Teoria del Sistema de frenos

Que tal amigos. Cuando di mantto. al sistema de freonos de mi nave B 13 (Tsuru III GS-II)refresque mis pocos conocimientos al respecto y quiero compartir con ustedes esta información referente al sistema de frenos.


1. SISTEMAS DE FRENOS... CÓMO OPERAN, LOS SISTEMAS DE FRENOS QUE EXISTEN Y EN QUÉ VEHICULOS

En general se pueden hablar de cuatro tipos de frenos, dependiendo de la forma de transmitir la fuerza:

HIDRAULICO: aquel en el cual la fuerza se transmite desde el conductor hasta las ruedas por medio de líquido de frenos. Este sistema es el más común en vehículos livianos y semipesados (hasta 5 toneladas).

NEUMATICO: accionado por aire comprimido, aplicado a vehículos pesados a partir de 6 toneladas.

MECANICO: se vale de guayas y/o de varillas para detener o mantener en reposo el automotor. Este tipo de freno es el más utilizado como freno de parqueo o estacionamiento en vehículos pequeños y medianos.

DE MOTOR: es usado en vehículos pesados para cntrolar la velocidad en los descensos, evitando que en la carrera de compresión de los pistones del motor se aproveche toda la potencia.

1.1. FRENOS HIDRÁULICOS

El sistema de frenos es básicamente un amplificador de la fuerza que el conductor aplica sobre el pedal, transmitiéndola a los frenos para detener las ruedas.
El primer amplificador que se encuentra es el pedal y dependiendo de su mayor o menor longitud amplifica la fuerza.

El segundo elemento amplificador es el servofreno, el cual ayudado por el motor crea una diferencia de presiones, vacío en un lado y presión atmosférica al otro; al accionar el freno colabora con el esfuerzo del conductor. Entre mayor sea el diámetro mayor será la amplificación.

Como tercera ayuda está el sistema hidráulico comprendido entre el cilindro maestro (Bomba) y los cilindros receptores (De rueda), a mayor diferencia entre las áreas de los pistones del cilindro maestro y de los pistones del cilindro de rueda, mayor amplificación se obtendrá.

Entre más grande sea el diámetro de los cilindros en las ruedas y más pequeño el de la bomba, la amplificación de la fuerza de frenado es mayor.

Al llegar al final del sistema encontramos que las zapatas son otro amplificador que actúan como una palanca mecánica y su efecto es directamente proporcional a la longitud, entre el punto de apoyo (anclaje) y el punto en que se aplica la fuerza (del pistón).

El elemento que se encuentra en movimiento es la campana en conjunto con la rueda y sobre aquella actuaran las zapatas para detener el movimiento (Freno de tambor). A mayor diámetro de campana mayor potencia.

En el freno de disco, el elemento que gira es el rotor (Disco) y contra el se apoyarán las pastillas para inmovilizarlo.

1.1.1. CHUPAS O SELLOS

Las chupas o sellos son elementos encargados de dar estanqueidad en los Cilindros Maestros, Cilindros de Rueda, Limitadores, Hidrovac, etc., en que se necesita evitar el paso del líquido y/o desplazarlo en el sistema.
Las chupas deben ser compatibles con el líquido en el cual se van a desempeñar generalmente líquidos en base sintética.

No deben dilatarse más alla de lo especificado al contacto con el líquido.

•No se deben descomponer cuando son sometidas a alta temperatura.

•No deben presentar adhesividad (pegajoso) al entrar en contacto con líquido de frenos.

•No deben presentar manchas superficiales al estar almacenadas.

•Las chupas de mayor uso en el mercado se producen en caucho natural y en SBR.

1.1.2. DIAGNÓSTICO FALLAS SISTEMA FRENOS HIDRÁULICOS

El siguiente es a grandes rasgos el procedimiento a seguir para revisión de un sistema de frenos.

A. PEDAL:

•Mueva el pedal con la mano de lado a lado y verifique ruidos o movimientos excesivos (Juegos).

•Observe desgaste de pasadores y/o pines.

B. SERVOFRENO (BOSTER):

•Con el vehículo apagado accione el pedal tres o cuatro veces, en la cuarta aplicación manténgalo pisado con una fuerza normal y encienda el motor.

•El pedal debe descender ligeramente e revisar la válvula de retención de vacío, retirándola del booster y soplando; por el extremo que entra en el servo debe circular el aire sin obstáculos. Si soplamos por el extremo que conecta con la manguera no debe haber paso de aire, en caso contrario es necesario reemplazar la válvula.

•Si la válvula funciona correctamente el problema esta dentro del servofreno, el cual debe ser reemplazado en caso de ser sellado, si es de abrazadera bastara con cambiar cauchos y resortes.

C. TUBERÍA:

Observe la tubería en todo su trayecto buscando fugas, aplastamientos, roce con piezas en movimiento, puntos demasiado cerca a línea de escape (Exhosto).

D. CORRECTOR DE FRENADA (LIMITADOR)

•Coloque un manómetro de 0-2000 PSI, al final de cada una de las tuberías, antes un lado y en lado opuesto al que se ubique en el freno trasero. Posteriormente es necesario controlar el otro circuito de la misma forma, ya que por cada circuito existe un corrector.

•Repita la operación tres veces anotando en cada una las lecturas obtenidas, normal es que en los frenos delanteros la presión sea más alta que en las ruedas traseras, a causa del corrector o limitador, pero en todo caso debe ser igual en las dos ruedas del eje. Es conveniente proveerse de los manuales de los automóviles más comunes con el fin de comparar las lecturas.

•Debe hacer verificar que cuando suelte el pedal freno el manómetro regresa inmediatamente a (cero) en la mayoría de los casos, o entre 10 y 15 PSI (1 bar), cuando haya válvula de presión residual, en la bomba, por ejemplo en el R-4 Plus, en las cuatro ruedas y R-6 en las ruedas traseras.

•Si la aguja del manómetro se demora en regresar o se mantiene con lecturas altas, debe desconectar los flexibles y comprobar que no estén obstruidos. Si lo están deben ser reemplazados.

1.1.3. EL LÍQUIDO DE FRENOS HIERVE

Efectivamente es correcta. Ahora si su duda es la de porque el punto de inflamación (90-135 grados) centígrados es menor que el punto de ebullición (140-260 grados centígrados), podemos decir que es un dato cierto, teniendo en cuenta los compuestos basicos del líquido (alcoholes).
Cuando se alcanzan temperaturas superiores al punto de ebullición del líquido en el freno, se crean cámaras de vapor (búrbujas), es decir el líquido hierve en el sistema cerca al cilindro del caliper o de ruedas, haciendo que la respuesta sea demorada o nula (pedal largo).
Se supone que en este momento se ha sobrepasado el punto de inflamación del líquido y que hay peligro de fuego,sinembargo por el hecho de estar confinado (encerrado) el riesgo de que una chispa lo alcance es mínimo.

Es conveniente anotar que si usted abre un grifo en ese momento y acerca un fósforo encendido a la salida del líquido puede producirse llama.

El otro riesgo se correría si en el depósito se alcanzara temperaturas superiores a 120 grados centígrados, lo cual es practicamente imposible, teniendo en cuenta que por la distancia entre el freno y el cilindro maestro se disipa gran cantidad de calor.

Otra aclaración necesaria es la temperatura que se puede alcanzar en un freno de disco es 800 grados centígrados y en tambor 500 grados centígrados, tomadas en la superficie de fricción de la pastilla.

1.1.4. PRESIÓN SISTEMA DE FRENO HIDRÁULICO

La presión (P) que se genera en un cilindro maestro depende de la fuerza (F) que se aplica sobre el pistón (por el conductor) y el área (A) de ese pistón ( P=F/A).

Como el área (A) depende del diámetro del émbolo d, (A= p /4 X D² podemos decir que a menor diámetro del pistón de la bomba, con igual fuerza, la presión obtenida en el circuito es a mayor y visceversa. En el caso del Cilindro de Rueda la fuerza con que los pistones actúan sobre las zapatas, depende de la presión del circuito y del área del pistón (F= P. A); entonces diremos que a mayor área del pistón de salida mayor será la fuerza obtenida (freno más potente).

En una frenada brusca, la presiòn en la línea es del orden de 1.500 a 2.000 PSI.

1.1.5. PRESIÓN RESIDUAL EN SISTEMAS DE FRENO

En algunos vehículos como el R-4 y R-6 se instalan cilindros maestros con válvula de presión residual, ver cartillas de fichas técnicas, porque actúan sobre los frenos de tambor únicamente con el fin de mantener precargado el sistema con una presión de 10 PSI para que el recorrido del pedal sea más corto a la vez que impide la entrada de aire cuando en los cilindros de rueda se encuentren chupas de copa blandas.

1.1.6. AIRE EN EL SISTEMA DE FRENOS

Cuando se realiza el cambio de pastillas el pistón se debe retornar completamente y para ajustar las pastillas nuevas el recorrido es excesivo, lo cual ocasiona que al soltar el pedal rápidamente, un vacío en la bomba se transmita a todo el sistema dando la posibilidad de entrada de aire por las uniones y/o los cauchos (chupas, guardapolvos).
Por lo anterior se recomienda purgar el vehículo después de cambiar pastillas, asi no se haya abierto ningún grifo.

