Circuitos de frenos

03/05/23 Nicolás Colado 1Índice del libroÍndice del libro

Ud. 8 Elementos y piezas de un circuito de frenos

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03/05/23 Nicolás Colado 2

1. Frenos de tambor Ud.8

Carruaje con frenos de zapatasAntiguamente los carros tenían frenos de zapatas exteriores.Antiguamente los carros tenían frenos de zapatas exteriores.


1. Frenos de tambor1.1. Constitución del freno de tambor

Ud.8

Despiece del freno de tamborEl freno de tambor fue inventado por W. MaybachEl freno de tambor fue inventado por W. Maybach



Portafrenos

Ud.8

Plato portafrenos con zapatas y bombínEl plato es la pieza que soporta al resto de los elementos del freno.

Va sujeta al puente o a la mangueta mediante tornillos.



Tambor de freno

Ud.8

Tambor de frenoEs 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.



Zapatas de frenos

Ud.8

Zapata de freno con forro remachado e intercambiableEl 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 de La zapata se sujeta al plato portafrenos de forma elástica, y pueden ser movidas por el dispositivo de tensadotensado



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



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)



Dispositivo de tensado de las zapatas

Ud.8

Dispositivo de tensado por leva en «S»

..



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.



Bombín de frenos

Ud.8

Bombín de doble émboloEl 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.



Bombín de frenos

Ud.8

Bombín de émbolos escalonadosEl diferente diámetro de los dos bombines permite que ejerzan deferente fuerza sobre cada una de las zapatas



Bombín de frenos

Ud.8

Bombín con dispositivo compensador integradoSe montan el el eje trasero y el compensador actúa como corrector de frenado, limitando la presión hidráulica que puede haber en el circuito.



Resortes de retención y recuperadores

Ud.8

Resortes de retenciónCuando la presión cesa en el circuito, se encargan de devolver las zapatas a su posición inicial.



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.



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 tambor1.2. 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 tambor1.3. 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.



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.



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.



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.



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 tambor1.3. 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 disco2.1. Constitución y funcionamiento

Ud.8

Freno de disco

Elementos principales


2. Frenos de disco2.1. 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 disco2.2. 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.



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)



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.



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.



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.



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.




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.



Freno de disco neumático con pinza flotante

Ud.8

Freno de disco neumático con pinza flotante



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.



Freno de disco mordaza oscilante

Ud.8

Movimiento oscilante de las mordazas



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 frenos3.1. Bombas de dos cámaras (doble émbolo)

Ud.8

Despiece de una bomba de dos cámaras (doble émbolo)



Funcionamiento

Ud.8

Bomba de dos cámaras



Funcionamiento

Ud.8

Bomba de dos cámarasLa 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.



Funcionamiento

Ud.8

Doble circuito de frenos con cuatro canales


3. Bombas de frenos3.2. 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 ayuda4.1. Hidrovac

Ud.8

Servofreno Hidrovac


4. Sistemas de ayuda4.2. 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 trasero6.1. 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. Correctores de frenada del eje trasero6.1. 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. Correctores de frenada del eje trasero6.3. 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. Correctores de frenada del eje trasero6.2. 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. Correctores de frenada del eje trasero6.4. 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.8HERRAMIENTASHERRAMIENTAS

• Herramientas manuales del taller de electromecánica

MATERIALMATERIAL

•Líquido de frenos•Guantes desechables

Aflojar los racores de conexión


Para practicar: Desmontaje de una bomba de frenos Ud.8

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



Funcionamiento

Ud.8

Posición de frenada



Funcionamiento

Ud.8

Figura 8.52.Figura 8.52.



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