puede transformarse de una forma a otra , pero la anergía total siempre permanece igual
En el sistema de frenos se cumple particularmente con la Ley de Conservación de la Energía, ya que la función de este sistema es Transformar la Energía Cinética en calor.
Podemos calcular el calor desarrollado en el frenaje, si conocemos la energía cinética del vehículo, para este efecto ocupamos el equivalente mecánico del calor, que es una relación entre el kgm y la caloría;
Conociendo :
1 Joule = kg *m2/s2
1 cal = 0,427 kgm
1 Joule = 0,24 cal
Podemos calcular la cantidad de calor en que se transforma una determinada Energía Cinética.
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Ej.
Calcular la cantidad de calor disipado por el sistema de frenos de un vehículo cuyo peso es de 5.000kg y se desplaza a 100 k/h.
1.- Calculamos la energía cinética que posee el vehículo.
Transformando la velocidad a m/s obtenemos la ec en Joule
2
21 mVEc =
2 .- Transformar velocidad a m/s
==
=
segm
hkmV 8,27
600.3000.100100
3.- Calcular transformación de energía
( )2
8,27000.521
=
segmkgxEc = 2.500 x 772,84 (Joule) = 1.392.000 ( Joule)
4.- conversión a cal.
( ) ( )calxJouleQ 680.46324,000.932.100.932.1 ===
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FRENO MECANICO:
Es el dispositivo mecánico que se aplica a la superficie de un eje, una rueda o un disco giratorio, de manera que reduce el movimiento mediante fricción. El freno está revestido con un material resistente al calor que no se desgasta con facilidad ni se alisa ni se vuelve resbaladizo. Una zapata de freno es un bloque de madera o metal que presiona contra la llanta de una rueda mediante un sistema de palancas. Un freno de banda es una banda flexible enrollada alrededor del perímetro de la rueda y que puede tensarse para apretarse contra ella. Se usa en las máquinas de vapor, en los vehículos a motor etc. La zapata de freno de expansión interna se emplea en automóviles. Este sistema, también denominado freno de tambor, usa un par de zapatas abatibles que presionan contra el interior de un tambor mediante una palanca mecánica.
Los sistemas de frenos mecánicos tenían la desventaja de que el uso poco firme de una de las palancas de freno podía causar un viraje brusco del vehículo, a causa de la presión de frenado desigual, toda vez que se hacía necesario emplear grandes cantidades de fuerza para su aplicación, siendo poco eficientes. Es por este motivo que su uso ha quedado limitado a los frenos de estacionamiento.
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FRENO MECÁNICO DE ESTACIONAMIENTO
DEFINICIÓN :
Es el sistema de frenado independiente del freno de servicio, que es usado para dejar inmovilizado un vehículo al estar estacionado. Su aplicación se efectúa por mandos netamente mecánicos.
COMPONENTES:
Los componentes genéricos del freno mecánico de estacionamiento corresponden a:
► ► ► ► ► ►
o.
Elemento de aplicación: Por lo general corresponde a una palanca o un pequeño pedal. Elementos de acople y ajuste: Varilla roscada, de conexión y ajuste del freno. Palanca de transmisión: Sustenta, transmite y reparte la fuerza de aplicación. Cable de transmisión de la fuerza: Transmite la fuerza hasta los elementos de frenado. Fundas del cable: Soportan al cable y lo guían. Una para cada rueda. Acoples: Permiten la unión del cable a las distintas palancas.
► Resorte de retracción: Permite el retorno del cable al desaplicar el fren
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FUNCIONAMIENTO :
Al dejar un vehículo estacionado se hace necesario aplicar el freno de estacionamiento, para impedir que este se desplace. Para efectuar esta acción se acciona el
ecanismo de aplicación de la fuerza de frenado, ya sea por una palanca o un pedal, dispuesto para este fin. La fuerza aplicada es transmitida a una varilla de acople. Esta varilla la transmite a una
alanca otorga soporte al sistema, reparte la fuerza, ya sea sobre una una rueda permitiendo repartir en forma dosificada la fuerza, o bien
m
palanca de transmisión. Esta Ppiola única que desliza sobre sobre dos cables, una para cada rueda. El cable de transmisión debidamente soportado y guiado por fundas, transmite la fuerza de frenado a cada una de las ruedas de aplicación del freno de estacionamiento, ya sea a las ruedas delanteras o traseras, según sea la configuración de fábrica.
La fuerza así transmitida por el conductor es aplicada a los elementos de roce, dejándolos aplicados e inmovilizando el vehículo. La aplicación de la fuerza normalmente se efectúa sobre el conjunto balata y tambor del freno de servicio, o bien sobre balatas y tambor construidos para este uso especifico al interior de los discos de freno, existiendo también la aplicación sobre sistemas por disco de freno y segmentos. Para este efecto el cáliper de freno, considera los mecanismos de leva y
cremallera pertinentes.
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MANTENCIÓN DEL FRENO DE ESTACIONAMIENTO
l freno de estacionamiento se le deben practicar mantenciones a saber:
Regulación: Para efectuar una regulación adecuada del freno de estacionamiento, se debe regular previamente el freno de servicio. Una vez regulado el freno de servicio se regula el freno de estacionamiento, desde los dispositivos dispuestos para ello, por lo general verilla conectora o terminal anterior de cables. Se debe tener cuidado en ambas regulaciones que los elementos de roce no queden en contacto, ya que de ser así, con el funcionamiento irán adquiriendo temperatura comenzando una rápida dilatación, que ocasiona el frenado total del vehículo.
Cambio de cables de freno: Al detectarse averías como estiramiento, agarrotamiento, óxidos o destrucción de la funda, se debe reemplazar los cables o piolas de freno. Se debe comprobar que
vo protector, ya que al faltar este elemento se introduce, tierra y agua al interior de las fundas ocasionando su
► Lubricación de los cables de freno: Cada vez que se efectúe una manutención de frenos se
A
►
►
permanentemente las fundas de los cables se encuentren selladas con el respecti
rápido deterioro
debe lubricar los cables, sus fundas y articulaciones. Para este efecto los cables, fundas y las articulaciones expuestas se lubrican con grafito. Evite lubricar con aceite o grasa ya que por estar este sistema y sus componentes expuestos a la intemperie se acumula tierra y humedad sobre el lubricante.
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►
evantar el vehículo en un elevador, ya que se debe trabajar en la parte inferior.
- El operador siempre se debe ubicar en forma lateral al vehículo evitando extender piernas debajo del vehículo. Al trabajar en el sistema freno de estacionamiento, se debe acceder a él, también en forma lateral, sin exponer todo el cuerpo bajo el vehículo.
- Los fluidos de lavado, lubricantes y fluidos drenados, se debe evitar su derrame sobre el piso,
NOTA .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................
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Al operar sobre sistemas de freno, se ejecuta esta tarea con el vehículo levantado y sin sus ruedas, por lo cual se deben extremar las medidas de seguridad. La primera opción para efectuar estos trabajos es l
- De no existir elevador o estar este en otras tareas, se levanta el vehículo con una gata y se instalan bajo él caballetes, teniendo la precaución de revisar tanto los caballetes mismos como la superficie del piso sobre la que se trabajará asegurándose del buen estado de ellos.
al ocurrir derrames en forma accidental, estos se deben limpiar inmediatamente ya que conllevan, una Condición Insegura con riesgo de accidentes.
:
...............
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FRENOS HIDRÁULICOS
EFINICIÓN:
fuerza de aplicación del frenado se transmite por medio de un fluido, desde el punto de aplicación por el conductor a los elementos de roce.
FUNCIONAMIENTO:
La fuerza de frenado es aplicada por el conductor sobre un pedal, este pedal acciona un émbolo dentro de un cilindro con fluido hidráulico de área determinada, creando una presión. Es esta presión la que túa sobre un cilindro receptor ejerciendo una fuerza sobre émbolos del receptor. Esta fuerza se hace actuar sobre los soportes de los
esplegándolos contra una superficie que gira adosada a la rueda, consiguiendo de esta forma el frenado requerido.
VENTAJAS DEL SISTEMA:
Este sistema permite una eficacia muy superior al sistema mecánico, ya que al
ilindro maestro para efectuar en él la presión requerida.
La Incompresibilidad del líquido permite transmitir la fuerza en forma de presión.
El Principio de Pascal, permite verificar que la presión se transmite en todas dosificar la fuerza que se entregue a los cilindros receptores.
D
Se conoce la denominación de frenos hidráulicos a la situación en la cual la
al actuar según el principio de Pascal, ac
elementos de roce, d
hacer uso de las propiedades de Palancas, Incompresibilidad del líquido y el Principio de Pascal, permiten modificar como se haga necesario la fuerza aplicada por el conductor, con el fin de aliviar al máximo posible el esfuerzo requerido de él.
La palanca amplifica la fuerza aplicada, permitiendo que una fuerza muy superior se entregue al émbolo del c
las direcciones sin pérdidas y además
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TIPOS DE FRENOS HIDRÁULICOS :
De acuerdo a los componentes presentes en un sistema de Frenos Hidráulicos, estos los podemos isting r com
Frenos hidráulicos por Tambor de Freno.
Se caracterizan por disponer de cintas de frenado montadas sobre un soporte curvo,
tas cintas son los elementos de fricción que túan en una superficie al interior de un tambor de
os por los cilindros receptores ubicados entre ellos.
Frenos hidráulicos por Disco de Freno.
del rotor.
d ui o:
esacfreno adosado a la rueda. Los soportes de las cintas de freno deben tener la misma curvatura que el tambor y son accionad
Se caracterizan por disponer un rotor adosado a la rueda, sobre el cual se monta en su periferia una Pinza de freno. Esta pinza contiene los cilindros receptores de la presión. La fuerza presente en los émbolos de los receptores se aplica sobre segmentos de freno, ubicados entre los émbolos y ambas caras
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SISTEMA DE FRENOS
Frenos hidráulicos de tipo Híbrido
Se configura un sistema híbrido, al estar presente en el sistema de Frenos Hidráulicos s dos sistemas enumerados, es decir tiene en un puente sistema por Tambor de freno
y en el otro puente, generalmente el delantero, presenta sistema por Disco de freno.
