Guía sistema de frenos

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA
SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓN
Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral
GUÍA SISTEMA DE FRENOS TÉCNICO MECÁNICA AUTOMOTRIZ CDP
Versión: 02
Página 1 de 29
Código: GFPI-F-019
TUTOR: WILLIAM VARGAS VARGAS 1
CDP-SENA
SISTEMA DE FRENOS
CONTENIDO
Introducción
1. Elementos de frenado
2. Frenos de tambor
3. Frenos de disco
4. Sistema de accionamiento hidráulico
5. Sistema de accionamiento mecánico
6. Servoasistencia – Brake Booster
7. Sistema de frenos ABS
8. Sistema ASR
9. Sistema ESP
10. Mantenimiento y particularidades implantación
Procesos de desmontaje, montaje y mantenimiento
Autoevaluación
Actividades propuestas
OBJETIVOS
ᵜ Familiarizarse con los distintos sistemas de frenos.
ᵜ Conocer los elementos que componen los diferentes sistemas.
ᵜ Aprender la función de cada uno de los componentes que conforman el sistema, así como su ubicación.
ᵜ Familiarizarse con los sistemas de seguridad ABS, ASR y ESP
ᵜ Conocer los procesos de trabajo básicos de desmontaje, montaje y mantenimiento.
INTRODUCCIÓN
Para detener el vehículo, el sistema de frenos convierte la energía cinética producida por el desplazamiento
del vehículo en calor, utilizando para ello el rozamiento de elementos mecánicos.
Funciones del sistema:
• Disminuir la velocidad del vehículo durante la marcha y si fuese necesario detenerlo totalmente en espacios
razonablemente reducidos cuando se actúa sobre el pedal del freno. La frenada se regula progresivamente
con la presión ejercida sobre el pedal, y actúa sobre las cuatro ruedas.
• Mantener el vehículo parado cuando esté estacionado sin riesgo de movimiento. Esta función actúa sobre
dos ruedas (normalmente las traseras) y se acciona desde el habitáculo a través de una palanca, pedal o
pulsador. El accionamiento de este tipo de freno suele ser mecánico y en algunas ocasiones eléctrico (freno
de mano).
1. ELEMENTOS DE FRENADO
Los elementos de frenado pueden ser de dos tipos:
• Frenos de tambor
• Frenos de disco.

TÉCNICOS MANTENIMIENTO MOTOR A GASOLINA Y GAS 2
SENA – CDP AUTOMOTRIZ
INSTRUCTOR: I.I. WILLIAM VARGAS VARGAS
Para activar el sistema de frenos desde el pedal o desde la palanca del freno de mano se necesita un sistema
de accionamiento que puede ser de varios tipos:
• Hidráulico: utilizado como freno de servicio en todos los vehículos turismos y pequeñas camionetas.
• Neumático: utilizado en vehículos industriales pesados.
• Mecánico: utilizado para accionar el freno de mano.
• Eléctrico: utilizado en autobuses y vehículos pesados como freno de servicio y en algunos vehículos turismo
para accionar el freno de mano.
2. FRENOS DE TAMBOR
ELEMENTOS DE UN FRENO DE TAMBOR
• Un tambor unido al buje del cual toma movimiento.
• Un disco portafreno donde se alojan las zapatas que son los elementos que rozan con el tambor para

disminuir su velocidad y por tanto la de la rueda.
• Un sistema de ajuste automático.
• Un actuador hidráulico.
• Muelles de recuperación.
2.1. Tambor
El tambor suele estar fabricado de hierro fundido,
aunque en algunas ocasiones se fabrican de
aleación ligera con la superficie interior de
fundición; puede disponer de aletas u orificios de
refrigeración. La superficie interior lleva un
mecanizado fino para el acoplamiento de las
zapatas.
2.2. Zapatas
Se sujetan en el disco portafrenos. Están
compuestas por un soporte fabricado en acero o
aleación ligera en forma de media luna donde
van fijados, a través de remaches o pegados, las
balatas de freno que conforman la superficie que
entra en contacto con el tambor (más conocidos
como pastillas o ferodos), tienen la misma forma
de media luna que la zapata.
2.3. Disco portafreno
Consiste en un soporte normalmente de chapa
sobre el que van montados todos los elementos del
freno de tambor.
Conjunto de frenos del tambor
2.4. Actuador hidráulico
Normalmente es conocido por el nombre de
bombín de freno. Consiste en un cilindro por cuyo
interior se desplazan dos pistones que a su vez
actúan sobre las zapatas de freno empujándolas
contra el tambor. Contiene un retén para evitar
fugas en el circuito hidráulico. Entre los dos
pistones se aloja un muelle para situarlos en
contacto continuo con las zapatas. Los pistones se
mueven por la presión que se ejerce en el circuito
hidráulico cuando se pisa el pedal del freno. En el
cuerpo del actuador está roscada la tubería de
presión del circuito, y el purgador para expulsar el
aire del circuito.

