1. sistemas de frenos resumen general

SISTEMA DE FRENOS
COORDINACION DE INGENIERIA
Docente : JUAN CARLOS CORNEJO IRIVARREN 2014
1Juan Carlos Cornejo

Propósito del Sistema de Frenos
El propósito es el de permitir al conductor detener el
vehículo con seguridad en la menor distancia posible
sobre todos los tipos de condiciones y superficies del
camino.

Teoría del Sistema de Frenos
• Energía: Es la capacidad de realizar un trabajo.
Energía Calóríca Energía Cinética Energía Calórica
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma

• Potencia: Es la velocidad con la que se realiza un trabajo.
En promedio un vehículo tarda 10 segundos aproximadamente en
acelerar de 0 a 100 Km./h
Es importante que la potencia de frenado sea mayor a la
potencia del motor

Se espera que el sistema de frenos pueda detener el
vehículo circulando a 100 Km./h entre 3 a 4
Segundos.

• Fricción: Es la resistencia al movimiento entre dos objetos
en contacto entre si.
En el sistema de Frenos se utiliza para disminuir, detener
y mantener las ruedas detenidas.

• Tracción: Es la habilidad de los neumáticos de suministrar
fricción.
•No importa que tan buenos frenos se utilicen para detener
la rotación de los neumáticos, si estos no tienen tracción, el
vehículo no se detiene.
1.- Buena Tracción
2.- Pobre Tracción

• Peso y Balance: Son dos factores importantes en la seguridad
durante el frenado de un vehículo.
1.- Aplicación normal
del freno.
2.- Aplicación fuerte
del freno.

Principios Hidráulicos
El efecto fundamental del sistema hidráulico se basa en
la Ley de Pascal.
Ley de Pascal: La presión que se ejerce en un liquido recogido en un
recipiente, se transmite uniformemente en todas la direcciones.

Componentes y Clasificación
del
Sistema de Frenos

Componentes del Sistema de Frenos
1.- Pedal de Freno
2.- Conj. Servo Freno
3.- Cilindro Maestro
4.- Válvula Combinada
5.- Tambor Trasero
6.- Disco Delantero
7.- Líneas de Freno
8.- Latiguillo de Freno
9.- Caliper
10.- Palanca Freno de Estacionamiento.
11.- Cable Freno de Estacionamiento.
12.- Compensador de Freno de estacionamiento

Clasificación
Frenos de Tambor:
Es un conjunto compuesto por zapatas (bandas) que son
comprimidas contra la superficie interna de un tambor.

Componentes
Tambor (cont.)
 Material de Acero
 Gira con el conjunto de rueda
 Superficie Interna Maquinada
 Capaz de liberar energía calorífica

Componentes
Cilindros de Rueda: Convierten la presión hidráulica del sistema en fuerza
mecánica y así presionar las zapatas contra el tambor.
1.- Pistones del cilindro 4.- Guardapolvos
2.- Tornillo de Purga 5.- Muelles de compresión
3.- Lumbrera de entrada 6.- Juntas de Pistón

Componentes
Zapatas o Bandas: Son de acero y sujetan el material de fricción el cual esta
normalmente remachado a la misma.
 Material utilizado KEVLAR
( Otras acero + Fibra mineral)
 Soportar Altas temperaturas
(aprox.700 ºC)
 Sustituirse al llegar al mínimo
especificado
Minimo
Especificado

Clasificación
Frenos de Discos:
Es un conjunto que posee un pistón hidráulico que comprime las pastillas
contra la superficie de los discos de freno.
 Generalmente se montan
en el eje delantero.
 Disipan el calor mas
fácilmente.
 Fácil servicio de
mantenimiento.
 No necesita ajuste

Componentes
Discos: Normalmente son de hierro fundido y deben ser perfectamente
redondos y tener una superficie uniforme para evitar una frenada
irregular.
1.- Ventilados
2.- Sólidos

Componentes
Pastillas: La mayoría de las pastillas de freno utilizan una combinación de fibras
metálicas y material de resina para la fabricación del material de fricción.

