Sistemas de freno de tambor

S IS T E M A D E F R E N O S

IN T R O D U C C IÓ N Y G E N E R A L ID A D E S

In s t it u t o T e c n o ló g ic o C a r lo s C is n e r o s

N o m b r e : A le x F e r n a n d o P a r e d e s H ip o

N iv e l: 2 º “ A ”

15/06/2012


In t r o d u c c ió n

E l s is te m a d e f r e n o s e n u n v e h íc u lo tie n e la m is ió n d e r e d u c ir la v e lo c id a d , h a s ta lle g a r a

d e te n e r lo s i f u e r a p r e c is o . E l e f e c to d e f r e n a d o c o n s is te e n a b s o r b e r la e n e r g ía c in é tic a

p r o d u c id a p o r e l v e h íc u lo e n m o v im ie n to , e n e r g ía q u e e s tr a n s f o r m a d a e n c a lo r p o r e l

r o z a m ie n to m u tu o e n tr e lo s e le m e n to s d e f r e n a d o , ta le s c o m o z a p a ta s d e f r e n o y ta m b o r ,

p a s t illa s d e f r e n o c o n s u d is c o , e t c ., y d is ip a d o a la a t m ó s f e r a .

E n la a c c ió n d e f r e n a d o in te r v ie n e n o tr a s f u e r z a s , a d e m á s d e l s is te m a d e f r e n o s . D e e lla s

d e s ta c a n lo s r o z a m ie n to s d e lo s ó r g a n o s d e la tr a n s m is ió n , la r e s is te n c ia o p u e s ta p o r e l

a ir e a l d e s p la z a m ie n to d e l v e h íc u lo y e l m is m o m o to r c u a n d o a c tú a c o m o f r e n o p o r g ir a r

m a s r á p id o la s r u e d a s q u e e l p r o p io m o to r .

F u e rz a d e fre n a d o

L a f u e r z a d e f r e n a d o ( F f ) q u e h a y q u e a p lic a r a u n v e h íc u lo p a r a d is m in u ir s u v e lo c id a d o

d e te n e r lo e s ta e n f u n c ió n d e l p e s o d e l v e h íc u lo ( P ) y d e l c o e f ic ie n te d e a d h e r e n c ia e n la s

r u e d a s ( µ ) . P o r lo ta n to la F u e r z a d e f r e n a d o v ie n e d e te r m in a d a p o r e s ta e x p r e s ió n .

E l c o e f ic ie n te d e a d h e r e n c ia e n la s r u e d a s e s tá e n f u n c ió n d e l d e s g a s te d e lo s n e u m á tic o s y

d e l e s ta d o d e l te r r e n o s o b r e e l q u e s e d e s p la z a e l v e h íc u lo . A c o n tin u a c ió n s e d a n a lg u n o s

v a lo r e s d e l c o e f ic ie n te d e a d h e r e n c ia ( µ ) .

N a tu ra le za

d e N e u m á tic o s N e u m á tic o s
E sta d o
la nu evos v ie jo s

c a rre te ra

Seco 1 ,0 0 1 ,0 0
H o r m ig ó n
M o ja d o 0 ,7 0 ,5

A s f a lto Seco 1 ,0 0 1 ,0 0

grueso M o ja d o 0 ,7 0 ,5

A s f a lto Seco 0 ,6 0 ,6

M E C Á N IC A D E P A T IO P á g in a 1


norm al M o ja d o 0 ,5 0 ,3

Barro 0 ,2 0 ,1

H ie lo 0 ,0 5 < 0 ,0 5

C o n se c u e n c ia s d e l fre n a d o

S i a l v e h íc u lo e n m o v im ie n to s e le a p lic a u n a f u e r z a ig u a l y d e s e n tid o c o n tr a r io a la f u e r z a

q u e p r o d u c e e l m o v im ie n to , s e o r ig in a e n é l u n a a c e le r a c ió n n e g a tiv a o d e c e le r a c ió n q u e

lle g a a a n u la r e l m o v im ie n to y a q u e , p a r a d e te n e r e l v e h íc u lo , h a y q u e a n u la r e l tr a b a jo

d e s a r r o lla d o a b s o r b ie n d o la e n e r g ía c in é tic a p r o d u c id a e n e l m o v im ie n to ; e s d e c ir , s e d e b e

a p lic a r u n a f u e r z a d e f r e n a d o ( F f ) q u e a n u le la f u e r z a d e im p u ls ió n ( F i) .