1.1.7. FRENOS LARGOS EN DESCENSO

Este fenómeno se presenta en vehículos con sistema hidráulico al ebullir el líquido por efecto de la alta temperatura generada por el frecuente uso del freno. Al hervir (ebullir) el líquido se crean burbujas de vapor que se comprimen ante el esfuerzo en el pedal impidiendo la transmisión de la fuerza hasta los Cilindros de Rueda.

1.1.8. PURGA EN EL SISTEMA DE FRENOS DEL R-21

El R-21 tiene circuito en "X" o "diagonal" es decir de una misma cámara de la bomba sale tubería para una rueda delantera y la opuesta en trasera, por ejemplo rueda delantera derecha y trasera izquierda, dependen del circuito primario, es decir del primero que es accionado al pisar el pedal.

En estos casos se debe purgar en el siguiente orden:

a. Rueda trasera izquierda
b. Rueda delantera derecha
c. Rueda trasera derecha
d. Rueda delantera izquierda

1.1.9. PURGA DEL SISTEMA MIXTO

Debe purgarse en forma independiente. En el circuito neumático con el vehículo apagado abra el grifo del tanque de reserva para permitir que salga el aire comprimido junto con el agua y el aceite que pueden estar depositados y espere a que se caiga completamente la presión para cerrar.

En el circuito hidráulico se debe purgar por gravedad es decir abrir el purgador (Sangrador) y esperar que el líquido fluya en forma continua sin permitir la caída al nivel mínimo en el depósito.

Otro método es aplicar aire comprimido en el depósito sin sobrepasar las 30 PSI; abriendo previamente el purgador hasta tener continuidad en el fluido que sale por la manguera de purga.

1.1.10. PURGA BOMBAS DE FRENO

Antes de instalar un cilindro maestro, un cilindro de rueda, es conveniente cargarlos y purgarlos en el banco para evitar que quede aire atrapado y se dificulte la puesta a punto de los frenos.

1.1.11. CAMBIO LÍQUIDO SISTEMA FRENOS

El líquido para frenos debe cambiarse totalmente cada 5 meses o 10000 Kms, lo que se cumpla primero (DOT3). En el caso del DOT4 el doble de estas cifras.

Si dejamos mas tiempo sin cambiar el líquido se corre el riesgo de:
A. Oxidación de las partes metálicas por la humedad que en ese tiempo ha captado el fluido, causando atascamientos, cilindros rayados y fugas prematuras.

B. Ebullición rápida del líquido por el descenso que se produce en su resistencia a la temperatura (punto de ebullición).

Cuando nuevo el líquido hierve a 232 grados centígrados o más, a los cinco meses puede hervir a 140 grados por la cantidad de agua que ha absorbido a través del depósito y/o de los cauchos.

Cuando hierve el líquido lo cual sucede generalmente, cuando se desciende una pendiente, el recorrido es excesivo y en ocasiones no hay respuesta del freno por la presencia de burbujas de vapor, las cuales se comprimen impidiendo la transmisión de la fuerza desde la bomba hasta el Cilindro de Rueda.

1.1.12. TUBERÍA EN UN SISTEMA HIDRÁULICO

La tubería en un sistema hidráulico, tiene como finalidad primordial servir de elemento conductor del líquido transmisor de la fuerza, por lo tanto en la efectividad de la frenada no incluye el diámetro.

Hay que tener en cuenta, que su calibre debe ser lo suficientemente amplio como para no producir atascamientos.

En el caso de tener que cambiar el Cilindro Maestro (bomba) por una diferente a la original, puede dejarse la misma tubería que trae el vehículo.

Las dimensiones de las chupas de los Cilindros de Rueda deben corresponder al cilindro instalado, ya que colocarle uno con mayor o menor diámetro o altura que el original, produce serios problemas de fugas o atascamientos.

La tubería y las chupas son fabricadas localmente, sinembargo, no es política de Incolbestos recomendar marca alguna para los productos que adquirimos, con lo cual dejamos en completa libertad al interesado para elegir la marca que considere es la mejor, en todo caso es conveniente que cumplan con las normas técnicas exigidas para ese producto. (ICONTEC No. 1090)

1.1.13. QUÉ ES EL FRENO ABS?

El ABS (Anti-Lock Brake System), es un sistema, que se acondicional a un freno tradicional, con el fin de prevenir el bloqueo de las ruedas, mientras el vehículo se mueva con una velocidad superior a 7 Km. controlando electrónicamente la presión hidráulica o neumática en el cilindro de caliper en el de rueda y/o en la cámara de aire.

1.1.14. CUÁNDO ACTÚA EL ABS?

El ABS actúa solamente cuando hay riesgo de bloqueo de las ruedas, es decir cuando se aplica fuerza excesiva sobre el pedal del freno (frenada de pánico), se frena sobre piso húmedo, con aceite, con arenilla o cuando se aplica el freno al tomar una curva. Realmente son pocas las ocasiones en que el sistema ABS entra a funcionar, si la conducción y frenado de un vehículo se hace en forma normal.

1.1.15. CUÁNDO UN VEHÍCULO TIENE A.B.S. FRENA MENOS?

No. Aunque no queden huellas de llantas en el piso ni se produzca chirrido por el deslizamiento, un vehículo con A.B.S., se detiene en igual o menor distancia, que si se produjera bloqueo.

1.1.16. LAS PASTILLAS SE GASTAN MÁS RÁPIDO EN VEHÍCULOS CON A.B.S.?

No. El desgaste de materiales de fricción (pastillas, bandas, bloques) depende del peso, velocidad, mantenimiento y manejo del vehículo.

Coincidencialmente la mayoría de los vehículos que han ingresado a Colombia con ABS son de gama alta, veloces y pesados, a la vez que la exigencia del freno superar la normal por la tendencia de los conductores de estos vehículos a obtener las mayores velocidades frecuentemente, causando un acelerado desgaste de pastillas.

También es conveniente mencionar que algunos de estos vehículos vienen con caja de cambios automática, la cual debe ser manejada manualmente en los descensos para evitar sobre exigir del freno, sin embargo esto es desconocido o desatendido por los conductores causando como es lógico rápido desgaste de los materiales que intervienen en el frenado.

1.1.17. SI FALLA EL ABS EL VEHÍCULO QUEDA SIN FRENOS?

No. Al fallar el ABS, el síntoma que se presenta en el bloqueo de las ruedas al aplicar con fuerza excesiva el pedal del freno, es decir que solamente se perderá la corrección del bloqueo de las ruedas puesto que el sistema convencional continuará funcionando normalmente.

1.1.18. QUÉ MANTENIMIENTO SE LE PUEDE DAR A UN SISTEMA DE FRENO A.B.S.?

En la parte hidráulica y mecánica se puede intervenir el sistema de frenos con ABS igual que a un sistema convencional:

•Cambio de pastillas y bandas

•Cambio de sello y guarda polvos

•Purga por gravedas o por vacío

•Cambio de líquido

•Diagnóstico y cambio de Cilindro Maestro (Bomba)

En la parte electrónica es necesario tener conocimientos básicos de electricidad, contar como mínimo, con un multímetro y el plano eléctrico del ABS específico del vehículo, para realizar un diagnóstico adecuado.

PRECAUCIONES

En algunos sistemas el servofreno es hidráulico, el cual almacena líquido a alta presión en un acumulador; antes de intervenir el sistema hidráulico, el cual almacena líquido a alta presión en un acumulador, antes de intervenir el sistema hidráulico en estos vehículos es necesario descargar el acumulador, aplicando 20 a 50 veces (Si, veinte a cincuenta veces) el freno con el motor apagado y el interruptor de encendido (Switch) en OFF.

Por ningún motivo altere las conexiones originales de la tubería, salidad de y entradas a válvulas y mucho menos las conexiones eléctricas. Si lo hace se corre el riesgo de alterar el frenado del vehículos.

Al cambiar pastillas, bandas, discos, reparar transmisión o cualquier intervención que pueda afectar los sensores y las coronas dentadas tenga cuidado de golpear y desajustar estos elementos o de lo contrario alteraría el funcionamiento del A.B.S.

1.1.19. ES CONVENIENTE SUSPENDER UN SISTEMA ABS Y DEJAR EL FRENO CONVENCIONAL SÓLAMENTE?

No. Se perdería parte de la seguridad del vehículo. Aunque el ABS no funciona permanente. se debe penar que las situaciones críticas en las que funciona no avisan y si lo suspendemos, nos lamentaríamos de las consecuencias ante una pérdida de control del automotor en una frenada de pánico y a alta velocidad.

1.1.20. CUÁLES SON LOS COMPONENTES DEL ABS?

Básicamente un ABS está compuesto por:

1. Unidad hidráulica, la cual está compuesta por: Cilindro Maestros en algunos casos Servofreno hidráullico, y un bloque de electroválvulas encargadas de la regulación de presión hacia los cilindros de frenos, cuando entra a actuar el ABS.

