UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Christian Escandón V. Ingeniería Automotriz 7D Hidráulica y Neumática Ing. Luis Hidalgo A. 12 de abril de 2012 Informe de Exposición No. 2
FRENOS HIDRAULICOS
1. Definición 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 freno hidráulico es el que aprovecha la acción multiplicadora del esfuerzo ejercido sobre un fluido hidráulico incompresible. 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.
2. Clasificación Por la distribución de las cañerías de circuito de frenos hidráulicos se distinguen mediante letras: denominandose las distribuciones en: II, X, HI, LL y HH. La forma de las letras se asemeja aproximadamente a la disposición de las tuberias de freno entre el cilindro principal y los frenos de rueda. De estas cinco posibilidades de distribuir los circuito de freno, las que mas se utilizan son la II y la X, que requieren un empleo mínimo de tuberías rígidas, tubos flexibles, empalmes separables y juntas estaticas o dinámicas. Por eso el riesgo de un fallo a causa de fugas es tan bajo en cada uno de sus dos circuitos de freno como en un sistema de freno de un circuito. En caso de fallar un circuito de freno a consecuencia de sobrecarga térmica de un freno de rueda, son particularmente críticas las distribuciones HI, LL y HH, puesto que un fallo de ambos circuitos de freno en una rueda puede causar el fallo total del freno. Para cumplir las disposiciones legales relativas al efecto del freno auxiliar, los vehículos con carga predominantemente sobre la parte frontal se equipan con la distribución X. La distribución II es apropiada especialmente para turismos con carga sobre la parte trasera. Distribución "II" Distribución eje delantero/eje trasero: un circuito de freno (1) actúa en el eje delantero y el otro circuito (2) actúa en el eje trasero.
Distribución "X" Distribución diagonal: cada circuito de freno actúa en una rueda delantera y en la rueda trasera diagonalmente opuesta.
Distribución "HI" Distribución ejes delantero y trasero/eje delantero: un circuito de freno actúa en los ejes delanteros y trasero, el otro sólo en el eje delantero.
Distribución "LL" Distribución eje delantero y rueda trasera/eje delantero y rueda trasera. Cada circuito de freno actúa en el eje delantero y en una rueda trasera.
Distribución "HH" Distribución ejes delantero y trasero/ejes delantero y trasero. Cada circuito de freno actúa en el eje delantero y en el eje trasero.
Clasificación por el modo de funcionar del sistema de freno Si un sistema de freno se acciona por completo o parcialmente por la fuerza muscular del conductor o absolutamente sin ésta, podemos distinguir entre tres modalidades:
Sistema de freno por fuerza muscular Sistema de freno por fuerza auxiliar Sistema de freno por fuerza ajena
Sistema de freno por fuerza muscular En este sistema de freno utilizado en turismos y motocicletas, la fuerza muscular aplicada al pedal de freno o a la palanca de freno de mano se transmite mecánicamente (por varillaje o cable de accionamiento) o de modo hidráulico a los frenos de rueda. La energía para generar la fuerza de frenado procede exclusivamente de la fuerza física del conductor
Sistema de freno por fuerza auxiliar Este sistema es el mas utilizado actualmente en automóviles y vehículos industriales ligeros. Se incrementa la fuerza muscular del conductor mediante la fuerza auxiliar de un servofreno. La fuerza muscular amplificada se transmite hidráulicamente a los frenos de rueda.
Sistema de freno por fuerza ajena El sistema de freno por fuerza ajena utilizado generalmente en vehículos industriales se emplea aisladamente en turismos grandes con ABS integrado. El freno de servicio de este sistema es accionado exclusivamente por fuerza ajena. El sistema trabaja con energía hidráulica (se basa en la presión de un liquido) y con transmisión hidráulica. El liquido de freno se almacena en acumuladores de energía (acumuladores hidráulicos). Una bomba hidráulica genera la presión hidráulica, que en el acumulador de energía se encuentra continuamente en equilibrio con la presión del gas. Un regulador de presión conmuta la bomba hidráulica a marcha en vacío tan pronto como se alcanza la presión máxima.
3. Funcionamiento Los frenos hidráulicos utilizan la presión de un líquido (presión hidráulica) para forzar las zapatas de freno hacia fuera, contra las tamboras. Presenta esquemáticamente un sistema típico de frenos hidráulicos. El sistema consta esencialmente de dos componentes: el pedal del freno con un cilindro maestro y el mecanismo de freno de ruedas, junto con los tubos o conductos correspondientes y las piezas de sujeción. Al funcionar, el movimiento del pedal del freno fuerza a un pistón para que se mueva en el cilindro maestro. Esto aplica presión a un líquido delante del pistón. Obligándolo a pasa bajo presión a través de los conductos de freno hacia los cilindros de ruedas. Cada cilindro de rueda tiene dos pistones, como se aprecia. Cada pistón está acoplado a una de las zapatas de freno mediante un pasador accionador. Por tanto, cuando el líquido es forzado al interior de los cilindros de ruedas, los pistones resultan empujados hacia fuera. Este movimiento fuerza las zapatas también hacia fuera, poniéndolas en contacto con la tambora.
