Sistema de frenos

1. Sistemas
de frenos

3. Principio del frenado
 Un vehículo en movimiento tiene energía cinética la
cual nace del motor que quema combustible
transformando la energía química en energía calórica,
esta al calentar el aire sobre la cabeza del pistón
empuja a la biela y esta hace girar al cigüeñal, aquí se
transforma en energía mecánica, Este torque de motor
se transmite al sistema de transmisión y por los
mecanismos de cambio de marcha y diferencial se
transmite a las ruedas impulsando al vehículo, aquí se
transforma en energía cinética.

4. Cadena de transformaciones de Energía
 Todas estas transformaciones de energía ( principio de
conservación de la energía), permiten que el vehículo
se desplace.
 Esta energía cinética debe ser transformada
nuevamente para lograr la disminución de la velocidad
o la detención del vehículo.
 ¿Es el sistema de freno un transformador de energía?
 Sí: transforma la energía cinética en calórica, esta
finalmente se disipa en el ambiente.
 ¿Cómo transforma la energía cinética en calórica?
 A través del roce entre Disco – Tambor y materiales de
fricción( balatas de freno).

5. Finalidad del sistema de frenos
 Su finalidad es la de controlar la velocidad del
automóvil, detenerlo en casos necesarios y mantenerlo
detenido con seguridad si el conductor no está en su
puesto.
 Los vehículos turismo, camionetas, furgones y
camiones pequeños deben construirse con dos
sistemas de frenos independientes entre sí.
 Uno es el sistema de frenos de servicio.
 Otro es el sistema de frenos de estacionamiento.

6. Tercer freno
 Los vehículos de carga que superen las 10 Ton de PBV.
 Poseen sistemas de frenado continuo o tercer freno.
 Se conocen como freno de motor y retardadores.
 Estos sistemas permiten al conductor controlar la
velocidad de estos vehículos en pendientes largas
típicas de carreteras en geografías montañosas.
 Este freno evita el recalentamiento del freno de
servicio y el posterior desvanecimiento del sistema.
 El freno de servicio solo debe usarse en caso de
emergencia o si el conductor debe detener la marcha.

7. Frenos Mecánicos
 Se consideran estos sistemas a los mecanismos de
frenado de estacionamiento.
 Está formado por la palanca o pedal de accionamiento,
piolas o articulaciones, guías y soportes, ecualizador de
frenado, articulación de accionamiento de patines o
pastillas de freno.
 Generalmente accionan los mismos elementos de
frenado de servicio, salvo algunos casos que tiene un
sistema exclusivo para el freno de estacionamiento.
 Requiere de mantenimiento como lubricación de
articulaciones, regulación, y cambio de elementos
desgastados.

17. Configuraciones
 Dependiendo del diseño del vehículo pueden existir
las siguientes configuraciones:
 Freno de zapata-tambor en las 4 ruedas.
 Frenos de discos en las ruedas delanteras y tambor en
las traseras.
 Frenos de disco en las 4 ruedas.
 ¿Qué vehículos que Ud. conoce usan estas
configuraciones?

20. Necesidad de control de frenado
 ¿ Cómo una persona que pesa 80 kilogramos y con la
fuerza de su pierna, puede detener mediante el
frenado a un vehículo de 1.5 Ton o un camión de 40
Ton?
 ¿Pueden Uds. Imaginar como el sistema es capaz de
lograr frenadas eficientes con la aplicación de el pié del
conductor en el pedal de freno?
 ¿Qué fenómenos actúan en el procedimiento de
frenado?

21. Fuerza en el frenado
Palancas Multiplicación de fuerza
 Los sistemas primitivos de
frenado lograban multiplicar
la fuerza del conductor solo
por la aplicación de palancas.
 La fuerza puede
multiplicarse tanto como los
brazos de palanca se puedan
modificar, el diseño estaba
limitado por el espacio y los
elementos móviles que
pueden ser un punto de falla.

22. Fuerza aplicada sobre el pedal
Fuerza del conductor Diseño del pedal
 Una persona puede ejercer
una fuerza de 35 KGf sin
fatigarse en un frenado de
emergencia.
 La palanca existente entre el
vástago de la bomba de freno,
el pivote y el pie del
conductor, puede multiplicar
la fuerza de 3 a 4 veces.
 Esto variará dependiendo de
la forma de la palanca y el
largo de sus brazos.

23. Frenos Hidráulicos
 Aunque el concepto hidráulico significa uso de agua, el
sistema de frenos actual es de este tipo pero en sus
circuitos utiliza un líquido especial para frenos,se
conoce como líquido de frenos(DOT-3,DOT-4,DOT-5)
 Las cualidades de este líquido es que permanece en
estado líquido bajo temperaturas de -40°C.
 Soporta temperaturas sobre los 160°c sin ebullir.
 Protege el circuito de frenos, cañerías, gomas del
sistema.
 No es compresible y tiene colores característicos.