En todas con e la fricción de los lementos de roce correspondientes .
a transmisión de fuerza se efectúa en todos los casos por los mismos principios, propiedad de los uidos y el principio de Pascal .
lo
figuraciones enumeradas se consigue el frenado por medio de
Lfl
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ELEMENTOS COMPONENTES
FRENOS
sto por una carcaza cilíndrica, por su interior trabaja un émbolo debidamente sellado por gomas anulares, este émbolo acciona sobre una goma de empuje para efectuar su trabajo. Corresponde a una bomba de trabajo axial.
La función de la bomba de frenos, es la de convertir o transformar la fuerza mecánica de la presión ejercida por el conductor del vehículo sobre el pedal de freno, en presión hidráulica. De esta función se encarga el pistón en conjunto con la goma de empuje.
Cuando el conductor usa el pedal del freno, la fuerza es llevada a la bomba del freno por medio de una varilla. Esta varilla empuja un émbolo en el interior de la bomba que desplaza el líquido de frenos creando una gran presión. Para efectuar este trabajo es necesario la presencia de líquido de frenos, para este efecto la bomba está conectada o incorpora un
ido de frenos.
► BOMBA DE
Es un mecanismo componente del sistema de frenos por medio del cual se transmite la fuerza de frenado. Está compue
depósito para contener una cantidad de líqu
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SISTEMA DE FRENOS
TIPOS DE BOMBAS DE FRENO
• Bombas Simples: Son bombas de freno que consideran un solo circuito para
problema serio de seguridad.
accionar el sistema de frenos de todas las ruedas. Tienen como inconveniente que al existir un fallo de la bomba o de circuito el vehículo quedará sin capacidad de accionar el sistema de frenos, creando un
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SISTEMA DE FRENOS
L
7.- 8.- 9.- 10.- 11.- 12.- 13.- 14.-
1.- 2.- 3.- 4.- 5.- 6.-
• Bombas dobles: Son bombas de freno destinadas a proporcionar un circuito doble de frenos, para ello cuentan con un cilindro con las disposiciones adecuadas (orificios de compensación y llenado), para contener un doble juego de émbolos, separados entre ellos por gomas de retención, limitador, resortes recuperadores y salidas individuales.
Permiten la construcción de dos circuitos independientes de freno, de tal forma que la presión efectuada en el sistema es la misma, pero se transmite en forma independiente a cada circuito. Estos circuitos actuarán uno sobre los frenos del puente delantero y el otro sobre los frenos del puente trasero. Si la construcción del sistema de frenos es del tipo cruzado, cada circuito actuará sobre una rueda delantera y una trasera a lados contrarios.
A este tipo de bombas se les denomina también como Bombas Tandem o Duplex.
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SISTEMA DE FRENOS
BOMBA DOBLE
1. ORIFICQUIDO RIFICIORIFICIO
5. PISTÓN
IO DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA O DEPÓSITO DE COMPENSACIÓN DE LLENADO
BRE POLVO
2. LÍ3. O4. O
6. GOMA CU7. VÁSTAGO
ESIÓN SECUNDARIA8. GOMA PR DE COMPENSACIÓN9. CÁMARA PRESIÓN PRIMARIA10. GOMA DE
DE PRESIÓN11. CÁMARA RECUPERADOR12. RESORTE
13. VÁLVULA DE RETENCIÓN 14. CONDUCTO DE SALIDA
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SISTEMA DE FRENOS
DESPIECE DE BOMBA TANDEM
bor se incluye o su nombre lo indica su
ínima fuerza de los resorte ntener una velocidad de aplicación de la fuerza de
d eretarcción de las zapatas hacen retornar los ba, forzando la válvula
oporcional a la fuerza de los resortes y en ningún caso debe dejar actuando al cilindro.
VALVULA DE RETENCION: En sistemas de freno del tipo balata y tamen la salida del la bomba de frenos una Valvula de Retención, comfunción es la de retener una presión en el circuito, equivalente a la mde retracción de las zapatas, con el fin de mafrenado. Al desaplicar los frenos, los resortespistones de los cilindros, estos devuelven líquido, al depósito de la bomde retención. Al cesar la acción de los resortes queda una presión en el circuito entre la válvula de retención y el cilindro. Esta presión es pr
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SISTEMA DE FRENOS
CONJUNTO DE FRENO DE TAMBOR El conjunto de freno de tambor esta compuesto por un plato de freno sobre el cual se montan los
ecanismos destinados a proporcionar la fuerza de frenado que se aplica a la rueda, a través del tambor de freno. El plato de freno está constituido de chapa de acero estampada y sobre el mismo se montan el cilindro de frenado, las zapatas, los dispositivos de freno de estacionamiento y autorregulación. Las zapatas están constituidas por un cuerpo de acero de sección transversal en la forma deexterior toma la forma de un arco de circunferencia para adaptarse a la curvatura intde freno. La superficie exterior lleva un recubrimiento de material de fricción (cintaconocida como balata. Las zapatas, denominadas primaria y secundaria respectivam en su extremo inferior, en una placa remachada al plato portafrenos y en su extremo superior, en los pistones del cilindro de rueda. La zapata primaria es la que se ubica en el sentido de rotación de la rueda, normalmde mayor magnitud que la secundaria, ya que es esta zapata primaria la que soporta mayor trabajo. La zapata secundaria, es la de reacción del sistema, por lo general considera una balata de menor magnitud que la primaria, lleva también articulada una palanca de accionamiento del freno de estacionamiento. La zapata primaria posee el dispositivo de autorregulación de los frenos traseros. Los cilindros de rueda están constituidos por una carcaza de fundición de hierro con un cilindro interior. En el mismo se montan los dos pistones de accionamiento de las zapatas, en cuyas caras interiores llevan gomas de presión para evitar fugas de fluido de frenos. En la cámara de cada cilindro, entre ambos pistones, se halla un resorte para mantener a éstos expandidos apoyándolos sobre las zapatas. Dos guardapolvos de goma en cada cilindro, mantienen este elemento protegido contra la entrada de elementos extraños al mismo.
m
T cuya ala erior del tambor de freno), ente, se apoyan
ente su balata es
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SISTEMA DE FRENOS
►
rgados de recibir la presión hidráulica y transformarla en fuerza de accionamiento para las zapatas de freno.
Este componente como lo indica su nombre es un cilindro que contiene a dos émbolos o pistones los que por medio de una goma de presión son empujados por la presión del sistema contra las zapatas al momento de frenar.De esta forma transforman la presión en fuerza. Esta
dio da la variación del área del cilindro. Este
CILINDROS DE FRENO Los cilindros de freno equipan a los sistemas tipo balata y tambor. Son estos componentes del sistema de freno los enca
fuerza será modificada a necesidad por mecáculo de la fuerza a aplicar a partir de la presión se determina al diseño del vehículo.
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SISTEMA DE FRENOS
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TAMBOR DE FRENO:
Es un componente de tipo cilíndrico, construido por fundición, de características especiales de acuerdo al trabajo a realizar, considera en su cara interna una pista de acero, sobre la cual rozan las balatas.
El Tambor de freno se instala de tal forma que gire solidario a la rueda, ya que al desacelerar el tambor, se desacelera la rueda.
El tambor de freno puede considerar un montaje directo sobre el eje o bien ser instalado en la masa de la rueda.
De acuerdo a la energía cinética que pueda alcanzar un vehículo, los tambores de freno se construirán con las especificaciones adecuadas . Para altas cargas de temperatura se diseñan tambores refrigerados, con el fin que puedan disipar el calor adecuadamente.
En algunos diseños de tambores se incluye un dispositivo antivibraciones, para evitar ruidos y trepidaciones al frenaje.
En la construcción y reparación de tambores se debe mantener el adecuado equilibrio dinámico
• SUPERFICIE DE FRICCION E
►
de estos, para lo cual se deberá agregar o quitar material en sus puntos de desbalanceo.
N UN TAMBOR DE FRENO
SF = π x D x A en donde D= diámetro del tambor y A= ancho de la pista de freno del tambor.
Cada vgez que se efectúa una reparación de frenos los tambores deben ser rectificados, se hace necesario este procedimiento debido a:
1.- La alta temperatura disipada en el frenaje hace que la pista de frenaje del tambor se cristalice, el proceso de rectificado retira la superficie cristalizada.
2.- El continuo proceso de absorber y evacuar temperatura, asociado a las presiones de frenado, distintos condicionantes mecánicos y térmicos, hacen que el tambor se deforme adquiriendo una forma oval.
3. Diversa contaminaciones e incrustaciones, afectan la superficie de frenado, acanalándola .
Todas estas deformaciones enunciadas hacen necesario el proceso de Rectificado del Tambor, para volverle a sus formas originales, el retiro de material aumenta su diámetro interior.
SISTEMA DE FRENOS
► BA
tamborcalor.
Las balatas de freno para efectuar su trabajo es del todo necesario que su resistencia sea extrema ante las adversas condiciones a las que se enfrentarán durante su vida útil, en su fabricación se emplea “Kevlar” fibrilado, caucho sintético y materiales resistentes a altas temperaturas, usados como aglutinantes. Una serie de elementos inorgánicos con alto punto de fusión y altamente refractarios, mejoran su coeficiente de fricción. El asbesto ha sido eliminado del proceso de fabricación por normas nacionales e internacionales de salud.
Para la aplicación a distintos tipos de vehículos, las balatas se fabrican en moldes, de acuerdo a medidas y curvas de un tambor de freno determinado, para ser usadas en un vehículo y modelo específico. A esta conformación se le denom balata en bloque”. Esta configuración de balata es usada para vehículos de carga.
