Los Frenos

Automoción. Elemento frenante. Condiciones. Freno: mecánico, eléctrico, hidraúlico y de aire comprimido. Remolques. Disco. Eficacia

  • Enviado por: Javier García
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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FRENOS

- La función de los frenos es la de detener el giro de las ruedas y con ello el movimiento del vehiculo.

Los elementos principales clásicos que constituyen el sistema de frenado son: el elemento frenante y su mando.

ELEMENTO FRENANTE

- El elemento frenante esta constituido por una parte fija solidaria al bastidor y por otra solidaria a las ruedas.

La parte fija es un disco o plato sobre el que montan unas zapatas semicirculares, forradas exteriormente por un material rugoso o resistente (amianto prensado) (ferodo), a los efectos de que sé <<agarren>> firmemente al tambor y no se deslicen sobre él.

Las zapatas van articuladas en uno de sus extremos por un eje fijo al plato. Los otros extremos van libres, pudiendo separarse girando sobre su eje al que van articuladas, manteniéndose juntas por un resorte aplicado en sus superficies interiores.

La parte móvil del elemento frenante es un tambor abierto por una de sus caras, y fijo al disco de la rueda por la otra.

En el centro del tambor se encuentra el cubo de la rueda en cuyo interior esta el buje. El tambor tapa la parte fija del elemento frenante de forma que su superficie cilíndrica y la de las zapatas queden concéntricas y muy aproximadas, pero sin llegar a tocarse.

Cuando el frenado se efectúa expansionando (abriendo) las zapatas del freno, que así oprimen al tambor, recibe el nombre de frenado por expansión.

El tipo de freno mas corriente (mas usado) es el freno de expansión, siendo su fundamento el que unas zapatas semicirculares se abren o cierran oprimiendo o no el tambor y, por tanto, produciéndose o no el frenado del vehiculo.

El mando del elemento frenante puede ser: mecánico, hidráulico o por aire comprimido.

CONDICIONES DE LOS FRENOS

- Las condiciones que deben reunir los frenos, cualquiera que sea el sistema son:

- No deben llegar a bloquear las ruedas para evitar el deslizamiento. Los frenos paran las ruedas, pero quien detiene él vehiculo son los neumáticos

- Deben ser de acción progresiva en concordancia con el recorrido del pedal del freno. Una frenada brusca puede ser causa de derrape con perdía del control de la dirección.

- La intensidad de la frenada ha de ser igual en las ruedas del mismo eje, de lo contrario la dirección tirara hacia la de mas frenada. Dado que al frenar, por inercia, el peso del vehiculo se carga sobre las ruedas delanteras, su intensidad de frenada será algo mayor que en las rueda traseras.

- Las zapatas no deben rozar en el tambor si no se acciona el pedal del freno.

Los sistemas de frenado existentes son: mecánico (poco empleado), hidráulico, de aire comprimido y eléctricos.

FRENO MECANICO

- El frenado que produce la separación de las zapatas por medios mecánicos, o sea, cuyo movimiento es <<mandado>> a la leva por el pedal del frenado, por un cable o similar, se llama frenado mecánico.

La acción mecánica de separación de las zapatas se consigue son una leva colocada entre los dos extremos libres de las mismas, sobre la que se apoyan.

Al hacer girar la leva, desde el pedal del freno, las zapatas se separan (abren) a la vez que se aprietan contra el tambor, progresivamente, cuando la leva se encuentra en posición horizontal, que es cuando se consigue el máximo efecto de la frenada.

La leva abre las zapatas y las aplica contra las paredes interiores del tambor por medio de una varilla.

FRENO HIDRAULICO

- Se trata del sistema de frenado utilizado prácticamente en todos los automóviles.

El freno hidráulico esta constituido por un cuerpo de bomba principal que lleva el pistón unido al pedal de freno. Su cilindro de mando esta sumergido en un liquido especial (a base de aceite o de alcohol y aceite o de glicerina), que contiene un deposito al efecto. Del cilindro sale una tubería que se ramifica a cada una de las ruedas.

En los platos del freno de cada rueda hay unos cuerpos de bomba de embolo doble, unidos a cada uno de los extremos libres de las zapatas.

Las partes más importantes son pues: deposito de liquido, bomba de émbolos y cilindro de mando.

