7/25/2019 Mecnica Automotriz - Power Unidad 6
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MECNICA
AUTOMOTRIZ
Lic. Antonio R. VidalesLic. en Criminalstica / Gestor en Seguridad Vial
Mat. Prof. N 114
Prov. de Corrientes
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Sistema de
Frenos
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A qu
llamamosSistema deFrenos?
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Elementos que tienen la funcin deaminorar la velocidad del vehculo, llegando
incluso a detenerlo a voluntad del conductor
de forma segura y con el mnimo esfuerzo,an en caso de avera.
Para la disminucin de la velocidad los
frenos transforman la energa mecnica enenerga calorfica, al hacer rozar una partefija del vehculo (pastillas y zapatas) con otra
parte mvil (disco o tambor).
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Breve reseahistrica
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Con los primeros usos de la rueda se
comenzaron a utilizar las cuas como frenos.
El hombre hacindose uso de la friccinproducida por el desgaste de la rueda,
estableci que mediante ello se poda
retardar el movimiento de la rueda y con el
uso de la palanca aumentar la fuerza defriccin, lo que determin la invencin del
freno.
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En 1895 se emplearon zapatas exteriores
con tacos de freno de madera, que actuaban
directamente sobre el exterior de la ruedacon aro metlico.
Con la introduccin del neumtico se mejora
dicho sistema, utilizando cuerdas de camo
que daban dos o tres vueltas a las poleas
solidarias a la rueda, previa interposicin delas cintas de frenos, lo cual daba un efecto
de frenado superior pero se consuman en
poco tiempo.
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El 1909 aparecen las cintas de freno ferodo
y de los frenos sobre las ruedas delanteras.
Ms tarde aparecen los frenos de tambor o
de expansin.
En 1910 se patenta el freno aplicado a las
ruedas delanteras. (En un saln de Londres seexpone un automvil de 12 HP , dotado de frenos sobre lasruedas delanteras y dos frenos traseros comandados poruna palanca de mano)
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El 1912 aparecen los frenos sobre las cuatro
ruedas, un sistema de freno mecnico
integral el cual es comandado por un pedal o
una palanca.
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Componentes
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Tambor
Plato deFreno
Zapatas
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1. Tambor: es la parte mvil, fabricado enfundicin gris perltica con grafito esferoidal
de elevada resistencia al desgaste por
rozamiento y a la deformacin por la
temperatura. En la zona central hay unos
orificios para los esprragos de la rueda, conla cual el tambor gira solidario.
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2. Plato de freno: es la parte fija, formadopor un plato soporte de chapa, las zapatasde freno, los mecanismos de accionamiento
y los elementos de fijacin y regulacin.
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Ests han de tener una dureza inferior a la
del tambor para no daarlo, ser resistentes ala abrasin y a las altas temperaturas, de
alto coeficiente de rozamiento e
indeformables, para los cual se utilizan una
serie de materiales, que agrupados, renenesas propiedades, como son:
el amianto (elemento bsico),
resinas sintticas y
compuestos minerales (carbono, azufre,
bario, magnesio, manganeso).
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Elementos: el elemento fijo del freno dedisco se denomina pastilla y el elemento
mvil disco, abrazado al cual se halla la
mordaza.
El disco, que se mueve con la rueda, est
fabricado en fundicin perltica gris, aunque
actualmente se hacen con fibra de carbono.
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En los frenos de disco, el bombn de rueda
se ha sustituido por uno o dos pistones
huecos, que al recibir la presin del lquidode frenos, actan sobre las pastillas de freno
y stas a su vez, sobre el disco de freno,
produciendo el efecto de frenado. Estos
pistones huecos presentan la ventaja de
transmitir menos calor.
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Algunos sistemas llevan dos o cuatro
pistones mandados por sus respectivos
circuitos que aseguran la accin de laspastillas sobre los discos. En caso de fallo
de algn circuito, el frenado est asegurado
aunque de una forma menos eficaz.
