frenos sistemas de frenos

8/15/2019 FRENOS sistemas de frenos

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FRENOS

Los sistemas de frenos tienen como misión desacelerar o detener completamente un objeto, generalmente unvehículo, en movimiento, transformando toda o parte de la energía cinética del vehículo en movimiento, en calor,hasta detenerlo o reducir su velocidad, según sea el caso

Para ello, algunos se sirven del rozamiento producido por la aplicación de una superficie fija contra otra móvil.

En los frenos de tambor , la superficie fija son las zapatas de freno, la móvil, el tambor, un cilindro concéntrico al ejede las ruedas !ue gira al mismo tiempo !ue éstas, esto da una gran superficie frenante pero menor evacuación decalor

En el freno de disco la parte móvil "el disco# es solidario con la rueda !ue gira es sometido al rozamiento de unassuperficies de alto coeficiente de fricción "las pastillas# la superficie frenante es menor pero la evacuación del calor alambiente es mejor

$ipos de frenos

%renos de fricción

Los frenos de fricción est&n dise'ados para actuar mediante fuerzas de fricción, siendo este el medio por el cual setransforma en calor la energía cinética del cuerpo a desacelerar. (iempre constan de un cuerpo fijo sobre el cual sepresiona un cuerpo a desacelerar. (on mu utilizados en los vehículos.%renos de cinta o de banda) *tilizan una banda fle+ible, las mordazas o zapatas se aplican para ejercer tensión sobreun cilindro o tambor giratorio !ue se encuentra solidario al eje !ue se pretenda controlar. La banda al ejercer presión,ejerce la fricción con la cual se disipa en calor la energía cinética del cuerpo a regular.

%reno de disco) *n freno de disco es un dispositivo cua función es detener o reducir la velocidad de rotación de unarueda. echo normalmente de acero, est& unido a la rueda o al eje.%reno de tambor) El freno de tambor es un tipo de freno en el !ue la fricción se causa por un par de zapatas opastillas !ue presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual est& conectado al eje o la rueda.

%reno de llanta) *tilizan como cuerpo móvil la llanta de una rueda. (on mu utilizados en bicicletas e+isten varios

tipos.

-tros tipos de tipos de frenos

(egún el tipo de accionamiento

%reno neum&tico

%renos mec&nicos

%renos hidr&ulicos

%reno de estacionamiento

%reno eléctrico.a dos tipos) freno regenerativo freno reost&tico. uando utiliza los sistemas de tracción eléctrica se denominafreno din&mico.

Juan Cruz Garcia Electro 4to A Página 1 de 12

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Partes funcionamiento de los frenos)

Partes)

/omba de %reno) Es el elemento encargado de trasmitir la presión ejercida por el conductor sobre el pedal delfreno. 0icha presión es llevada por los conductos hasta las ruedas para detener su movimiento.Es una especie de jeringa llena con lí!uido de frenos.

/ooster) Esta ubicado generalmente entre el pedal del freno la bomba, su misión es la de audar a empujar élembolo de la bomba. Esto hace !ue el conductor re!uiera menos fuerza para hundir el pedal.

(istema de $ambor o ampana)

ampana) $ambor unido con la rueda, al detener lacampana se detiene también la rueda.

ilindro de rueda) Pe!ue'o cilindro ubicado dentro decampana. 1ecibe la presión !ue viene de la bomba del frenous&ndola para abrir las bandas !ue detendr&n la campana por tanto las ruedas.Est& constituido por)El cuerpo del cilindro

0os émbolos met&licos. *no a cada lado0os círculos de caucho para evitar la fuga del lí!uido, llamados en olombia,2hupas345arillas de empuje6uardapolvos.

1esorte de recuperación) 1esorte usado para regresar las bandas a su lugar original, evitando !ue las ruedas!ueden frenadas.

%orros) Elementos construidos en un material de alta fricción como el asbesto, incorporados como forros de lasbandas. (on !uienes realmente realizan el contacto con la campana por tanto los !ue m&s sufren desgaste.

/andas) (on 7 elementos met&licos en forma de medialuna por cada rueda, encargados de recibir la presión del

cilindro de rueda aplicarlo mediante los forros a la campana.