S i la f u e r z a d e f r e n a d o ( F f ) a p lic a d a a u n a r u e d a e s m e n o r q u e la f u e r z a d e im p u ls ió n e n la

m is m a ( F i) , la r e s u lta n te e s p o s itiv a y h a c e q u e e l v e h íc u lo s e d e s p la c e , a u n q u e c o n m e n o r

in te n s id a d . P o r e l c o n tr a r io , s i s e a p lic a u n a m a y o r f u e r z a d e f r e n a d o ( F f > F i) , la r e s u lta n te

e s n e g a tiv a , c r e a n d o s e u n p a r d e f u e r z a s c o n tr a r io a l g ir o m o to r q u e b lo q u e a la r u e d a y

p r o d u c e e l a r r a s tr e d e la m is m a .

La fu e rza de fre n a d o tie n e que s e r la a d e c u a d a , u n e x c e s o d e e s ta , n o s ig n if ic a q u e e l

v e h íc u lo s e d e te n g a a n te s , y a q u e , p a r a f r e n a r , h a y q u e tr a n s f o r m a r e n c a lo r la e n e r g ía d e

la fu e rza de im p u ls ió n ( F i) . S i s e b lo q u e a la rueda, al no haber r o z a m ie n to e n tr e s u s

e le m e n to s d e f r e n a d o , d e ja d e c o n v e r tir s e e n c a lo r la e n e r g ía c in é tic a d e l d e s p la z a m ie n to

y , p o r ta n to , e l v e h íc u lo s e g u ir á e n m o v im ie n to h a s ta q u e la e n e r g ía s e a e lim in a d a p o r o tr o

m e d io , lo q u e o c u r r e p o r e f e c to d e l r o z a m ie n to d e l n e u m á tic o c o n tr a e l te r r e n o .

E l b lo q u e o de la s ruedas pro vo ca un e fe c to de fre n a d o d e s e q u ilib r a d o . E l fre n a d o

d e s e q u ilib r a d o tr a e c o n s ig o una p e r d id a de c o n tr o l d e l v e h íc u lo . S i e l b lo q u e o de la s

r u e d a s s e p r o d u c e e n u n o s o lo d e lo s e je s s e o r ig in a la p e r d id a d e c o n tr o l d e l v e h íc u lo , d e

f o r m a q u e , s i e l b lo q u e o s e p r o d u c e s o b r e la s r u e d a s tr a s e r a s , e l a r r a s tr e p r o d u c id o e n

e lla s tie n d e a p o n e r la s por d e la n te de la s d e la n te r a s , ya que e s ta s e s tá n fre n a d a s,

m a n if e s ta n d o s e e l e f e c to p o r b a n d a z o s tr a s e r o s e n e l v e h íc u lo . S i e l b lo q u e o s e p r o d u c e

s o b r e la s r u e d a s d e la n te r a s , e l a r r a s tr e e n e lla s , a l n o a v a n z a r ( p o r e s ta r d e te n id a s la s

tr a s e r a s ) , s e tr a d u c e e n u n a d e s v ia c ió n la te r a l d e l v e h íc u lo c o n la c o r r e s p o n d ie n te p e r d id a

d e l c o n tr o l d e la d ir e c c ió n .



D e to d o lo e x p u e s to se deduce que la fu e rza de fre n a d o debe ser ta l, q u e d e te n g a

r á p id a m e n te la r u e d a p e r o s in lle g a r a b lo q u e a r la . C o m o la f u e r z a d e f r e n a d o ( F f ) ta m b ié n

e s tá e n f u n c ió n d e l p e s o d e l v e h íc u lo ( P ) y d e l c o e f ic ie n te d e a d h e r e n c ia e n lo s n e u m á tic o s ,

se pone de r e lie v e la im p o r ta n c ia que tie n e el e s ta d o de lo s m is m o s , a s í c o m o la s

c o n d ic io n e s d e l te r r e n o e n e l m o m e n to d e f r e n a d o .

U n n e u m á tic o d e s g a s ta d o d is m in u y e e l c o e f ic ie n te d e a d h e r e n c ia y , p o r ta n to , la e f ic a c ia

e n lo s f r e n o s . L o m is m o o c u r r e c u a n d o e l n e u m á tic o p ie r d e c o n ta c to c o n la c a lz a d a p o r e l

e s ta d o d e l s u e lo d e b id o a la llu v ia , b a r r o , n ie v e , e tc . E s ta s c o n d ic io n e s h a c e n d is m in u ir e l

p a r r e s is te n te e n la s r u e d a s , d e f o r m a q u e la f u e r z a d e f r e n a d o a p lic a d a d e b e s e r m e n o r

p a r a q u e e l v e h íc u lo n o p a tin e .