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Tipos de Frenos
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- Frenos de Tambor o de Expansin: algunostipos de frenos de tambor de funcionamiento
hidrulico son los siguientes:1. Simplex: las zapatas estn accionadas
por un solo bombn de doble pistn y dos
zapatas, una primaria y otra secundaria.2. Dplex: poseen dos zapatas primarias y
un bombn doble de pistn nico.
Tipos de Frenos
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3. Do-servo: la zapata primaria se halla
unida a la secundaria en serie. Ademsposee: un bombn de accionamiento, dos
muelles recuperadores, dos zapatas, una
biela de acoplamiento y un tambor.
Tipos de Frenos
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Sistemas deMando
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Sistema mecnico: no se emplea
actualmente, salvo para el accionamiento delfreno de estacionamiento (freno de mano), o
en ciclomotores y motocicletas de pequea
cilindrada.En este tipo de sistema de frenado, la fuerza
aplicada directamente por el conductor es
transmitida a los elementos frenantes por unconjunto de palancas, varillas o cables hasta
la palanca que hace girar la leva y produce
la separacin de las zapatas.
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Sistema hidrulico: permite aumentar, congran facilidad, la fuerza con la cual se pisa el
pedal de freno mediante la relacin que
existe entre las secciones del pistn que latransmite y del pistn que la recibe. Segn
este principio, la fuerza ejercida sobre el
pedal de freno se aprovecha para empujar a
dos cilindros. La fuerza obtenida en cadacilindro ser proporcional a la superficie
respectiva de cada mbolo.
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Doble circuito de frenos (socorro oseguridad): el sistema hidrulico podrapresentar un problema de que una fuga de
lquido de frenos inutilizara el sistemacompleto, lo cual se soluciona dotando al
vehculo de un sistema doble de frenos que
posea dos circuitos independientes,
conocido con este nombre.
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Puede haber diferentes sistemas:
- Un cilindro principal con un pistn que
slo acta sobre los frenos delanteros y otropistn sobre los traseros. Cada freno de
disco delantero es accionado por dos pares
de pastillas conectadas independientemente
al doble cilindro principal. Tambin ocurre
esto en una rueda trasera.
- Un pistn del doble cilindro principal
que acta sobre los elementos frenantes de
las cuatro ruedas y otro pistn y circuito que
acta nicamente sobre las ruedas
delanteras.
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Actualmente se utiliza mucho el doblecircuito en diagonal de tal forma que unpistn acciona el elemento frenante de la
rueda delantera-derecha y el de la ruedatrasera-izquierda mientras que el otro
acciona el elemento frenante de la rueda
delantera-izquierda y el de la rueda trasera-derecha.
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Sistema neumtico de frenado (envehculo pesado):este sistema consiste enutilizar, para el accionamiento de los
elementos frenantes de las ruedas, el airecomprimido generado por el propio motor del
vehculo. Se emplea habitualmente en los
vehculos pesados, donde por su gran peso
o carga, precisan potencias y energas defrenado grandes.
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Servo Freno
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Sirve para reducir el esfuerzo que el
conductor debe aplicar para accionar los
elementos frenantes.
El ms corriente aprovecha la depresin o
vaco parcial del colector de admisin, de ah
que, con el motor parado, no acta, y parafrenar en tal caso hay que hacer un mayor
esfuerzo.
Consiste en un cilindro en cuyo interior hayun pistn o diafragma que se desplaza
debido a una diferencia de presin en sus
caras.
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SistemaAuxiliares
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- Ralentizadores (retardadores): es un frenoque, usado adecuadamente, preserva losfrenos de servicio, obtenindose una mayor
duracin de los forros de freno. Se basa en
la creacin de un campo magntico por la
corriente elctrica que circula por unas
bobinas. No existe roce entre sus elementos
de frenado ya que este efecto se producepor la reaccin de las corrientes inducidas
sobre el elemento mvil de un campo
magntico inductor.