COMPONENTES DE ACTUADOR MECÁNICO
2.5. Tensor automático
Es un sistema de ajuste automático que va
aproximando las zapatas al tambor a medida
que se van desgastando, existe una gran
variedad de tensores automáticos. Las figuras
que aparecen a continuación muestran, a
modo de ejemplo, algunos de los sistemas más
representativos.

3. FRENOS DE DISCO
2.6. Funcionamiento general de los frenos de
tambor
Cuando se pisa el pedal del freno, se crea una
presión en el circuito hidráulico producida por la
presión que ejerce el pedal sobre la bomba de
frenos. Esta presión generada en el circuito
provoca el desplazamiento de los pistones del
bombín, y éstos a su vez empujan a las zapatas
contra el tambor limitando su giro y en
consecuencia disminuyendo la velocidad del
vehículo. Cuando el pedal de freno deja de ser
accionado, los muelles de recuperación tiran de
las zapatas hasta situarlas en la posición más
aproximada posible al tambor sin rozar con él.
Frenos de Disco
Este tipo de frenos es utilizado prácticamente
siempre en las ruedas delanteras y en
muchos casos también en las traseras. Está
compuesto por:
• Un disco de freno solidario al buje del cual
toma movimiento.
• Una pinza de freno.
• Un actuador hidráulico instalado en la pinza.
• Pastillas de freno.
3.1. Disco de frenos.
El disco de freno se fabrica en hierro fundido o
acero especial. Pueden ser macizos o
autoventilados. Estos últimos se utilizan cuando
se trabaja con grandes presiones de frenada,
disponen de unas ranuras radiales a lo largo de
todo su perímetro para facilitar la evacuación del
calor, en algunas ocasiones también están
perforados para mejorar su refrigeración. Es en su
superficie exterior donde van a rozar las pastillas
para producir la frenada del vehículo.

3.2. Pinzas de freno
Las pinzas de freno abrazan las pastillas y es en
ellas donde se monta el actuador hidráulico.
Tienen practicada una entrada para la tubería de
presión y un orificio donde se aloja el purgador.
Normalmente, la pinza suele ser de tipo
deslizante con un solo pistón como actuador
hidráulico, aunque también existen pinzas con
dos, cuatro, seis e incluso ocho pistones. Las
pinzas deslizantes permiten un pequeño
movimiento axial.
Pinza deslizante de un pistón
Pinza de dos pistones Pinza de cuatro pistones
3.3. Pastillas de freno
Son los elementos que rozan sobre el disco para
reducir su velocidad. Disponen de una superficie
metálica que les sirve de soporte al forro de
frenos y de apoyo en la pinza. La superficie del
fono se adapta perfectamente a la superficie del
disco. En las pastillas de freno suele acoplarse
un cable que sirve de indicador de desgaste.
Cuando el cable roza con el disco de freno, cierra
el circuito eléctrico que enciende en el cuadro de
instrumentos una luz testigo que indica el
desgaste de pastillas.
3.5. Funcionamiento general
Cuando se pisa el pedal del freno, se crea una
presión en todo el circuito hidráulico capaz de
mover los pistones de la pinza consiguiendo
que las pastillas de freno rocen contra el disco.
En el caso de que la pinza tenga un solo
pistón, cuando éste empuja la pastilla contra el
disco, se produce un deslizamiento de la
misma empujando a la otra pastilla por el otro
extremo.

