SISTEMAS DE FRENOS PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

PRINCIPIO DE FUNCIONAMMIENTO DE LOS FRENOS TIPOS Y COMPONENTES

1. Unidad de aprendizaje: Diagnóstico de fallas en el sistema de frenos

2. Propósito de la unidad Emitir un diagnóstico de fallas del sistema de frenos con base en la consulta de la información técnica y el manual del fabricante, para establecer el tipo de reparación o mantenimiento a efectuar.

3. Resultado de aprendizaje: 1.1 Identifica el funcionamiento y características de los diferentes tipos de sistemas de frenos, de acuerdo al manual del fabricante.

4. Revisión técnica de los principios físicos del frenado

5. Un cuerpo permanecerá en un estado de reposo o de movimiento uniforme, a menos de que una fuerza externa actúe sobre él. 1ª LEY DE NEWTON

6. La presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido Principio de pascal

7. Ejemplo de principio de Pascal.

8. Propiedades de los fluidos Los líquidos son sistemas deformables constituido por un numero infinito de puntos materiales aislados, infinitesimales. Se trata de sistemas continuos donde no existen vacíos dentro de la masa

9. lsotropia : Se conocen como isótropos a las sustancias cuyas propiedades son idénticas en cualquier dirección. Movilidad: Carencia de forma propia. Aptitud para adoptar cualquier forma, la del recipiente que los contiene.

10. Viscosidad: Propiedad por la que el líquido ofrece resistencia a los esfuerzos tangenciales que tienden a deformarlo. Compresibilidad: Propiedad por la cual los líquidos disminuyen su volumen al estar sometidos a incrementos de presión positivos. En los líquidos esta disminución es muy pequeña, es decir, son poco compresibles.

11. Propiedad de los fluidos. Las propiedades de un fluido son las que definen el comportamiento y características del mismo tanto en reposo como en movimiento. 1.1 Densidad 1.2 Viscosidad 1.3 Fluidez 1.4 Gravedad específica 1.5 Tensión superficial 1.6 Peso específico 1.7 Volumen 1.8 Compresibilidad

12. Coeficiente de fricción: La fricción es la fuerza que se opone al movimiento entre dos objetos que están en contacto. La cantidad de fricción entre dos superficies se llama coeficiente de fricción.

13. Se representa con la letra griega (µ). µ= 0 (nada de fricción entre las superficies) µ= 1 (fricción máxima entre las superficies) Coeficiente de fricción

14. Ejemplos de coeficiente de rozamiento entre carretera y neumático (neumático en buen estado y ruedas girando) f = 0,9 Alquitrán seco y gravilla empotrada. f = 0,8 Asfalto rugoso seco. f = 0,6 Macadán seco y adoquinado seco. f = 0,5 Asfalto rugoso húmedo. f = 0,4 Macadán húmedo. f = 0,3 Adoquinado húmedo. f = 0,1 Hielo

15. Fuerzas que actúan en el frenado. Sentido del movimiento El frenado tiende a forzar hacia abajo las ruedas delanteras Aquí se necesita mayor fuerza de frenado Aquí se requiere menos potencia de frenado El frenado tiende a levantar las ruedas traseras

16. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN EL FRENADO El  sistema de frenado  está sometido normalmente a una alta fricción que genera calor. Si se aumenta esta temperatura en una considerable cantidad de grados. Los discos de frenos pueden llegar a deformarse en casos extremos y el líquido de frenos dura menos debido a la evaporación.

17. Revisión técnica de los sistemas de frenos. Funcionamiento de los sistemas de frenos. El sistema de frenos está diseñado para que a través del funcionamiento de sus componentes se pueda detener el vehículo a voluntad del conductor. La base del funcionamiento del sistema principal de frenos es la transmisión de fuerza a través de un fluido que amplia la presión ejercida por el conductor, para conseguir detener el coche con el mínimo esfuerzo posible. Las características de construcción de los sistemas de frenado se han de diseñar para conseguir el mínimo de deceleración establecido en las normas.