Pastillas (Cont.)
- La formula para desarrollar el material de
fricción es especifica para cada vehículo y
puede tomar más de un año y medio su
desarrollo.
- Los materiales son siempre de la más alta
calidad
- Sofisticadas laminillas, ranuras y biseles han sido incorporados para ayudar a
reducir el nivel de ruidos.
- Manufactura controlada de acuerdo a normas ambientales
- Las pruebas de verificación del comportamiento y diseño de las pastillas tienen un
costo superior a los US$ 100.000 por formula

Pruebas de Pastillas
- Una de las pruebas requeridas por los estándares pide que el vehículo tenga la
capacidad de detenerse en una frenada a 60 Km/h en una distancia de 60 metros
aprox.(214 ft) con un juego de pastillas nuevo.
- Esta prueba debe realizarse 10 veces en fila. Si el frenado falla de acuerdo al
sobrecalentamiento, la prueba no pasa y se deben rediseñar los componentes.

Pastillas para Frenos de trabajo pesado (SUPER DUTY)
Fabricadas para vehículos que frecuentemente estan
expuestos a condiciones de temperatura elevadas y alto
desgaste. Las pastillas Súper Duty Motorcraft suministran
todas las condiciones de funcionamiento requeridas por los
estándares de calidad de Ford Motor Company.
Dentro de sus principales caracteristicas estan:
 Puntos de apoyo que ayudan generar un desgaste uniforme
de la pastilla y reducen el nivel de vibraciones.
 Laminillas diseñadas para mejorar la adhesión entre la pastilla y el disco de freno.
 Ranuras que mejoran la disipación de agua y calor
 Formulación de materiales diseñados y probados para ayudar a incrementar
la resistencia al agarre, vida útil de la pastilla y reducir el desgaste del disco bajo
las más severas condiciones de manejo
Pastillas
Super Duty

Juan Carlos Cornejo 22
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Componentes
Caliper: Esta montado sobre el eje de la rueda, pero no gira con el conjunto
de la rueda y aloja las pastillas de freno para detener el disco.
 Puede usar uno o mas
pistones hidráulicos.
 Contiene sellos para retener
el fluido y evitar que se contamine.
 Posee tornillos de purga

Componentes
Tipos de Caliper
 Caliper Fijo
 Caliper Flotante
 Caliper Deslizante

Componentes
Cilindro Maestro: Es el corazón del Sistema hidráulico de frenos. El cilindro
presuriza el fluido en el sistema cuando el conductor presiona el pedal.
1.- Tapa Reservorio
2.- Empacadura
3.- Reservorio
4.- Pistón Primario
5.- Pistón Secundario
6.- Unidad
7.- Fluido de Frenos

Tipos de Sistema Hidráulico
Sistema de doble circuito delantero y trasero

Tipos de Sistema Hidráulico
Sistema de doble circuito diagonal

Componentes
Fluido de Frenos: Se puede decir que es la sangre del sistema. Debe cumplir con los
niveles de calidad establecidos por el Ministerio de Transporte y se indican bajo un
numero de homologación - DOT (Department of Transportation).
Los fluidos de Frenos deben cumplir con ciertas especificaciones:
 Punto de ebullición elevado
 Baja compresibilidad
 Reacción neutra a los componentes de freno (Gomas, material de fricción)
 Punto de congelación reducido
 Bajo valor higroscópico ( tendencia a absorber humedad)
 Propiedades lubricantes con fricción reducida
 Buena resistencia al paso del tiempo

Componentes
Algunas advertencias sobre el Fluido de Frenos:
 Sustituir por completo según especificaciones.
 No debe reutilizarse en ningún caso.
 Como tienen diferentes niveles DOT, no deben mezclarse nunca.
 Mantener sellado el envase para evitar contaminación.
 Pueden dañar la pintura y componentes plásticos.
 Algunos son cancerigenos.
 DOT 3 hierve a 205ºC (401ºF)
 Uso especificado para vehículos
Ford actualmente:
Motorcraf
" DOT 3 “
(288ºC)

