Circuitos de frenos

14/06/16 Nicolás Colado 1
Índice del libroÍndice del libro
Ud. 8 Elementos y piezas de un circuito de frenos
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1. Frenos de tambor Ud.8
Carruaje con frenos de zapatas
Antiguamente los carros tenían frenos de zapatas exteriores.Antiguamente los carros tenían frenos de zapatas exteriores.

1. Frenos de tambor
1.1. Constitución del freno de tambor
Ud.8
Despiece del freno de tambor
El freno de tambor fue inventado por W. MaybachEl freno de tambor fue inventado por W. Maybach

1. Frenos de tambor
Portafrenos
Ud.8
Plato portafrenos con zapatas y
bombín
El plato es la pieza que soporta al
resto de los elementos del freno.
Va sujeta al puente o a la mangueta
mediante tornillos.

1. Frenos de tambor
Tambor de freno
Ud.8
Tambor de freno
Es un cilindro de fundición gris aleada torneado en su interior.Es un cilindro de fundición gris aleada torneado en su interior.
Soporta temperaturas de hasta 400º C.Soporta temperaturas de hasta 400º C.

1. Frenos de tambor
Zapatas de frenos
Ud.8
Zapata de freno con forro remachado e intercambiable
El ferodo (material rozante) va fijado en la zapatas mediante adhesivos o remaches.El ferodo (material rozante) va fijado en la zapatas mediante adhesivos o remaches.
La zapata se sujeta al plato portafrenos de forma elástica, y pueden ser movidas por el dispositivo deLa zapata se sujeta al plato portafrenos de forma elástica, y pueden ser movidas por el dispositivo de
tensadotensado

1. Frenos de tambor
Zapatas de frenos
Ud.8
Juego de zapatas de freno
con forro pegado
En ellas podemos apreciar:
1. El lugar de apoyo del
bombín.
2. El eje sobre el que giran.
3. Los taladros en los que se
alojan los dispositivos de
recuperación.
11
22
33

1. Frenos de tambor
Dispositivo de tensado de las zapatas
Ud.8
Freno de tambor accionado por
cuña
Los dispositivos De tensado son los
encargados de desplazar las
zapatas cuando frenamos.
Destacan los siguientes tipos:
1. Leva en forma de S o Z.
2. Cuña de expansión.
3. Bombín de frenos (es el más
usado)

1. Frenos de tambor
Dispositivo de tensado de las zapatas
Ud.8
Dispositivo de tensado por leva en «S»
..

1. Frenos de tambor
Bombín de frenos
Ud.8
Freno Dúplex con
bombines de un
émbolo.
Los bombines transforman la
presión hidráulica del
circuito de frenado en
desplazamiento de sus
émbolos.
Según la configuración de estos
pueden ser:
1. De un solo embolo.
2. De doble embolo (es el más
usado en automóviles)
3. De émbolos escalonados.
4. Con dispositivo
compensador integrado.

1. Frenos de tambor
Bombín de frenos
Ud.8
Bombín de doble émbolo
El Bombin de dos émbolos realiza el doble de fuerza que
el de un solo embolo (¿por qué?), pero tiene la mitad de
recorrido que este.

1. Frenos de tambor
Bombín de frenos
Ud.8
Bombín de émbolos escalonados
El diferente diámetro de los dos bombines permite que ejerzan deferente fuerza sobre
cada una de las zapatas

1. Frenos de tambor
Bombín de frenos
Ud.8
Bombín con dispositivo compensador integrado
Se montan el el eje trasero y el compensador actúa como
corrector de frenado, limitando la presión hidráulica que
puede haber en el circuito.

1. Frenos de tambor
Resortes de retención y recuperadores
Ud.8
Resortes de retención
Cuando la presión cesa en el circuito, se encargan de devolver las zapatas a su
posición inicial.

1. Frenos de tambor
Dispositivos de ajuste
Ud.8
Sistema Girling
Para que el frenado sea eficaz, las zapatas deben estar a una distancia adecuada del tambor.
Con el progresivo desgaste de los forros, la posición de las zapatas debe ir corrigiéndose.
Los dispositivos de ajunte manual más comunes son el Girling y el Bendix.
También hay dispositivos de ajuste automático (por trinquete o por arandela de fricción).
En este sistema el ajuste se hace por medio de roscados en el bombin o
en el sistema de apoyo de las zapatas.