(istema de 0isco)

0isco de %reno) Es eso. *n disco met&lico unido a la rueda, !ue es aprisionado por las pastillas en el momentode la frenada.

ilindro) Pieza encargada de aplicar la fuerza a las mordazas.

8ordazas) 9brazaderas encargadas de aprisionar las pastillas contra el disco.

Pastillas) ompuestas por una parte met&lica un forro de fricción.

%uncionamiento

uando el conductor usa el pedal del freno, la fuerza esllevada a la bomba del freno por medio de una varilla. Estavarilla empuja un émbolo en el interior de la bomba !uedesplaza el lí!uido de frenos a gran presión por los conductoshasta llevarlo a las ruedas.Los automóviles modernos usan generalmente frenos detambor o campana en las ruedas traseras sistema de discoen las delanteras. (i el sistema es de campana, la acción enla rueda sucede así)La columna de lí!uido llega al cilindro de rueda haciendo !uelos émbolos se desplacen hacia los lados, empujando lasbandas contra la campana. La fricción hecha permite ir disminuendo la velocidad de la rueda, convirtiendo estaenergía en calor. Juan Cruz Garcia Electro 4to A Página 2 de 12


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Definiciones y características del freno de disco

Este tipo de freno adoptado en la maoría de los vehículos de turismo, tiene la ventaja sobre el freno de tambor de!ue su acción se frenado es m&s enérgica, obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado !ue se traduce en unamenor distancia de parada. Ello es debido a !ue elementos de fricción van montados al aire, al disponer de una mejor refrigeración, la absorción de energía transformación en calor se puede realizar m&s r&pidamente.

-tra de las ventajas de estos frenos es !ue en ellos no aparece el fenómeno de :fading: !ue suele presentarse en los

frenos de tambor. Este efecto se produce cuando por un frenado enérgico o frenados sucesivos, el tambor no tienetiempo de evacuar el calor absorbido en la transformación de energía. En estas condiciones, el tambor se dilataalejando la superficie de adherencia del contacto con las zapatas, !uedando moment&neamente el vehículo sinfrenos.En los frenos de disco al mejorar la evacuación del calor no e+iste calentamiento crítico por tanto dilatación, pero encaso de haberla el disco se apro+imaria m&s a las pastillas de freno, lo cual favoreceria la presión efecto defrenado.

ConstituciónEl freno de disco esta formado por un disco !ue se une al buje de la rueda o forma parte de él, girando con la rueda constituendo el elemento móvil de frenado. (obre este disco, abarcando apro+imadamente la !uinta parte de lasuperficie del mismo, va montada una mordaza sujeta al puente o mangueta en cuo interior se forman los cilindrospor los !ue se desplazan los pistones. 9 estos pistones se unen las pastillas de freno de un material similar a losferodos de las zapatas utilizadas en los frenos de tambor.

Por el interior de la mordaza "7# van situados los conductos por donde se comunica el li!uido de freno a los cilindros";#, acoplando en "9# el latiguillo de freno en "/# el purgador. El li!uido a presión, procedente del circuito de frenos !ue entra por "9#, desplaza a los pistones "#,las cuales, por fricción, detienen el giro del mismo.



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Sistemas de mordazas o pinza de freno(egún el sistema empleado para la sujección de la mordaza o pinza, los frenos de disco se clasifican en)

Freno de pinza fija$ambién llamada de doble acción, la mordaza va sujeta de forma !ue permanece fija en el frenado. La acción defrenado se realiza por medio de dos o cuatro pistones de doble acción, desplazables, !ue se ajustan a caja una delas caras del disco.

En este tipo de pinzas, cada pistón se encuentra en cada mitad de la mordaza. 0urante el proceso de frenado, actúauna presión hidr&ulica sobre los dos pistones cada pistón aprieta la pastilla contra el disco.Los frenos de pinza fija contra el disco de freno son mu sólidos, por lo !ue se emplea en vehículos r&pidos pesados.