R e p a rto d e fre n a d a

C o n s id e r a n d o q u e te n e m o s e n la s c u a tr o r u e d a s e l m is m o g r a d o d e a d h e r e n c ia , la f u e r z a

d e f r e n a d o s e d is tr ib u y e p o r ig u a l e n tr e la s r u e d a s d e la n te r a s y la s tr a s e r a s e n f u n c ió n d e l

p e s o q u e s o p o r ta n . E n e l r e p a r to d e la f u e r z a d e f r e n a d o h a y q u e te n e r e n c u e n ta q u e , e n e l

m o m e n to d e fre n a d o y p o r e fe c to d e la in e r c ia , a p a r e c e u n a f u e r z a ( F ) q u e a p lic a d a a l

c e n tr o de gravedad d e l v e h íc u lo ( C .G ) , d e s p la z a e l c o n ju n to d e e l e m e n to s s u s p e n d id o s

( p e s o to ta l d e l v e h íc u lo ) h a c ia a d e la n te . E s te e f e c to o b lig a a m o d if ic a r la s c a r g a s s o b r e lo s

e je s , y a q u e p a r te d e l p e s o s e d e s p la z a d e la s r u e d a s tr a s e r a s a la s d e la n te r a s , c o n lo c u a l

a u m e n ta la a d h e r e n c ia d e é s ta s a l s u e lo , d e b ie n d o s e a p lic a r , p o r ta n to , u n a m a y o r f u e r z a

d e f r e n a d o a la s r u e d a s d e la n te r a s .

E l peso tr a n s f e r id o (P t) e n f u n c ió n de la fu e rza ( F ) , d e n o m in a d o carga d in á m ic a , q u e

d e p e n d e d e l p e s o d e l v e h íc u lo y d e la v e lo c id a d d e d e s p la z a m ie n to , o r ig in a , e n e l m o m e n to

d e f r e n a d o , u n a in c lin a c ió n d e l v e h íc u lo c u y o á n g u lo ( ß ) d e p e n d e d e la s itu a c ió n d e l c e n tr o

d e g r a v e d a d y d e la d is ta n c ia e n tr e e je s , a s í c o m o d e la s c a r a c te r ís tic a s d e f le x ib ilid a d e n la

s u s p e n s ió n d e s u s e je s .

E l v a lo r d e l p e s o tr a n s f e r id o a l e je d e la n te r o s u e le s e r a p r o x im a d a m e n te e l 2 0 % del peso

to ta l d e l v e h íc u lo , c a lc u lá n d o s e e n la m a y o r ía d e lo s c a s o s p o r la f o r m u la :



A l d is e ñ a r u n v e h íc u lo , e l f a b r ic a n te tie n e e n c u e n ta e s te e f e c to , a f in d e n o s o b r e p a s a r la

fu e rza d e fre n a d o e n c a d a u n a d e la s r u e d a s , o b te n ie n d o s e a s í u n a g r a n e f ic a c ia e n lo s

f r e n o s . E s ta lle g a a l 1 0 0 % c u a n d o la f u e r z a d e f r e n a d o e s ig u a l a l p e s o r e a l q u e d e s c a n s a

so b re ca d a ru e d a a l fre n a r.

G e n e r a lm e n te n u n c a s e a lc a n z a e s e g r a d o d e e f ic a c ia e n lo s f r e n o s , c o n s id e r a n d o s e b u e n o s

f r e n o s c u a n d o la e f ic a c ia e s ig u a l o m a y o r a l 8 0 % y m a lo s f r e n o s c u a n d o e s ig u a l o in f e r io r

al 50% .

R e p a rto s d e c a rg a s e n e l v e h íc u lo

E l r e p a r to de cargas sobre lo s e je s del v e h íc u lo , según la p o s ic ió n del grupo

m o to p r o p u ls o r , s u e le e s ta r c o m p r e n d id o e n tr e lo s s ig u ie n te s v a lo r e s :

M o to r d e la n te r o y p r o p u ls ió n tr a s e r a : e l 5 0 % p a r a c a d a e je

M o to r y tr a c c ió n d e la n te r a : e l 6 0 % e n e l e je d e la n te r o y 4 0 % e n e l tr a s e r o



M o to r y p r o p u ls ió n tr a s e r o s : e l 4 0 % e n e l e je d e la n te r o y e l 6 0 % e n e l tr a s e r o

