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1. sistemas de frenos resumen general

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SISTEMA DE FRENOS

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1. sistemas de frenos resumen general

  1. 1. SISTEMA DE FRENOS COORDINACION DE INGENIERIA Docente : JUAN CARLOS CORNEJO IRIVARREN 2014 1Juan Carlos Cornejo
  2. 2. 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.
  3. 3. 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
  4. 4. Teoría del Sistema de Frenos • 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
  5. 5. Teoría del Sistema de Frenos Se espera que el sistema de frenos pueda detener el vehículo circulando a 100 Km./h entre 3 a 4 Segundos.
  6. 6. Teoría del Sistema de Frenos • 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.
  7. 7. • 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. Teoría del Sistema de Frenos 1.- Buena Tracción 2.- Pobre Tracción
  8. 8. Teoría del Sistema de Frenos • 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.
  9. 9. 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.
  10. 10. Componentes y Clasificación del Sistema de Frenos
  11. 11. 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
  12. 12. Clasificación Frenos de Tambor: Es un conjunto compuesto por zapatas (bandas) que son comprimidas contra la superficie interna de un tambor.
  13. 13. Componentes Tambor (cont.)  Material de Acero  Gira con el conjunto de rueda  Superficie Interna Maquinada  Capaz de liberar energía calorífica
  14. 14. 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
  15. 15. 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
  16. 16. 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
  17. 17. 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
  18. 18. 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.
  19. 19. 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
  20. 20. 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.
  21. 21. 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
  22. 22. Juan Carlos Cornejo 22 Anadir imágenes de pdf… excelentes.
  23. 23. 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
  24. 24. Componentes Tipos de Caliper  Caliper Fijo  Caliper Flotante  Caliper Deslizante
  25. 25. 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
  26. 26. Tipos de Sistema Hidráulico Sistema de doble circuito delantero y trasero
  27. 27. Tipos de Sistema Hidráulico Sistema de doble circuito diagonal
  28. 28. 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
  29. 29. 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)  DOT 4 hierve a 230ºC (446ºF)  DOT 5 hierve a 260ºC (500ºF)  Uso especificado para vehículos Ford actualmente: Motorcraf " DOT 3 “ (288ºC)
  30. 30. 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
  31. 31. 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
  32. 32. 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.
  33. 33. 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.
  34. 34. Algunos tipos de Válvulas  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
  35. 35. Algunos tipos de Válvulas  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
  36. 36. Algunos tipos de Válvulas  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.
  37. 37. Sistema de Frenos Antibloqueo - ABS -
  38. 38. 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.
  39. 39. 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
  40. 40. 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
  41. 41. 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
  42. 42. Componentes • ECU Juan Carlos Cornejo 42
  43. 43.  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
  44. 44. Componentes • Hidrogrupo: a. Electroválvulas b. Motorbomba c. Acumulador de presión Juan Carlos Cornejo 44
  45. 45. Componentes de ABS  Funcionamiento de la Unidad Hidráulica Valv. Entrada (Normalmente Abierta) Valv. Salida (Normalmente Cerrada)
  46. 46.  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
  47. 47. • 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. Juan Carlos Cornejo 47 Funcionamiento
  48. 48. Material adicional • Estabilidad en la conducción • Control de la conducción • Distancia de frenado • Estabilidad entre 2 superficies distintas • Ejemplos prácticos 48Juan Carlos Cornejo
  49. 49. 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. 49Juan Carlos Cornejo
  50. 50. • 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 50Juan Carlos Cornejo
  51. 51. Síntesis….. Esquema de componentes 51Juan Carlos Cornejo
  52. 52. MANTENIMIENTO BASICO DE SISTEMAS DE FRENO DE VEHICULOS LIGEROS
  53. 53. 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
  54. 54. 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
  55. 55. 2.1 Prueba del sistema de freno Figura 1. Prueba de frenado en carretera. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil
  56. 56. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.2. Comprobación de fugas Figura 2. Depósito de líquido de frenos. Nivel máximo (MAX) y mínimo (MIN).