Su funcionamiento consiste en que al accionar el pedal del freno, él embolo de la bomba principal comprime él liquido y la presión ejercida se transmite al existente en las conducciones y por él, a los cilindros de los frenos separando sus émbolos que, al ir unidos a las zapatas, producen su separación ejerciéndose fuerza sobre el tambor del freno.

Al dejar de pisar el pedal del freno cesa la presión del liquido y zapatas, recuperándose la situación inicial.

Las principales características de este sistema es la uniformidad de presión o fuerza que se ejerce en todas las ruedas, incluso con posibles deficiencias por desgaste de alguna zapata, pues su embolo tendrá mas recorrido haciendo que el contacto zapata-tambor sea el mismo en ambas zapatas.

El sistema de frenos hidráulicos tiene la ventaja de que su acción sobre las cuatro ruedas es perfectamente equilibrada, pero también tiene la desventaja de que si pierde liquido frena mal o nada.

Si se observa debilidad en el freno hidráulico, puede suceder que la causa sea generalmente por la presencia de aire en las canalizaciones por donde tiene que pasar él liquido de frenos.

La acción de extraer el aire de las canalizaciones recibe el nombre de purgado de frenos.

Si a pesar de todo se nota debilidad o desigualdad en la acción de los frenos, hay que purgar (sangrar) las canalizaciones por separado en cada uno de los frenos, hasta que él liquido salga sin burbujas, debiendo tener en cuenta que el juego entre el pedal de los frenos y el piso del vehiculo no sea alterado.

FRENOS DE AIRE COMPRIMIDO

Para los grandes vehículos el mando hidráulico o mecánico de los frenos requiere gran fuerza de aplicación, inconveniente que se resuelve con la utilización del aire comprimido aplicado al mando del sistema de frenado.

Su constitución es un compresor movido por el motor del vehículo que aspira el aire, lo comprime y lo envía a uno o dos depósitos (o calderines) donde queda almacenado a presión. Una válvula reguladora ( distribuidora) de presión, permite la salida de aire al exterior cuando la presión sobrepase los cinco kilogramos.

Los depósitos van unidos, por una tubería, a una válvula de corredera movida por el pedal, de cuya válvula parten unas canalizaciones a los cilindros de freno y un pistón unido a la leva que separa las zapatas. Un primer manómetro (antes de la válvula) indica la presión del aire en los depósitos y otro después, da la presión de trabajo en las tuberías y cilindros de freno.

Su funcionamiento consiste en que al pisar el pedal se desplaza la corredera de la válvula, poniendo en comunicación las canalizaciones del depósito con las de los cilindros, dejando pasar el aire a presión haciendo girar las levas separadoras de las zapatas, produciéndose la frenada. Al cesar la acción sobre el pedal se hace salir el aire comprimido al exterior recuperándose la posición inicial. Este sistema se caracteriza por el poco esfuerzo que se requiere para su accionamiento ( es como un servo-freno) y de fácil aplicación en los remolques.

FRENO ELECTRICO

Es, a igual que el freno motor, un freno continuo o retardador, que sólo funciona con el motor en marcha, no siendo utilizables como frenos de fricción, es decir, no es un freno de parada, aunque pueda llegar a hacerlo.

Se intercala en la transmisión, sujeto al chasis, empleando en vehículos pesados como tercer freno auxiliar, teniendo por misión mantener las revoluciones en la transmisión a un régimen determinado.

Funciona por corriente eléctrica suministrada por la batería, siendo más eficaz a mayor número de revoluciones de la transmisión. No existe roce entre roce entre sus elementos de frenado, ya que este efecto se produce por la reacción de las corrientes inducidas sobre el elemento móvil de un campo magnético inductor.

SERVO-FRENOS

Para que el esfuerzo aplicado sobre el pedal del freno tenga que ser considerable, sobre todo en grandes vehículos ( gran tonelaje) se usan los servo-frenos ( multiplicadores de fuerza) los cuales pueden ser: hidráulicos, de aire comprimido, eléctricos y de vacío.

- HIDRÁULICOS: Consiste en el envío de un líquido a presión por una bomba accionada por la transmisión del vehículo. Una válvula que se abre al presionar el pedal del freno deja paso al líquido adicional a las conducciones correspondientes.