1. Frenos de tambor
Dispositivos de ajuste
Ud.8
Sistema Bendix con levas
En este sistema, el ajuste se hace
desde el exterior, por la parte
trasera del portafrenos.
Si después de girar completamente
la leva, el freno no se queda
bloqueado, esto significa que los
ferodos están excesivamente
desgastados.

1. Frenos de tambor
1.2. Funcionamiento del freno de tambor
Ud.8
Configuración de las zapatas de freno
Según la configuración de los frenos
de tambor, podemos tener zapatas
primarias y zapatas secundarias.
Por su diseño, los frenos de tambor
tienen algunas características:
•El autoreforzamiento de las zapatas
primarias (coeficiente K).
•La disminución de la fuerza que
aplican las secundarias.
•Ser sensibles a la temperatura y las
dilataciones que esta genera.
•Tener mala auto limpieza.

1. Frenos de tambor
1.3. Tipos de frenos de tambor
Freno Simplex
Ud.8
Freno de tambor Simplex
Características principales:
1. Ambas zapatas tienen un
dispositivo de tensado común
( en general un solo bombín)
2. El otro extremo se apoya en
un punto fijo o móvil.
3. Hay una zapata primaria y
otra secundaria.
4. La primaria soporta el 70 %
del esfuerzo, por lo que se
desgasta más.
5. El mecanismo del freno de
estacionamiento se integra
bien.

1. Frenos de tambor
Freno Dúplex
Ud.8
Freno de tambor Dúplex
Características:
1. Cada zapata tiene su propio
sistema de tensado.
2. La fuerza que se hace sobre
ambas zapatas es igual ( misma
presión y diámetro del embolo)
3. Ambas son primarias.
4. Frena mejor que el simples ya
que ambas zapatas se
autorrefuerzan.
5. En marcha atrás ambas son
secundarias.
6. El freno de mano es difícil de
instalar.

1. Frenos de tambor
Freno Dúo Dúplex
Ud.8
Freno de tambor Dúo Dúplex
Características:
1. Incorpora dos
bombines de doble
efecto como
elemento de
tensado.
2. En ambos sentidos
las dos zapatas se
autorrefuerzan.
3. El freno de
estacionamiento es
difícil de montar.

1. Frenos de tambor
Servofreno
Ud.8
Freno de tambor Servofreno
Características:
1. Un solo cilindro doble hace
de dispositivo de tensado de
las dos zapatas.
2. No hay punto de apoyo fijo
para las zapatas, sino que
se dispone de un
alojamiento móvil
3. La zapata primaria transmite
parte de su movimiento a la
secundaria, lográndose así
autorreforzamiento en
ambas (solo se desplaza en
un sentido).
4. En marcha atrás funciona
como un freno Simplex.

1. Frenos de tambor
Freno Dúo-Servo
Ud.8
Freno de tambor Dúo-Servo
Características:
Es similar al tipo Servofreno pero
con algunas
particularidades:
• El punto de apoyo inferior
se puede desplazar en los
dos sentidos.
• Una de las zapatas es mas
corta que la otra.
• Ambas zapatas son
primarias, tanto hacia
delante, como hacia atrás.
• En él se puede instalar
fácilmente el freno de
estacionamiento.

1. Frenos de tambor
1.3. Resumen de modelos
Ud.8
1. Simplex
2. Duplex
3. Duo-duplex
4. Servofreno
5. Duo-servo

2. Frenos de disco Ud.8
•El sistema de frenos de disco es el mas empleado hoy en día en automóviles y
motocicletas.
•Son mas ligeros, sencillos y económicos que los de tambor. Además no les
afecta el efecto del fading.
•En este sistema un disco gira solidario con la rueda y una pinza con elementos
frenantes va fija, sujeta a la suspensión.
•El accionamiento de las pinzas es hidráulico (principio de Pascal).
•En cuanto a su mantenimiento, solo hay que preocuparse de reponer las
pastillas y los discos cuando estén desgastados.
•También hay que atender al cambio de líquido de frenos, respetando los
periodos estipulados por el fabricante.