2. Un calculador electrónico (panela), encargado de recibir las señales de las ruedas y avisar al bloque de electroválvulas cuando se debe actuar, a la vez que monitorea el sistema cada vez que se abre el interruptor de encendido, para constatar que está funcionando en forma correcta o alertar si se detecta alguna falla, mediante una señal luminosa en el tablero.

El calculador electrónico esta generalmente ubicado detrás del asiento trasero o en el baúl.

3. Sensores o captadores de velocidad, son cables que van desde las ruedas y/o del diferencial de la transmisión hasta el calculador electrónico, encargados de llevar la información al calculador sobre la velocidad de las ruedas, mediante señales de corriente variable.

NOTA: Cada vehículo tiene una distribución particular de los componentes del ABS, por lo tanto siempre se requiere del Manual de servicio específico para intervenirlo satisfactoriamante.

El ABS mostrado en este artículo corresponde al tipo Ate y solamente es una guía.

1.1.21. MASTER VAC

El MASTER VAC es un elemento, multiplicador de fuerza y tiene como finalidad que el conductor no necesita hacer un esfuerzo muy grande para detener el vehículo aún a altas velocidades.

Cuando se apaga el motor y el vehículo se sigue desplazando, después de la primera frenada sentira el pedal bastante duro.

En ese momento el sistema de frenos sigue funcionando, solo que tendrá que efectuar una mayor fuerza para detener el automotor.

Bueno, hasta aqui lo dejo por ahora, son 3 secciones en total, asi que tendremos algo que leer en estos días; luego pongo las 2 faltantes.

Saludos y suerte para todos.

EXCELENTE THREAD...

LA HARE STICKY

Gracias por hacerlo un tema fijo, en la noche publicare las 2 secciones faltantes, para que ya quede completo.

Parte 2



1.2.FRENOS NEUMÁTICOS

El sistema neumático se instala en vehículos pesados, a partir de seis toneladas, y la transmisión del esfuerzo del conductor hasta las ruedas se hace al liberar aire comprimido.

Los componentes básicos del sistema neumático son:

COMPRESOR: Es el encargado de tomar aire de la atmósfera y almacenarlo en los tanques instalados para tal fin.

GOBERNADOR: Cuando se llega a la presión máxima establecida (generalmente 120 PSI) el gobernador suspende el paso de aire hacia el tanque impidiendo así una sobrepresión. Cuando la presión disminuye entre 10 y 15 PSI del nivel máximo, permite nuevamente el flujo de aire hacia el tanque.

TANQUE O DEPOSITO DE RESERVA: Mantienen una presión máxima de 120 PSI, el tamaño y cantidad varía de acuerdo a la longitud, número de líneas y tamaño de las cámaras.

Un depósito normalmente tiene en su parte inferior un grifo o válvula para drenar el agua y el lubricante acumulado.

También podemos encontrar una válvula de seguridad, la cual permite la salida de aire cuando se sobrepasa la máxima presión establecida por falla del gobernador (150 PSI).

VALVULA REGULADORA DE PEDAL: Es la compuerta del aire comprimido.
Cuando el conductor acciona el pedal abre el paso de aire comprimido hacia las cámaras en cada rueda. Al mantener una fuerza constante sobre el pedal se cierra el paso de aire controlando de esta forma la frenada a voluntad, ya que al ejercer una mayor fuerza se abre nuevamente la válvula.

Al liberar el pedal se cierra nuevamente el paso de aire hacia las cámaras y conectan las líneas de conducción con la atmósfera a través de la válvula reguladora permitiendo la descompresión de la tubería.

VÁLVULA DE DESCOMPRESIÓN RÁPIDA: Se instala en las líneas de mayor longitud (ejes traseros) equidistante a las ruedas del eje para permitir una desactivación rápida de los frenos al liberar de presión más retirada del pedal.

CAMARA DE AIRE: Convierte la energía del aire comprimido en energía mecánica transmitiéndola a la leva de ajuste (candado) la cual aplicar las bandas contra la campana para detener su movimiento.
En ciertos vehículos el aire liberado por la válvula del pedal no es suficiente para actuar los frenos traseros.

En este caso es necesario acondicionar una línea adicional desde el tanque hasta una válvula cercana a las ruedas traseras que entre a colaborar con la línea principal en el suministro de aire a las cámaras traseras. ESTA VÁLVULA ES CONOCIDA COMO RELEVADORA O RELAY.

1.2.1. FRENOS DE EMERGENCIA PARA FRENO DE AIRE

Los frenos de seguridad conocidos como frenos de resorte son utilizados en el sistema neumático de freno aplicado a vehículos diseñados para transportar carga superior a 25 toneladas.

El objetivo es utilizarlo como freno de parqueo y de emergencia en caso de pérdida de presión en el sistema de aire.

El freno de estacionamiento esta montado detrás de la cámara de aire. Su funcionamiento se hace a través de un resorte activado con aire comprimido y que funciona independientemente de la cámara de aire de servicio standard.

No solo cumple las funciones mencionadas sino que también, es freno de emergencia.

1. Cámara de aire de servicio
2. Diafragma de servicio
3. Embolo de emergencia
4. Reten
5. Resorte de emergencia
6. Tornillo desactuador
7. Filtro.

FRENO EMERGENCIA su funcionamiento:

En el vehículo existen dos líneas, una de servicio y otra de emergencia. La línea de emergencia, operada manualmente, envía aire comprimido a la cámara de seguridad, esto retrocede comprimiendo el resorte y así queda hasta que se requiere de su accionar.

Mientras tanto el vehículo hace uso de sus frenos por medio de sus cámaras de servicio.

En caso de producirse un desperfecto en la línea de servicio, el conductor accionar el sistema de emergencia.

Una válvula manual (PP1) dejara escapar el aire comprimido de la cámara de emergencia y entonces el resorte se expandirá empujando la leva de freno. Si el desperfecto afectase el compresor o a la línea de emergencia, podrá desactuarse el freno por medio del tornillo desactuador. De este modo se vuelve a comprimir el resorte y la palanca retorna a su posición y el freno queda desaplicado.

Con la línea de emergencia, el conductor aplica los frenos cuando el vehículo esta estacionado. Es decir, aplica el freno de estacionamiento dejando escapar el aire de las cámaras de emergencia, con solo inyectarle nuevamente aire comprimido, el freno queda liberado.

1.2.2. BOMBA DE FRENO DE AIRE

Le informamos que bajo este nombre se conoce la válvula del freno que generalmente se acciona mediante el pedal.

Su función es básicamente servir de compuerta al paso de aire desde el tanque de almacenamiento hasta las cámaras de freno cuando se acciona el pedal y servir de desfogue liberando el aire a la atmósfera al soltarlo.

Esta calibrada para que la presión de salida del aire sea casi proporcional al esfuerzo aplicado comúnmente para que esta presión no sobrepase los 5.5 Kg/cm² (aproximadamente 80 PSI) y evitar frenadas demasiado bruscas.

Ademas existe la válvula de freno doble para ser instalada en un vehículo con doble circuito de frenos y en este caso la válvula de freno lleva dos salidas que actúan en forma independiente y son accionadas en forma simultánea al pisar el pedal del freno. En esas condiciones el aire comprimido pasa desde los dos depósitos a las cámaras de freno.

En general el principio de funcionamiento de las válvulas de freno se ha mantenido aún cuando ha presentado cambios en su forma externa.


1.2.3. VÁLVULA RETENCIÓN TANQUE SISTEMA NEUMÁTICO

Una válvula de retención o cheque se coloca a la entrada del tanque de almacenamiento del aire comprimido ya que ésto evita que se descargue al dañarse la tubería entre el compresor y el tanque.
Es decir que esta válvula permite la entrada pero no el retorno del aire.

1.3. FUNCIONAMIENTO FRENO DE ESTACIONAMIENTO

La mayoría de los frenos de estacionamiento, requieren tres palancas para multiplicar la fuerza física del conductor, la primera de ellas es la palanca de mando. Al mover la palanca de mando, la fuerza del conductor se multiplica y se utiliza para tirar del cable delantero que, a su vez tira de la palanca del compensador.

La palanca del compensador multiplica la fuerza impartida por la palanca de mando y hala los cables traseros. Esta fuerza de tracción pasa a través de un compensador que garantiza que la tracción sea la misma en ambos cables traseros.

Para cumplir esta función, el compensador permite que los cables se deslicen un poco para equilibrar las ligeras diferencias de longitud o ajuste entre dos cables. A su vez, los cables traseros tiran de las palancas de los frenos de estacionamiento.

Las palancas de los frenos de estacionamiento están conectadas a las zapatas secundarias de los frenos traseros.

Al accionar la palanca, esta empuja la biela contra su resorte comprimiéndolo, la biela o palanca continúa moviéndose empujando la zapata primaria contra el tambor del freno. Cuando la zapata primaria entra en contacto con el tambor, cesa el movimiento de la biela o palanca. En ese momento, la palanca del freno de estacionamiento gira sobre el extremo de la biela y la parte superior de la palanca empuja la zapata secundaria contra el tambor. De esta manera la acción de la palanca del freno multiplica nuevamente la fuerza del conductor.