- AIRE COMPRIMIDO: Se trata de una combinación del freno hidráulico y de aire comprimido. AL pisar el pedal del freno se abre una válvula que deja paso libre al aire comprimido a la parte anterior de la bomba, presionando sobre el émbolo ayudando la acción del conductor sobre e pedal del freno.

- ELÉCTRICO: Al pisar el pedal del freno se establece un circuito eléctrico permitiendo el paso de una corriente que activa unos electroimanes situados en los tambores del freno de cada rueda. El electroimán atrae a una leva que ayuda la acción del conductor sobre el pedal del freno. Más usado es el “ ralentizador “ eléctrico para grandes camiones. Para largas pendientes alivia el esfuerzo del motor, que puede ir en punto muerto, y el de los frenos.

- DE VACÍO: El servo-freno por vacío es similar al de aire comprimido, con la diferencia que lo que hace mover las zapatas, no es una presión ( aire comprimido), sino una depresión ( vacío). En el servo-freno de vacío existen tres cilindros con sus émbolos, cuyo principal envía el líquido a presión a los cilindros de los frenos. Otro secundario acciona una válvula que cierra o abre la comunicación con el aire exterior. En el tercer cilindro ( de mayor diámetro) actúa, sobre su pistón, el vacío de la admisión o la presión atmosférica.

Al pisar el pedal del freno se manda líquido a presión ( como sino existiera el servo). Una parte del líquido va al cilindro secundario accionando una válvula que deja pasar al aire exterior ( presión atmosférica), a una de las caras del émbolo del tercer cilindro a la vez que da paso al vacío de la admisión a su otra cara, produciéndose una diferencia de presión en ambas caras que obliga al émbolo a desplazarse, empujando al émbolo del cilindro principal ayudando con ello la acción del conductor.

Al cesar la acción sobre el pedal del freno se cierra la válvula de comunicación con el aire exterior y desaparece la presión atmosférica sobre el émbolo del tercer cilindro, restableciéndose el equilibrio.

FRENOS EN LOS REMOLQUES

El freno del remolque, si es accionado por el conductor, debe actuar antes que el del vehículo tractor y dejar de hacerlo momentos después. El freno del remolque puede ser de dos tipos: auto frenado y de aire comprimido.

- AUTOFRENADO: El sistema de autofrenado en los remolques ( usado en remolques pequeños) son independientes el freno del vehículo tractor y del remolque. En la acción del freno del remolque no interviene el conductor sino la barra de tracción del remolque. Si se frena el vehículo tractor al circular, el remolque tiende a conservar la misma velocidad aproximándose al tractor, momento en que la barra de tracción actúa. Sobre el sistema de frenado del remolque, cuando el tractor vuelve a tirar de él, la barra de tracción deja de actuar sobre la acción del freno quedando libres las ruedas.

- DE AIRE COMPRIMIDO: Este sistema de frenado se emplea en remolques grandes tirados por vehículos tractores que utilizan este mismo sistema de frenado. De los depósitos de aire comprimido del vehículo tractor se deriva una conducción con válvula a otro depósito del remolque donde se almacena el aire a presión y se distribuye a los cilindros de los frenos de sus ruedas, al accionar el pedal

del freno del tractor.

FRENOS DE DISCO

En este sistema de frenado, el elemento de mando es igual al del sistema hidráulico. Lo que varía es el elemento frenante, constituido por un disco solidario a la rueda del vehículo y unas zapatas ( en forma de pastilla) que abrazan en forma de mordaza al disco de la rueda. Cada zapata contiene cilindros de empuje independientes, desplazándose sus émbolos por la presión del líquido que reciben a través de una bomba, momento en que actúan sobre las zapatas comprimiéndolas contra el disco produciéndose la frenada de las ruedas. El conjunto de la mordaza o pinza de freno va fijado al brazo porta manguetas. Sus principales características son:

- Se calientan menos que los de tambor, puesto que el disco va montado al aire estando mejor refrigerado.

- Se consigue una frenada más potente.

- Carece de resortes separadores de las zapatas y aunque se rocen un poco no es perjudicial.

- A manera que se calienta el disco mejora la frenada ( cuando se pisa el pedal durante mucho rato.