Para otro tipo de aplicaciones se fabrica “balata en rollo”. Esta configuración es la más usada en vehículos, desde el rollo de balata se cortan trozos de acuerdo al largo de la zapata en que serán usados. Tanto en la configuración de Bloque como Rollo, las balatas son fabricadas en distintos anchos, correspondiendo al ancho de los tambores en los que serán usadas, como así mismo en distintos espesores de acuerdo al desgaste del tambor y los procesos de rectificado a los que ha sido sometido. La sobremedidas de balatas están debidamente norma
Para adherir las balatas a las zapatas se usan dos métodos:
1. REMACHADO. En este proceso se adhiere la balata por m dio de remaches. Las cabezas de los remaches quedan bajo la superficie de frenado y determinan la vida útil de la balata.
2. VULCANIZADO. En este proceso la balata es adherida por medio de pegamentos especiales reactivos a la temperatura. Para efectuar este procedimiento se debe eliminar completamente la balata usada, limpiar prolijamente la zapata, poner una capa de pegamento a la balata en su superficie interior, poner una capa de pegamento a la zapata, dejar aglutinar el tiempo indicado por el fabricante, prensar la balata a la zapata y llevar a horno el tiempo definido.
En todo reemplazo de balatas se debe considerar el aseo profundo de los elementos involucrados, la usencia total de grasa o líquido de frenos.
ara determinar el espesor de la balata a instalar, se debe considerar el diámetro del tambor, no es consejable reemplazar balatas por zapatas nuevas que incluyen la balata ya que estas están definidas ara un tambor nuevo y sin desgaste.
LATAS
Las balatas son los elementos de fricción que actúan sobre lapista de frenaje del de freno, es este componente el que en roce con el tambor, transforma la energía cinética en
ina “
lizadas y estandarizadas.
e
a
Pap
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SISTEMA DE FRENOS
Debido al constante desgaste de las balatas se hace necesario su regulación en forma periódica de acuerdo a indicaciones de fabricante. En la mayoría de los vehículos se incluyen sistemas
n toda revisión y aseo de sistemas de freno se debe comprobar que cionen correctamente, ya que debido a los residuos de balata al
desgaste y óxidos, los ajustadoresvehver
El unaaju eda, la balata adquirirá calor, se expandirá en forma proporcional al cla b
Unútil
Un o ser reemplazada. Nopor
autoesto
máticos de ajuste de balatas. Es ajustadores automáticos fun
pueden atascarse y dejar de funcionar. Si en la conducción del ículo se verifica un pedal de freno con demasiada carrera libre, es decir “frenos largos”, se debe ificar el accionamiento de los reguladores y el correcto ajuste de las zapatas
correcto ajuste considera el contacto suave y libre entre balata y tambor, NUNCA se debe dejar rueda cuyo ajuste de frenos oponga resistencia al giro por mínimo que este sea. Al existir un ste demasiado estrecho en una rualor adquirido terminando por frenar espontáneamente a la rueda. Este hecho se traducirá en que alata se destruya al recalentarse, debiendo ser reemplazada.
a balata que por rotura ello del cilindro se a contaminado con líquido de frenos, termina su vida debiendo ser reemplazada.
a balata que se ha contaminado con aceite o grasa termina su vida útil debiend es factible lavar balatas para eliminar su contaminación ya que estas al ser porosas son penetradas el contaminante siendo imposible retirarlo.
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SISTEMA DE FRENOS
CONJUNTO DE FRENO DE DISCO
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El conjunto de freno de disco está compuesto por un disco de freno y una Pinza o Mordaza que ontiene a los elementos de roce, conocidos como “Pastillas o Segmentos de Freno”.
c
SISTEMA DE FRENOS
► DISCO DE FRENO:
El disco de freno es el componente que, solidario a la rueda, recibe la fuerza del rozamiento aplicada por las pastillas. El disco esta constituido básicamente de fundición de hierro y maquinado en sus onas de montaje, en la superficie expuesta a la fricción de las pastillas. Para el frenado de vehículos
en los que la energía cinética alcanzada es importante, su diseño responde a las características de
o de freno. Los discos de freno sufren deformaciones y cristalizaciones por las temperaturas de trabajo, por lo
eficientes en montajes de discos no flotantes, (lado interno de la masa o discos con masa). Los procesos de pulido y rectificado son
un espesor mínimo de trabajo, esta indicación dependerá del vehículo al cual están equipando y la cantidad de energía cinética a transformar. Los sucesivos procesos de
o de trabajo es de alto riesgo ya que son susceptibles de quebraduras, especialmente al momento del frenaje sobretodo si este frenaje es una desaceleración rápida en emergencias. Los discos de freno una vez rectificados o pulidos se deben someter a proceso de alisado y desmagnetización, de esta forma se evitan vibraciones en el frenaje. TIPOS DE DISCOS DE FRENO
z
VENTILADOS, logrando, de esta forma, disipar el calor en forma rápida. Los discos de freno pueden ser de tipo “Flotante”, es decir se montan sobre la masa del vehículo y se adosan a ella en conjunto con la rueda por medio de los elementos de sujeción de esta (tornillos- turcas) Otros montajes consideran la inclusión de un disco montado por la cara interna de la masa y adosados a ella por sus propias sujeciones. Otra disposición considera una sola estructura disco de freno y masa en un solo conjunto, es decir son los mismos discos de freno que alojan los rodamientos para ser montados en el eje de la rueda y ala vez permiten adosar la rueda al disc
cual al reemplazar pastillas de freno estos discos deben ser rectificados o pulidos. Este proceso se efectúa por medio de una máquina rectificadora de discos. Las máquinas pueden ser del tipo externas, es decir se desmonta el disco y se instala en una máquina rectificadora de discos. Otro tipo de máquina se instala al vehículo y permite rectificar el disco sin ser retirado del vehículo. Estas máquinas que trabajan sobre el vehículo son particularmente
similares, diferenciándose en la cantidad de material a retirar. Los discos de freno consideran
rectificado adelgazan al disco por lo cual se debe verificar su espesor mínimo de acuerdo a indicaciones de fábrica, por lo general los discos de freno llevan indicado el valor mínimo de trabajo. El uso de discos de freno bajo su espesor mínim
• Discos de freno convencionales. Son discos de freno que no presentan particularidades especiales, solamente
corresponden a discos de freno solidarios a la rueda con superficies dispuestas para la aplicación de roce.
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SISTEMA DE FRENOS • Discos de freno ventilados.
Son discos de freno a los cuales entre ambas caras de fricción se les provisiona un sistema de paletas que permite al giro del disco crear una corriente de aire para evacuar el calor generado por el trabajo. Este tipo de discos se usa en vehículos que por sus características de peso o velocidad deben transformar en calor grandes cantidades de energía cinética.
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SISTEMA DE FRENOS
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• Discos de freno especiales.
Son discos diseñados para otorgar un frenado de mayor eficiencia bajo situaciones de frenado en las que se requiere un trabajo óptimo por la exigencias del calor a generar. Corresponden a este tipo de discos los discos de Fibra de Carbono(cerámicos) y los denominados Power Disc. Las ventajas de los discos de freno hechos con carbono radican en que son considerablemente más livianos que los discos de acero (se ahorran unos 20 a 25 kilos en el conjunto total) y
en el hecho que no sufren pérdidas de eficiencia trabajando a las altísimos temperaturas a las que es sometido un sistema de frenos de un vehículo que requiera este tipo de frenos.
El PowerDisc, es una innovación internacional en el sector de los discos de freno. En comparación con discos de freno convencionales, no sólo posee claras ventajas de seguridad, sino que ofrece también más comodidad y un desgaste más. La ranura multifuncional sin fín del PowerDisc absorbe la humedad que pudiera penetrar entre disco de
freno y forro de freno y la desvía - igual como el perfil de un neumático. El efecto de frenado se inicia más pronto, el recorrido de frenado es más corto, como lo han demostrado numerosos viajes de ensayo y tests en bancos de ensayo y en el deporte motorizado.
Los discos de freno, el control de espesor lo ejerce el mecánico en el taller o dando un vistazo de experto a dichos elementos y comparando su lectura con normas uso. Para una medición exacta se precisa el desmontaje de las ruedas e instrumentos especiales. La ranura multifuncional permite dar un vistazo directo al estado del disco de freno. El desgaste total
de la ranura señala un espesor mínimo del disco e invita a cambiarlo. Los discos de freno, en pleno servicio pueden alcanzar temperaturas de 800°C y más. Consecuencia: Del forro surgen gases causados en primer lugar por los aglutinantes, los que pueden provocar un "efecto de gas planning conocido como Fading" y un breve descenso del valor de fricción del forro. El ATE PowerDisc desvía estos gases a través de la ranura multifuncional impidiendo dicho
efecto, o sea, no se requiere más fuerza al pisar el pedal de freno - así se obtiene más seguridad. El efecto de limpieza de la ranura multifuncional asegura un desgaste más uniforme del disco de freno. Hasta en caso de carga extrema, apenas se forman estrías en el disco y en los forros.
SISTEMA DE FRENOS ► PINZAS O MORDAZAS Las pinzas o mordazas son elementos encargados de aplicar la fuerza de frenado sobre los discos en las ruedas.
a mo bre de “Caliper de freno”, está constituido por un este cuerpo se conforman uno o varios cilindros
debtran rma el émbolo aplica la fuerza de frenos sobre el egml cálipi es d uno o más elementos de aplicación de fuerza. La ordaza completa es fijada al muñón.
rdaza es conocida generalmente con el nome la rueda. En
en fuerza y desplazamiento. De esta foento o pastilla.
er o mordaza puede ser del tipo fijo o bien del tipo flotante. el tipo fijo considera para cada pastilla
Lcuerpo metálico adosado al muñón dque contienen a su correspondiente émbolo y por medio de una junta de estanqueidad, se produce el
ido sellado entre cilindro y émbolo a fin de recibir la presión generada por la bomba de frenos y sformarla
sESm
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SISTEMA DE FRENOS Si es del tipo flotante considera en sólo un lado del cáliper la instalación de elementos de aplicación de la fuerza, que aplican una de las pastillas. El cuerpo metálico de fijación tiene elementos de deslizamiento (pernos guía o pasadores), para que el cáliper se desplace por reacción y aplique la
otra pastilla. Se debe tener en cuenta la debida protección por guardapolvos, de los pernos guía como así mismo su lubricación por medio de grasas para alta temperatura. Los pasadores trabajan dentro de bujes ubicados en el cáliper, estos bujes sufren desgaste debiendo ser reemplazados al detectarse golpeteo en las mordazas. Para detectar si un golpeteo corresponde a bujes desgastados, pise levemente el freno con el vehículo en desplazamiento. Si el golpeteo desaparece significa que los bujes del cáliper están desgastados. Al aplicar el pedal del freno, el líquido bajo presión impulsado por la bomba provoca el desplazamiento del pistón obligando a la pastilla sobre la cual está apoyado y a la otra, debido al principio de acción y reacción, a aplicarse firmemente contra el disco en movimiento.