4. Dispositivos de seguridad
El sistema de frenos hidráulicos de un vehículo actual cuenta con algnos elementos de seguridad cuya misión principal es evitar fallas en el proceso de frenado con el fín de evitar accidentes. Entre los dispositivos de seguridad del sistema de frenos pordemos citar algunos.
Sensor de presión de frenado
Equipado en los vehículos con sistema de frenos ABS (sistema de frenos con antibloqueo), este sensor mide la fuerza con la que el conductor pisa el pedal de freno y en caso de esta fuerza no es la suficiente, el sensor envía una señal de voltaje hacia la unidad de control electrónico, esta a su vez ordena envíar más presión de fluido a la unidad hidráulica para compensar la falta de presión.
Sensor de presión de pastillas de freno
Este sensor mide la distancia que existe entre el disco de freno y los remaches que sujetan las pastillas de freno, esta distancia no debe ser menor de 3 mm, cado contrario el sensor envía una señal a la unidad de contral electrónico del automóvil y esta a su vez lo indica con una luz ene l tablero de instrumentos.
Sensor de nivel de fluido hidráulico
Este sensor es un flotador que va montado en el depósito de líquido de frenos, mide el nivel de fluido que existe en dicho depósito. En caso de tener un nivel bajo de fluido este se indica mediante una luz en el tablero de instrumentos.
5. Mantenimiento El mantenimiento o servicio de los equipos y máquinas en general es muy importante ya que nos ayuda a mantener en buen estado los mismos, a la vez que alarga su vida útil y evita accidentes.
Limpieza del circuito de frenos
El mantenimiento básico que debe tenerse en cuenta cada cierto kilometraje, en el sistema de frenos hidráulicos es la purga del sistema de frenos, que consiste en retirar todo el líquido de frenos para limpiar el circuito de burbujas de aire o de agua y de ser necesario se debe cambiar el fluido mismo. Para limpiar un sistema de frenos o sus componentes nunca usar ningún producto basado en mineral o petróleo, tal como la gasolina, kerosén etc. Estos productos no son compatibles y si son usados puede provocar una falla del sistema de frenos y sus componentes, y por consiguiente lesión a los pasajeros y/ o daño al vehículo.
Purga del sistema de frenos
Cambio de pastillas y zapatas
Se lo efectúa cada 10.000 km ya que las pastillas y zapatas al ser elementos de fricción sufren execesivo desgaste.
6. Marcas y representantes locales
URL: http://www.servifreno.com/ SERVIFRENO en Quito Matriz: Panamericana Norte N67-103 y Ciruelos Teléfonos: 2472763 / 2807711 / 2808179 Fax: (593-2) 2808095 Sucursal Centro: Av 10 de Agosto 1907 y Carrión Teléfonos: 2224863 / 2544725 / 2227451 / 2506322 Fax:(593-2) 2509943 Sucursal Sur: Av. Maldonado S10 - 77 y Alamor (Sector Villaflora) Teléfonos: 2652982 / 2649001 / 3112754 / 3112731 Fax:(593-2) 2664000 SERVICIO DE FRENOS Diagnóstico, mantenimiento y reparación del sistema completo de frenos de su vehículo. Cambio de materiales de fricción (pastillas y zapatas), rectificación y cambio de discos y tambores, cambio automatizado del líquido de frenos, revisión y reparación de los componentes hidráulicos (bombas y cilindros).
MARCAS
RAPI-FRENOS ECUADOR Dirección: Av. Eloy Alfaro 187 y Las Casas Teléfonos: 2542-049/ Fax: 2523-781 e-mail:
[email protected] URL: http://www.rapi-frenos.com.ec/locales.html Servicios ● REMACHADA Y EMPACADA DE ZAPATAS Y PASTILLAS.- En las mejores calidades y cumpliendo las exigentes normas del mercado. ● PULIDA DE DISCOS Y TAMBORES.- Para todo tipo de autos con tornos especiales. ● Reparación de Servo Frenos Hidrobooster ● Reparación y adaptación de bombas de frenos.
7. Costos aproximados Pastillas de freno
Ferodo
Brembo
Autos medianos
42$
45$
Zapatas
Ferodo
Brembo
Sub- camionetas
60$ Toyota Hilux
48$ Luv-Dimax
CONJUNTO DE BOMBA Y 180$ SERVO FRENO (BOSCH) AUTOS MEDIANOS
8. Conclusiones En un vehiculo liviano, el sistema de frenos representa el componente mas importante a nivel de seguridad. La comprensión de su funcionamiento facilita las tareas de mantenimiento a dicho sistema y podría facilitarnos la actuación en caso de fallas. Los aspectos más relevantes descubiertos durante la investigación se describen a continuación: Al accionar el pedal de freno, un reforzador aumenta la fuerza ejercida y transmite una presión mayor a los cilindros de las ruedas, en algunos casos el reforzador funciona con la cámara de combustión del motor, si el motor se detiene, el reforzador también pero el sistema de frenos no lo hace, así que basta con aplicar mayor fuerza sobre el pedal para que ejecute la acción de frenar. Cualquier sonido al frenar obliga a hacer mantenimiento ya que las pastillas cuentan con sensores que emiten sonido cuando están cerca del desgaste.