MANTENIMIENTO

Como el freno de disco tiene un ajuste automático no puede reconocerse el desgaste de las guarniciones por el mayor recorrido del pedal, sino por el descenso del nivel del líquido de frenos. En cada inspección es necesario revisar el nivel del líquido. Las guarniciones hay que renovarlas cuando su espesor sea menor de dos milímetros o se hayan desgastado irregularmente, debiendo realizarse siempre en ambas monturas del eje, para evitar comportamiento irregulares en el frenado. Hay que proceder a la evacuación del aire cuando las circunstancias lo exijan.

FRENO DE MANO

La misión del freno de mano es la de que un vehiculo estacionado no se ponga en movimiento por si solo, recibiendo el nombre de freno de estacionamiento, aun cuando se puede utilizar como freno de emergencia si es necesario durante la marcha del vehiculo.

Su constitución es una palanca de mando al alcance del conductor, que puede fijarse sobre un sector dentado por medio de un trinquete. La palanca va unida por unos cables a la leva de freno.

Si el sistema de frenado del vehiculo es hidráulico, una leva adicional separa las zapatas al accionar el freno de estacionamiento (de mano).

Al tirar de la palanca gira la leva que separa las zapatas y las comprime contra el tambor. Al quedar fija la palanca en el sector dentado, la leva permanece girada y las zapatas siguen actuando contra el tambor manteniéndose la frenada.

Al soltar la palanca las zapatas se separan del tambor desapareciendo la acción de la frenada.

La acción del freno de mano puede ejercerse sobre la transmisión, pero como resulta ser muy potente, al utilizarse sobre la marcha, perjudica mucho a las juntas universales, palieres y engranajes, de ahí que no este en uso.

El freno de mano puede estar situado en el otro extremo de la transmisión o a la salida de la caja de cambios, actuando generalmente sobre las ruedas traseras del vehiculo.

EFICACIA DE LOS FRENOS

La máxima eficacia de los frenos se considera que es del cien por cien cuando la fuerza de frenado es igual al peso del vehiculo. No obstante, los frenos pueden considerarse como buenos con una eficacia del 80 por ciento e incluso son aceptables con un 40 por ciento. Menos ya son malos.

La distancia de parada en condiciones optimas (buenas cubiertas sobre piso de hormigón o asfalto rugoso o secos) es: (distancia de parada. V= velocidad).

La fuerza necesaria para contener él vehiculo es directamente proporcional al peso (a doble peso doble fuerza), pero en cuanto a la velocidad lo es a su cuadrado: a doble velocidad, cuadruple fuerza; a triple, nueve veces más.

La mejor acción de frenado se tiene cuando las ruedas se encuentran todavía en línea recta. En el caso de ruedas bloqueadas existe peligro de derrape y pueden fallar por fading o desvanecimiento de su fuerza de roce, si se frena insistentemente.

AVERIAS

Si los frenos actúan débilmente, puede ser:

  • Aire en las canalizaciones (en los hidráulicos), (purgado).

  • Forros en mal estado (cambiarlos), (hay que sacar el tambor).

  • Forros mojados por agua (al secarse vuelven a frenar).

  • Falta de liquido (en los hidráulicos) , (rellenar).

  • Frenos engrasados (tambores o forros) , (limpiar).

Si los frenos se calientan sin que se frene, puede ser:

  • No hay holgura entre zapatas y tambor.

  • Mal reglaje del freno de mano (calentamiento ruedas traseras).

  • Él liquido no regresa (en los hidráulicos).

Si el frenado es a saltos, trepidante, puede deberse:

  • Mal ajuste.

  • Tambores abollados, rotos o deformados.

  • Cuerpo extraño entre zapatas y tambores, incluso aceite o agua.

  • Zapatas rotas o forros sueltos.

  • Palier torcido.

Si al frenar él vehiculo tiende a desviarse a un lado, debe repararse inmediatamente, y puede deberse a:

  • Tambor opuesto engrasado.

  • Reglaje desigual en ambos frenos.

  • Zapatas o tambor averiados en un freno.

  • Plato o soporte flojo.

  • Tubería obstruida o picada, fugas por un cilindro de freno (en los hidráulicos).

Si los frenos chirrían, puede ser:

  • Forros mojado, desgastados o flojos.

  • Zapatas descentradas, sueltas o torcidas.

  • Separadores de zapatas flojos.

En todos los controles hay que limpiar el tambor de freno de raspaduras, debiendo emplear alcohol para limpiar las partes del freno.

Él liquido de frenos que se haya vaciado no debe volver a emplear, y se debe cambiar anualmente por el apropiado.