2. Frenos de disco
2.1. Constitución y funcionamiento
Ud.8
Freno de disco
Elementos principales

2. Frenos de disco
2.1. Constitución y funcionamiento
Ud.8
Freno de disco de mordaza fija
Principio de funcionamiento:
•Un disco gira solidario con el buje
de la rueda. Es de fundición gris
con las dos caras mecanizadas.
Puede ser autoventilado.
•El elemento frenante es un pinza,
con sus émbolos y pastillas, que se
encuentra fija a la suspensión o a al
mangueta. Son de aleaciones de
aluminio y tienen mecanizados los
conductos para el liquido de frenos
y para los pistones.
•La presión hidráulica que genera el
sistema actúa sobre las pinzas y
estas frenan el disco por
rozamiento.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Ud.8
Según la constitución y forma de funcionar, los frenos de disco más
comunes son:
•Con pinza fija.
•Con marco flotante.
•Con pinza flotante.
•Neumático con pinza flotante
•Con disco totalmente cubierto.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Ud.8
Freno de disco con pinza fija
Características:
•La pinza va fija sobre el
buje.
•Hay, al menos, un
cilindro a cada lado del
disco (ocupa mucho
espacio).
•Pueden formarse
burbujas en los
conductos que unen los
dos cilindros.
•Permiten instalar discos
de gran tamaño por su
gran rigidez (vehículo
industrial, gran berlina)

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de disco con pinza fija
Ud.8
Estanqueidad de los émbolos de las pinzas
La estanqueidad del sistema se
asegura mediante juntas y retenes
de goma
Cuando dejamos de actuar sobre el
pedal del freno, el retroceso de los
émbolos se consigue gracias a los
retenes y al tambaleo del disco.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de marco flotante
Ud.8
Freno de disco de marco flotante
En este tipo de freno el
marco puede desplazarse a
lo largo de un soporte fijo
atornillado a la suspensión.
Solo tiene un émbolo que
está en la cara interior del
disco.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de marco flotante
Ud.8
Montaje del marco flotante
Funcionamiento:
Al mandar presión hidráulica, el embolo actúa sobre el
disco.
Como reacción, el marco flotante se desplaza,
acercando la otra pastilla contra el otro lado del disco..
El retroceso de las pastillas se logra con el tambaleo del
disco y el empuje del retén.
Características:
•Como solo dispone de un cilindro, ocupa menos
espacio
•El liquido de frenos se calienta menos, ya que no hay
conductos que pasen cerca del disco.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de disco con pinza flotante
Ud.8
Constitución:
La pinza tiene dos elementos básicos:
caja y soporte.
•Caja: aloja las pastillas, el embolo y los
elementos de sujeción de aquellas.
•Soporte: va fijo a la suspensión.
Funcionamiento:
•La presión hidráulica desplaza el
émbolo.
•Como reacción, la caja se mueve,
presionando la otra pastilla contra el
disco.
•El émbolo retrocede por la tensión de los
retenes y las pastillas por el tambaleo del
disco.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Ud.8
Montaje de la pinza flotante
En color marrón podemos ver el
soporte (no se mueve) y en gris oscuro
vemos la caja (que se desplaza sobre
aquel)
Características:
•Permite montar émbolos de gran
diámetro.
•Escaso peligro de que el líquido forme
burbujas
•Muy usado en turismos y pequeños
industriales.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de disco neumático con pinza flotante
Ud.8
Freno de disco neumático con pinza flotante

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de disco mordaza oscilante
Ud.8
Freno de mordaza oscilante
Características:
•Tamaño muy reducido.
•Apropiado para
motocicletas.
•Un solo émbolo.
•Los forros de las
pastillas tienen forma de
cuña.
•Con el progresivo
desgaste la forma de
cuña va desapareciendo.

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de disco mordaza oscilante
Ud.8
Movimiento oscilante de las mordazas

2. Frenos de disco
2.2. Tipos
Freno de disco totalmente cubierto
Ud.8
Freno de disco cubierto
•Usado en vehículos agrícolas y militares.
•Muy protegido contra la suciedad.

3. Bombas de frenos Ud.8
• La bombas de freno que usan los automóviles se accionan con un pedal
(primera multiplicación del esfuerzo)
• Las bombas, o cilindros maestros, transforman la fuerza aplicada en el pedal en
presión hidráulica.
• En casi todos los casos tienen un servofreno acoplado (segunda multiplicación
del esfuerzo)
• Los tipos más comunes son:
- de un solo émbolo.
- de dos émbolos y dos cámaras.
- de dos émbolos de diferente diámetro (escalonadas).
• Los elementos principales de todas las bombas o cilindros maestros de freno
son:
1. Depósito de líquido.
2. Cilindro.
3. Retenes.
4. Muelle recuperador.
5. Válvula de presión residual.