24. Comportamiento del líquido humectado

25. Configuraciones de los frenos hidráulicos
 Los sistemas de freno son considerados sistemas de
seguridad tanto para el vehículo como para los
pasajeros y carga.
 Todos los vehículos modernos actuales usan doble
circuitos de frenos hidráulicos.
 Por esta razón las bombas de frenos son de doble
pistón y doble salida.
 Las cañerías que comunican el líquido a los cilindros
actuadores se dividen en dos circuitos, el primario y el
secundario.

26. Tipos de circuitos
 Las cañerías pueden tener circuitos de las siguientes
maneras:
 Circuitos en L.
 Circuitos en T.
 Circuitos en doble T.
 Circuitos en X.
 Circuitos H.

27. Circuito en X

28. Multiplicación de la fuerza por hidráulica
 Según el sabio francés Blaise Pascal. La presión de un
líquido confinado se transmite en todas las direcciones
y con igual magnitud.
 p= presión
 F = fuerza
 A= área
 =

29. Frenos Hidráulicos

30. Ejercicio
 Una bomba de frenos con un diámetro de 7/8” está
comunicada por cañerías y líquido de frenos en
ausencia de aire a los cilindros de rueda delanteros de
2” y los traseros de ¾”.
 Calcule la fuerza resultante a la salida de los pistones
de ambos circuitos si la fuerza que empuja al pedal es
de 15 Kgf y el pedal de freno multiplica 3,5 veces.
 Transforme pulgadas a milímetros.
 Calcule en área del cilindro.
 Aplique la fórmula de Pascal.

31. Que es DOT
 El Department Of Transportation , es una entidad que
reúne un conjunto de oficinas y agencias gubernamentales
norteamericanas, con el objetivo de "salvaguardar la
seguridad de cualquier medio de transporte público,
incrementar la movilidad y contribuir al crecimiento
económico de la nación, a través del transporte".
 Las especificaciones DOT son una medida de la calidad del
líquido de frenos, se clasifican según su punto de
ebullición. El DOT 4 tiene un punto de ebullición más alto
que el DOT 3, por lo que ofrece una mejor respuesta a la
frenada, mejorando la seguridad en la conducción.

32. Líquidos de freno
Información en tapa y envase Norma punto ebullició,
DOT 3 205 °c
DOT 4 230 °c
DOT 5.1 260 °c
DOT 5 (*) 260 °c
 (*): Los líquidos de frenos
DOT 3, DOT 4 y DOT 5.1
son en base poli glicol, se
pueden mezclar entre sí
pero no con DOT 5 que es
en base silicona.

36. Reforzadores del frenado
 Los sistemas de freno incluyen en el accionamiento de
la bomba los servo frenos o reforzadores del frenado.
 Existen diferentes tipos de servos:
 Equilibrado por vacío.
 Equilibrado por presión.
 Master Vac.
 Hidrobooster.
 Estos sistemas pueden facilitar el accionamiento por
parte del conductor haciendo menos fuerza para lograr
un frenado efectivo.

37. Servo Freno

38. Mantenimiento y Reparaciones
 El constante roce entre Balatas y Tambor – Disco,
produce desgaste, tanto de las balatas como los
Discos y Tambor.
 La norma indica que si el desgaste del material de
fricción es menor a 1 milímetro debe ser
reemplazado.
 Los discos y tambores aparte del desgaste se pueden
deformar ovalándose o volviéndose cónico.
 Toda imperfección de los rotores pueden ser
corregidas por el rectificado de las piezas.
 El rectificado está limitado por el espesor del
material que tenga el rotor, siempre se especifica la
tolerancia de rectificado.

39. Cambio de líquido de frenos
 El líquido siempre está en contacto con el calor
generado en el frenado, se degrada y envejece.
 La humedad ambiental puede colarse por la tapa del
depósito, se vuelve higroscópico.
 Un líquido de frenos humectado baja
considerablemente el punto de ebullición.
 Todos los líquidos de freno deben cambiarse cada dos
años para garantizar su buen comportamiento.
 En el procedimiento de cambio se debe asegurar la
eliminación de todo el posible aire del circuito.

40. Purga o sangrado de frenos
El sangrado se realiza
para cambiar el líquido
de frenos o asegurar la
eliminación de aire del
circuito.
El depósito nunca debe
vaciarse y con la
asistencia de una
persona se bombea el
freno mientras el
técnico afloja la purga
de líquido hasta que
salga solo liquido
limpio.

43. Componentes de las pastillas y balatas
 20% aglomerantes: Resina fenólica, caucho
 10% metales: Lana de acero, virutas de cobre, virutas
de zinc, virutas de latón, polvo de aluminio
 10% fibras: Fibras de carbón, fibras orgánicas, lana
mineral, fibras químicas
 25% material de relleno: Óxido de aluminio, óxido de
hierro, sulfato sódico
 35% deslizantes: Grafito, sulfuro de cobre, sulfuro de
antimonio

46. Tipos de pinzas de freno

49.  Pinza oscilante.
 Pinza deslizante
 Pinza flotante

50. Diseños de frenos de Tambor

55. Regulador de frenos