1.3.1. AJUSTE FRENO DE ESTACIONAMIENTO

Se considera que un freno de estacionamiento está adecuadamente ajustado cuando satisface los siguientes criterios:

1. Los frenos están aplicados a plenitud y se mantienen en posición después de que el pedal o la palanca se ha desplazado hasta menos de la mitad de su recorrido posible.

2. Los frenos están totalmente sueltos cuando el pedal o la palanca está en posición de desenganche. Dado que los frenos de estacionamiento accionan las zapatas de los frenos traseros, deberá existir el suficiente espacio libre entre la banda y el tambor. Por tanto, antes de tratar de ajustar un freno de estacionamiento, se deberá inspeccionar la banda, los tambores y las piezas conexas. Se deberá verificar el funcionamiento del regulador de estrella y ajustar los frenos de manera que se deje espacio libre suficiente entre la banda y el tambor.

En la mayoría de los casos el ajuste de los frenos de estacionamiento consiste en acortar uno o varios cables a fin de eliminar la falta de tensión. Por lo general este ajuste se hace por medio de una tuerca de ajuste ubicada en el compensador. Es fácil alcanzar dicha tuerca una vez levantado el vehículo. No obstante, el ajuste de los frenos de estacionamiento requiere más que un simple ajuste de la tuerca respectiva hasta obtener el funcionamiento deseado de los frenos.

Un cable de freno de estacionamiento ajustado en forma incorrecta puede afectar el funcionamiento de los mecanismos de autorregulación. La mayoría de los fabricantes de automóviles han establecido procedimientos específicos para ajustar los frenos de estacionamiento de los diversos modelos que producen; he aquí un procedimiento típico para ajustar los frenos de estacionamiento de un sistema de frenos de tambor:

1. Poner la palanca de cambios en la posición neutro.
2. Poner la palanca de mando del freno de estacionamiento en la posición de frenado.
3. Levantar el automóvil y sostenerlo con gatos colocados debajo de la suspensión.
4. Aflojar la contratuerca
5. Apretar la tuerca de ajuste contra el compensador hasta que se vea que los frenos traseros comienzan a ofrecer resistencia.
6. Aflojar la tuerca de ajuste hasta que los frenos se hayan soltado completamente.
7. Apretar la contratuerca.
8. Verificar el funcionamiento del freno de estacionamiento.
9. Bajar el automóvil.

1.4. FRENO MOTOR

Todo motor a combustión interna, arrastrado por el vehículo y alimentado en las condiciones de ralenti, ofrece un par resistente interno debido a los rozamientos entre las piezas en movimiento y a la depresión durante el tiempo de aspiración; el trabajo absorbido durante la compresión es restituido en gran parte durante el tiempo de expansión y el absorbido durante el tiempo de escape es débil.

El valor del par resistente depende del tipo de motor (de cuatro o de dos tiempos a carburación o a inyección) y de la velocidad de rotación. En un motor de cuatro tiempos, a carburación o a inyección de gasolina, la mariposa debe permanecer ligeramente abierta ya que es necesario alimentar de aceite el motor. Finalmente, para el motor Diesel la depresión en la admisión es menor, pero los rozamientos son más importantes debido a que la relación de compresión es más elevada.
Si Cr y N representan el par resistente interno y el número de r.p.m. el motor, n y r el número de r.p.m. y el radio de las ruedas motrices, la fuerza de desaceleración, que se desarrolla en el contacto del neumático con el suelo vale aproximadamente Cr N ; para un motor dado, el frenado debido al motor es pues función de la relación N/n es decir de la desmultiplicación de la transmisión de movimiento.

Para aumentar la eficacia del freno motor, es necesario aumentar N/n manteniendo N la máxima velocidad de rotación determinada por el constructor; esta condición puede ser aproximadamente satisfecha cuando se desciende una pendiente empleado la relación de desmultiplicación que debería emplearse normalmente para subirla.
El descenso de una pendiente sobre la relación apropiada de la caja de velocidades puede evitar la acción de los frenos a fricción cuando el vehículo tiene un motor lo suficientemente potente en relación con el peso y una caja de cambios con el suficiente número de velocidades o relaciones de engranaje; esta condición generalmente no se realiza en los pesos pesados y en los vehículos pequeños.

Cuando la pendiente excede de un cierto porcentaje, el freno motor puede resultar insuficiente para estabilizar la velocidad del vehículo sin riesgo de averias del motor; entonces es necesario recurrir a los frenos de servicio con los consiguientes inconvenientes o bien intensificar el efecto de desaceleración sobre el motor aumentando Cr.

1.5. FRENO DE TAMBOR

El sistema de freno de tambor más frecuentemente utilizado es el de expansión con zapatas internas.

Tiene como componentes principales el tambor que gira solidario con las ruedas, el plato al cual se fijan: El cilindro de rueda, las zapatas con sus bandas, las palancas de posicionamiento de las zapatas. Los mecanismos de reglaje, los resortes de retroceso, la palanca de freno de mano. El plato va fijo al vehículo.

En el frenado la presión del líquido proveniente de la bomba hace que los pistones del cilindro de rueda se separen accionando las zapatas. Las bandas entran en contacto con el tambor produciendo la fricción que detiene las ruedas.

Si el frenado se efectúa con el freno de emergencia la fuerza es de origen mecánico a través de la guaya que actúa sobre la palanca del freno accionando las zapatas.

Las principales ventajas son:

- Temperatura de trabajo menor que la obtenida en freno de disco, generalmente utilizados en vehículos de gama baja (liviano de poca cilindrada y económicos) que tienen freno de tambor en las cuatro ruedas.

- Protegidos contra la suciedad del medio ambiente.
- Fácil instalación del freno de emergencia.

Como desventajas se tienen:

- Espacio limitado, por el tamaño de la rueda.
- El cambio del material de fricción requiere más tiempo que en freno de disco.
- Los dispositivos de reglaje son más complejos que en freno de disco.
- La disipación del calor es menor que en freno de disco.
- La superficie de fricción es curva actuando en forma radial.

1.5.1. REGULACIÓN FRENO DE TAMBOR

La regulación automática esta diseñada para acercar la banda a la campana cada vez que la distancia permisible entre estas se aumenta fuera de lo especificado, esta distancia puede variar entre 0.5 a 1 mm, dependiendo del diámetro de la campana.

Los problemas que normalmente se presentan en el mecanismo de regulación automática son debidas a un mantenimiento deficiente del mecanismo.

1.5.2. VULCANIZADA DE BANDAS

La vulcanizada (pegado) de bandas es una actividad que demanda de una serie de elementos especializados y una técnica de trabajo de mucho cuidado, si se quiere tener un buen producto.

ELEMENTOS

•Horno para pegado de banda (se consigue únicamente importado).
•Correas y prensas para dar presión al material pegado.
•Pegante, especial para pegar bandas
•Esmeril


PROCESO

•Se deben limpiar las dos superficies muy bien (banda, metal), en lo posible dar un acabado de granallado (rugosidad) al metal.
•Aplicar una capa de pegante al metal, dejar secar a una temperatura de 25 o 30ºC. (según instrucción del pegante utilizado).
•Unir las dos superficies presionando fuertemente con las correas (en el caso de banda) o con las prensas en el caso de pastilla.
•Tratar térmicamente guiados por una leva de temperatura, comenzando con 150ºC y terminando en 180ºC durante 30 minutos cada ciclo.
•Se puede utilizar un horno convencional de cocina pero simulando el comportamiento como leva, con los siguientes tiempos y temperaturas.

-300ºF-150ºC. 8 minutos
-330ºF-165ºC. 7 minutos
-360ºF-180ºC. 8 minutos

Aunque no se considera lo más indicado, es una buena aproximación para un excelente pegado.

1.6. FRENO DE DISCO

Los más utilizados son los frenos de pinza o mordaza que puede ser fija o flotante. En los de pinza fija, tiene dos cilindros con sus pistones enfrentados y en algunos casos cuatro. En el de pinza flotante solo hay un cilindro y un pistón.

En este último cuando se accione el pedal del freno, el líquido a presión proveniente de la bomba desplaza el pistón y este aprieta la pastilla contra el disco.

La fuerza de reacción desplaza la pinza para que la pastilla opuesta entre en contacto con el disco.

En el freno de pinza fija al frenar, los pistones situados a ambos lados del disco se desplazan simultáneamente apretando las pastillas contra el mismo.

Tiene como ventajas las siguientes:

- Respuesta bastante rápida.
- Gran disipación del calor por permitir circulación de aire por lado y lado del disco e interiormente entre los canales del mismo en caso de disco ventilado.
- Espacio reducido para la gran potencia desarrollada.
- Mantenimiento rápido y cómodo (cambio de pastillas).
- El ajuste de las pastillas al disco es automático.
- La acción de frenado es independiente del sentido de marcha del vehículo. Se produce auto limpieza por acción centrífuga.

Como desventajas:

No presenta efecto de energización por lo cual se requiere mayores fuerzas de apriete. Debido a la proximidad de los pistones a las pastillas puede conducir el calor al líquido y producir burbujas de vapor.

El freno de emergencia es más complejo que en freno de tambor. Debido a la menor superficie de frenado se producen mayores temperaturas por fricción aumentando el desgaste de pastillas.