Durante esta acción, en todo tipo de Cáliper, el anillo retén del pistón se deforma elásticamel desplazamiento del mismo. Al librar el freno, la presión en la parte posterior del pistón se reduce a cero. En ese instante el anillo retén retorna, por elasticidad, a su posición original arrastrando consigo al pistón a la posición normal de reposo. La situación anterior provoca que las pastillas se separen también del disco, permaneciendo a una distancia conveniente. Si durante la siguiente aplicación del freno, la luz entre pastilla y disco fuera mayor de lo que
deformará a este, sino que además se desplazará o hasta que la pastilla tome contacto con el disco. Al volver a su posición
retén arrastrará el pistón separándolo del disco áticamente, la adecuada operación del conjunto en todo mom
agnitud se repite prácticamente en cada frenada compensando de nera gradual al desgaste de las pastillas de freno, esta compensación la efectúa llenando con
líquido de frenos el espacio dejado por el pistón al desplazarse.
ente ante
permite la elasticidad del anillo, el pistón no sólocon relación al mismnormal, luego de liberado el freno, el anillo denuevamente logrando así automEste efecto, en muy reducida mma
ento.
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SISTEMA DE FRENOS
► SEGMENTOS DE F
tón
do a de
freno.
Par s de freno, generalmente se inserta itivo antivibraciones. Estos pueden ser sili
Par po se utilizan indicadores de desgaste de tip
Los segmentos de freno se construyclasificaciones como Segmentos de fr
RENO
Los seg“Pastillas de freno”, son los componentes eo émbolo del cáliper y efectuar el roce conun respaldo metálico, con las formas ade
mentos de freno, conocidos comúnmente comoncargados de recibir la fuerza de aplicación del pis
tra el disco de freno. El material de roce está adosacuadas par permitir su instalación sobre la pinza
a el adecuado montaje y funcionamiento de los segmento entre segmento y pinza, algún tipo de dispos
conas, aisladores o seguros elásticos.
a los forros de freno, ya desde hace mucho tiemo óptico, eléctrico o acústico
en de materiales diversos y su construcción dará origen a eno Sintéticos y Segmentos de freno Orgánicos.
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SISTEMA DE FRENOS
Los Sintéticos. astillas metálicas)
os materiales sintetizados contienen fibras metálicas: Bronce, hierro, y fibras de cerámica y grafito. Estos polvos metálicos se mezclan, después son polimerizadas a temperaturas bajo alta presión.
El coeficiente de fricción de este tipo de pastillas de frenos es elevado y queda estable, tanto sobre un revestimiento seco, como mojado. La duración es superior a una pastilla del tipo orgánico, sobre 12.000 km.
El calor desprendido de un material sintético es más elevado que de un mineral orgánico. Así, necesita un revestimiento en cerámica sobre la base de las pastillas a fin de aislar los pistones del estribo y poner en ebullición él liquido de frenos.
El material de fricción puede estar adherido al respaldo por pegamentos especiales como también remachado.
Los Orgánicos.
(P
L
(Pastillas Libres de asbesto)
las es elevado, su desgaste es más rápido que el de una astilla sintética, sobre los 8.000km de utilización
El calor desprendido durante el frenado es inferior al de una pastilla sintética, permitiendo así una mayor duración del disco.
Otro tipo de construcción de los segmentos es el Compuesto Green Stuff o Kevlar Verde de EBC es un compuesto de alta fricción recomendado para uso deportivo en carretera y ciudad o para carreras en circuitos con vehículos de peso medio. Este compuesto tiene un excelente roce inicial, desde frío y mantiene sus prestaciones hasta temperaturas de 550ºC a 650ºC; una de sus características más premiadas es la casi total ausencia de polvo negro que mancha las llantas, en conjunto con una conductividad térmica mejorada.
Los materiales orgánicos contienen polímeros: fibras de Aramida, de grafito y fibras de metal, añadidas a resinas que le dan la flexibilidad. El material de fricción está fijado al repaldo por pegamentos especiales. Estos materiales necesitan un rodaje térmico. Durante los primeros kilómetros, frenar moderadamente y progresivamente, evitará "quemar" las patillas: formación de una capa vitrificada (helada). Estos materiales son de una indudable eficacia en todas las circunstancias.
El coeficiente de fricción de estas pastilp
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SISTEMA DE FRENOS
► LIQUIDO DE FRENOS
ma de frenos hidráulicos se hace necesario contar con el transmitir la fuerza de frenado desde el pedal de freno uido es el Líquido de Frenos.
de frenos es de base vegetal y contiene aditivos que le a efectuar el trabajo de él requerido. Debe soportar viscoso, resistente a la humedad.
En un sistefluido hidráulico necesario para poder hasta los receptores de la presión. Este fl
El líquido otorgan la propiedades necesarias partemperaturas altas, lubricar, ser fluido, no
La capacideterminada e indicada por su índice D.O
Condiciones del fluido de frenos:
• No debe ser viscoso, o sea que fluya fácilmente en todas las
temperaturas. • Debe tener un alto punto de ebullición para que permanezca
líquido aun en altas temperaturas. • Debe ser anticorrosivo para no dañar el metal. • Tener algunas cualidades de lubricación, con el objeto de lubricar
los pistones y sellos, reducir el desgaste y fricción interna.
podría causar alguna reacción isminuirá su calidad. Además su
índice DOT del punto de ebullición quedará indefinido.
dad de trabajo de un fluido para frenos quedará .T.
Cuando el líquido de frenos se contamina, puede perder algunas de sus cualidades originales. Por lo tanto, todo el líquido usado deberá drenarse del sistema de frenos cuando se efectúen operaciones mayores o bien cada dos cambios de pastillas de freno o cada cambio de balatas. Precauciones:
• Debido a que el líquido de frenos tiene una fuerte tendencia a absorber la humedad, la tapa del envase debe estar firmemente apretada cuando este es almacenado como así mismo la tapa del depósito contenedor de líquido en el vehículo.
• Los líquidos de freno de diferentes marcas no deberán mezclarse. El aditivo de cualquiera de ellosquímica con otro y por lo tanto d
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SISTEMA DE FRENOS Eficacia de los frenos : La eficacia de los frenos dice relación con la distancia de frenado de un móvil a determinadas velocidades considerando neumáticos en buen estado y piso de hormigón seco. Fallas comunes del sistema de frenos 1.- El vehículo frena poco o apenas frena 1a) Poca cantidad de líquido de frenos 1b) Pastillas o balatas desgastadas 1c) Mal estado de superficies de balatas 1d) Tambores o discos deteriorados 1e) Agarrotamiento de pistones 1f) Mal funcionamiento del servofreno ( pedal duro) 1g) Mal estado de la bomba de frenos 2.- El vehículo se va de lado al frenar 2a) Neumáticos con baja presión 2b) Mal asentamiento de pastillas o balatas 2c) Ajuste desigual de los frenos 2d) Elementos de frenos engrasados 2e) Fugas de líquido de freno a los elementos de frenado 2f) Cáliper o cilindro de freno agarrotado 2g) Vehículo mal alineado 2h) Amortiguadores en mal estado 3.- Los frenos se bloquean 3a) Cáliper, cilindros o bomba agarrotados 3b) Retenes de líquido dilatados 3c) Bomba o servofr 4a) Falta de líquido de frenos en circuito 4b) Presencia de aire en el circuito hidráulico 4c) Líquido inadecua
5.- Vibraciones al frenar 5a) Discos y/o tamb 5c) Elementos de suspensión en mal estado
eno de tope (sin tolerancia) 3d) Tuberías flexibles tapadas.
4.- El pedal de freno con poca resistencia (Pedal blando)
do 4d) Pistón de cáliper sucio, engomado.
ores deformados, rotos u oxidados 5b) Rodamientos sueltos
5d) Pastillas o balatas engrasados
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SISTEMA DE FRENOS 6.- Ruido de frenos al frenar 6a) Suciedad u óxido en anclajes de elementos de frenado
6d) Estado de discos o tambores
antenciones a sistemas de frenos hidráulicos
iderar el desgaste de pastillas) - Verificación de fugas de líquido
gulación de frenos - Cambio de líquido de frenos
del sistema hidráulico de frenos, con agua y detergente y secado con ntaminado o mezclado líquidos de distintas marcas o tipos)
- Purgado del sistema de frenos si se ha sometido a reparaciones mayores, lavado, plazo
El sistema de frenos debe ser purgado en orden a saber:
ba
• Luego purgar la rueda que es compañera a la ya purgada en el
urgar la rueda que ahora es la más lejana a la bomba. • Purgar la rueda que es su compañera en el circuito.
purgador • Empujar el pedal de freno suavemente, sin accionarlo hasta el
fondo. • Cerrar el purgador • Soltar el pedal de freno y esperar 10 segundos.
6b) Pastillas o balatas completamente desgastadas 6c) Pastillas o balatas inadecuadas
6e) Frecuencia de vibraciones de elementos de Suspensión
M
Las mantenciones más comunes al sistema de frenos hidráulicos son : - Verificación del nivel de líquido (cons
- Inspección de componentes y aseo general de elementos de frenado - Re
- Lavadoalcohol (sí se ha co
cambio de líquido o reemplazo de tuberías, reparación de cilindros o reemde pastillas.
Purgando del sistema de frenos :
• Iniciar la operación de Purgado por la rueda más lejana ala bomde frenos.
circuito. • P
Operación de purgado : Para efectuar un purgado de frenos debemos
• Revisar que el purgador se encuentre en buenas condiciones y destapado.
