martes, 13 de julio de 2010

Sistema de Frenos

1. Función de un sistema de frenos.

Su principal función es disminuir o anular progresivamente la velocidad del vehículo, o mantenerlo inmovilizado cuando está detenido.

El sistema de freno principal, o freno de servicio, permite controlar el movimiento del vehículo, llegando a detenerlo si fuera preciso de una forma segura, rápida y eficaz, en cualquier condición de velocidad y carga en las que rueda. Para inmovilizar el vehículo, se utiliza el freno de estacionamiento, que puede ser utilizado también como freno de emergencia en caso de fallo del sistema principal. Debe cumplir los requisitos de inmovilizar al vehículo en pendiente, incluso en ausencia del conductor.

Un freno es eficaz, cuando al activarlo se obtiene la detención del vehículo en un tiempo y distancia mínimos.

La estabilidad de frenada es buena cuando el vehículo no se desvía de su trayectoria.

Una frenada es progresiva, cuando el esfuerzo realizado por el conductor es proporcional a la acción de frenado.

2. Estructura de un freno de tambor.

Un freno de tambor, esta fijado a la rueda por medio de tornillos, en cuyo interior van alojadas las zapatas, provistas de forros de un material muy resistente al calor y que pueden ser aplicadas contra la periferia interna del tambor, produciéndose en este caso el frotamiento de ambas partes.

Como las fricciones van montadas en el plato, sujeto al chasis por el sistema de suspensión y que no gira, es el tambor el que queda frenado en su giro por el frotamiento con las zapatas.

Figura 1. Detalle freno de tambor.

3. Estructura de un freno de disco.

Sustituyen el tambor por un disco, que también se une a la rueda por medio de tornillos.
Este disco puede ser frenado por medio de unas plaquetas, que son accionadas por un émbolo y pinza de freno, que se aplican lateralmente contra él deteniendo su giro. Suelen ir convenientemente protegidos y refrigerados, para evitar un calentamiento excesivo de los mismos.

Figura 2. Detalle freno de disco.


4. Cómo se reparte la fuerza de frenado en un vehículo.

Se reparte de manera desigual, pues al ser frenado un vehículo que se encuentra en movimiento, la fuerza de inercia aplicada a su centro de gravedad, forma con las fuerzas de frenado y un par que obliga a inclinarse hacia abajo al vehículo de su parte delantera, mientras que en la trasera ocurre lo contrario. Decimos que el peso del vehículo ha sido transferido en parte al eje delantero, al mismo tiempo que el trasero se ha deslastrado.

Figura 3. Fuerzas de frenado.

Debido a esto la fuerza de frenado debe de estar repartida entre los ejes con relación al peso soportado por los mismos; dependiendo de la distribución de los distintos mecanismos, como motor, caja de velocidades, depósito de combustible, etc., y de la transferencia de peso al frenar (que depende fundamentalmente de la altura del centro de gravedad), peso total del vehículo y distancia entre ejes.

En cuanto a la eficacia del frenado, deben de ser exactamente iguales en las dos ruedas de un mismo eje, para evitar “tiros” hacia uno de los lados, que provocarían la inestabilidad del vehículo en las frenadas.


5. Qué es la distancia de parada. ¿De qué depende?

Se llama así al espacio recorrido por el vehículo desde que se accionan los frenos hasta que se detiene completamente.

La distancia de parada depende de la presión que se ejerza sobre el pedal del freno (fuerza de frenado), de la fuerza de adherencia del neumático con el suelo, de la velocidad con que marcha el vehículo en el momento de frenar, de la fuerza y dirección del viento, etc. No dependiendo para nada del peso del vehículo, sino del cuadrado de la velocidad y de la eficacia de los frenos. Por esto, la distancia de parada es igual para un vehículo pesado que para un turismo, siempre que la velocidad y eficacia de los frenos sean las mismas.

6. Ventajas que representan los frenos de disco frente a los de tambor.

Las principales ventajas son:

El equilibrio de las presiones en ambas caras del disco suprime toda reacción sobre el eje (delantero o trasero) del vehículo; además, estas presiones axiales no producen deformaciones de la superficie de frenado.

La dilatación transversal bajo el efecto del aumento de temperatura tiende a disminuir el juego entre disco y pastillas; de todas formas, esta dilatación es más pequeña que la radial de los frenos de tambor, lo que facilita el reglaje y simplifica los dispositivos de reglaje automático.

El disco se encuentra al aire libre y, por ello, su refrigeración está asegurada, retardándose la aparición del fading.

Los cilindros de freno están situados en el exterior y son mejor refrigerados que en los frenos de tambor, resultando más difícil la aparición del fading por aumento de temperatura del líquido de frenos.

Menor peso total, que en un automóvil de turismo puede llegar a suponer hasta 100 Kg.

Mayor facilidad de intervención y sustitución de las guarnituras.


7. Describe la estructura del freno de mano.

A continuación se aprecia el mando del freno de mano, a través de una palanca (1, emplazada entre los asientos delanteros del vehículo), que por medio de varillas y cables de acero acciona los dispositivos frenantes de las ruedas. El cable principal de mando se ramifica en la unión (2) en otros cables de acero (3), que se acoplan en cada una da las ruedas.

Figura 4. Estructura del freno de mano.

8. Documentos relacionados al tema.

Vídeo sobre el sistema de frenos.
Las imágenes son muy ilustrativas, aunque el audio esta en inglés, pero esta subtitulado en español, explica de una forma gráfica los dos sistemas de frenado que presentamos en este blog.



Mecánica de frenos.
Es un documento publicado por INTECAP, en el año 2001, que nos muestra aplicaciones prácticas en el mantenimiento de un sistema de frenos.

mecanica de frenos


9. Bibliografía.

  1. Todomecanica.com 2005. Sistema de Frennos. Fundamentos. Consultado: 13/07/2010. Disponible en: http://www.todomecanica.com/sistemas-de-frenos-fundamentos.html
  2. Instituto Técnico de Capacitación y Productividad (INTECAP). 2001. Mecánica de frenos. Consultado: 13/07/2010. Disponible en: http://www.scribd.com/doc/12945211/mecanica-de-frenos

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