La superficie de fricción es plana en este sistema actuando en forma axial.

En vehículos de gama media (peso, velocidad y costo medio) se encuentra freno de disco en ruedas delanteras y freno de tambor en ruedas traseras. Y es el caso de la gran mayoría de los vehículos en circulación.

En vehículos de gama alta (peso, velocidad y costos altos) se tiene generalmente freno de disco en las cuatro ruedas como es el caso del Mercedes Benz.

1.6.1. HISTORIA FRENO DISCO


En los primeros vehículos de tracción animal el frenado se realizaba con un patin de madera recubierto de cuero que se aplicaba contra la rueda metálica, en su parte externa suficiente para velocidades inferiores a 25 K.P.H.

Al aparecer las bandas neumáticas de rodadura en las ruedas a finales del siglo XIX, las velocidades alcanzaron los 100 K.P.H., la transmisión se efectuaba por cadena y la frenada se realizaba mediante frenos acollarados de tambor que rozaban sobre las coronas de transmisión su mando era por una palanca exterior y de varillaje. Al desaparecer la transmisión por cadena 1907, un pedal manda a los tambores solidarios a las ruedas traseras y una pieza roza sobre el tambor colocado a la salida de la caja de velocidades. Las zapatas eran de fundición, con un punto de articulación y mandadas por una leva.

En 1.909 nace la banda inventada por HERBERT FROOD compuesta por una capa de amianto con hilo de latón entrecruzado impregnado de resina, es lo que se conoce hoy como Ferodo. Teniendo ya el material Ferodo, el sistema es aún deficiente hasta 1.922, en que MALCON LOUGHEAD, aplico la fuerza hidráulica al sistema de frenos empleando cilindros y tubos para transmitir la presión de un liquido contra las zapatas de los frenos por primera vez en 1.924, sólo hasta 1.945 casi la totalidad de los vehículos son equipados con este sistema.

Siendo cada vez mayores las velocidades de los vehículos surge un nuevo problema que es el aumento de calor, se necesito dar como solución en 1.953 la incorporación de frenos de disco en un vehículo Jaguar, durante las pruebas de las 24 horas de le Mans, 10 años después surge el primer vehículo equipado con cuatro frenos de disco: El Renault 8, mientras en 1.955 el primer vehículo en aplicar frenos de disco en Francia fue CITROEN en el tren delantero.

1.6.2. CARACTERÍSTICAS FRENOS DISCO

- Superficie de fricción plana
- Respuesta bastante rápida
- Mayor disipación de calor por permitir circulación de aire a través del conjunto de freno.
- En poco espacio se puede obtener un freno de gran potencia.
- Mantenimiento rápido y cómodo.
Las de freno de tambor son:
- Superficie de fricción curva
- Normalmente las temperaturas de trabajo son más bajas que las de disco.
- Energización de las zapatas mejorando la eficiencia en el frenado.
Es corriente ver en vehículos de gama baja (livianos, de poca cilindrada y económicos) frenos de tambor en las cuatro ruedas, caso R-4 Plus.
En gama media (peso, velocidad y costo medio) se encuentra freno de disco en ruedas delanteras y freno de tambor en ruedas traseras y corresponde con la gran mayoría de vehículos en circulación. Para alta gama (gran peso, velocidad y costo), se observa freno de disco en las cuatro ruedas como Mercedes Benz.

Como puede notarse la aplicación de estos sistemas esta acorde a las necesidades de cada vehículo.

1.6.3. FRENOS DE ESTACIONAMIENTO SISTEMA DE DISCO

Ciertos vehículos presentan la particularidad de tener freno de disco en las cuatro ruedas y el freno de estacionamiento va instalado en las ruedas traseras.

El acercamiento del pistón a las pastillas se puede hacer hidráulicamente al accionar el pedal del freno en servicio o mecánicamente manipulando la palanca del freno de mano.

En este tipo de freno de estacionamiento el pistón es empujado hacia afuera por un tornillo de empuje, el cual esta acoplado a una tuerca autoreguladora empotrada a presión en el fondo del pistón.

Al accionar el freno de mano la palanca en la mordaza hace girar un rodamiento de empuje permitiendo que un juego de bolas de acero ruede en unas cavidades en forma de rampa produciendo un efecto de cañón, el cual aplica una fuerza sobre el tornillo de empuje aplicando las pastillas contra el disco.

Se advierte que para retirar el pistón de un freno de éstos es necesario girarlo hasta que no salga más por rotación.

En este momento se puede utilizar aire para retirarlo completamente.
Para introducirlo también se debe girar utilizando una herramienta adecuada a la forma de la superficie del pistón que pueden ser una ranura o dos muescas.

La ranura o las muescas deben ser colocadas en una posición tal que los resaltes del respaldo metálico de las pastillas coincidan o de lo contrario estas no podrán ser montadas.

Continuemos con la 3era. Parte

1.7. RECIENTES APORTES AL SISTEMA DE FRENOS

• LINEA BY PASS:

Permite utilizar en toda su potencia el freno trasero al perder los frenos delanteros cuando el vehículo tiene limitador

• SISTEMA EN X

A cada cámara del cilindro maestro se conecta un freno delantero y el opuesto trasero, de tal forma que cuando se presenta fuga en uno de los circuitos se puede frenar con una rueda delantera y una trasera, siendo una frenada más segura y estable que detener el vehículo con solo las ruedas delanteras o las traseras.

Este sistema requiere corrector de frenada (limitador) por cada rueda trasera.

•SISTEMA ANTIBLOQUEO ABS :

Cuando se bloquean las ruedas y el vehículo se desliza:
- Se pierde adherencia de la llanta al piso aumentando la distancia de parada.

- Se pierde control de vehículo con riesgo de volcamiento.

- Se desgastan innecesariamente las llantas. Para prevenir estos fenómenos se diseño el mencionado sistema antibloqueo el cual permite que las llantas sigan rodando controladamente aunque el conductor aplique un exagerado esfuerzo sobre el pedal como sucede en las frenadas de pánico.

En material de fricción las fibras sintéticas empiezan a reemplazar el asbesto con el fin de brindar mayor duración.

1.7.1. LIMITADOR

Debemos saber que al bloquearse primero las ruedas traseras que las delanteras, el vehículo se "atraviesa" (coletazo). Para evitar que esto suceda, se diseñaron los limitadores de frenada, cuyo funcionamiento consiste en suspender, a una determinada presión, el paso de líquido hacia los cilindros de rueda traseros para mantener una frenada estable.
Los limitadores no son reparables, se debe reemplazar la pieza completa.

1.8. PULSACIÓN PEDAL FRENO

Las causas de pulsación en el pedal pueden ser:

* Diafragma del servofreno con pequeñas fugas (poros).
* Alabeo del disco, movimiento de lado a lado del rotor.
* Falta de paralelismo entre las caras del disco, que equivale a la variación del espesor entre varios puntos del disco.
* Rodamientos flojos o desgastados
* Campanas ovaladas
* Desviación de la campana (con "bote").

1.9. POR QUÉ PIERDE ESTABILIDAD EL FRENO

Si se refiere a que a veces frena bien y a veces es deficiente puede darse por:

- Líquido en mal estado, el cual hierve a baja temperatura haciendo que se pierda la continuidad entre el cilindro maestro y el cilindro de rueda, y por consiguiente pérdida de respuesta del freno.

- Uso excesivo del freno, especialmente en descenso, que igualmente lleva al mismo fenómeno mencionado en el punto anterior.
- Mangueras flexibles que se expanden por efecto de la temperatura y la presión.
- Tuerca de seguridad en la punta de eje floja (discos flojos)
- Material de fricción no adecuado, el cual pierde adherencia con la temperatura.
Si la pregunta va dirigida a la pérdida de trayectoria del vehículo cuando se aplica el freno, esto puede ser causado por:
- Problemas de suspensión
- Uno de los frenos delanteros presenta atascamiento en el pistón o pistones
- Pastillas o bandas de diferente marca
- Atascamiento de tubería o de mangueras flexibles en uno de los frenos delanteros
- Se reparo sólamente un freno en el eje delantero
- Llantas de diferente labrado o con gran diferencia en su estado
- El corrector de frenado o limitador no esta cumpliendo su función (en directo), o fué suspendido, caso en el cual el vehículo tiende a atravesarse al frenar rápidamente.

En cualquier caso es conveniente hacer una completa revisión del sistema y corregir o reemplazar lo que sea necesario para eliminar los riesgos de nuevos incidentes.

RECUERDE! la economía en una reparación de frenos, puede salir costosa.

1.10. DISTANCIAS DE FRENADO (MARCAS) CON RELACION A LA VELOCIDAD DEL AUTOMOTOR

Si se refiere a las marcas que quedan en el piso cuando se bloquean las ruedas del vehículo, estas son dan una idea de la velocidad a la cual se bloquearon y no necesariamente la velocidad que traía cuando el conductor empezó a aplicar el freno.

Recuerde que las marcas no reflejan una buena frenada, sino el pánico del conductor al observar un obstáculo demasiado cerca.