• Conectar al purgador un tubo plástico transparente • Abrir el
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SISTEMA DE FRENOS • Abrir el purgador y empujar de nuevo el pedal suavemente. • Cerrar
eda ver en el tubo transparente que ya no sale aire.
• Repeti
l pedal de freno, una cantidad de líquido sale del sistema, por lo tanto durante toda la oper
enir que la bomba admita aire. • Para reponer el nivel del líquido en el depósito use solamente
líquido nuevo. No use el líquido que ha sacado del sistema ya que está contaminado.
OPERACIÓN R
O SE HAN REMOVIDO O SE HA DESMONTADO EL CÁLIPER NO
AL DE FRENO
DE FRENO. DE LO CONTRARIO EL VEHÍCULO ESTARA SIN CURRIRA UN ACCIDENTE.
el purgador • Soltar el pedal • Repetir los pasos anteriores hasta que se pu
r los pasos anteriores con cada rueda de acuerdo al orden indicado
• Cada vez que se abre el purgador y se acciona e
ación de sangrado se debe vigilar el nivel de líquido en el depósito a fin de prev
C ITICA
CADA VEZ QUE REEMPLACEN PASTILLAS DE FRENO
OLVIDE ACCIONAR REPETIDAS VECES EL PEDANTES DE MOVER EL VEHÍCULO PARA CARGAR LOS CALIPER
FRENOS Y O
imitadores de presión de frenos:
La mayoría de los vehículos actuales poseen sistemas de enos al eje posterior en función de la carga, para evitar que las
ruedas traseras se qEstos limitadores puedcarga del vehículo y dolimitado funciona detec presión de frenado al eje posterior. Se debe tener en cuen
L limitación de la presión de fr
blo ueen y el vehículo derrape. en ser del tipo mecánico, el cual detecta por medio de la altura, la sifica la presión ha entregar a las ruedas posteriores. Otro tipo de tando la presión ejercida al sistema y modula la
ta estos limitadores al diagnosticar fallas.
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SISTEMA DE FRENOS
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VÁLVULA COMPENSADORA ATE
SISTEMA DE FRENOS
VÁ
LVULA REGULADORA HIDRÁULICA ATE
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SISTEMA DE FRENOS
► SERVOFRE OLa función que cumple efecto multiplicador de la fuerza aplicada por el cond tEl sistema de servofrenen el múltiple de ad sdel servofreno a través de una manguera y una válvula de retención que permite mantener una cantidad de vacío en el servo aún cuando en el múltiple de admisión se encuentre sin depresión y exista pre Un servofreno estáentre el mecanismo de ámara de presión atm presión atmosférica y una válvula de control de
a. ervo fallara, la varilla de empuje actuaría aún mecánicamente para
un e fuerz mayor sobre el pedal.
xisten dos tipos de servode chasis)
MASTERVAC
N el servofreno es la de producir un
uc or del vehículo sobre el pedal de freno. o se basa en el aprovechamiento de la depresión que se produce
mi ión del motor, el cual se halla comunicado con la cámara de vacio
sión atmosférica.
constituido básicamente por un simple diafragma, que se interpone comando de frenos y el cilindro maestro, una cámara de vacío, unaosférica un ducto dec
la presión atmosférici la depresión del sS
conseguir el frenado adecuado con s o E freno Mastervac ( servofreno de torpedo) e Hidrovac (servofreno
A. Cámara de vacío B. Válvula de retenciónC. Membrana
atmosférica.
D. Cámara de presión atmosférica.
E. Resorte retracción. F. Cuerpo de presión
atmosférica. G. Válvula de presión
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SISTEMA DE FRENOS
HIDROVAC
rana o al sello de presión atmosférica. En amtoda la fuerza para el frenado.
Las principales fallas de los servofrenos corresponden a rotura de membbos casos el servofreno queda sin operar debiendo ser el conductor quien efectúe
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SISTEMA DE FRENOS
FRENOS NEUMÁTICOS
El sistema de frenos neumáticos, corresponde al sistema en el cual la energía de frenado es transmitida por medio de aire a presión. Tienen una diferencia básica y fundamental con los otros sistemas de freno. La fuerza para el frenado está dada por el aire a presión almacenado en los depósitos de aire, p esiva elementos de roce. de lo
ara su aplicación, el conductor sólo la deja actuar en forma progr En este caso el conductor sólo administra la presión, a diferencia
sobre los s otros
sistema en que el conductor debe generar la presión para la aplicación
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SISTEMA DE FRENOS
EL SISTEMA DE FRENOS NEUMÁTICOSCLASIFICACION D
Corresponden a los sistemas de freno en los cuales la presión
os considerarles como frenos neumáticos puros.
Los sistemas de frenos neumáticos se pueden clasificar con distintos criterios como:
SEGÚN SU APLICACIÓN:
• Frenos neumáticos:
del aire actúa directamente a las cámaras de freno, para la aplicación de los elementos de roce. Podem
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SISTEMA DE FRENOS
• Frenos neumáticos híbridos:
Corresponden a este tipo de frenos aquellos sistemas en los cuales la presión del aire es usada para efectuar la fuerzarequerida sobre un sistema hidráulico. La fuerza de la presión neumática, crea la presión hidráulica de frenado.
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SISTEMA DE FRENOS
SEGÚN EL TIPO DE VEHÍCULO EQUIPADO
• Camiones de dos ejes • Camiones de tres eje • Tractocamiones • Semirremolque (rampas) • Remolque ( carros) • Buses • Maquinas
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SISTEMA DE FRENOS
TRACTOCAMION
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SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS SISTEMA DE FRENOS
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SEGÚN EL TIPO DE CAMARA D
• Cámara simple
• Cámara de freno doble
E FRENO
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SISTEMA DE FRENOS
1bar = 14,503771 psi 1 psi = 0,0689476 bar
COMPONENTES Y FUCIONAMIENTO DE LOS FRENOS NEUMATICOS
En vehículos medios y pesados el sistema de frenos utiliza el aire como medio de presión para lograr que el elemento de fricción ( generalmente bandas o bloques ) se desplace contra la superficie metálica de frenado en el tambor de freno( campana ). Los componentes básicos del sistema neumático son:
ompresor: es el corazón del sistema, y tiene como función tomar aire de la atmósfera y almacenarlo en los tanques instalados para tal fin.
Gobernador: tiene como función mantener una presión constante en todas las líneas del istema.
Tanques de almacenamiento: Almacena el aire comprimido originado por el compresor. ( Presión: 120 PSI ). Válvula reguladora de pedal. (Bomba de freno ). Tiene como función una vez que el conductor acciona el pedal del freno, dar paso de aire a las cámaras de cada una de las ruedas del vehículo. Esta válvula se mantiene calibrada aproximadamente a 80 PSI. Existen válvulas dobles para ser instaladas a vehículos que posean doble circuito de frenos independientes cada uno. Válvula de descompresión rápida: Tiene como función mantener una presión adecuada en las líneas de mayor longitud equidistantes a las ruedas del eje. Cámara de aire: tiene como función convertir la energía neumática en energía mecánica transmitiéndola a la leva de ajuste, la cual aplicar las bandas contra la campana para detener su movimiento. Freno de estacionamiento para freno de aire: tiene como función no permitir el movimiento del vehículo cuando este se encuentra detenido ( en una subida ).Además también, funciona como freno de emergencia.
C
s
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SISTEMA DE FRENOS FRENO NEUMÁTICO
Descripción General
El sistema de freno, como todos los sistemas de freno, consiste en:
• Freno de servicio • Freno de estacionamiento
Freno de servicio El freno de servicio se compone de dos circuitos independientes: uno que actúa en las ruedas del eje delantero y el otro en las ruedas del eje trasero. Cada circuito se alimenta a través de su respectivo depósito neumático y se conecta al sistema por medio de una válvula protectora que cumple la función de mantener un circuito normalmente funcionando en caso de una eventual falla del otro. La fuerza mecánica que acciona las zapatas se obtiene a través de cilindros de membrana (uno en cada rueda), comandados por la válvula de doble circuito del pedal cuya fuerza de frenado es progresiva y proporcional al esfuerzo ejercido sobre el pedal del freno. En el sistema de freno neumático, con ajuste mecánico de las zapatas, es imposible notar, a través de la carrera del pedal, cuando las zapatas necesitan ser ajustadas. Por este motivo, el ajuste deberá efectuarse en todas las revisiones señaladas en el Plano de Mantenimiento, o con más frecuencia todavía cuando el vehículo opera bajo condiciones severas. Freno de estacionamiento El freno de estacionamiento actúa en las ruedas del eje trasero y se manda reumáticamente a través de una válvula manual con acción progresiva. La fuerza de frenado se obtiene por medio del acumulador de muelle que actúa en el mecanismo del freno de servicio. Cada acumulador de muelle forma un conjunto con el cilindro de membranadenominado “Cilindro Combinado”, "Tristop" o “Cámara doble”. El freno de estacionamiento se libera con la presión neumática a través de la válvula manual.
uando no es posible obtener suficiente presión para la liberación, el freno podrá, en caso de emergencia. liberarse según se indica a continuación:
• Liberación neumática - se practica mediante la aplicación de aire comprimido de otro circuito o de otra fuente en los acumuladores de muelle.
C
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SISTEMA DE FRENOS • Liberación mecánica - se practica comprimiendo mecánicamente el acumulador de muelle a través del tornillo localizado en la parte trasera del cilindro combinado.
Además del freno de servicio y de estacionamiento, los vehículos tractores están equipados con sistema para el freno del semirremolque o remolque. Este sistema está integrado con el freno del vehículo tractor y su aplicación se lleva a cabo de tres modos diferentes: • En conjunto con el freno de servicio del vehículo tractor. • En conjunto con el freno de estacionamiento del vehículo tractor. • Independientemente a través de la válvula manual del freno del semirremolque. En cualquier forma de aplicación, la acción es progresiva proporcionando frenadas parciales según la necesidad. Los componentes del sistema neumático del freno están construidos para soportar una presión superior a la presión máxima regulada en el sistema del freno. Numeración de Conexiones en los componentes de Frenos Neumáticos Los componentes del sistema neumático del freno poseen. en sus conexiones. un número de hasta dos dígitos. Ese número está estandarizado y tiene el siguiente significado:
0. Conexión de admisión 1 - Entrada de la presión neumática, 2 - Salida de la presión neumática - Descarga hacia la atmósfera, 4 - . Entrada con presión de mando
l segundo dígito está previsto cuando existe más de una conexión con función semejante.