  57. 57. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.3. Comprobación de las canalizaciones Figura 3. Fuga de líquido de frenos por la unión entre una tubería y un latiguillo de freno.
  58. 58. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.4. Comprobación del líquido de frenos Figura 4. Comprobación del color del líquido de frenos.
  59. 59. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.4. Comprobación del líquido de frenos Figura 5. Bombín y purgador de freno. Sustitución y purgado del líquido de frenos
  60. 60. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.4. Comprobación del líquido de frenos Figura 6. Equipo de purgado por presión. Sustitución y purgado del líquido de frenos
  61. 61. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.4. Comprobación del líquido de frenos Figura 7. Montaje del tapón del equipo en el depósito de líquido del vehículo. Sustitución y purgado del líquido de frenos Figura 8. Conexión con la manguera de aire a presión del taller.
  62. 62. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.4. Comprobación del líquido de frenos Figura 9. Apertura de la llave de paso del equipo. Entrada de líquido a presión al circuito del vehículo. Sustitución y purgado del líquido de frenos Figura 10. Purgado de cada una de las ruedas y recogida de líquido en el recipiente.
  63. 63. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.4. Comprobación del líquido de frenos Figura 11. Recipiente para el purgado de los frenos. Sustitución y purgado del líquido de frenos
  64. 64. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.5. Diagnóstico del pedal de freno Figura 12. Juego del pedal. Figura 13. Altura libre del pedal.
  65. 65. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.6. Diagnóstico de la bomba de freno Figura 14. Bomba de freno nueva.
  66. 66. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.6. Diagnóstico de la bomba de freno Figura 15. Despiece de una bomba de doble émbolo.
  67. 67. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.6. Diagnóstico de la bomba de freno Figura 16. Desmontaje del depósito de líquido de frenos. Figura 17. Extracción de las gomas de estanqueidad.
  68. 68. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Figura 18. Kit de reparación de la pinza de freno. Inspección de la pinza o mordaza
  69. 69. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Inspección de la pinza o mordaza Figura 19. Montaje del retén nuevo. Figura 20. Montaje del émbolo de la pinza.
  70. 70. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco 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.
  71. 71. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Figura 24. Retroceso de los émbolos en un bombín. Inspección de las pastillas de freno
  72. 72. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Figura 25. Útil para el retroceso de los émbolos en pinzas con freno de mano. Inspección de las pastillas de freno
  73. 73. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Figura 26. Verificación del espesor del disco con un micrómetro. Inspección del disco de freno Figura 27. Grietas en el disco.
  74. 74. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Figura 28. Verificación del alabeo del disco con reloj comparador. Inspección del disco de freno
  75. 75. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.8. Comprobación del freno de disco Figura 29. Rectificadora de discos de freno sobre el propio vehículo. Rectificado de discos de freno Figura 30. Rectificadora de discos de freno.
  76. 76. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.9. Comprobación del freno de tambor Figura 31. Medición del diámetro interior del tambor. Inspección del tambor de freno
  77. 77. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.9. Comprobación del freno de tambor 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.
  78. 78. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.10. Comprobación del freno de estacionamiento Figura 35. Palanca de accionamiento de las pastillas del freno de estacionamiento.
  79. 79. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.10. Comprobación 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.
  80. 80. 2. Diagnóstico y mantenimiento del sistema de freno de un automóvil 2.11. Medidas de seguridad y depósito de resíduos Figura 38. Envase para residuos metálicos de pequeño tamaño.
  81. 81. 4. Frenómetro, comprobación del sistema de freno Figura 39. Frenómetro de placas
  82. 82. 4. Frenómetro, comprobación del sistema de freno Figura 40. Pruebas de frenado del freno de servicio en banco (datos obtenidos).
  83. 83. 4. Frenómetro, comprobación del sistema de freno Figura 41. Pruebas de frenado del freno de estacionamiento en banco (datos obtenidos).
  84. 84. 4. Frenómetro, comprobación del 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.
  85. 85. PRÁCTICA PROFESIONAL Cambio de pastillas de freno
  86. 86. PRÁCTICA PROFESIONAL Cambio de pastillas de freno
  87. 87. PRÁCTICA PROFESIONAL Cambio de pastillas de freno
  88. 88. PRÁCTICA PROFESIONAL Cambio de pastillas de freno
  89. 89. EN RESUMEN

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