Ahora para calcular una distancia de frenado puede utilizar la siguiente fórmula:

S= V. Ke/254 . u
de dónde:
S: Distancia de frenado a partir de estar aplicados completamente los frenos
V: Velocidad del automotor en el momento de aplicar los frenos
Ke: Constante de corrección
254: Factor de conversión kilómetros a metros y ahoras a segundos
u: Coeficiente de fricción llanta-pavimento

Es de anotar que además de la distancia anterior se debe tener en cuenta la distancia recorrida durante el tiempo de reacción y la distancia durante el tiempo de respuesta del sistema.

El tiempo de reacción es aquel que transcurre entre la detección del obstáculo por parte del conductor y el momento en que este pisa el pedal del freno, y que puede ser entre 0.5 y 1.5 segundos, dependiendo del estado físico-mental del conductor.

El tiempo de respuesta del sistema varía entre 0.2 y 0.5 segundos en vehículos con sistema hidráulico de frenos, mientras que con sistema neumático entre 0.6 y 1.2 segundos.

1.11. CAUSAS MAS COMUNES DE PERDIDA DE FRENOS

Las principales causas de pérdida de frenos en vehículo liviano (automóviles) son:

Fuga rápida del líquido de frenos a causas de mangueras o tuberías rotas, por lo que se pierde la transmisión de la fuerza desde el cilindro maestro hasta el cilindro de rueda, caso en el cual es posible detectar el daño después de haberse detenido el vehículo.

Otro incidente que se presenta con frecuencia, cuando se maneja en descensos, es la ebullición del líquido para frenos, lo cual hace que se pierda la continuidad del líquido y por consiguiente la respuesta del freno. Este fenómeno es producido por lìquido con bajo punto de ebullición, lo cual se puede comprobar en el laboratorio, o por uso excesivo del freno, en tal caso tendría que analizar la posible temperatura a que estuvo sometido el sistema por el aspecto de las partes metálicas, sin embargo no es un indicador muy confiable.

En el caso de ebullición del líquido, al detenerse el vehículo por más de 15 minutos, el sistema recupera su funcionamiento normal, por lo que es difícil determinar si hubo o nó ebullición.

Cuando la pérdida de frenos se da en vehículos con sistema neumático, la pérdida de frenos se puede dar por pérdida del aire comprimido del sistema principal y que no posea o tenga descompuesto el freno de emergencia.

1.12. QUE TANTO DEPENDE LA FRENADA DEL PESO DEL VEHÍCULO

Es sabido que un vehículo en movimiento desarrolla una energía cinética que depende de la velocidad y el peso del automotor y esta dada por la fórmula:

E = 1/2 M * V

de dónde:

E= Energía Cinética
M= Masa del automóvil, que en nuestro caso podemos tomarla como el peso
V= Velocidad a la que se desplaza el móvil
Como puede notarlo al aumentar el peso, la energía se duplica y si triplicamos el peso la energía también se triplica.

En caso de la velocidad, el crecimiento de la energía es una progresión geométrica, es decir si la velocidad se duplica la energía se multiplica por cuatro, si la velocidad se triplica la energía se multiplica por nueve.Lo anterior al exponente de la velocidad (elevado al cuadrado).

Bueno, pero volviendo al punto, la relación del peso con el frenado la encontramos cuando, para detener el automotor requerimos de una fuerza de la misma magnitud de la energía cinética, o de otra forma entre mayor energía cinética desarrollemos, mayor es la fuerza que necesitamos para obtener la detención total del automotor.

1.13. QUÉ TANTO PUEDE FRENARSE SIN HABER LÍQUIDO DE FRENOS

Al no haber líquido de frenos en el sistema perdería la continuidad entre el cilindro maestro (bomba) y el cilindro de rueda, por tal razón sería imposible detener el vehículo mediante el sistema de frenos principal.

Interpretando un poco más la pregunta, en caso de no tener líquido en el sistema se debe intentar detener el vehículo con la caja y el freno de parqueo.

No se recomienda utilizar otro líquido diferente al de frenos para echar en el sistema. En caso extremo si llega a utilizar otro, evite los derivados del petróleo (gasolina, ACPM) y una vez en el taller haga lavar completamente el sistema de frenos con alcohol isopropício o industrial y reemplace los cauchos (chupas, sellos, guardapolvos).

1.14. HASTA QUE PUNTO LA CALIDAD DE LAS PIEZAS QUE INTERVIENEN EN EL SISTEMA AFECTAN LA FRENADA

Indudablemente como sistema cada una de las piezas del conjunto del freno desempeña una función importante.

La ausencia o deficiencia de una pieza del sistema de frenos puede causar frenada deficiente, ruidos o recalentamientos.

Es conveniente, cuando se hace intervenciones al sistema de frenos, utilizar piezas de calidad reconocida y que cumplan con los requerimientos del fabricante del sistema.

1.15. CONSECUENCIAS LAVAR VEHICULO CON FRENOS CALIENTES

Es necesario aclarar que:

Cuando un metal sufre un cambio brusco de temperatura (choque térmico) puede causar:

•Endurecimiento (temple)
•Grietas
•Deformación

En el caso de un vehículo, éstos daños se producirían en los discos y/o tambores (campanas), puesto que son los elementos que mayor temperatura alcanzan en el sistema de frenos.

Los efectos posteriores serían:

•Frenada deficiente
•Rotura de discos o campanas
•Vibración en el pedal del freno
•Ruidos (chirridos)
•Desgaste acelerado de pastillas y/o bandas

Como puede observarse desde ningún punto de vista es conveniente lavar vehículos con los frenos calientes. Se aconseja después de un descenso prolongado, si es posible, seguir manejando el vehículo sin pisar el freno más o menos 2 Kms, antes de detenerse definitivamente.
Otra opción es enfriar el sistema de frenos con aire a presión antes de lavar el vehículo.

Si definitivamente no puede utilizar ninguna de las dos alternativas anteriores espere como mínimo media hora a que la temperatura del sistema disminuya a niveles normales.

HERRAMIENTAS BÁSICAS TALLER FRENOS

El siguiente es el listado básico para un taller de frenos de vehículo liviano.

- Gato tipo caimán de 3 a 4 toneladas.
- Torres de 60 Cms de altura máxima y de 40 mínima
- Cruceta
- Extractor de discos
- Extractor de campanas
- Alicates
- Llaves fijas y estrella en pulgadas y en milímetros
- Martillos de acero y de fibra
- Destornilladores de pala y estrella
- Pinzas de resorte frenos de tambor
- Pinzas de punta
- Hombresolo
- Cincel
- Rebordeador (De tubería)
- Cortador de tubo
- Copas en pulgadas y en milímetros
- Esmeril con piedra y grata
- Taladro manual
- Banco de trabajo
- Prensa de banco No. 5 a 8
- Extintor
- Brochas
- Recipientes plásticos
- Cepillos
- Grata
- Manguera plástica transparente
- Manguera para agua.
- Calibrador pie de rey
- Flexómetro
- Linterna
- Llaves Bristol
-Extensión eléctrica

1.17. MECANISMO FRENOS DE AVIÓN

Una forma de disminuir la velocidad de un avión es oponiendo resistencia al aire, al levantarse una sección de las alas (Flaps) hasta quedar casi perpendicular.

Otra forma es el uso del freno de disco con mando hidráulico. Consta de varios discos montados sobre el mismo eje de tal forma que al accionar el freno, los pistones, más de tres por lado, actuarán únicamente sobre dos discos y estos se encargarán de acloparse a los otros para obtener una frenada progresiva sin bloqueo de las ruedas.

1.18. INFLUENCIA DEL PESO Y VELOCIDAD EN FRENADO

El peso de un vehículo tiene influencia directa en la potencia de frenada, ningún freno proyectado para controlar un vehículo con peso total de 5 toneladas, es capaz de controlarlo si su peso total fuese duplicado. Ello porque cuando el peso del vehículo es duplicado, la energía cinética o de movimiento, también resulta duplicada y exige que la energía al ser transformada en calor, sea duplicada también.

Así un freno no puede disipar y absorber dos veces más calor, más allá de aquello para lo cual fué diseñado.

Definiendo:

Cuando el peso se duplica, la potencia de frenado también debe ser duplicada.

La velocidad de un vehículo tiene influencia en la potencia de frenado.
En efecto, la energía dinámica o de movimiento al ser transformada en energía calórica, durante la frenada de un vehículo a 120 KM/H es 4 veces mayor que a 60 KM/H.

Se verifica entonces, que la velocidad duplicada, la potencia de frenado debe ser cuadruplicada, y los frenos tendrán que absorber o disipar por lo tanto, cuatro veces más calor.

Definiendo:

Cuando la velocidad se duplica, la potencia de frenado debe ser aumentada 4 veces.

Como consecuencia de esas condiciones, si el peso y la velocidad fuesen duplicados, la potencia de frenado debe ser aumentada ocho veces y será necesario que los frenos absorban o disipen ocho veces más calor.

1.19. MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE LOS FRENOS

Teniendo en cuenta que del sistema de frenos depende la vida de peatones, pasajeros y conductores, es conveniente siempre pensar en MANTENIMIENTO PREVENTIVO, las recomendaciones que damos a continuación son basadas en la duración de cada elemento bajo condiciones normales de trabajo.