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El montaje de este tipo de Ralentizadorespuede realizarse de dos formas:
1. en la transmisin, para grandes distancia
entre ejes.
2. focal, en la caja de cambios o puente
trasero para distancias cortas entre ejes.
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- Antipatinaje de ruedas (ASR):el calculadordel ABS maneja asimismo el ASR y suscomponentes.
Complementario del ABS, el sistema ASR
permite, al arrancar y acelerar, adaptar de lamejor manera la adherencia de las ruedas
motrices del vehculo a la calzada. De esta
forma se mejoran el poder de propulsin y eldesplazamiento lateral.
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El sistema ASR permite las arrancadas delvehculo en terrenos donde patinan una o las
dos ruedas (hace el efecto de bloqueo del
diferencial) y tambin actan cuando en uncurva existen desplazamientos laterales de
las ruedas.
El ASR no se puede montar slo, es uncomplemento del ABS
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- Hidrodinmicos (Hidrulicos): es unretardador hidrodinmico de un solo flujo que
se coloca a la salida de la caja de
velocidades. La energa del aceite es la queconfiere al ralentizador su potencia de
frenado, es decir, no existe ningn
rozamiento mecnico. Peridicamente sedebe cambiar el aceite.
Se compone de un rotor, solidario al rbol de
transmisin, y de un estator fijo.
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-Freno Motor (en el escape):limita el caudalde gases hacia el silencioso de escape
frenando el desplazamiento de los pistones.
Existen dos sistemas de freno motor:
1. Freno en colector de escape
2. Freno sobre culata
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- Antibloqueo de ruedas (ABS): es unsistema electrnico que corrige
automticamente la potencia de frenado decada rueda (o de un eje) en funcin del nivel
de adherencia que encuentra.
Al adaptar la potencia del frenado a laadherencia que se encuentra bajo cada
rueda, elABSpermite al conductor controlarexactamente la trayectoria del vehculo,
conservando al mismo tiempo la estabilidad
y aprovechando la mayor eficacia del
frenado compatible con el estado de la
carretera.
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Ruedas y
Neumticos
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Qu es laRueda?
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Son los elementos del automvil que toman
contacto con el terreno y, por tanto, el nicolazo de unin entre el suelo y el vehculo.
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Funcionalidades: han de cumplir una serie
de funciones como:1. Sostener el peso del vehculo, facilitandosu movimiento con el mismo esfuerzo
2. Convertir el movimiento de giro enmovimiento de avance, gracias a suresistencia al deslizamiento sobre el terreno.
3. Ofrecer una fuerte resistencia aldeslizamiento, sobre el suelo en momentos
de frenado.
4. Dirigir el automvil, parar lograr los giros.
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5. Absorber o amortiguar los choques ogolpes, debidos a pequeas irregularidades
del terreno (hasta un 10%)
6. Liberar al ambiente el calor, producido porlos frenos y el trabajo del neumtico.
7. Presentar cierta resistencia al desgaste y
ser de alto grado de seguridad.8. Han de ser ligeras y fciles de montar ydesmontar.
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Elementos de laRueda
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Est formada por dos elementos:
- Parte Metlica: la parte metlica de larueda est formada por tres elementos
unidos entre s, llamados:
Cubo: a l se fija directamente la rueda pormedio de tornillos que permiten un correcto
centrado de la rueda.
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Disco: es un elemento con forma anular quesirve como unin entre la llanta y el cubo
Llanta:es la parte sobre la que se ajusta elneumtico.
Al conjunto disco-llanta se le conoce comoLlanta.
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Tipos de Ruedas Metlicas: el elementometlico de la rueda est formado por undisco o centro de la rueda y una llanta.