18. Características y componentes de los tipos de frenos.

19. Frenos mecánicos. Es accionado por la aplicación de una fuerza que es transmitida mecánicamente, por palancas, cables u otros mecanismos a los diversos puntos del frenado. Se utiliza únicamente para pequeñas potencias de frenado y suele requerir frecuentes ajustes para igualar su acción sobre las ruedas.

20. Este sistema de freno, conocido también como freno de estacionamiento, actúa mecánicamente sobre las ruedas traseras del vehículo por medio de un sistema de varillas o cables accionados por una palanca situada en el interior de la carrocería al alcance del conductor. La palanca amplifica la presión de frenado y el cable compensa o equilibra las diferencias de movimiento de las varillas. Por otra parte pueden originarse presiones desiguales de frenado; para corregirlas se instalan dispositivos especiales equilibradores, los cuales actúan de forma automática, o bien por ajuste manual. Sistemas de frenos de emergencia.

21. FRENOS DE ESTACIONAMIENTO

22. En el año 1918, se aplicó fuerza hidráulica al sistema de frenos. Se empleó cilindros y tubos para trasmitir la presión de un liquido contra las zapatas de los frenos, a fin de empujar éstas contra los tambores. En 1921 apareció el primer auto de pasajeros equipado con frenos hidráulicos en las cuatro ruedas. Primeros sistemas hidráulicos.

23. Se trata de un sistema de frenos hidráulicos al cual se le ha dado una ayuda para aliviar el esfuerzo del conductor, logrando una fuerza mayor de aplicación. El servofreno hidráulico tiene como misión a producir el aumento de fuerza para el cilindro principal tándem. Se utiliza generalmente en automóviles provistos de un sistema hidráulico especifico que convina la dirección asistida y la regulación de nivel de la suspensión. Frenos hidráulicos asistidos

24. El servofreno funciona por medio del vacío generado en el colector de admisión del propio motor del vehículo. En los motores gasolina este vacío es suficiente para el funcionamiento del servofreno, pero en los motores Diésel, la depresión que se origina en el colector de admisión no es suficiente y se necesita de una bomba de vacío auxiliar. “ Mastervac ” : se instala entre el pedal de freno y la bomba ( se tiene que colocar teniendo en cuenta la situación del pedal de freno). “ Hidrovac ” : se instala entre la bomba de frenos y los cilindros receptores ( se puede instalar en cualquier sitio (alrededor del motor).

25. Frenos hidráulicos asistidos

26. Este tipo de freno esta constituido por un tambor, que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamadas zapatas, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas. Frenos con tambor.

27. Freno de tambor

28. El freno de disco es un sistema de frenado normalmente para ruedas de vehículos, en el cual una parte móvil (el disco) solidario con la rueda que gira es sometido al rozamiento de unas superficies de alto coeficiente de fricción (las pastillas) que ejercen sobre ellos una fuerza suficiente como para transformar toda o parte de la energía cinética del vehículo en movimiento, en calor, hasta detenerlo o reducir su velocidad, según sea el caso Frenos con disco.

29. Frenos de disco

30. Muchos vehículos utilizan una válvula de compensación, que modifica la cantidad de presión que se puede enviar a los frenos traseros, de acuerdo con la altura de la suspensión trasera. Sistemas compensados por carga.