En este caso el primer dígito significa el tipo de conexión y el segundo la cantidad de conexiones con nción semejante.
n caso de que una conexión cumpla más de una función ella será identificada con los números
correspondientes separados por un trazo.
3
E
fu
E
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SISTEMA DE FRENOS
COSCOMPONENTES DE LOS SISTEMAS DE FRENOS NEUMÁTI
► COMPRESOR DE AIRE:
El compresor DE AIRE, es la fuente de energía para el sistema de freno neumático. Es conducido por el motor del vehículo, directamente por el sistema de distribución o por una banda de caucho. En la mayoría de vehículos, utiliza la lubricación del vehículo y el sistema de refrigeración, sin embargo, existe modelos autolubricados y autorefrigerados, con distintos tipos de montajes destinados a vehículos específicos. Cada fabricante entrega lista de aplicaciones para sus compresores Para ejemplo de estas aplicaciones visite; www.bendix.com
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SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS
► GOBERNADOR:
onerlo en nción, es decir para permitir que el compresor envíe aire a los tanques acumuladores, o para
desactivarlo, es decir gira sin enviar el aire a los tanques. Esta acción se verifica cuando los tanques han alcanzado su presión de trabajo. Al llegar al valor determinado la presión de servicio, el
gulador de presión actúa al gobernador.
l gobernador puede estar incluido en el compresor o encontrarse separado de él.
Tiene por función manejar la operación del compresor, ya sea para pfu
re
E
GOBERNADOR Y CONEXIONES
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SISTEMA DE FRENOS
► DEPURADOR DE AIRE
l aire entregado por el compresor, estará expuesto a ebiente; impurezas según el lugar de trabajo o camino
iento comodecuada vida útil del sistema de fr
co. Para tal efecto, el aire antes de i
ondensación y humedad ambiente, se
l aire, le quita la umedad, el secador de aire. De esta
n aire sin humedad prolonga la vida til de los componentes.
• FILTRO DEPURADOR
Ediv rsas alteraciones como; humedad según el medio ampor el se transita; aceite proveniente del compresor, de
, para la enos y sus
ngresar
acuerdo a su estado.
Tanto para el correcto funcionamacomponentes, el aire a usar debe ser lo suficientemente limpio y seal sistema de frenos se le hace pasar por un FILTRO DECANTADOR, en donde se le limpia.
• SECADOR DE AIRE
Para entregar un aire limpio y además sin agua, como producto de la cprovisiona al sistema de frenos neumáticos de otro elemento que además de filtrar ehforma se evita la formación de óxidos y sedimentos al interior del sistema. Uú
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SISTEMA DE FRENOS
► DEPOSITOS DE AIRE
Son contenedores de aire, que permiten almacenar el aire com ido a las presiones determinadas . La disposición y cantidad de ellosdependerá del tipo de sistema a servir. Es el depósito, el que permite la compresión del aire a los valores determinados de presión.
► REGULADOR DE PRESIÓN
prim
1 Conexión
2
atmósfera
5 Válvula de retención 6 Capa de Protección 7 Orificio 8 Cuerpo de la Válvula
9 Válvula de seguridad 10 Filtro 11 Válvula de alivio 12 Embolo 13 Entrada d 14 Embolo de membrana 15 Salida del
Tornillo de ajuste 3 Descarga hacia la
4 Muelle
el aire
aire
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SISTEMA DE FRENOS
Finalidad del Regulador: Regular automáticamente la presión de servicio de los depósitos, protegiendo todo el sistema contra el exceso de presión. Presiones de Trabajo: Presión de desconexión Margen de conexión, en bar Presión de abertura de la válvula de seguridad. en bar Funcionamiento del regulador: El aire entregado por el compresor entra por la conexión 1. Pasa por el filtro 10 hasta la cámara (a), abre la válvula de retención 5 y llega a los depósitos a través de la conexión 21 . Al alcanzar la presión de desconexión, la presión formada en la cámara (b) vence la fuerza del muelle (4) y mueve el émbolo de membrana (14) hacia arriba. Con ese movimiento se cierra la salida del aire (15) y se abre la entrada (13), de manera Que el aire que se encuentra en la cámara (b)pueda fluir hacia la cámara (c).,sobre e! embolo (12). La presión sobre el émbolo (12) permite que el se desplace hacia abajo abriendo la válvula de alivio { 11 ). Ahora el compresor trabaja libre porque el aire producido por él sale a la atmósfera a través de la conexión (3). Cuando la presión en la cámara {b) baja a un valor inferior al de la conexión del regulador. el muelle (4), empuja el émbolo de membrana (14) hacia abajo, cierra la entrada ( 13) y abre la salida ( 15). La presión en la cámara (c) se alivia a través del respiradero (E) y el embolo ( 12) retorna cerrando la válvula de alivio ( 11 ), restableciendo la posición inicial. Los depósitos son, de este modo, realimentados. Conexión para Inflar los neumáticos: La conexión para inflar los neumáticos puede ser usada después de remover la capa de protección (6). Al enroscar la tuerca de la manguera infla neumáticos, el cuerpo de la válvula (8) se desplaza hacia adentro cerrando la comunicación entre la cámara (a) y la conexión (21), el aire pasa por el orificio {7) alcanzando el neumático a través de la manguera. La presión máxima de inflado de los neumáticos está limitada por la válvula de seguridad (9).
Conexiones del regulador UNIONES 1 Entrada de la presión del compresor 3 Descarga hacia la atmósfera 21 Salida de presión hacia la válvula protectora de 4 circuitos 22 Salida de presión (libre)
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SISTEMA DE FRENOS
VÁLVULA PROTECTORA DE 4 CIRCUITOS
1 Conexión para el regulador
2 Muelles 3 Válvulas 4 Diafragma 21 Conexión para el
circuito I
álvula Entrada de presión del reguSalida de presión hacia el cSalida de presión hacia el cSalida de presión hacia el frSalida de presión hacia
1
22 Conexión para el circuito II
23 Conexión para el circuito III
24 Conexión para el circuito IV
onexiones de la V
C1 21 22 23 24
Finalidad de la Válvula:
Mantener el sistema de fredenominada Presión de Seguridad, en caso que falle uno
sión de abertura de las válvulas (3), 6 bar Presión de cierre y seguridad, mínimo 6.7 bar {con cero
Pre
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UNIONES lador ircuito de frenos I ircuito de frenos II eno de estacionamiento
no en una presión preestablecida, de los circuitos.
bar en el circuito defectuoso)
SISTEMA DE FRENOS
niente del regulador entra por la conexión (1) y llega
simultáneamente a las cámaras (a). 3) se abren forzando el diafragma (4) contra o podrá fluir. a través de las conexiones de s.
necen comunicados obteniéndose así, una uando hay elevado consumo de aire en uno de los circuitos. particularmente en
los circuitos que no tienen depósito, el aire podrá ser suplido por los otros circuitos, hasta el valor de
e la capacidad de realimentación del obre el diafragma (4) cerrando la válvula onces con la presión de seguridad. tuoso.
Funcionamiento de la Válvula:
El aire prove
Al alcanzar la presión de abertura regulada, las válvulas (la fuerza del muelle {2),.De este modo, el aire comprimidsalida de la válvula hacia los diversos circuitos neumáticoCuando el sistema esta presurizado. los 4 circuitos permapresión equilibrada, C
la presión de cierre de las válvulas (3) Si se produce, en uno de los circuitos, un escape mayor qucompresor. el muelle (2} de! circuito defectuoso actuará s(3) de este circuito. Los demás circuitos se mantienen entQue es la presión de cierre de !a válvula del circuito defec
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SISTEMA DE FRENOS
LVÁLVULA DE PEDA
Co exiones de la válvul
11 12
Finalidad de la Válvula: Pejercido sobre el pe
n a UNIONES 3 Descarga a la atmósfera
Entrada de presión al circuito de frenos I Entrada de presión al circuito de frenos II
21 Salida de presión al circuito de frenos I 22 Salida de presión al circuito de frenos II
rop rcionar al vehículo una frenada gradual y proporcional al esfuerzo dal del fren a través de la presurización y despresurización independiente de
cada circuito de freno, en un sistema de freno de doble circuito, de manera que en caso de falla de un ircuito el otro sigue operando normalmente
oo,
c
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SISTEMA DE FRENOS
Funcionamiento de la Válvula:
I. P ción de part ara partir, las entradas de aire (4) y (9) e cerradas, y xiones (11) y (12) están cerradas en relación a las conexiones (21) y (22), que están unidas a los c ros de frenoLas conexiones (21) y (22} se comunican con la atmósfera a través de las salidas de aire
a descarga (3) p a
iento la salida de aire (15) y abrirá la entrada de
sta forma, el aire que proviene de la puerta de entrada (11) presurizará, a mara (a1) el circuito de treno I. Al mismo tiempo. el aire de !a cámara (a1),
fluirá a través del orificio (5) hacia la cámara (b). ejerciendo presión sobre el émbolo relé ndo la resistencia de! muelle (7), se desplazará hacia abajo, apoyándose en
rándose la salida (8) y abriéndose la entrada (9). Así, el aire que izará. a través de la cámara (a2), el circuito e retorno (7) del émbolo relé, la presión en
será ligeramente inferior a la presión de las cámaras (a1) y (b).
ta. el aire que actúa en la parte inferior de n. la
te modo, la presurización de los circuitos de freno I y II será proporcional a la fuerza
r exterior alcance el apoyo en el carter de a rvicio.
osi ida: Con el vehículo pronto pstán las salidas (8) y (15) están abiertas. De esta manera, las cone
ilind de los dos circuitos.