L a in f lu e n c ia d e l f r e n a d o e n la s r u e d a s ta m b ié n s e m a n if ie s ta e n la s c u r v a s . E n e lla s , ju n to

a la f u e r z a d e f r e n a d o a p lic a d a a la s r u e d a s , a p a r e c e u n a f u e r z a tr a n s v e r s a l c o n s e c u e n c ia

d e la f u e r z a c e n tr if u g a , q u e h a c e a u m e n ta r o d is m in u ir la a d h e r e n c ia d e l n e u m á tic o c o n e l

s u e lo , e n f u n c ió n d e l p e s o tr a n s f e r id o e n la c u r v a h a c ia la s r u e d a s e x te r io r e s , la s c u a le s

g a n a n a d h e r e n c ia , m ie n tr a s la p ie r d e n la s in te r io r e s . S i e n e s ta s c ir c u n s ta n c ia s s e f r e n a ,

puede lle g a r s e a b lo q u e a r p r e m a tu r a m e n te c u a lq u ie r a de la s ruedas in te r io r e s , en

p a r tic u la r la tr a s e r a , c o n e l c o n s ig u ie n te d e r r a p a d o d e l v e h íc u lo y p e r d id a d e e s ta b ilid a d .

D ista n c ia d e p a ra d a

S e lla m a d is ta n c ia d e p a r a d a , a l e s p a c io r e c o r r id o p o r e l v e h íc u lo d e s d e q u e s e a c c io n a n

lo s fre n o s h a s ta que se d e tie n e por c o m p le to . E s ta d is ta n c ia depende de la fu e rza d e

fre n a d o , g ra d o d e a d h e r e n c ia a l s u e lo e n e s e m o m e n to , v e lo c id a d d e l v e h íc u l o , f u e r z a y

d ir e c c ió n d e l v ie n t o , e t c ., f a c t o r e s t o d o s e llo s v a r ia b le s y m u y d if íc ile s d e d e t e r m in a r q u e

n o p e r m itir á n c a lc u la r c o n e x a c titu d e l v a lo r d e la d is ta n c ia d e p a r a d a .

La d is ta n c ia de parada de lo s v e h íc u lo s s u e le c a lc u la r s e por m e d io de una f ó r m u la

s im p lif ic a d a ; e n e s ta f ó r m u la n o s e tie n e e n c u e n ta la r e s is te n c ia d e l v ie n to , s e c o n s id e r a

q u e lo s n e u m á tic o s e s tá n e n b u e n e s ta d o y s e a p lic a la m á x im a f u e r z a d e f r e n a d o .



D = d is ta n c ia d e p a r a d a e n m e tr o s

V 2 = v e lo c id a d e n K m / h

e = p o r c e n ta je d e e f ic a c ia d e lo s f r e n o s

2 5 4 = c o n s ta n te p a r a q u e p a r a q u e la s d is ta n c ia s v e n g a n e x p r e s a d a s e n m e tr o s

D a n d o v a lo r e s a e s ta f o r m u la , c o n u n a e f ic a c ia d e f r e n a d a c o n o c id a , s e p u e d e r e p r e s e n ta r

en una g r á f ic a c o m o la s ig u ie n te , la d is ta n c ia d e p a r a d a e n f u n c ió n d e la v e lo c id a d d e l

v e h íc u lo . C o m o s e p u e d e a p r e c ia r la d is ta n c ia d e p a r a d a n o c r e c e p r o p o r c io n a lm e n te a la

v e lo c id a d , y a q u e , a 5 0 k m / h le c o r r e s p o n d e r ía n 1 2 m e tr o s d e d is ta n c ia d e p a r a d a y s in

e m b a r g o a l d o b le d e v e lo c id a d ( 1 0 0 k m / h ) le c o r r e s p o n d e r ía n 4 7 m .

Com o s e p u e d e a p r e c ia r , la d is ta n c ia d e p a r a d a ( D ) n o d e p e n d e p a r a n a d a d e l p e s o d e l

v e h íc u lo (a m a yo r p e so h a y m á s a d h e r e n c ia ) , s in o del cuadrado d e la v e lo c id a d y d e la

e f ic a c ia d e lo s f r e n o s . P o r e llo la d is ta n c ia d e p a r a d a e s ig u a l p a r a u n v e h íc u l o p e s a d o q u e

p a r a u n tu r is m o , s ie m p r e q u e la v e lo c id a d y la e f ic a c ia d e lo s f r e n o s s e a la s m is m a s .

D isp o sic io n e s le g a le s p a ra la in sta la c ió n d e fre n o s e n lo s v e h íc u lo s

E s ta s d is p o s ic io n e s im p la n ta d a s p o r d e c r e to le y y te n id a s e n c u e n ta p o r lo s f a b r ic a n te s d e

a u to m ó v ile s , s o n c o n tr a s ta d a s p o r la J e f a tu r a d e In d u s tr ia p a r a p o d e r d a r d e a lta a lo s

v e h íc u lo s f a b r ic a d o s . E n tr e e lla s s e p u e d e n d e s ta c a r la s s ig u ie n te s :

1. T o d o v e h íc u lo d e b e te n e r d o s s is te m a s d e f r e n o s , in d e p e n d ie n te s u n o d e l o tr o , d e

f o r m a q u e p u e d a f u n c io n a r u n o d e e llo s c u a n d o f a lle e l o tr o .