Doble bomba de frenos con Servofreno Mastervac

Bombas de frenos de un solo émbolo

3. Bombas de frenos
3.1. Bombas de dos cámaras (doble émbolo)
Ud.8
Despiece de una bomba de dos cámaras (doble émbolo)

3. Bombas de frenos
Funcionamiento
Ud.8
Bomba de dos cámaras

3. Bombas de frenos
Funcionamiento
Ud.8
Bomba de dos cámaras
La principal ventaja de este tipo de bombas es
que permite tener dos circuitos de frenos
independientes (mayor seguridad).
Funcionamiento:
•El pedal apoya sobre el émbolo (9).
•La presión creada en la 1ª cámara empuja el
émbolo de la 2ª.
•El líquido es obligado a salir hacia los frenos.
•Al soltar el pedal, la presión baja y los émbolos
retroceden empujados por los muelles
recuperadores (3).
En caso de avería:
•Si hay perdida de fluido en el 1º circuito (12), el
porta anillo (4) empuja el émbolo del 2º,
generando presión en él.
•Si hay perdida en el 2º, la presión el el 1º no
aumenta hasta que el porta anillo de aquel (13) no
toca en el fondo de la cámara.

3. Bombas de frenos
Funcionamiento
Ud.8
Doble circuito de frenos con cuatro canales

3. Bombas de frenos
3.2. Válvula de presión residual
Ud.8
Válvula de presión residual
Los vehículos con frenos de tambor
incorporan estas válvulas, que
mantienen la presión en el circuito a
0,7-0,9 bar.
Con esto evitan que entre aire en el
circuito si fallan los retenes de los
bombines.
Los vehículos con freno de disco no
incorporan esta válvula por ser
innecesaria.
Los que tienen frenos de los dos tipos
solo la montan en el circuito que va a
los frenos de tambor.

4. Sistemas de ayuda Ud.8
Principio de funcionamiento del servo
•Los sistemas de ayuda a la frenada se llaman servofrenos.
•Sirven para amplificar la fuerza que el conductor hace sobre el pedal.
•En los coche de gasolina el servofreno utiliza el vacío generado en el colector
de admisión.
•En los vehículos diesel, dado que en el colector de admisión no se genera
suficiente depresión, se instala una bomba de vacío.
Los sistemas de servofreno más
empleados son:
•Hydrovac
(montado en cualquier lugar y de
accionamiento hidráulico. Es el menos
usado).
•Mastervac
(montado entre el pedal del freno y la
bomba. Es el más común).

Principio de funcionamiento del servo

Bomba de vacío para motores diesel

4. Sistemas de ayuda
4.1. Hidrovac
Ud.8
Servofreno Hidrovac

4.2. Mastervac
Constitución del servofreno Mastervac
Ud.8
Servofreno Mastervac

4. Sistemas de ayuda. Funcionamiento del Mastervac.
4.2. Mastervac
Funcionamiento
Ud.8
Posición
de reposo
Posición
de frenada

5. Circuito de frenos con fuerza auxiliar hidráulica Ud.8
Dosificador compensador
En algunos vehículos, sobre todo
industriales, el pedal no actúa sobre
el cilindro maestro, generando la
presión de frenado, sino que solo es
una válvula dosificadora-
compensadora.
Su misión es abrir el paso desde un
deposito con fluido a presión hacia el
sistema de frenos.
A menudo este fluido a presión es
compartido por los sistemas de
frenos, dirección y suspensión.

5. Circuito de frenos con fuerza auxiliar hidráulica Ud.8
Dosificador compensador

6. Correctores de frenada del eje trasero Ud.8
Corrector de frenada.
El reparto de pesos que se genera en la frenada, hace imprescindible montar
correctores de frenada que limiten la presión en el circuito de los frenos traseros.