Componentes
Líneas de Frenos: Son las venas del Sistema de freno. Son una serie de tubos
de metal y de goma, que se encargan de llevar el fluido de frenos por todo el
circuito.
Características de las líneas de Frenos:
 Soportar los altos niveles de presión que
genera el sistema.
 Los tubos metálicos llevan el fluido a lo
largo del chasis y otros componentes.
 Líneas de goma especial se usan en
zonas de movilidad y flexibilidad.
 Estan hechas de Neopreno con trenzado de acero para poder soportar
todo tipo de condiciones metereologicas adversas y los cambios de
temperaturas del fluido de frenos.
1.- Líneas de Goma
2.- Tuberías metálicas
3.- Cilindro Maestro

Componentes
Servofreno:
El propósito del servofreno es aumentar la fuerza que se aplica a los
pistones del cilindro maestro de frenos. Esta acción se conoce como
Servoasistencia
Servofreno
Vacío Motor
Presión
Atmosferica

Otros Componentes
Válvulas del circuito de Frenos: El objetivo es contrarrestar algunos de los
factores que puedan afectar negativamente la fuerza de frenado.
 Suelen montarse en vehículos con sistema de frenos convencional (Sin ABS)
 El propósito de una válvula es controlar y regular la presión hidráulica.
 La función es alterar la fuerza de frenado entre los frenos delanteros y traseros
para evitar el sobrefrenado en diversas condiciones de carga.
 Además una válvula de control de presión de frenos reduce la presión hidráulica
en los frenos traseros para evitar que se bloqueen en la transferencia de peso.

Algunos tipos de Válvulas
 Válvula Dosificadora:
- Frenos de discos delanteros
y frenos de tambores traseros.
- Evita la aplicación de los
frenos delanteros antes de tiempo.
 Válvula Compensadora:
- Frenos de discos delanteros
y frenos de tambores traseros.
- Evita la aplicación de los
frenos traseros cuando se aplica a
fondo.

 Válvula de Presión Diferencial:
Funciona como dispositivo de seguridad y su función es advertir al
conductor de que hay un problema en el circuito de frenos

 Válvula Combinada:
Integra una válvula dosificadora, compensadora y la presión diferencial.
1.- Válvula compensadora
2.- Presión diferencial
3.- Válvula Dosificadora
4.- Interruptor de presión
diferencial

 Válvula Compensadora de Frenos en función de la carga:
Su objetivo es alterar la presión de frenado entre los frenos delanteros y
traseros según la carga del vehículo.

Sistema de Frenos
Antibloqueo
- ABS -

Es un sistema que a través de múltiples dispositivos electrónicos controla la frenada de
las ruedas, impidiendo su bloqueo en frenadas fuertes y sobre todo en pisos de baja
adherencia.
Sistema ABS
A.- Vehículo con ABS
B.- Vehículo sin ABS
El sistema de frenos antibloqueo mantiene la estabilidad de la dirección y la
maniobrabilidad, reduciendo la fuerza de frenado en alguna rueda cuando está a punto de
bloquearse, con ello se evita que el vehículo gire sobre su eje vertical.

Propósito del ABS
 Proporcionar estabilidad en la dirección al frenar
 Proporcionar maniobrabilidad al frenar
 Proporcionar una distancia óptima de frenado sobre la calzada en todo tipo de
condiciones, mas no reduce la distancia de frenado de los vehículos.
NOTA: El Sistema de Frenos Antibloqueo trabaja solo por encima de 16 Km/h

Tipos de ABS
Los sistemas de frenos antibloqueo se clasifican según el número de sensores de
velocidad de rueda y canales de control montados en el vehículo.
 3 Canales
- 3 Líneas
- 3 Sensores
 4 Canales
- 4 Líneas
- 4 Sensores