2. U n o d e lo s s is te m a s d e b e a c tu a r m e c á n ic a m e n te y p o d e r s e f ija r c u a n d o e l v e h íc u lo

q u e d e e s ta c io n a d o .



3. Los fre n o s de s e r v ic io deben a c tu a r e n é r g ic a m e n te sobre el v e h íc u lo en

m o v im ie n t o , d e b ie n d o p r o d u c ir u n a d e c e le r a c ió n m ín im a d e 2 ,4 m / s 2 .

4. D e te n e r que u tiliz a r el fre n o a u x ilia r de e s ta c io n a m ie n to co m o fre n o de

e m e r g e n c ia , é s t e d e b e s e r c a p a z d e p r o d u c ir u n a d e c e le r a c ió n m ín im a d e 1 ,5 m / s 2 .

5. L o s r e m o lq u e s c o n d o s o m a s e je s d e b e n d is p o n e r d e u n a in s ta la c ió n p r o p ia d e

fre n a d o capaz de p r o d u c ir una d e c e le r a c ió n m ín im a de 2 ,5 m /s2 y, al

d e s c o n e c ta r s e d e l v e h íc u lo d e a r r a s tr e , s u s r u e d a s d e b e n d e q u e d a r b lo q u e a d a s

a u to m á tic a m e n te .

6. L o s r e m o lq u e s d e u n s o lo e je , n o n e c e s ita n in s ta la c ió n d e f r e n o s p r o p ia c u a n d o la

carga por e je r e m o lc a d o sea in f e r io r a la m ita d d e l p e s o e n v a c ío d e l v e h íc u lo

tr a c to r .

7. L o s v e h íc u lo s c u y o p e s o t o t a l s e a s u p e r io r a la s 5 ,5 t , d e b e n ir e q u ip a d o s c o n u n

te r c e r f r e n o d e s e r v ic io .

8. T o d o s lo s f r e n o s d e s e r v ic io d e b e n lle v a r , ta n to e n e l v e h íc u lo tr a c to r c o m o e n e l

r e m o lq u e , u n a s e ñ a liz a c ió n lu m in o s a d e c o lo r r o jo s itu a d a e n la p a r te tr a s e r a d e

lo s m is m o s , d e f o r m a q u e in d iq u e a lo s d e m á s c o n d u c to r e s q u e e s tá r e a liz a n d o

e s ta m a n io b r a .

D isp o sitiv o s d e fre n a d o

Para fre n a r el v e h íc u lo se n e c e s ita absorber la e n e r g ía c in é tic a p r o d u c id a en su

d e s p la z a m ie n to . E s to s e r e a liz a p o r f r ic c ió n e n tr e d o s p ie z a s d e e le v a d o c o e f ic ie n te d e

a d h e r e n c ia , u n a d e e lla s f ija , c o m o s o n la s z a p a ta s o p a s tilla s d e f r e n o , y la o tr a m ó v il, q u e

p u e d e n s e r lo s ta m b o r e s o lo s d is c o s d e f r e n o , s e g ú n s e e m p le e n f r e n o s d e ta m b o r o f r e n o s

d e d is c o o la c o m b in a c ió n d e a m b o s e n la s d is tin ta s r u e d a s .

E l f r o ta m ie n to e n tr e sí de e s to s dos e le m e n to s d e tie n e e l m o v im ie n to d e la s r u e d a s y

tr a n s fo r m a la e n e r g ía de m o v im ie n to en c a lo r , q u e e s d is ip a d o a la a tm ó s f e r a p o r la s

c o r r ie n te s d e a ir e q u e c ir c u la n a tr a v é s d e e llo s d u r a n te e l d e s p la z a m ie n to d e l v e h íc u lo .