4. EL SISTEMA DE ACCIONAMIENTO HIDRAULICO
El Sistema de accionamiento hidráulico
La función del sistema es la de generar una
presión capaz de accionar los actuadores con nn
simple movimiento del pedal del freno.
El sistema de accionamiento hidráulico tiene los
siguientes elementos:
• Líquido de frenos.
• Bomba de frenos.
• Depósito.
• Reductores de frenada para las ruedas traseras.
• Actuadores hidráulicos.
• Tuberías y latiguillos.
4.1. Bomba de frenos
Está situada en el compartimiento del motor
delante del servofreno. Es el elemento que
transforma la fuerza mecánica que se ejerce
sobre el pedal en presión hidráulica en el
circuito. En su interior se encuentra un cilindro
por el cual se desplazan dos pistones. Cuando
se acciona el pedal, el movimiento de estos
pistones genera la subida de presión en el
circuito.
Las bombas de frenos suelen tener dos
circuitos independientes como sistema de
seguridad para que en caso de pérdida de
líquido por avería, el vehículo no se quede
totalmente sin frenos. Consiste en dividir el
circuito en dos partes independientes, cada
una de ellas accionada por un pistón de la
bomba; por tanto, en caso de avería en una
rueda, la rueda perteneciente al mismo canal,
se quedará también sin presión de frenada (al
perder el líquido de frenos); sin embargo, las
otras dos ruedas tendrán una frenada normal.
Existen dos disposiciones de circuitos
independientes:
• Circuito en paralelo. Cuando las dos ruedas
delanteras están en el mismo circuito y las traseras
en otro distinto.
• Circuito en cruz o diagonal. Cuando la rueda
delantera izquierda y la trasera derecha
pertenecen a un circuito, y la delantera derecha
con la trasera izquierda a otro.
Los pistones de la bomba de frenos llevan alojados
unos retenes para impedir la comunicación del
líquido entre un circuito y otro, así como para evitar
que el líquido salga al exterior.
Circuito en paralelo
Bombas de freno en sección 4.2. Depósito de líquido
El depósito del líquido de freno normalmente
se encuentra encima de la bomba acoplado a
la misma. Está diseñado para alimentar a los
dos circuitos de una forma independiente.

Circuito en diagonal 4.2. Depósito de líquido
El depósito del líquido de freno
normalmente se encuentra encima de la
bomba acoplado a la misma. Está diseñado
para alimentar a los dos circuitos de una
forma independiente, es decir, si uno de los
circuitos de la bomba pierde líquido como
consecuencia de una avería producida en
una de las ruedas a las que alimenta, sólo
se vaciará la parte del depósito a la que
alimenta.
Dispone de un medidor de nivel que
consiste en un flotador unido al tapón con
dos contactos, de tal forma que si baja
excesivamente el nivel de líquido, bajará el
flotador y puenteará los contactos
encendiéndose una luz testigo en el cuadro
de mandos que indica al conductor que
existe una avería en el circuito de frenos.
Circuitos independientes
4.3. Reductores de frenada
La presión de frenada debe ser acorde con
el peso que soporta cada rueda, y con la
inercia de masas que se produce hacia
delante cuando se frena un vehículo; por
esta razón, generalmente, hay que aplicar
una mayor presión de frenada en las ruedas
delanteras al soportar mayor peso y
producirse un incremento de peso como
consecuencia de la inercia producida al
frenar. Ahora bien, el peso en la parte
trasera es variable, por ello es necesario un
dispositivo que sea capaz de variar la
presión de frenada en las medas traseras
en función del peso que soporten. Ésta es
la función que cumplen los reductores de
frenada o limitadores de presión.
Los reductores de frenada se encuentran
normalmente alojados en la parte trasera
del vehículo junto al puente.
Reductor de frenada dependiente de la carga
Los tres tipos más comunes son:
• Reductores de presión dependientes de la
carga.
presión.
deceleración.
4.4. Tuberías y juntas o latiguillos
Son conductos por donde circula el líquido
de frenos. Las tuberías son metálicas y van
sujetas con grapas a lo largo de todo su
recorrido. Los latiguillos son de goma y se
utilizan como unión entre la tubería y la
pinza o el bombín para permitir el
desplazamiento entre piezas móviles y
rígidas sin dañarlas.