31. Sistemas compensados por carga

32. Para solucionar el inconveniente de las fugas de liquido en el circuito de frenos que puedan inutilizar el sistema de frenos, se idearon los circuito de freno independientes, consistentes generalmente en dos circuitos hidráulicos independientes, que accionan por separado los frenos delanteros y los traseros. Si hay una fuga en uno de los circuitos el otro sigue funcionando. También se pueden disponer los circuitos de frenos en forma de "X" (rueda delantera izquierda con rueda trasera derecha y el otro circuito con las otras dos). Sistemas dobles de seguridad

33. Sistemas dobles de seguridad.

34. Los sistemas neumáticos de frenos utilizan para el accionamiento el aire a presión, permitiendo obtener grandes fuerzas de frenado. El aire comprimido es generado por un compresor, que es movido por una correa que transmite el movimiento desde el cigüeñal. Se emplea en camiones y autobuses de grandes capacidades de carga, que para su frenado, deben estar dotados del sistema que puedan desarrollar frenadas potentes. Frenos neumáticos

35. Frenos neumáticos .

36. La misión del sistema antibloqueo es la de permitir utilizar la máxima potencia de frenada en condiciones de adherencia muy críticas, regulando automáticamente la fuerza de frenado con un grado de deslizamiento admisible entre el neumático y el pavimento, dando preferencia a la estabilidad y maniobrabilidad direccional respecto a la distancia de frenada. Evitan los bloqueos de las ruedas, incluso en pistas heladas, acorta la distancia de frenado, elimina el desgaste irregular del neumático. Frenos ABS.

37. Frenos ABS

38. Revisión técnica de los componentes y funcionamiento del sistema de frenos.

39. Pedal de freno: Pieza metálica que transmite la fuerza ejercida por el conductor al sist. hidráulico. Con el pedal conseguimos hacer menos esfuerzo a la hora de transmitir dicha fuerza. El pedal de freno forma parte del conjunto “ pedalera ”, donde se sitúan 2 o 3 palancas de accionamiento individual que nos permiten manejar los principales sistemas del vehículo. Mecanismo de pedal de freno

40. estructura Interruptor de freno Perno de sujeción Pared de fuego Pedal de freno

41. El cilindro maestro transforma un trabajo mecánico en presión hidráulica. Es el corazón del sistema Hidráulico de Frenos porque surte de presión hidráulica a todo el sistema. Cilindro maestro.

42. El booster reduce el esfuerzo que se requiere para aplicar el freno del vehículo. Los reforzadores de vacío (booster) operan con el vacío que se genera en el múltiple de admisión del motor. Los reforzadores hidráulicos operan con presión de fluido generado por la bomba de la dirección hidráulica Booster

43. El freno de mano o freno de estacionamiento es un sistema que inmoviliza el vehículo cuando esta parado, ya sea manual o automáticamente. También esta disponible para parar el vehículo en caso de fallo del freno de servicio (función de emergencia). En la inmensa mayoría de los vehículos ligeros se acciona con la mano y mediante un cable acciona las ruedas traseras. Sin embargo, en vehículos pesados o por tradición se acciona mediante el pie. Componentes de frenos de mano.

44. Componentes de frenos de mano

45. Los discos del sistema de frenos generalmente se localizan en la parte delantera del automóvil pues es aquí donde se requiere mejor eficiencia en el frenado porque tienen la ventaja de disipar energía calorífica con mayor rapidez, aunque se incorporan también en las ruedas traseras mejorando la respuesta de frenado. Discos

46. Discos.

47. Los frenos de tambor fueron el primer tipo de frenos que se usaron en vehículos de motor. Aun en la actualidad, a mas de 100 años de su aparición, se usan todavía frenos de tambor en la parte trasera de casi todos los vehículos. Tambores.

48. Tambores.

49. La mordaza es el soporte de las pastillas y los pistones de freno. Los pistones están generalmente hechos de Hierro dulce y luego son recubiertos por un cromado. Hay dos tipos de mordazas: flotantes o fijas. Calipers o mordazas.

50. Calipers o mordazas

51. Calipers o mordazas

52. Componentes del Caliper.

53. Purgadores.

54. Se utilizan en los sistemas de frenos de disco el material con que se fabrican contienen una mezcla de ingredientes. Los tipos de material de las pastillas son: Semimetálicas. Asbesto. Fibras de carbono. Cerámica. Pastillas de frenos.