S e g ú n lo s e le m e n to s e m p le a d o s y la f o r m a d e e f e c tu a r e l d e s p la z a m ie n to d e la p a r t e m ó v il,

lo s f r e n o s e m p le a d o s e n la s r u e d a s p u e d e n s e r d e d o s tip o s :

F r e n o s d e ta m b o r

F r e n o s d e d is c o

F re n os d e ta m b or

E s te tip o de fre n o e s ta c o n s titu id o p o r u n ta m b o r , q u e e s e l e le m e n to m ó v il, m o n ta d o

s o b r e e l b u je d e la r u e d a p o r m e d io d e u n o s to r n illo s o e s p á r r a g o s y tu e r c a s , d e l c u a l

r e c ib e m o v im ie n to , y u n p la to d e f r e n o , e le m e n to f ijo s u je to a l p u e n te o la m a n g u e ta . E n

e s te p la to v a n in s ta la d o s lo s e le m e n to s d e f r ic c ió n , lla m a d o s f e r o d o s , y lo s m e c a n is m o s d e

a c c io n a m ie n to p a r a e l d e s p la z a m ie n to d e la s z a p a ta s .



T am b or

E l ta m b o r es la p ie z a que c o n s titu y e la p a r te g ir a to r ia d e l fre n o y que r e c ib e la casi

to ta lid a d d e l c a lo r d e s a r r o lla d o e n e l f r e n a d o .

S e f a b r ic a e n f u n d ic ió n g r is p e r litic a c o n g r a f ito e s f e r o id a l, m a te r ia l q u e s e h a im p u e s to

p o r s u e le v a d a r e s is te n c ia a l d e s g a s te y m e n o r c o s to d e f a b r ic a c ió n y q u e a b s o r b e b ie n e l

c a lo r p r o d u c id o por e l r o z a m ie n to en e l fre n a d o . C a b e d e s ta c a r ta m b ié n , p a r a c ie r ta s

a p lic a c io n e s , la s f u n d ic io n e s a le a d a s , de gran d u reza y capaces de s o p o r ta r cargas

té r m ic a s m u y e le v a d a s .

E l ta m b o r v a to r n e a d o in te r io r y e x te r io r m e n te p a r a o b te n e r u n e q u ilib r a d o d in á m ic o d e l

m is m o , co n un m e c a n iz a d o f in o en su zo na in te r io r o de f r ic c ió n para f a c ilita r el

a c o p la m ie n to c o n lo s f e r o d o s s in q u e s e p r o d u z c a n a g a r r o ta m ie n to s . E n la z o n a c e n tr a l

lle v a p r a c tic a d o s u n o s ta la d r o s d o n d e s e a c o p la n lo s e s p á r r a g o s d e s u je c ió n a la r u e d a y

o tr o s o r if ic io s q u e s ir v e n d e g u ía p a r a e l c e n tr a d o d e la r u e d a a l b u je .

E l d iá m e tr o de lo s ta m b o r e s , s e g ú n la s c a r a c te r ís tic a s d e l v e h íc u lo , e s ta n o r m a liz a d o

s e g ú n la n o r m a U N E 2 6 0 1 9 .

P la to d e fre n o



E l p la to d e f r e n o e s ta c o n s titu id o p o r u n p la to p o r ta f r e n o s o s o p o r te d e c h a p a e m b u tid a y

tr o q u e la d a , s o b r e e l q u e s e m o n ta e l b o m b ín o b o m b in e s d e a c c io n a m ie n to h id r á u lic o y la s

z a p a ta s d e f r e n o y d e m á s e le m e n to s d e f ija c ió n y r e g u la c ió n .

L a s z a p a ta s s e u n e n p o r u n e x tr e m o a l b o m b ín y p o r e l o tr o a u n s o p o r te f ijo o r e g u la b le ; a

s u v e z , s e m a n tie n e n u n id a s a l p la to p o r m e d io d e u n s is te m a e lá s tic o d e p a s a d o r y m u e lle ,

que p e r m ite un d e s p la z a m ie n to de a p r o x im a c ió n a l ta m b o r y la s m a n tie n e f ija s e n s u

d e s p la z a m ie n to a x ia l. E l m u e lle , q u e une la s dos z a p a ta s , p e r m ite e l r e tr o c e s o de la s

m is m a s a s u p o s ic ió n d e r e p o s o c u a n d o c e s a la f u e r z a d e d e s p la z a m ie n to e f e c tu a d a p o r e l

b o m b ín .

F o rm a y c a ra c te rístic a s d e la s z a p a ta s

L a s z a p a ta s d e f r e n o e s tá n f o r m a d a s p o r d o s c h a p a s d e a c e r o s o ld a d a s e n f o r m a d e m e d ia

lu n a y r e c u b ie r ta s un su zo na e x te r io r p o r lo s f e r o d o s o f o r r o s d e f r e n o , q u e s o n lo s

e n c a r g a d o s d e e f e c tu a r e l f r e n a d o p o r f r ic c ió n c o n e l ta m b o r .