Componentes de ABS
El ABS consta básicamente de los siguientes componentes:
 Modulo de Control Electrónico:
El módulo del sistema de frenos antibloqueo calcúla mediante las señales
de los sensores de velocidad de rueda los valores de deslizamiento de
cada una de las ruedas.
 Se encuentra montado en la Unidad de
Control hidráulico.
1.- Unidad Hidráulica
2.- Módulo de Control

Componentes
• ECU

 Unidad Hidráulica:
La unidad de control hidráulico está compuesta por el bloque de válvulas, la
bomba de alta presión y los acumuladores de baja presión (sistemas con sistema de
retorno cerrado).
Componentes de ABS

Componentes
• Hidrogrupo:
a. Electroválvulas
b. Motorbomba
c. Acumulador de
presión

Componentes de ABS
 Funcionamiento de la Unidad Hidráulica
Valv. Entrada
(Normalmente Abierta)
Valv. Salida
(Normalmente Cerrada)

 Sensores de Rueda:
Los sensores de velocidad de rueda controlan la velocidad de las ruedas del
vehículo. El sensor de velocidad de rueda detecta los impulsos de una corona dentada
que gira sobre el eje y envía la información al módulo de control del sistema de frenos
antibloqueo.
Componentes de ABS

• Si el indicador ABS se mantiene intermitente
y se apaga hay un fallo esporádico del
sistema
• Si la luz se mantiene encendida, nos advierte
que el sistema ha dejado de funcionar.
• Cada rueda lleva un sensor que mide en todo
momento las vueltas de los neumático.
• Con esos datos, la ECU puede identificar
cuando las ruedas reducen su número de
vueltas y, por la bomba electrohidráulica,
disminuye la presión de frenado en la rueda
que vaya a bloquearse.
• Luego, por el canal de retorno, vuelve a
otorgar presión y repite el ciclo unas 20 veces
por segundo.
Funcionamiento

Material adicional
• Estabilidad en la conducción
• Control de la conducción
• Distancia de frenado
• Estabilidad entre 2 superficies distintas
• Ejemplos prácticos

Maniobra de frenado con ABS
El conductor
percibe el
obstáculo e
inmediatamente
debe comenzar a
frenar de forma
enérgica.
Para generar el
esquive a la derecha,
solo tiene que girar el
volante en ese sentido.
No debe en ningún
momento dejar de
pisar el pedal de
frenos.
Luego del esquive
debe corregir la
maniobra hacia la
izquierda y hasta la
detención del auto
seguir presionando
el pedal de frenos.

• Al entrar en funcionamiento el ABS, se pueden producir ruidos y vibraciones.
Es normal
• No se debe “bombear” el pedal del freno.
• Recordar que se debe maniobrar el timón, pues si hay dirección
• En cascajo, nieve o arena, la distancia de frenado puede ser mayor.
• Si el automóvil tiene repartidor de frenada electrónico, al averiarse el ABS
también queda fuera de servicio dicho repartidor.
• No se deben limpiar con aire comprimido los sensores, genera electricidad
estática que puede dañarlos.
• Se utilizan también en tractores, buses, camiones y en motocicletas, donde
incluso disminuye hasta 9 metros la distancia de frenado (desde 100km/h)
TIPS

Síntesis…..
Esquema de componentes

MANTENIMIENTO BASICO DE
SISTEMAS DE FRENO DE
VEHICULOS LIGEROS

1. Especificaciones técnicas de los sistemas de freno
2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil
2.1. Prueba del sistema de freno
2.2. Comprobación de fugas
2.3. Comprobación de las canalizaciones
2.4. Comprobación del líquido de frenos
2.5. Diagnóstico del pedal de freno
2.6. Diagnóstico de la bomba de freno
2.7. Comprobación del servofreno
2.8. Comprobación del freno de disco
2.9. Comprobación del freno de tambor
2.10. Comprobación del freno de estacionamiento
2.11. Medidas de seguridad y depósito de resíduos
Indice de Mantenimiento

3. Cuadro de diagnóstico de averías
4. Frenómetro, comprobación del sistema de freno
PRÁCTICA PROFESIONAL
• Cambio de pastillas de freno
EN RESUMEN
Entra en internet

2.1 Prueba del sistema de freno
Figura 1.
Prueba de frenado en carretera.
Diagnóstico y mantenimiento del
sistema de freno de un automóvil

2. Diagnóstico y mantenimiento del
2.2. Comprobación de fugas
Figura 2.
Depósito de líquido de frenos. Nivel máximo (MAX) y mínimo (MIN).