(8) y (15) y de lAl acciona se el r edal del treno, el vástago de accionamiento (1) será empujado haciabajo desposicionando, por medio del muelle de goma (10), el émbolo de escalonam(2) que apoyándose en la válvula {14), cerraráaire {4). De etravés de la cá
(6) que, venciela válvula (13), cerproviene de la puerta de entrada (12}, presurde treno II. Como consecuencia del muelle dla cámara (a2) siempre A medida que la presión en la cámara (al) aumendel émbolo de escalonamiento (2), lo empuja hacia arriba contra la acción del muellegoma (10), hasta equilibrar las fuerzas entre los dos lados del émbolo. En esta posiciósalida de aire (15) y la entrada de aire (4) están cerradas. Del mismo modo, el aumento de la presión en la cámara (a2), en conjunto con la fuerza del muelle (7), actúan en el lado interior del émbolo relé (6) empujándolo hacia arriba hasta el punto en que, equiparándose las fuerzas entre los dos lados del émbolo, la salida de aire (8) y la entrada (9) permanecen cerradas. De esejercida sobre el pedal del freno.
II. Aplicación total del freno: Accionándose totalmente el freno de servicio, el émbolo de escalonamiento (2) se
do inferiodesplazará hacia abajo hasta que su lala válvula. De esta forma. la salida de aire (15), estará permanentemente cerrada y lentrada de aire (4), totalmente abierta, asegurando la aplicación total del freno de se
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SISTEMA DE FRENOS
III. Desaplicación del freno de servicio: Al soltarse e! pedal del freno, el vástago de sando la presión sobre el émbolo (2). A
su vez, éste se desplaza completamente hacia arriba debido a la presión del aire y a la acción de su muelle de retorno, abriendo de esta forma la salida de aire (15) y cerrando al mismo tiempo, la entrada de aire (4). De este modo. se llevará a efecto la
ación del circuito del freno I a través de la salida de aire (15) y descarga (3).
la descarga de aire del circuito de freno I, cesara la presión de aire en la cámara (b) y émbolo relé (6) retornará a su posición inicial. Así se abrirá la salida de aire (8) rándose al mismo tiempo la entrada (9). El circuito II se despresurizará., entonces. con
scarga de aire a través de la salida de aire (8) y descarga (3).
la de un circuito de freno: En una eventual talla del circuito de freno II. da por una caída de la presión en este circuito, el circuito I continuará
ionando de acuerdo con lo ya dicho. jese una falla en el circuito de freno I, el circuito funcionará de acuerdo con lo
ente: r el freno. el émbolo (2) se desplaza hacia abajo, apoyándose en la válvula (14)
a su vez, se apoya en el émbolo relé (6). Éste se apoya en la válvula (13) transformando el conjunto en un rígido bloque. De esta forma. se cerrara la salida (8) y la entrada (9) se abrirá permitiendo la presurización del circuito de freno II. a través de la cámara (a2). La aplicación del circuito de \reno II será proporcional al esfuerzo aplicado sobre el pedal del freno, una vez que e! émbolo relé (6) asuma la función de émbolo de escalonamiento.
accionamiento (1) volverá a su posición inicial, ce
despresuriz
on
Celcer!a de
IV. FalcaracterizafuncSI se produsiguiAl accionaque.
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SISTEMA DE FRENOS
VÁLVULA DE DERIVACIÓN DE 2/3 VÍAS
CONEXIONES DE LA VÁLVULA UNIONES 1 Entrada con presión de servicio 2 Salida con presión de actuación hacia los frenos
del semirremolque 3 Descarga a la atmósfera 41 Entrada con presión de actuación
a.- del circuito de frenos I del vehículo tractor b.- de la válvula manual del Semirremolque
42 Entrada con presión de actuación del circuito de frenos II del vehículo tractor
43 Entrada con presión de actuación de la válvula manual del freno de estacionamiento.
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SISTEMA DE FRENOS
Finalidad de la Válvula: Permitir la aplicación del freno del semirremolque como se describe a continuación.
a.- En conjunto con el freno de servicio del vehículo tractor
b.- En conjunto con el freno de estacionamiento del vehículo tractor
c.- Separadamente a través de la válvula manual del semirremolque
Funcionamiento de la Válvula:
I. Posición de partida: Conexión (1) presurizada (presión de servicio). Conexiones (2) (41) y (42) . Despresurizadas Conexión (43) - Presurizada (presión de actuación)
Con la desaplicación del freno de estacionamiento. la cámara (d) se presurizará y el diafragma (8) se desplazará hacia abajo arrastrando el émbolo (7). El paso de aire (6) se abrirá permitiendo que el circuito de freno del semirremolque sea despresurizado a través de la descarga (3).
II. Posición de frenado con freno de servicio: Cuando se acciona el treno de servicio del vehículo tractor. las cámaras (a) y (e) se presurizarán al mismo tiempo con el aire que proviene de los circuitos (I) y (II).
El aire que proviene del circuito (I) entra en la válvula a través de la conexión (41), permitiendo que el embolo (4) se desplace hacia abajo y se apoye en la válvula (5) cerrando el paso de aire (6). Partiendo de ahí. el desplazamiento del émbolo (4) permitirá que la válvula (5) se mueva hacia abajo abriendo el paso de aire (10). Así. el aire de la conexión (1) fluirá hacia la conexión (2) presurizando el circuito de freno del semirremolque. La presurización del circuito de freno del semirremolque será proporcional a la presión de
ara (a). Al accionarse parcialmente el freno de servicio la presión en la cámara (b) aumentará y, venciendo la contrapresión en la cámara (a), permitirá que el émbolo (4) se eva hacia arri ién, se desplazará hacia arriba rando el paso equilibrará manteniendo la presió roporcional e
Cuan t freno de ser actuación sobre el émbolo (4) lo mantendrá hacia abajo dejando siempre abierto el paso de aire (10), proporcionando la
raria ejercida por el émbolo (7)
actuación en la cám
mu ba; consecuentemente la válvula (5), tamb cer de aire (10), momento en que la válvula se
. n p n el circuito de freno del semirremolque
do e vicio se acciona totalmente, la presión de
aplicación total del freno del semirremolque. El aire Que proviene del circuito de freno II. responsable por la presurización de la cámara (e), actuará en la fase inferior del diafragma (8) Que, sin embargo. se mantendrá en posición de equilibrio. debido a la presión cont
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SISTEMA DE FRENOS Sí ocurriera alguna talla en el circuito II, el freno del semirremolque funcionará normalmente
ación de la cámara (a), según ya se dijo. Si fservdes l ém bolo (4) cerrando el paso de aire (6) y percon presurización en el circuito de freno del semirremolque. Al libeexi a susde faire
III. Posestaformarriba, abriendo el paso de aire (10), y estableciendo la comunicación entre las conexiones (1)
IV. Pos ionarse la válvula manual del freno del semirremolque la cámara (a) se presurizará a través de la conexión ( 41 ), y el circfun
debido a la presión de actu
allara el circuito I, solamente la cámara (e) se presurizará al accionarse el treno de icio. La inexistencia de una contrapresión en la cámara (a) permitirá, entonces el
plazamiento del diafragma (8) hacia arriba, junto con el vástago (9), la válvula (5) y ebolo (7). La válvula (5) se apoyará bajo el émmitiendo la abertura del paso de aire (10). establecerá la comunicación entre las exiones (1) y (2), permitiendo la
soltarse el pedal del freno, el aire comprimido que presuriza las cámaras (a} y (e) será rado hacia la atmósfera a través de la válvula del freno del pedal. La contrapresión que
ste en el circuito de freno del semirremolque permitirá que los émbolos (4) y (7) vuelvan posiciones iniciales abriendo e! paso de aire (6) y soltando el aire contenido en el circuito reno del semirremolque. a través del agujero central del vástago (9) y de la descarga de (3).
ición de frenado (con freno de estacionamiento): Al aplicar et freno de cionamiento, la cámara (d) será despresurizada a través de la conexl6n (43). De esta a. la presión de aire en la cámara (c) permitirá que el embolo (7) se desplace hacia
y (2), permitiendo la presurización del circuito de freno del semirremolque.
ición de frenado (con freno del semirremolque): Al acc
uito de freno del semirremolque se presurizará según lo explicado cuando se habló del cionamiento del freno de servicio.
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SISTEMA DE FRENOS VÁ ULV LA RELÉ
Conexiones de la Válvula UNIONES
1 Entrada de aire con presión de servicio 2 Salida de aire hacia los muelles acumuladores
3 Descarga hacia la atmósfera 4 Entrada de aire con presión de actuación
inalidad de la Válvula: Rápido abastecimiento y descarga de las cámaras del muelle acumulador
y del respectivo sistema acortando el tiempo de accionamiento.
uncionamiento de la Válvula:
I. Posición de partida: Con la desaplicación del freno de estacionamiento. la cámara (a) se presurizará y el embolo (7) se desplazará hacia abajo cerrando el paso de aire (6) y abriendo el paso de aire {5). Así, la presión de aire podrá fluir de la conexión (1) hacia la conexión (2) y, desde allí, hasta los muelles acumuladores, desaplicando el freno de estacionamiento.
F
F
L.R.M. 81
SISTEMA DE FRENOS
II. Posición de frenado (progresivo): Aliviándose parcialmente la presión de actuación en la cionamiento. la presi6n que actúa
en el émbolo (7) pasa a prevalecer desplazándolo hacia arriba hasta que el cierre del paso de e la salida de aire (6) se produz do que el aire de liminado hacia la atmósfera a través de la descarga (3).
Este alivio de presión se produce hasta que las presiones entre los dos lados del émbolo (7) se equilibren. manteniendo el paso de aire (5) y la salida de aire (6) cerrados. De esta forma. se posibilitan los frenados progresívos debido a la obtención de las presiones de salida en la conexión (2) finalmente graduables en función de la presión de actuación en la conexión (4).