L o s f o r r o s d e f r e n o s e u n e n a la z a p a ta m e tá lic a p o r m e d io d e r e m a c h e s e m b u tid o s e n e l

m a te r ia l h a s ta lo s 3/4 de espesor del forro para que no ro cen c o n e l ta m b o r , o b ie n

p e g a d o s c o n c o la s d e c o n ta c to . E l e n c o la d o f a v o r e c e la a m o r tig u a c ió n d e v ib r a c io n e s y ,

c o m o c o n s e c u e n c ia , d is m in u y e n lo s r u id o s q u e é s ta s o c a s io n a n d u r a n te e l f r e n a d o .

M E C Á N IC A D E P A T IO P á g in a 1 0


T ip o s d e fre n o d e ta m b o r

S e g ú n la f o r m a d e a c o p la m ie n to d e la s z a p a ta s a l ta m b o r p a r a e je r c e r e l f r e n a d o , lo s f r e n o s

d e ta m b o r s e c la s if ic a n e n lo s s ig u ie n te tip o s :

F r e n o d e ta m b o r S im p le x

E n e s te tip o d e f r e n o la s z a p a ta s v a n m o n ta d a s e n e l p la to , f ija s p o r u n la d o a l s o p o r te d e

a r tic u la c ió n y a c c io n a d a s p o r m e d io d e u n s o lo b o m b ín d e d o b le p is tó n . E s te tip o d e f r e n o s

d e ta m b o r e s d e lo s m a s u tiliz a d o s s o b r e to d o e n la s r u e d a s tr a s e r a s .

C o n e s ta d is p o s ic ió n , d u r a n te e l f r e n a d o , u n a d e la s z a p a ta s lla m a d a p r im a r ia s e a p o y a

sobre e l ta m b o r en c o n tr a d e l g ir o d e l m is m o y e fe c tú a una fu e r te p r e s ió n sobre la

s u p e r f ic ie d e l ta m b o r . L a o tr a z a p a ta , lla m a d a z a p a ta s e c u n d a r ia , q u e a p o y a a f a v o r d e l

g ir o d e la r u e d a , tie n d e a s e r r e c h a z a d a p o r e f e c to d e l g ir o d e l ta m b o r , lo q u e h a c e q u e la

p r e s ió n d e f r e n a d o e n e s ta z a p a ta s e a in f e r io r a la p r im a r ia .



In v ir tie n d o e l s e n tid o d e g ir o , s e p r o d u c e e l f e n ó m e n o c o n tr a r io : la z a p a ta p r im a r ia s e

c o n v ie r te e n s e c u n d a r ia y la s e c u n d a r ia e n p r im a r ia .

E s te tip o d e f r e n o d e ta m b o r s e c a r a c te r iz a p o r n o s e r e l m a s e f ic a z a la h o r a d e f r e n a r ,

d e b id o a q u e la s z a p a ta s n o a p o y a n e n to d a s u s u p e r f ic ie s o b r e e l ta m b o r , p e r o d e s ta c a p o r

s u e s ta b ilid a d e n e l c o e f ic ie n te d e r o z a m ie n to , e s d e c ir , la te m p e r a tu r a q u e a lc a n z a lo s

f r e n o s e n s u f u n c io n a m ie n to le a f e c ta n m e n o s q u e a lo s o tr o s f r e n o s d e ta m b o r

F re n o d e ta m b o r D u p le x

E n e s te f r e n o , y c o n e l f in d e o b te n e r u n a m a y o r f u e r z a d e f r e n a d o , s e d is p o n e n la s z a p a ta s

e n f o r m a q u e a m b a s r e s u lte n p r im a r ia s . P a r a e llo s e a c o p la u n d o b le b o m b ín d e p is tó n

ú n ic o e in d e p e n d ie n te p a r a c a d a z a p a ta , lo s c u a le s r e p a r te n p o r ig u a l la s p r e s io n e s e n

a m b o s la d o s d e l ta m b o r .

E s to s f r e n o s p r o v is to s d e b a s tid o r e s c o n e f e c to u n ila te r a l s o n m u y e f ic a c e s p e r o s e n s ib le s

a la s v a r ia c io n e s d e l c o e f ic ie n te de r o z a m ie n to . P r e s e n ta n la v e n ta ja de que, co n su

e m p le o , n o s e p o n e n d e m a n if ie s to r e a c c io n e s s o b r e lo s r o d a m ie n to s d e l b u je .