6. Correctores de frenada del eje trasero
6.1. Compresor fijo
Ud.8
Para evitar el bloqueo de las ruedas cuando se produce la basculación y, a
la vez, asegurar la menor distancia de frenado posible, se adoptan diversas
medidas:
•Sobredimensionar los frenos delanteros.
•Limitar la presión del circuito de frenos trasero mediante los llamados
compensadores-limitadores de frenada.
Los compensadores de frenada más comunes son:
•Compensador fijo (independiente de la suspensión).
•Compensador integrado en los bombines traseros.
•Compensador-limitador en función de la carga del vehículo.
•Compensador en función de la deceleración.
•Válvulas compensadoras en función de las presiones.

6.1. Compresor fijo
Ud.8
Compensador fijo
•Es el modelo más sencillo.
•Limita la presión sobre el eje
trasero a partir de una
previamente establecida.
Funcionamiento:
•La presión del cilindro
principal llega al compensador
(A).
•Al superar un cierto valor, el
muelle (1) cede.
•En ese momento el émbolo
(2) tapona las salidas (B) hacia
los frenos.

6.3. Compresor integrado en los bombines
Ud.8
Sección de un compensador integrado en los bombines
•Al igual que el
anterior, el
compensador corta
el paso de fluido a
presión cuando esta
llega a un valor
previamente tarado.
•A partir de ese
momento, la presión
de frenado queda
estabilizada hasta
que la presión que
enviamos desde el
cilindro maestro cae
por debajo del valor
de tarado.

6.2. Compresor limitador en función de la carga
Ud.8
Compensador limitador
•Este sistema es más
evolucionado.
•En él, la presión de
corte viene regulada por
un resorte unido a la
suspensión del vehículo.
•Cuanto mayor sea la
carga en el coche, mayor
será la tensión que
soporta el resorte y
mayor será también la
presión que se puede
enviar a los frenos
traseros (B).

6.4. Compresor en función de la deceleración
Ud.8
Compensador en función de la deceleración
También llamado compensador de inercia.
El dispositivo se activa en función de la deceleración que se produce en el vehículo.

Funcionamiento
Ud.8
Primera fase
Segunda fase
Tercera fase
La inclinación del compensador
mantiene la bola en su apoyo
sobre el difusor.
La presión de salida es igual a la
de entrada.
Cuando la deceleración llega a 5
m/s2 la bola se desplaza y cierra el
paso, dejando aislado el circuito de
frenos trasero.
Si sube la presión de entrada, el
conjunto bola-pistón se desplaza,
realizando una función
compensadora, con lo que sube la
presión en el circuito trasero.

6. Correctores de frenada del eje trasero Ud.8
•En algunos modelos que montan sistemas ABS, la
presión de frenado sobre las ruedas traseras se
controla mediante un distribuidor de frenado
electrónico, EBD.
•El sistema EBD utiliza los elementos del ABS para
controlar el derrapaje de las ruedas traseras.
•En concreto usa las electroválvulas de entrada y
salida que hay en el bloque hidráulico del ABS.

7. Tuberías, latiguillos y racores de conexión Ud.8
Unión entre canalización flexible y rígida

7. Tuberías, latiguillos y racores de conexión Ud.8
Para completar el sistema hidráulico de los frenos necesito
otra serie de elementos como son:
•Tuberías: de acero, son rígidas y si se deforman o
aplastan, quedan inutilizadas.
•Latiguillos flexibles: de caucho recubierto de fibras
metálicas o textiles. Soportan los movimientos
propios de la suspensión.
•Racores: unen los diversos elementos (latiguillos y
tuberías, por ejemplo)
•Presillas de fijación: sujetan los diferentes
elementos a la carrocería, evitando las vibraciones y
ruidos que pudieran generarse.
Latiguillos flexibles.
Racores de conexión
Presillas de fijación.
Tuberías.

9. Pastillas y zapatas Ud.8
Juego de pastillas de frenos

Para practicar: Desmontaje de una bomba de frenos Ud.8
HERRAMIENTASHERRAMIENTAS
• Herramientas manuales del taller de electromecánica
MATERIALMATERIAL
•Líquido de frenos
•Guantes desechables
Aflojar los racores de conexión

Racores sueltos

Tornillos de unión con el servo

Extraer la bomba

HACER UN ESQUEMA-RESUMEN DEL TEMA.

FIN DEL TEMA 8

Funcionamiento
Ud.8
Tercera fase

Funcionamiento
Ud.8
Segunda fase

4.2. Mastervac
Funcionamiento
Ud.8
Posición de frenada

4.2. Mastervac
Funcionamiento
Ud.8
Figura 8.52.Figura 8.52.

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