Freno de pinza oscilanteEn este tipo de freno la mordaza o pinza "># se halla sujeta con un perno "7# !ue sirve de eje de giro. 9l aplicarpresión al li!uido para accionar el pistón ";# se ejerce una presión igual opuesta sobre el e+tremo cerrado del

cilindro. Esto obliga a la mordaza a desplazarse en dirección opuesta a la del movimiento del pistón, a !ue describeun pe!ue'o giro alrededor del perno, con lo cual la mordaza empuja a la otra pastilla "


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0entro de los frenos de pinza móvil podemos encontrar)

• /astidor flotante

• Pinza flotante

/astidor flotante) esta formado por un bastidor flotante "7# !ue se monta sobre un soporte "># unido al portamangueta.El bastidor flotante se fija sobre el soporte "># mediante chavetas "?# muelles ";#, de manera !ue pueda deslizarselateralmente en la acción de frenado. En el bastidor flotante "7# esta labrado el unico cilindro, contra cuo pistón "@#se acopla la pastilla "=#, mientras !ue la otra se aloja en el lado opuesto del disco.

El pistón est& provisto de un anillo obturador "A#, !ue realiza estan!ueidad necesaria. El guardapolvos "B# impide la

entrada de suciedad en el cilindro. En la acción de frenado, el pistón es desplazado hacia afuera del cilindroaplicando a la pastilla de ese lado contra el disco, mientras la pinza se desliza sobre el soporte en sentido contrario,aplicando la otra pastilla contra la cara contraria del disco, consiguiendose con esta acción de frenado del mismo.



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Pinza flotanteEste es el sistema de frenado de disco mas utilizado actualmente, debido a las ventajas !ue presenta con respecto al

sistemas de freno anterior. Estas ventajas se traduce en una menor fricción de la pinza en su deslizamiento, !uesupone un accionamiento mas silencioso e!uilibrado, !ue adem&s atenúa el desgaste de las pastillas lo repartemas uniformemente.Este sistema esta constituido por la pinza de frenos ">#, la cual esta acoplada al portapinza "7# en las guías ";# fijadaspor unos tornillos protegidas de la suciedad por los guardapolvos "=#. El portapinza, a su vez, va fijado alportamangueta por medio de otros tornillos.

uando la presión del li!uido enviado por la bomba de frenos produce el desplazamiento del pistón "A# en el interiorde la pinza ";#, la pastilla de freno "


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Sistema de reglaje

*na vez cesa el esfuerzo de frenado, las placas de friccion "pastillas#, debido al efecto producido por el pe!ue'oalabeo en la rotación del disco, tienden a separarse de él el pistón retrocede una distancia tal !ue permite mantener un determinado juego entre el disco las pastillas.El reglaje o apro+imación de las pastillas de freno al disco se realiza en este sistema de frenos de una formaautom&tica, empleando para ello mecanismos de acción simple situados en el interior del cilindro. Entre los sistemasprincipales de regulación empleados en la actualidad destacan los siguientes)

• 1egulación con junta de hermetismo.

• 1egulación mediante perno manguito roscado.

Regulación con junta de hermetismo

El sistema consiste en colocar un anillo obturador el&stico "># a base de un retén en una garganta "7# situada en elinterior del cilindro "figura inferior#.uando se ejerce la acción de frenado, la presión del lí!uido !ue entra por el conducto ";# actúa sobre la cara frontaldel anillo obturador "># del pistón "#, !ue habia sido deformada, vuelve por elasticidad a su posición de reposo, empujando al pistón "


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En los sistemas de disco, vistos hasta ahora, las pastillas de freno se montan sobre las pinzas de freno de formasimétrica sobre el disco de frenoC sin embargo, actualmente se tiende a montar las pastillas de forma asimétrica,como se muestra en la figura inferior. 9mbas pastillas est&n decaladas sobre el disco siguiendo el giro de éste. Laventaja fundamental de este montaje estriba en !ue con ella disminuen la vibraciones !ue pueden producirse en lafrenada, debidas a los posibles alabeos del disco.

En los vehículos de altas prestaciones se suelen utilizar frenos de disco de < pistones con mordaza fija. Estospistones pueden empujar una sola pastilla por cada lado del disco de freno, o también se puede dividir la pastilla en



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dos partes por lo !ue cada pistón empuja una pastilla. on esto se consigue una cierta distancia entre pastillas,creandose asi un espacio !ue mejora la evacuacion del calor generado en la frenada. Para una misma superficie derozamiento comparativamente con las pastillas convencionales, este sistema presenta la ventaja principal de !ue lastemperaturas de funcionamiento son menores, al tiempo !ue disminuen también los ruidos vibraciones producidosen la acción de frenado. Por otra parte, puede aumentarse la superficiede fricción , con ello, la eficacia de frenado.