•Revisar nivel del líquido una vez al mes.
•Revisar espesor de pastillas cada tres meses o 6.500 Kms.
•Cambiar las pastillas cuando queda 1.5 mms del material antes de llegar al respaldo metálico o a remaches. (Ver Boletín No. 009).
•Cambiar totalmente el líquido cada 5 meses.
•Revise las bandas cada 6 meses o 10.000 Kms.
•Cambie las bandas cuando quede 1.5 mms de material antes de llegar a los remaches o a la zapata.
•Revise todo el sistema una vez al año.
•Cada 60.000 Kms o cada tres años reemplace.
•Bomba, corrector, cilindros de rueda y flexibles.
•Cada cuatro años cambie las zapatas (zunchos).
•Cada 6 años reemplace: Servofreno, mordazas y platos.

1.20. DISCOS E INTERCAMBIABILIDAD

Las disminuciones más importantes en un disco son: diámetro y espesor.
Siempre y cuando se cumplan estas dos y coincidan los agujeros de fijación no habrá problema en intercambiar.

Es importante anotar que la disminución máxima permitida del espesor de un disco es un (1) milímetro en disco macizo y dos (2) milímetros en disco ventilado.

1.21. FABRICACIÓN DE MATERIALES DE FRICCIÓN

En general para la fabricación de materiales de fricción, pastillas, bandas, pasta de embrague, se siguen pasos similares que varían únicamente en tiempos de duración, presiones y temperaturas a las cuales se trabaja, estos pasos son:

MEZCLA:

De acuerdo al tipo de producto que deseamos se realiza dicha mezcla, entre los componentes se tiene amianto (asbesto), y resinas aglutinantes, en la formulación sin asbesto se utiliza fibra metálica, reemplazando el asbesto.

FORMADO:
Operación que se realiza por presión, distribuyendo la mezcla en un molde que le da la forma del producto que se desea.

CURADO:
El material formado se somete a una determinada presión y temperatura adquiriendo ciertas características de dureza.

HORNEADO:
El material curado se somete a un horneado para dar las características finales deseadas, el tiempo y la temperatura dependen del producto deseado.

TERMINADO:
Donde se le da las características finales, como dimensión, presentación, pintura, marcaje y empaque.

En el proceso de pastilla existe un proceso adicional que es el troquelado y granallado de la platina a la cual ira integrada la parte de asbesto.
Las características mecanicas de los productos varían de acuerdo a las formulaciones que se producen y a la Norma ICONTEC 1715.

1.22. NORMA PARA FRENAR CORRECTAMENTE EL VEHÍCULO

•Prevea con tiempo la frenada para hacerla más cómodo a la vez que no exige innecesariamente el sistema.
•Cuando necesite frenar rápidamente aplique el pedal con fuerza media, al sentir que las ruedas se bloquean (chirrean) disminuya ligeramente la presión para permitir que las ruedas continúen tirando y vuelva a repetir el ciclo hasta la detención total.
Cuando el automotor esta equipado con ABS, sistema antibloqueo computarizado, este se encarga de realizar el proceso aunque el conductor aplique su máxima fuerza (frenada de pánico).

•Al aplicar los frenos a velocidad media o alta, accione el pedal del embrague, solamente cuando el veh¡culo este casi deteniéndose para evitar que se apague, de esta forma la caja de velocidades y motor ayuda en la detención del automotor.

•Observe por el retrovisor que el vehículo que viene detrás alcance a maniobrar sin causar accidentes.

•Otras recomendaciones se pueden ver la en Ficha Técnica No. 7, Página 4.

1.23. REVISIÓN DE FRENOS

El chequeo general del sistema de frenos debe realizarse cuando menos una vez al año, o cada 20.000 kms. y depende de la responsabilidad que tenga el conductor ó dueño del vehículo.

No es obligación dejar constancia de ello, por lo tanto, la única certificación es la revisión del DATT, factura del taller, o hoja de vida del vehículo si la lleva el conductor o el taller.

Sin embargo la revisión de las partes más importantes deben hacerse:
Estado de las pastillas: Cada tres meses ó 5.000 Km.

Estado de las bandas traseras: Cada deis meses ó 10.000 km.

Nivel del líquido: Cada semana

Estado de bloques en freno de aire: Cada mes

Sistema completo hidràulico (CM,CR, Válvulas, Servofreno) 1 vez al año ó 20.000 Km.

Sistema completo neumático Cada año ó 30.000 Km.

1.24. COMO PUEDE DEDUCIRSE O SABERSE LA VELOCIDAD DE UN VEHÍCULO CON BASE EN LA LONGITUD DE LA HUELLA DE LA FRENADA
Con base en las huellas dejadas por las llantas en una frenada, es un error determinar la frenada de un automotor, ésto solo nos indica el espacio recorrido con las llantas bloqueadas.

Es decir que el bloqueo se puede haber presentado al comienzo, en la mitad o al final de la frenada.

Realmente el hecho de haber huellas de llantas en el piso indica que hubo una mala frenada, puesto que la distancia aumenta hasta en un 15% frente a una frenada controlada (sin bloqueo), además que se pierde el control de la dirección.

Para evitar el problema del bloqueo se diseñó el ABS, ANTI-LOCK BRAKE SYSTEM

1.25. DEPENDIENDO DE LA VELOCIDAD, A QUE DISTANCIA DE UN OBJETO DE PELIGRO PUEDE INICIAR LA MANIOBRA DE FRENADA
La frenada tiene tres etapas en las cuales se recorre una distancia específica según sea el tiempo que transcurra en cada una de ellas.
a. TIEMPO DE REACCION DEL CONDUCTOR:

Depende de las condiciones biológicas del conductor, tales como reflejos, cansancio, etc. Durante este tiempo el vehículo recorre una distancia
S1= 0.5 a 1.5 sg.

b. ETAPA DE RESPUESTA DEL SISTEMA:

Depende de las condiciones mecánicas del sistema de frenos, tales como desgastedel material de fricción, funcionamiento de cada componente , etc. Durante este tiempo el vehículo recorre una distancia S2 que puede estar entre 0.2 y 0.5 sg; si el sistema es hidráulico, o entre 0.6 y 1.2 seg. cuando es neumático.

c. DISTANCIA DE FRENADO PROPIAMENTE DICHO S3:

Que corresponde a la distancia recorrida desde cuando el sistema actúa de lleno y comienza la desaceleración. Depende de la naturaleza y estado del piso y de las llantas, peso, velocidad, etc.

Para hallar S3 tenemos la siguiente fórmula : S3 = V * Ke/ 254 * n

Donde v= Velocidad
Ke= Constante cinética, la cual vale 1.2 cuando se trata de automóviles y 1.4 cuando se trata de camiones.
n= Coeficiente de rozamiento pavimento-llanta y se
toma a como 0.6 cuando el piso está en buenas condiciones ó 0.2 cuando está húmedo.

Por lo tanto, la distancia mínima para accionar el freno antes del obstáculo debe ser la suma de S1+s2+s3.
A 100 Km S1= 28 m aprox. ( en 1 seg)
S2= 8 m. aprox. (en 0.3 seg)
S3= 67 m. aprox. (n= 0.6)
Para un total de 103 m.

1.26. CÓMO SE EFECTÚA UNA BUENA FRENADA?

Una buena frenada es aquella en que se logra detener el vehículo y el movimiento de las ruedas simultáneamente, en el menor tiempo y espacio posibles, manteniendo la estabilidad la estabilidad y control de automotor.

La mayor adherencia llanta-pavimento(agarre), se obtiene un instante antes de que la lanta se detenga completamente, y la forma de lograr esa situación en forma aproximada, es frenar por pulsos, es decir, aplicar el pedal hasta sentir que se bloquean las ruedas, aflojar ligeramente para impedir el bloqueo y volver a aumentar la fuerza sobre el pedal, repitiendo las veces que sea necesario las mismas operaciones hasta la detención total del automotor.

1.27. CUÁNDO SE FRENA EN SECO SE DETIENE MÁS RÁPIDO UN AUTOMÓVIL?

No. Al frenar en seco, es decir, aplicar con gran fuerza el pedal del freno hasta dejar marcas de llantas en el pavimento y producir chirrido por el deslizamiento (bloqueo), se tiene la creencia que es una buena frenada y que la distancia de frenado es más corta.

A pesar de lo anterior se ha demostrado que al frenar en seco la distancia de frenado aumenta hasta en un 15% frente a una frenada adecuada o correcta.

Al haber bloqueo de las ruedas también se pierde el control sobre la dirección del automotor.

De igual forma, las marcas que quedan en el piso cuando se produce bloqueo, es caucho que se desprende de las llantas, es decir, hay desgaste irregular, acelerado e innecesario de la banda de rodamiento de estas.

Es conveniente mencionar las situaciones de pánico, que se presentan cuando surge un obstáculo imprevisto en la carretera, ante el cual el conductor reacciona normalmente aplicando con gran fuerza el pedal de el freno, hasta bloquear las ruedas y perder la estabilidad del vehículo.
En un momento de estos, un frenado correcto lo lograría solamente un conductor con gran experiencia y entrenamiento.