55. Pastillas de freno.

56. Al igual que las zapatas se fabrican en diferentes tipos de materiales, entre los mas usados, se encuentran el asbesto, semimetálicas y otros materiales. Estas zapatas se utilizan solo en los frenos de tambor. Zapatas.

57. Zapatas.

58. Muchas pastillas de freno utilizan diferentes sistemas para indicar el desgaste de las pastillas de frenos. Los tipos de sensores que utilizan son: Eléctrico o luminosos. Auditivos. Visuales Sensores de desgaste de pastillas.

59. Indicadores de desgaste.

60. Rígida.- se utiliza tubería rígida blindada que se usa para evitar daños por piedras u otros escombros. Flexible.- se usan mangueras flexibles de frenos en cada rueda delantera, para dar margen al movimiento de la dirección y la suspensión y en la parte trasera para dar margen al desplazamiento de la suspensión trasera. Líneas de conducción del fluido.

61. Líneas de conducción del fluido.

62. Definición del estado de servicio de los componentes y su funcionamiento.

63. Dimensionales. Se realizan pruebas a los diferentes componentes en las cuales se verifican las dimensiones de cada uno. Mediante estas pruebas se determinan las condiciones de dichos componentes y determinar el posible remplazo. Pruebas

64. Visuales Con este tipo de pruebas se logra determinar el estado de los componentes, y es la forma mas rápida de dar un diagnostico.

65. De desgaste de componentes. Es la forma en la que se puede determinar el remplazo de componentes generalmente se realiza en las zapatas de frenos y pastillas de freno delanteras.

66. De apriete.- Se verifica que los tornillos y componentes se encuentren dentro de los rangos de apriete de acuerdo a las especificaciones de fabricante lo cual permite asegurar la eficiencia de funcionamiento.

67. Hidráulicas. Generalmente estas pruebas se ejecutan al sistema hidráulico de los frenos para determinar que el sistema opere de forma adecuada.

68. Electrónicas. Este tipos de pruebas se realizan para determinar el funcionamiento de los componentes eléctricos y electrónicos del sistema de frenos sobre todo del ABS.

69. BOSTER

70. Funcionamiento del booster. En la posición liberada la válvula de aire se asienta sobre la válvula de control constante, la cual cierra el paso del aire. El vacío del motor esta presente en el espacio a ambos lados del pistón de potencia. Todo el aire que haya en el sistema se aspira a través de un pequeño pasaje. Hay un vacío a ambos lados del pistón de potencia y el pistón es mantenido contra la parte posterior del alojamiento por el resorte de recuperación.

71. Conforme se oprime el pedal de freno, la varilla de empuje de la válvula mueve a la válvula de aire alejándola de la válvula de control flotante. La válvula de control flotante seguirá hasta que este en contacto con el asiento realzado en el accesorio de inserción del pistón de potencia. Cuando esto ocurre, se cierra el paso al vacío para la parte posterior del pistón de potencia y entra aire, a presión atmosférica

72. CILINDRO MAESTRO TIPOS DE CILINDRO MAESTRO

73. FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DE FRENOS

74. CILINDRO MAESTRO

75. CILINDRO MAESTRO CILINDRO MAESTRO LIBERADO

76. Puerto de compensación

77. Bomba de frenos en descanso Las copas de sello primario están entre el orificio del puerto de desfogue y el orificio del puerto de rellenado. En esta posición el liquido de frenos tiene libertad para expandirse y subir desde las mordazas, cilindro de ruedas y tuberías hasta el interior del deposito, si la temperatura sube el liquido se expande. Si el liquido estuviera atrapado, la presión aumentaría con la temperatura y haría que los frenos se auto aplicaran. Los embolos están sujetos por una varilla al booster y se mantienen en posición mediante resorte.