Segn como van montadas:
Simples (una rueda montada en cadaextremo del eje de giro)Gemelas (dos ruedas montadas sobre cadaextremo del eje de giro)
Ti d R d M tli
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Tipos de Ruedas Metlicas:
Segn la unin entre el cubo y la llanta:
Disco de acero templado: est formado porla unin permanente entre disco y llanta,
ambos fabricados de acero laminado oestampado. Son las ms utilizadas para
turismo.
Adems en la periferia presenta unosorificios destinados a la refrigeracin de los
elementos frenantes del sistema de frenado
(ventilacin).
Ti d R d M tli
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Tipos de Ruedas Metlicas:
De aleacin ligera: formadas de una solapieza, estn fabricadas de aluminio ymagnesio.
La ventaja sobre las de acero es que, por su
menor peso, permiten mayores espesores,
aumentando la rigidez y consiguiendo un
mejor reparto de tensiones, as como
mayores aceleraciones por su escasainercia. La refrigeracin de los elementos
frenantes y de los neumticos es muy
buena.
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Tipos de Ruedas Metlicas:
De radios: poco utilizadas por su elevadoprecio, estn formadas por radios de
alambre de acero. No consiguen una
perfecta estanqueidad impidiendo utilizar
neumticos sin cmara. Son ruedas muy
ligeras y de gran resistencia mecnica.
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Tipos de Llantas: existen diferentes clases,tales como:
Simtrica
Llantas de una sola pieza de base
honda. Asimtrica
Simtrica con resalte
Llantas desmontables
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Adems de estos tipos, existen unas llantas
de seguridad que impiden que el neumticopueda salirse de la llanta en caso de
pinchazo o reventn.
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Neumticos
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Es el elemento elstico exterior montado
sobre la llanta compuesta de una cmara
rellena de aire comprimido. Est en contacto
directo con el terreno y soporta el peso del
vehculo. Tambin acta como amortiguador,absorbiendo, en parte, las irregularidades del
terreno.
Otra de sus funciones es la de agarrarse al
pavimento para producir buena traccin o
propulsin.
E t t d l bi t
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Estructura de las cubiertas:
Carcasa: parte estructural flexible yresistente del neumtico que aguanta losesfuerzos (peso y presin de inflado). Est
formado por capas superpuestas de tejidos
con cuerdas engomadas y cruzadas entre s
para dar resistencia al conjunto.
Cinturn: montado entre la banda derodadura y la carcasa, es el encargado de
que el neumtico no se deforme por su zona
de rodadura en exceso.
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Estructura de las cubiertas:
Banda de rodadura: es la zona de contactoentre el suelo y el vehculo y la de mayor
desgaste del neumtico. Est formada por
una gruesa capa de goma en la que se
practican una serie de canales y ranuras que
permiten tanto el agarre del vehculo como la
evacuacin de aguar por ellos.
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Estructura de los neumticos:
Cima:es la zona correspondiente a la bandade rodadura. Su funcin es la de agarre al
pavimento.
Hombros:son los elementos laterales (parteexterna) de la banda de rodadura. En ellos
se genera la mayor temperatura delneumtico.
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Tipos de neumticos:
Segn la disposicin que exista entre llanta ycubierta para formar la cmara que recibe al
aire.
Neumtico con cmara:la llanta y la cubiertaforman un conjunto resistente a la presin
interna, mientras que la cmara con suvlvula, asegura la estanqueidad, reteniendo
el aire comprimido en su interior.
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Tipos de neumticos:
Esta cmara es un anillo tubular de goma
elstica a base de caucho butilo y de una
vlvula para introducir el aire en la misma.
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Tipos de neumticos:
Neumtico sin cmara: en este tipo deneumticos es la cubierta la que hace el
cierre estanco para alojar el aire a presin en
su interior. Para ello lleva una capa de goma(forro de caucho butilo) muy impermeable al
aire.
Se monta sobre una llanta especial con una
vlvula apropiada dispuesta sobre un taladro
practicado en la llanta.