Disco de frenoEl material para fabricar los discos de freno es la fundición gris nodular de grafito laminar, a !ue garantiza unaestabilidad de las prestaciones durante el periodo de vida de los discos. El disco puede ser macizo o con huecos"autoventilado#, por donde circula el aire en forma de ventilador centrífugo

Los discos de freno pueden ser)

• l&sicos "macizos#

• 5entilados

• $aladrados o perforados

• Estriados

• cer&micos

Discos clsicos o macizosEstos discos poseen una superficie de fricción sólida lisa, no poseen ningún tipo de ventilación son mupropensos a acumular calor, suciedad tienden a cristalizar las pastillas. $ienen la ventaja de ser económicos defabricar como desventaja es !ue tienden a recalentarse impidiendo una frenada efectiva a cristalizar las pastillas.(e doblan bajo el estrés continuo.

Discos !entiladosLos discos ventilados son como si se juntasen dos discos, pero dejando una separación entre ellos, de modo !uecircule aire a traves de ellos, del centro hacia afuera, debido a la fuerza centripeta. on ello se consigue un maorflujo de aire sobre los discos por lo tanto mas evacuación de calor.



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Discos perforados

Los discos perforados aumentan la superficie del disco con las perforaciones ademas llevanaire fresco a la pastilla del freno. *na perforación es como un pe!ue'o tunel, las paredes deltunel seria el aumento de superficie capaz de disipar calor, ademas de cuando la perforaciónllega a la zona de las pastillas, llega con aire fresco !ue las refresca evitando el calentamiento ene+ceso.

Dormalmente se usan discos ventilados en vehiculos de serie de media potencia. Para altas potencias se utilizan losperforados.

Discos estriadosEstos discos se podrian clasificar dentro de los :perforados: a !ue la finalidad del estriado o raado es mejorar larefrigeración de los mismos. El estriado tiene la funcion principal de remover el aire caliente de limpiar la pastilla de

polvo crear una superficie idonea para el frenado, con la unica desventaja !ue desgasta mas rapido la pastilla enpro de una mejor mas efectiva frenada.

Discos ceramicosLos discos de frenos arboeramicos, tienen sus orígenes en la industria de la aviación, mas tarde a principio de ladécada de los @F se utilizaron en las competiciones de %>, actualmente algunos automóviles mu e+clusivos dealtas prestaciones también los utilizan como el Porche B>> $urbo.Est&n hechos de compuesto de arbono en una base er&mica para darle la resistencia tan alta a las temperaturas!ue estos operan..Los discos son de color negro "por el carbono# cer&mica como compuesto base, por esoa medida !ue se desgastan se desprende un polvo negro. Las pastillas !ue usan estosdiscos son también de carboceramica o de carbono.La principal ventaja de estos frenos es su bajísimo peso, su altísimo poder de frenado por

la alta fricción su gran poder estructural !ue evita roturas grietas fallas a altísimastemperaturas. Pueden detener un vehículo de ;7F GmsHh a F en menos de ;F metros(u desventaja es su alto precio.

"astillas de frenoPara cumplir con la normativa vigente de la fabricación de vehículos, la composición de las pastillas cambiadependiendo de cada fabricante. 9pro+imadamente 7=F materiales diferentes son utilizados, pastillas de calidadutilizan entre >? a >@ componentes.

Ejemplo de composición)

• 7FI aglomerantes) 1esina fenólica, caucho

• >FI metales) Lana de acero, virutas de cobre, virutas de zinc, virutas de latón, polvo de aluminio

• >FI fibras) %ibras de carbón, fibras org&nicas, lana mineral, fibras !uímicas

• 7=I material de relleno) J+ido de aluminio, ó+ido de hierro, sulfato sódico

• ;=I deslizantes) 6rafito, sulfuro de cobre, sulfuro de antimonio



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