Las flechas indican tuberías y juntas o latiguillos
Latiguillo o junta flexible
5. SISTEMA DE ACCIONAMIENTO MECÁNICO
Este sistema se utiliza para activar el freno de
mano. Básicamente se trata de una palanca con
un trinquete, dispuesta en el interior del vehículo,
que al tirar de ella tensa un cable que actúa
sobre las zapatas o las pastillas (normalmente
traseras) empujándolas contra el tambor o disco,
bloqueándolo. El sistema de accionamiento del
freno de mano lleva un tensor para poder regular
la aproximación de los elementos frenantes a
medida que se produce su desgaste.
Normalmente, está situado en la misma palanca
del freno o en los cables. Existen vehículos que
incorporan un dispositivo de ajuste automático y
otros en los que el sistema de accionamiento es
eléctrico.
Posicionamiento de los cables de freno de
mano con respecto a la palanca
Elementos que componen el freno de mano Para que funcione el servofreno, debe
generarse vacío en su interior. La forma de
obtener la depresión o vacío depende de
que el motor disponga o no de mariposa
de gases. El vacío se genera a través de
un conducto que une el servofreno con el
colector de admisión, en el motor diesel, el
vacío necesario se genera a través de una
bomba específica que puede ser mecánica
o eléctrica.
6 SERVOASISTENCIA o BRAKE BOOSTER
La finalidad de la servoasistencia es la de
multiplicar la presión de frenada cuando se
actúa sobre el pedal. Con este sistema no es
necesario aplicar una gran fuerza sobre el pedal
para tener una gran presión de frenada. El
sistema está provisto de un servofreno situado
entre el pedal de frenos y la bomba de frenos.

Posicionamiento servofreno respecto a la
bomba
Posicionamiento del pedal freno respecto
al Booster
7. FRENOS ABS
Al frenar el vehículo, se produce una
deceleración que depende de la adherencia
entre el neumático y el suelo. Si la presión de
frenada es excesiva con respecto a la
adherencia, se produce un bloqueo en la rueda.
Si el vehículo está en movimiento y sus ruedas
están bloqueadas, el conductor no podrá realizar
cambios de dirección intencionados y su
distancia de parada será mayor.
La finalidad del ABS (sistema antibloqueo de
frenos) es la de evitar el bloqueo de ruedas
mientras el vehículo está en la fase de
deceleración disminuyendo la presión hidráulica
en los mecanismos que actúan sobre los frenos.
Este sistema no reduce la distancia de parada
del vehículo en condiciones normales, sino que
evita que aumente la distancia de parada como
consecuencia de un bloqueo y garantiza en todo
momento la direccionabilidad del vehículo.
Puede ser un sistema de dos, tres o cuatro
canales. Si es de dos canales, sólo existe
control antibloqueo sobre las ruedas
delanteras. Un sistema de tres canales,
controla las ruedas delanteras de una
forma independiente, y las traseras en
conjunto, disminuyendo la presión sobre
ellas a la vez, independientemente de la
rueda que esté bloqueada. El sistema de
cuatro canales evita el bloqueo de cada
una de las ruedas del vehículo de una
forma independiente.
Existe una gran variedad de sistemas
antibloqueo de frenos que aunque todos
ellos cumplen el mismo cometido. Los
elementos constructivos y la forma de
operar varían de unos a otros.
Posicionamiento de los elementos en el ABS
7.1. Sistema ABS de cuatro canales
El sistema está compuesto por:
• Un sensor fijo en cada rueda para informar
a una unidad de control sobre las
revoluciones de cada rueda.
• Una rueda fónica móvil situada en cada
una de las ruedas que junto con el sensor
genera las señales necesarias para
informar a la unidad de control de la
velocidad del vehículo.
• Un grupo hidráulico donde se alojan
electro válvulas. El número de
electroválvulas está en función del número
de canales del sistema.
• Una unidad de control.