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Tipos de neumticos:
Su mayor inconveniente es el problema de la
estanqueidad, ya que cualquier deformacin
de la llanta impide un compartimiento llanta-cubierta estanco, por lo que hay que tener
cuidado con las piedras, baches y bordillos.
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Nomenclatura de los Neumticos:
Todos los neumticos deben estarhomologados y llevar impresas en sus
flancos una serie de caractersticas
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22 (Dimetro
interior de lallanta enpulgadas)
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(ndice decapacidad decarga. Existeuna tabla derelacin dendices)
V(Smbolo develocidadmxima. Eneste caso 240
km/h.)
195 mm. (Anchura nominal del neumtico)
55% (Ancho de altura del flanco.
R(Neumtico radial, estructura del neumtico.Cuando es diagonal no figura el signo)
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Desgaste:
- A la velocidad- A los frenos
- Presin de inflado
- Clima (los neumticos se desgastanms en verano que en invierno)
- Equilibrado
- La carga (no sobrepasar el vehculo yrepartir la carga adecuadamente, de lo
contrario, la vida de los neumticos se
reducir considerablemente)
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Dibujo de los Neumticos:
Los neumticos comprendidos en lascategoras siguientes deben presentar,
durante toda su utilizacin, una profundidad
en las ranuras principales de la banda derodadura de, al menos 1,6 mm.
Las categoras que se ven afectadas poresta normativa son:
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M1: vehculos destinados al transporte depersonas que tengan adems del asiento del
conductor, ocho plazas sentadas, comomximo.
N1: vehculos destinados al transporte de
mercancas con un peso mximo autorizadoinferior a 3.500kg.
O1: remolques cuyo peso mximoautorizado sea inferior a 750kg.
O2: remolques con un peso mximoautorizado superior a 750kg. pero inferior a
3.500kg.
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Regrabado de los Neumticos:
Esta operacin se debe realizar en aquellas
cubiertas para las que el fabricante ha
previsto el regrabado y llevan grabadas la
palabra regrovable.Para reproducir el dibujo de una cubierta, se
recomienda no esperar al desgaste total de
la misma. Esta operacin puede aumentar elrendimiento kilomtrico del orden del 30%,
aportando adems adherencia y seguridad.
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Ancorizado:
Esta operacin consiste en practicar unos
cortes transversales suplementarios en la
banda de rodadura, modificando el dibujo
original (se utilizan los mismos aparatos que
para el regrabado).
De esta forma la banda de rodaduraadquiere mayor capacidad de traccin y
resulta ms adecuada para usos invernales.
Recauchutado:
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Consistente en la aplicacin de otra banda de
rodadura de material nuevo sobre la carcasa
o armazn viejo, y su adhesin a travs de un
proceso trmico (vulcanizado).
Slo pueden ser recauchutadas aquellascarcasas que estn en buen estado y no
siempre es recomendable por el peligro de
que la nueva banda de rodadura se despegue
de la carcasa.
Los neumticos recauchutados pueden
permitir un posterior regrabado.
Cambios de medidas y mezclas de
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Cambios de medidas y mezclas deneumticos:
Debern ser siempre de las medidas
autorizadas o las equivalentes aconsejadas
por el fabricante del vehculo.
Deben utilizarse neumticos iguales entodas las ruedas. Razones de seguridad
aconsejan no mezclar neumticos de
distintos tipos, debiendo ser adems delmismo tamao y dibujo.
Si hubieran de usarse mezclados, al menos
deben ser iguales en cada eje
Cambios de medidas y mezclas de
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yneumticos:
En este caso, el conductor ha de tener en
cuenta que el comportamiento del vehculo
ser distinto a como lo hara con las cuatro
ruedas iguales.
En ningn caso se deben mezclar
neumticos diferentes en las ruedas de unmismo eje. Los neumticos en mejorescondiciones deben ir colocados en las
ruedas del eje trasero.
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