Es de esperarse que haya muy pocos conductores que logren detener controladamente el vehículo en una situación de pánico. Ante este inconveniente se ha introducido una mejora al sistema de frenos convencional: El ABS, el cual corrige el pánico del conductor, al hacer actuar el freno por pulsos aunque el pedal se haya pisado con gran fuerza, haya aceite en el camino, el piso este húmedo, con arenilla o al tomar una curva aplicando el pedal del freno.

1.28. FACTORES INTERVIENEN FRENADA

La fricción es la resistencia del movimiento relativo entre dos cuerpos en contacto. Si no hubiese fricción, jamás sería posible parar un cuerpo en movimiento.

Cuando se aplica una fuerza para retardar o parar un cuerpo en movimiento, se la denomina, en el campo automotor, "Acción de frenado".

Cuatro factores gobiernan el aumento de fricción desarrollado en la "Acción de frenado":

a. La presión
b. La superficie en contacto
c. El coeficiente de fricción
d. La temperatura, resultado de la fricción

a. PRESIÓN

Cuando se aplica presión a dos superficie en fricción, una de estas superficies tenderá a asegurarse fuertemente a la otra y resistirá a cualquier movimiento entre ellas.

b. SUPERFICIE DE CONTACTO

El tamaño de las superficies en contacto es un factor que influye básicamente en el desgaste del material de fricción, en efecto 50 centímetros cuadrados de superficie de fricción se desgastan dos veces más rápido que 100 centímetros cuadrados.

c. COEFICIENTE DE FRICCIÓN

Un tercer factor es la calidad del material usado en las superficies de fricción.

Algunos materiales requieren más fuerza para moverlos sobre una superficie que los otros, aunque la presión aplicada sobre ellos sea idéntica. Esto significa que los diferentes materiales tienen diferentes características de fricción y esto es conocido como "COEFICIENTE DE FRICCIÓN" puede definirse así:

La fuerza requerida para mover un objeto sobre una superficie, dividida, por el peso del objeto que actúa en la superficie, dará como resultante el "Coeficiente de Fricción".

De esa manera, determinamos que, tratándose de frenos, si el coeficiente de fricción fuere alto, el frenado será violento y causará el bloqueo prematuro de las ruedas. Por otro lado, el coeficiente de fricción fuere muy bajo, se necesitará excesiva presión en los frenos para parar el vehículo.

d. TEMPERATURA

La temperatura es el resultado de la fricción; los frenos utilizados en un vehículo, transforman energía cinética en calor cuando el vehículo está siendo frenado. Así los frenos deben ser dimensionados para absorber o disipar el calor generado durante la frenada.

1.29. FUERZA DESARROLLADA EN LA FRENADA

Realmente, pocas personas tienen noción exacta del enorme esfuerzo necesario para frenar un vehículo principalmente cuando está desarrollando altas velocidades, tan comunes en nuestros días.

Ejemplificando un vehículo mediano, con motor de 100 HP, al arrancar, necesita cerca de 60 segundos para alcanzar los 90 Km/hora; alcanzada esa velocidad, se necesitarán solamente 6 segundos para parar el vehículo. Así, en la frenada, la potencia desarrollada durante 6 segundos, corresponde a la potencia del motor (100 HP), durante 60 segundos.

Por lo tanto los frenos, en estos ejemplos, tuvieron que desarrollar una potencia 10 veces mayor que el motor, o sea, 1000 HP.

Esa tremenda energía, es transformada en calor, que los frenos deben absorber disipar, y que determina la potencia de frenada.

1.30. FRENOS QUE QUEDAN APRETADOS

La regulación correcta cuando es normal, se debe realizar con la rueda levantada.

•Girar el tornillo de graduación hasta que la rueda quede inmovilizada.
•Devolver el tornillo hasta que gire libremente una vuelta completa.
Si la rueda queda parcial o totalmente frenada se estaría generando calor continuamente, cuando el vehículo se moviliza, acelerando el desgaste de bandas, campanas y probablemente estallido de llantas.
•También se aumentará el consumo de combustible por la resistencia que ofrece el freno para mover el automotor.

1.31. MEJOR FRENO CON CAMPANA ANCHA

Con una campana más ancha se obtiene mayor duración del material de fricción (bandas) y de campana porque permite una mayor área de disipación de calor, es decir que las temperaturas alcanzadas son mas bajas.

La frenada debe ser igual que con una campana más angosta.

1.32. RESORTES EN LOS FRENOS

En la sección mecánica de los sistemas de frenos encontramos gran variedad de formas y tamaños pero que básicamente cumplen una de estas funciones:

•De retorno de zapatas: Aquellas que obligan a las zapatas a la posición original, después de soltar el pedal del freno.
•De posicionamiento: mantienen las zapatas y/o pastillas en posición adecuada para el trabajo del freno.
•De regulación: Son aquellas que activan el sistema de regulación automática cuando el desgaste de las bandas sobrepasa las especificaciones.

Es conveniente en cada cambio de bandas y/o pastillas reemplazar los resortes puesto que estas se fatigan a causa del constante trabajo y altas temperaturas.

Es necesario que los nuevos resortes tengan las mismas propiedades de las originales, con el fin de garantizar un comportamiento idóneo.

1.33. CARACTERÍSTICAS DE LLANTAS

Asegúrese que la superficie de rodadura de las llantas de un mismo eje sea igual.

La presión de inflado debe ser la recomendada por la ensambladora e igual para las ruedas del mismo eje para obtener frenadas estables. Por ningún motivo utilice llantas lisas en terrenos en los que se presente humedad, arenilla o cualquier elemento que interfiera entre la superficie de la llanta y el piso, ya que la frenada se dificulta. En lo posible utilice neumáticos sin parches en las ruedas delanteras ya que se corre el riesgo de pinchazos por las altas temperaturas que se pueden alcanzar.

1.34. QUE TANTO DEPENDE LA FRENADA DEL ESTADO DE LAS LLANTAS

La detención del automotor realmente se produce por la adherencia que existe entre llanta y el piso, el sistema de frenos disminuye o detiene el giro de la rueda.

Aunque el sistema de frenos este en buenas condiciones y el accionamiento del conductor sobre el freno sea oportuna, si las llantas se encuentran en malas condiciones el frenado se dificultaría.

Se ha podido comprobar que en carreteras normales, con polvo y elementos extraños el pavimento y la llanta, la adherencia de esta al piso disminuye hasta en un 50% con la pérdida del labrado por el uso.

1.35. ADAPTACIONES SISTEMAS DE FRENOS

Técnicamente no es recomendable realizar modificaciones en el sistema original de un vehículo ya que este ha sido calculado para una respuesta eficiente teniendo en cuenta variables como: Peso total, distribución del peso, distancia entre ejes, localización del centro de gravedad, velocidad desarrollada por el vehículo y otras.

Un freno de servicio eficiente debe prever una desaceleracion de 5.8 m/segundo cuadrado cuando el vehículo marcha a 80 Km/h y se aplica un esfuerzo sobre el pedal inferior a 50 Kgrs. Si el vehículo no cumple con esta especificación es conveniente revisar y ajustar completamente el sistema.

Considerando que después de revisado es deficiente se podría lograr mejoras teniendo en cuenta los diferentes principios que rigen el sistema de frenos.

Cuando se pierden los frenos en terreno plano o en ascenso es relativamente fácil, si disponemos de espacio para detener el vehículo.
Si el motor esta embragado el hecho de soltar el acelerador sin accionar el pedal de embrague, proporcionar el pedal de embrague, proporciona cierta resistencia al giro de las ruedas, lo que permite disminuir la velocidad.

Si devolvemos el cambio a una relación de más baja (1a. o 2a.) y soltamos el acelerador logramos una mayor desaceleración y ayudados con el freno de parqueo detendríamos el automotor.

En descenso la situación es un poco mas compleja pero si combinamos la acción del freno de parqueo, la relación de velocidades y cualquier otra resistencia externa como andenes, muros, que deben ser aprovechados al máximo, con el mínimo de daños; lograremos detener el vehículo.

El último recurso que se debe utilizar es el de apagar el motor, puesto que se perdería control del vehículo al bloquearse la dirección y/o no poder responder ante una salida que requiera aceleración.

1.36. DESVIO AL FRENAR

El desvio al frenar un vehículo puede ser ocasionado por:

•Tubería obstruida o estrangulada en uno de los circuitos.
•Pistón pegado en uno de los cilindros de rueda.
•Bandas invertidas en una de las ruedas.
•Puntos de apoyo de la zapata en el plato deformados en una de las las ruedas.
•Resorte de retorno de las zapatas débil, en una de las ruedas.
•Llantas con diferente presión de inflado.
•Rodamientos en mal estado.
•En caso de los camperos por desgaste en una de las rótulas de dirección.


Hasta aqui banda espero hayan disfrutado la información.

Bueno amigos, espero algun dia se tomen la molestia de leer este tema tan extenso pero les ayuda a entender, resover dudas y lo más chingon a animarse a que ustedes mismos cambien sus balatas y den mantenimiento a su sistema de frenos.


Mis estimados administradores un favor, ¿podrian correr las respuestas ha este tema al final del mismo?, gracias.