2.3. Comprobación de las canalizaciones
Figura 3.
Fuga de líquido de frenos por la unión entre una tubería
y un latiguillo de freno.

Figura 4.
Comprobación del color del líquido de frenos.

Figura 5.
Bombín y purgador de freno.
Sustitución y purgado del líquido de frenos

Figura 6.
Equipo de purgado por presión.

Figura 7.
Montaje del tapón del equipo en el
depósito de líquido del vehículo.
Figura 8.
Conexión con la manguera de aire
a presión del taller.

Figura 9.
Apertura de la llave de paso del
equipo. Entrada de líquido a
presión al circuito del vehículo.
Figura 10.
Purgado de cada una de las ruedas y
recogida de líquido en el recipiente.

Figura 11.
Recipiente para el
purgado de los frenos.

2.5. Diagnóstico del pedal de freno
Figura 12.
Juego del pedal.
Figura 13.
Altura libre del pedal.

Figura 14.
Bomba de freno nueva.

Figura 15.
Despiece de una bomba de doble émbolo.

Figura 16.
Desmontaje del depósito de
líquido de frenos.
Figura 17.
Extracción de las gomas de
estanqueidad.

Figura 18.
Kit de reparación de la pinza de freno.
Inspección de la pinza o mordaza

Inspección de la pinza o mordaza
Figura 19.
Montaje del retén nuevo.
Figura 20.
Montaje del émbolo de la pinza.

Figura 21.
Espesor de las pastillas
de freno.
Inspección de las pastillas de freno
Figura 22.
Pastilla de freno desgastada
nueva con testigo de
desgaste.
Figura 23.
Pastilla de freno nueva
con testigo de
desgaste.

Figura 24.
Retroceso de los émbolos en un bombín.

Figura 25.
Útil para el retroceso de los émbolos en
pinzas con freno de mano.

Figura 26.
Verificación del espesor
del disco con un micrómetro.
Inspección del disco de freno
Figura 27.
Grietas en el disco.

Figura 28.
Verificación del alabeo del disco con reloj comparador.
Inspección del disco de freno

Figura 29.
Rectificadora de discos de freno
sobre el propio vehículo.
Rectificado de discos de freno
Figura 30.
Rectificadora de discos de
freno.

Figura 31.
Medición del diámetro interior del tambor.
Inspección del tambor de freno

Figura 32.
Rectificado de un tambor
de freno.
Inspección de los elementos interiores del freno de tambor
Figura 33.
Bombín de frenos
seccionado.
Figura 34.
Pérdida de líquido de
frenos por el bombín.

Figura 35.
Palanca de accionamiento de las pastillas del freno de estacionamiento.

Figura 36.
Palanca del freno de
estacionamiento
de un turismo.
Figura 37.
Mecanismo de tensado del cable
del freno de estacionamiento.

2.11. Medidas de seguridad y depósito de resíduos
Figura 38.
Envase para residuos
metálicos de pequeño tamaño.

4. Frenómetro, comprobación del
sistema de freno
Figura 39.
Frenómetro de placas

sistema de freno
Figura 40. Pruebas de frenado del freno de servicio en banco (datos obtenidos).

sistema de freno
Figura 41. Pruebas de frenado del freno de estacionamiento en banco (datos obtenidos).

sistema de freno
Figura 42.
Gráfica de frenado con diferencia entre
ruedas de un mismo eje.
Figura 43.
Comparación de la fuerza de frenado
realizada entre ruedas de un mismo eje.

PRÁCTICA PROFESIONAL
Cambio de pastillas de freno

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