• Testigo de información de averías.
• Interruptor del pedal del freno.
• Fusibles y relés.
►Sensores de velocidad de rueda
Hay dos tipos de sensores: inductivos y magneto
resistivos. Ambos informan sobre la velocidad de la
rueda por un impulso eléctrico.
Situados en los montantes de la suspensión y
precisan de una corona generadora de impulsos
para emitir la señal. La corona puede ir incorporada
en la junta homocinética del palier, en el propio
rodamiento o en el buje.
El giro de la corona genera en el sensor una fuerza
electromotriz da señal a la unidad de control de la
velocidad de marcha.
Sensor inductivo de velocidad
Sensor Magneto Resistivo ► Unidad de control
Es un calculador que controla
permanentemente el funcionamiento de los
elementos del sistema. En caso de avería
enciende la lámpara de control en el cuadro,
y pone el sistema antibloqueo fuera de
servicio. En esta situación se convierte en
un sistema de frenos convencional.
►Bloque hidráulico
Recibe la información de la velocidad de
cada una de las ruedas y si se ha pisado o
no el pedal de freno, con estos datos,
analiza la información y manda las distintas
señales eléctricas a las electroválvulas del
grupo hidráulico. Conformado por
electroválvulas como canales tenga el
sistema, estas regulan la presión que le
llega al actuador hidráulico.
Principio del sistema ABS Bosch de cuatro canales. Si no hay bloqueo, la presión de la bomba
llega a los actuadores por grupo hidráulico;
cuando una rueda tiende a bloquearse, la
unidad de control manda una señal eléctrica
a la electro-válvula correspondiente
provocando el desplazamiento de un pistón
e incomunicando la presión de la bomba con
el actuador (fase de mantenimiento de
presión). En el caso de que la rueda se
bloquee, la unidad de control envía una
señal de más amperaje a la electroválvula,
en ese momento se comunica la presión del
actuador correspondiente con retomo y se
pone en funcionamiento una bomba
eléctrica para disminuir la presión del líquido
sobre el actuador (fase de reducción de
presión).

Esquema de funcionamiento del sistema 7.2. Desmontaje de los elementos del
sistema de frenos ABS
Para desmontar los elementos del sistema
antibloqueo ABS no es necesario tener en
cuenta ninguna precaución especial excepto
en los sistemas en que el servofreno es
eléctrico, en estos casos es conveniente
pisar varias veces el pedal del freno para
descargar la presión antes de intervenir en el
circuito hidráulico. Para el desmontaje del
grupo hidráulico es conveniente utilizar
llaves de racores para no deteriorar las
tuercas de las tuberías.
8. SISTEMA ASR
Es un sistema que impide el deslizamiento
de la rueda sobre sí misma (patinaje),
también se denomina control de tracción.
Dicho efecto se produce cuando las condiciones de
adherencia disminuyen o cuando se aplica a las
ruedas más potencia de las que son capaces de
transmitir. Actúa utilizando prácticamente los
mismos componentes que el sistema ABS.
Efectos vehículo con ASR y sin ASR
9. SISTEMA ESP
El sistema ESP (programa electrónico de
estabilidad), comúnmente denominado control
dinámico del vehículo, es una opción más que
refuerza los sistemas de seguridad activa ABS y
ASR. Si bien el ABS impide el bloqueo de las
ruedas cuando el vehículo se está desplazando y
el ASR evita el patinaje de las mismas actuando
sobre los frenos y/o la gestión del motor, el sistema
ESP engloba dichas funciones y además evita que
se produzcan situaciones extremas de subviraje y
sobreviraje en el vehículo.
► Subviraje: Básicamente se trata de un defecto
de giro del vehículo con respecto al giro que
pretende conseguir el conductor.
Cuando se va producir un subviraje, el
sistema ESP actúa frenando la rueda interior
trasera e interviene sobre la gestión del
motor autónomamente. Así se anula la
tendencia y, por tanto, que el vehículo
vuelva a la trayectoria marcada por el
conductor.
►Sobreviraje: Es un exceso de giro del
vehículo provocado por un deslizamiento
extremo del puente trasero, denominado
comúnmente «trompo».
Cuando se va a sobrevirar, el ESP frena la
rueda delantera exterior y regula la gestión
del motor. Consiguiendo que el vehículo
vuelva a recuperar su trayectoria original.

►Componentes
El ESP necesita, además de los componentes ya
conocidos de los sistemas ABS y ASR, los siguientes
sensores:
Sensor de ángulo del volante.
Sensor de magnitud de viraje.
Sensor de aceleración transversal.
ABS Y SUS DERIVADOS
• Antibloqueo de ruedas por frenada ABS
• Regulador Electrónico de Frenada Trasera RFT
• Control de Frenada en Curva CFC
• Potenciador de Frenada de Emergencia PFE
• Control de Tracción en Aceleración CTA
• Control de Retención del Motor CRM
• Control de Estabilidad y Trayectoria en Curva CETC
• Control de Descenso de Pendientes CDP
• Control Antivuelco CAV
Acción de subviraje
Acción de sobreviraje
Componentes del sistema ESP

10. MANTENIMIENTO Y PARTICULARIDADES DEL SISTEMA DE FRENOS

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