VÁLVULA MANUAL DEL FRENO DE ESTACIONAMIENTO
cámara (a). a través de la válvula manual del freno de esta
aire (5) y la posterior abertura dlos muelles acumuladores sea e
can permitien
UNIONES
Conexiones de la Válvula
L.R.M. 82
1 Entrada con presión de servicio de la válvula protectora de 4 circuitos 2 Salida con presión de actuación hacia la válvula relé 3 Descarga a la atmósfera
SISTEMA DE FRENOS Finalidad de la Válvula: Presurización y despresurización gradual de los muelles acumuladores.
permitiendo la aplicación y desaplicación progresiva del freno de
es
acumuladores.
I. Posición de partida: Con la palanca (8) en la posición de freno desaplicado. la presión de
II. e 0).
el circuito de la conexión (2) sea eliminada a través de la descarga (3).
. rá.
permitiendo bajar la presión de aire en la cámara (a). ará hacia
la
partir de este punto, el émbolo (6) continuará levantándose, abriendo completamente la
estacionamiento.
Funcionamiento de la Válvula:
Nota: La aplicación del freno de estacionamiento se efectúa con la despresurización de los muell
servicio entra por la conexión (1), pasa por el paso de aire (11) y fluye a través de la conexión(2), para mandar la válvula relé.
Posición de frenado total: Al aplicar el freno de estacionamiento el excéntrico (7) sdesplazará hacia arriba, levantando el embolo (6) contra la presión de los muelles (5) y (1Así. el paso de aire (11) se cerrará y. la salida de aire (15) se abrirá. permitiendo que la presión de aire d
III. Posición de frenado progresivo: Aplicándose parcialmente el freno de estacionamientoel excéntrico (7) junto con el émbolo (6) serán levantados y el paso de aire (11) se cerraEste es el punto de equilibrio de la válvula. A partir de ese punto, la salida de aire (15) se abre
Ahora. como la presión de aire en la cámara {b) es mayor. el émbolo (12) se desplazarriba contra la presión del muelle (16), llevando consigo 1a válvula (14) y el muelle (13). Siguiendo este mismo orden, la cámara (a) se despresurizará progresivamente hasta quepresión de aire en la cámara (b) no pueda dislocar más el émbolo (12) contra e1 muelle (16). Asalida de aire (15) y despresurizando totalmente la conexión (2). Nota: la despresurización progresiva de la cámara (a) tendrá como consecuencia la aplicación progresiva del freno de estacionamiento.
L.R.M. 83
SISTEMA DE FRENOS
L.R.M. 84
VÁLVULA MANUAL DEL FRENO DEL SEMIRREMOLQUE
Conexiones de la Válvula UNIONES
1 Entrada con presión de servicio 2 Salida con presión de actuación 3 Descarga a la atmósfera
inalidad de la Válvula: F
Aplicación progresiva del freno de servicio del semirremolque, independiente del accionamiento de la válvula de pedal del vehículo tractor.
uncionamiento de la Válvula :
I. Posición de Partida Cuando la palanca (10) está en la posición de freno desaplicado, el paso de aire (9) está cerrado y la salida de aire (7), estará abierta. Así, el circuito de la conexión (2) se está comunicando con la atmósfera a través del paso de aire (7), orificio (5) y descarga (3).
F
SISTEMA DE FRENOS II. plicación parcial del freno: Cuando la palanca (10) es accionada, el tope superior (11), con
u superficie inclinada , desplazará el topé inferior (12) hacia abajo. El topé inferior ansmitirá la fuerza recibida del muelle (4) el cual. A su vez, desplazará el émbolo (6) hacia bajo, cerrando la salida de aire (7) y abriendo el paso de aire (9). e este modo, el aire comprimido circulará desde la conexión (1) hasta el circuito de la
onexión (2), aplicando parcialmente el freno del semirremolque de acuerdo a la posición de palanca (10). medida que aumenta la presión en la cámara (a), el aire que actúa en la parte inferior del
mbolo (6), lo empuja hacia arriba contra la acción del muelle (4), hasta que los dos lados del mbolo se equilibren. En esta posición. El paso de aire (9) y la salida de aire (7)están cerrados or la válvula de cono doble.
III. plicación total del freno: Accionándose progresivamente la palanca (10), la secuencia de
plicación se repetirá hasta la posición de frenado máximo, en la cual el equilibrio se stablecerá cuando la presión de la cámara (a) alcance el valor establecido de accionamiento 7 bar).
VÁLVULA BIDIRECCIONAL
AstraDclaAéép
Aae(
Conexiones de la Válvula UNIONES
2 Salida con presión de actuación 11 Entrada con presión de actuación 12 Entrada con presión de actuación
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SISTEMA DE FRENOS Finalid FuncioconexióCuando el aire entra por la conexión (12), el émbolo (1) cierra la conexión (11) y abre el paso hacia la cone VÁLVULA DE RETENCIÓN
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ad de la Válvula : Presurización alternada de un circuito mandado por dos lados
namiento de la Válvula : Cuando el aire entra por la conexión (11), el émbolo (1) cierra la n (12) y abre el paso hacia la conexión (2).
xión (2).
Conexiones de la Válvula UNIONES
con muelle (4) cierra la válvula (5) impidiendo el retorno d
1 Entrada de la presión 2 Salida de la presión
Finalidad de la Válvula : Mantener abastecido el circuito unido en la conexión (2) en caso que exista pérdida en el circuito de la conexión (1). Funcionamiento de la Válvula :El aire comprimido entra por la conexión (1), abre la válvula (5), pasa por el orificio (3) y sale por la conexión (2). El aire circula solamente en el sentido señalado por la flecha puesto que, si la presión bajara en el circuito de la exión (1), el el aire y manteniendo, por lo tanto, presurizado el circuito de la conexión (2).
SISTEMA DE FRENOS VÁLVULA DE DRENAJE AUTOMÁTICO
Conex UNIONES
1 Entrada con presión de servicio del depósito de drenaje 3 Descarga a la atmósfera 4 Entrada con presión de actuación
iones de la Válvula
Finalidad de la Válvula : Efectuar el frenaje automático del circuito de frenos evitando que el agua ondensada entre en la tuberías y válvulas
uncionamiento de la Válvula : La presión de actuación que proviene de las tuberías de mando ntra por la conexión (4) y empuja al émbolo (2) hacia abajo. El agua condensada que proviene del epósito de drenaje, entra por la conexión (1) pasando por los rebajes fresados del émbolo (2), epositándose en la cámara colectora (b). uando se despresuriza el circuito de la conexión (4), la presión del depósito de drenaje actúa en la ámara anular (a) desplazando el émbolo (2) hacia arriba. El agua acumulada en la cámara colectora ) será drenada a través de los drenajes fresados (5) y de la descarga (3).
n anillo de sellado, montado en el émbolo (2), actúa como válvula de retención evitando que el l
c FeddCc(b Uagua condensada en la cámara colectora (5) y parte del aire del depósito de drenaje, lleguen aircuito de mando de la conexión (4). c
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SISTEMA DE FRENOS VÁLVULA DE ACCIONAMIENTO --- BOCINA/FRENO MOTOR
onexiones de Válvula UNIONES
Entrada con presión de servicio
3
C la1 2 Salida con presión de actuación
Descarga a la atmósfera
Finalidad de la Válvula : La válvula de accionamiento se usa para presurizar y aliviarlos circuitos uito del frenomotor.
Fun I. P
muelle (9). El émbolo (5) se desplazará hacia arriba por la acción del muelle (6), y la salida de aire (11) estará abierta comunicando el circuito de la conexión (2) con la atmósfera.
II. Posición de frenado : Cuando se acciona el botón (4), el émbolo (5) abre el paso de aire (10) cerrando al mismo tiempo, la salida (11). Así el aire comprimido podrá fluir desde la conexión (1) hasta el circuito de la conexión (2) y accionar el cilindro del frenomotor.
neumáticos, particularmente el circ
cionamiento de la Válvula :
osición de partida : En la posición de partida la válvula (8) estará cerrada por la acción del
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SISTEMA DE FRENOS FRENO DE DISCO NEUMÁTICO
ESQUEMA
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SISTEMA DE FRENOS SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS FRENOS VEHÍCULOS INDUSTRIALES
Los sistemas de freno para vehículos industriales responden a los mismos principios físicos generales de los sistemas de frenos ya conocidos. Sus diferencias fundamentales corresponden a formas de mandos y aplicación del roce u otra forma de transformación de la energía cinética. UNIDADES DE FRENO CARDAN TELMA
A esta unidades corresponden ralentizadores (principalmente eléctricos), los que para su actuación se acoplan al árbol de transmisión sobre un cardán.
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SISTEMA DE FRENOS UNIDADES DE FRENADO EN RUEDAS
este tipo de unidades corresponden:
Frenos de ruedas delanteras por roce seco:
Son sistemas de freno por medio de Disco de freno y segmentos de roce, los cuales son accionados por el aceite del sistema hidráulico del vehículo o maquinaria. Se aplican sobre las ruedas delanteras.
A ►
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SISTEMA DE FRENOS ►
FRENOS TRASEROS Y ESTACIONAMIENTO SOBRE MANDOS FINALES
Corresponden a este tipo los sistemas de freno por discos húmedos los que se instalan sobre los mandos finales es decir, se acoplan sobre un reductor final a la salida del eje de tracción. Este reductor puede ser un planetario dispuesto como reductor final o bien y tren epicicloidal que cumple la citada función. Para su actuación son comandados por sistemas híbridos aire y aceite. Sus discos de roce trabajan dentro de una cámara de aceite.
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SISTEMA DE FRENOS
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SISTEMA DE FRENOS S
ISTEMAS A.B. S.
de aplicación de la fuerza de frenado en las ruedas, de tal
enida sobre el piso. stos sistemas trabajan por medio de sistemas electrónicos, censando el giro de la rueda. Esta formación se lleva a una ECU y esta comanda a los actuadores por medio de válvulas permitiendo
ado a cada rueda en forma independiente.
El sistema ABS es un sistema de controlforma de mantener un control sobre la rueda para que esta realmente desacelere y no produzca bloqueamientos, que la hagan resbalar detEinla aplicación o desaplicación de la fuerza de fren
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