F re n o d e ta m b o r T w in p le x

E s te tip o d e f r e n o d e ta m b o r e s m u y s im il a r a l D u p le x s a lv o q u e lo s p u n to s d e a p o y o d e la s

z a p a ta s en vez de ir f ijo s se m o n ta n f lo ta n te s . E n e s te fre n o la s dos z a p a ta s son

s e c u n d a r ia s , p e r o por u n s is te m a d e a r tic u la c io n e s , tr a b a ja n d o e n p o s ic ió n f lo ta n te , s e

a c o p la n a l ta m b o r e n to d a s u s u p e r f i c ie , e v ita n d o e l a c u ñ a m ie n to y e je r c ie n d o u n a p r e s ió n

u n if o r m e s o b r e e l ta m b o r . E n u n s e n tid o d e g ir o la s d o s z a p a ta s a c tu a r ía n c o m o z a p a ta s

p r im a r ia s y e n e l o tr o s e n tid o c o m o z a p a ta s s e c u n d a r ia s .

F re n o d e ta m b o r D u o -se rv o

E s tá c o n s titu id o p o r d o s z a p a ta s p r im a r ia s e n s e r ie , c o n lo c u a l s e a u m e n ta e l e f e c to d e

a u to b lo q u e o . E n e s te fre n o , una z a p a ta e m p u ja a la o tr a m e d ia n te una b ie la de

a c o p la m ie n to . E s un fre n o a lta m e n te e f ic a z , p e r o m uy s e n s ib le a la s v a r ia c io n e s del

c o e f ic ie n te d e r o z a m ie n to . S e c o n s ig u e n e s f u e r z o s m a s e le v a d o s d e f r e n a d o y la s z a p a ta s

e je r c e n e n c a d a s e n tid o d e g ir o ig u a l e s f u e r z o . E s te tip o d e fre n o s e e m p le a m u c h o e n

f r e n o s a m e r ic a n o s .



B o m b in e s o c ilin d ro s d e fre n o d e ta m b o r

E s to s e le m e n to s s o n lo s e n c a r g a d o s d e e f e c tu a r e l d e s p l a z a m ie n to la te r a l d e la s z a p a ta s

p a r a e l fr e n a d o d e l ta m b o r .

S e g ú n la f in a lid a d q u e tie n e n q u e c u m p lir y la c la s e d e f r e n o e m p le a d o , s e c o n s tr u y e n tr e s

tip o s p r in c ip a le s d e b o m b in e s :

B o m b ín d e d o b le p is tó n : e s ta f o r m a d o p o r u n c ilin d r o ( 1 ) c o n lo s ta l a d r o s ( 8 ) d e

am arre al p la to p o r ta fr e n o s . E n su in te r io r van a lo ja d o s lo s p is to n e s (2 ) en

o p o s ic ió n , s o b r e lo s q u e v a n r o s c a d o s lo s to r n illo s ( 3 ) p a r a e l a p o y o d e la s z a p a ta s .

L a s c a z o le ta s d e g o m a ( 4 ) h a c e n d e r e té n p a r a m a n te n e r e s ta n c o e l in te r io r d e l

c ilin d r o y lo s p is to n e s se m a n tie n e n separados por la a c c ió n del m u e lle (5 )

c e n tr a d o s o b r e la s d o s c a z o le ta s r e té n ( 4 ) .

P o r e l o r if ic io ( A ) , d o n d e s e r o s c a e l la tig u illo d e f r e n o , tie n e lu g a r la e n tr a d a d e

liq u id o a p r e s ió n p r o c e d e n te d e la s c a n a liz a c io n e s d e l c ir c u ito ; e n e l o r if ic io ( B ) s e

m o n ta el purgador (6 ) q u e s ir v e para e x tr a e r e l a ir e de la s c a n a liz a c io n e s . E l

c o n ju n to va cerrado c o n lo s g u a r d a p o lv o s ( 7 ) , q u e e v ita n la e n tr a d a d e p o lv o y

s u c ie d a d a l in te r io r d e l c ilin d r o .



B o m b ín d e é m b o lo ú n ic o : s u c o n s titu c ió n y f u n c io n a m ie n to e s p a r e c id o a l a n te r io r ,

lle v a un s o lo é m b o lo y se u tiliz a en lo s s is te m a s en que la s dos z a p a ta s son

p r im a r ia s .

B o m b ín de c ilin d r o s e s c a lo n a d o : ta m b ié n lla m a d o " b o m b ín d if e r e n c ia l" e s te

m o d e lo tie n e dos p is to n e s o é m b o lo s de d iá m e tr o s d if e r e n te s . E l p is tó n m as



p e q u e ñ o e m p u ja r ía a la z a p a ta p r im a r ia ( la q u e m a s f r e n a ) y e l d e m a s d iá m e tr o

e m p u ja r ía a la z a p a ta s e c u n d a r ia ( la q u e m e n o s f r e n a ) .


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