78. CILINDRO MAESTRO APLICADO

79. Freno aplicado Cuando se oprime el pedal de freno, el varillaje fuerza a la eje de empuje y al embolo primario a través del interior del cilindro maestro. Conforme el pistón se mueve hacia adelante, el sello primario bloquea el puerto de desfogue. La presión hidráulica se acumula delante del sello primario a medida que la varilla de empuje se mueve hacia adelante. La parte trasera del pistón se mantiene llena gracias al puerto de relleno. Esto impide que se forme vacío detrás del embolo

80. Mordaza despiezada

81. Disco trasero

82. Freno de tambor

83. Cilindro de rueda

84. Cilindro de rueda desarmado

85. Información técnica. Manual de especificaciones del fabricante. Resultados de las pruebas efectuadas. Diagnóstico de fallas. Estructura. Importancia. Emisión del diagnóstico de fallas del sistema de frenos

86. UNIDAD 2 Mantenimiento y reparación al sistema de frenos.

87. MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN DEL SISTEMA DE FRENOS. Realiza el mantenimiento al sistema de frenos, de acuerdo al diagnóstico de fallas.

88. Preparación del equipo, herramientas, materiales y partes para la reparación y mantenimiento del sistema. Herramental estándar para el taller de servicio automotriz.

89. Herramientas especiales para cada tipo de sistema por marca.

90. El probador puede ser como un comprobador de líquido de frenos digital adecuado para determinar la calidad del líquido de frenos. • La calidad se ha probado y se indica en cinco LEDs en términos de "porcentaje de agua en el líquido de frenos". • Pantalla LED: Verde: no hay agua - OK. • Amarillo: menos de 1% de agua. - Calentamiento. • Amarillo / verde: aprox. 2% de agua. - Calentamiento. • Amarillo / amarillo / rojo: aprox. 3% de agua. El aceite debe ser cambiado. • Amarillo / amarillo / rojo / rojo: menos del 4% de agua. Cambie el aceite con urgencia Tester para liquido de frenos

91. Rampa hidráulica.

92. Rectificadora de discos

93. Purgador de frenos automático

94. Partes de repuesto Pastillas de freno

95. Balatas traseras

96. Cilindro de rueda

97. Herrajes para frenos traseros

98. Repuesto para mordaza delantera

99. HERRAMENTAL ESTÁNDAR PARA EL TALLER DE MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE FRENOS HERRAMIENTAS MANUALES HERRAMIENTAS ELECTRICAS HERRAMIENTAS NEUMATICAS HERRAMIENTAS ESPECIALES EQUIPO Y HERRAMIETAS PARA DIAGNOSTICO

100. HERRAMIENTAS MANUALES Se denomina herramienta manual o de mano al utensilio, generalmente metálico de acero, madera, fibra, plástico o goma, que se utiliza para ejecutar de manera más apropiada, sencilla y con el uso de menor energía, tareas constructivas o de reparación, que sólo con un alto grado de dificultad y esfuerzo se podría hacer sin ellos. siguiente

101. HERRAMIENTAS ELECTRICAS Son aquellas que para su funcionamiento necesitan de electricidad. Realmente se les debería llamar maquinas-herramientas, ya que son herramientas a las que al aplicarles un motor se convierten en máquinas.

102. HERRAMIENTAS NEUMATICAS Herramientas neumáticas usan aire comprimido como fuente de poder en lugar de electricidad u otras fuentes de energía.

103. HERRAMIENTAS ESPECIALES Se denominan herramientas especiales, aquellas que han sido diseñadas para un solo fin o tarea, y no deben ser utilizadas para ninguna otra actividad diferente.

104. EQUIPO DE MEDICIÓN Y DIAGNOSTICO. Las herramientas de diagnóstico electrónico automotriz son utilizadas para identificar problemas en un vehículo. Estas herramientas generalmente pueden ser usadas en una amplia variedad de modelos. Estas herramientas leen problemas del sistema computarizado de un vehículo para identificar potenciales áreas con problemas.

105. MULTÍMETRO El multímetro es una herramienta que permite seleccionar varios instrumentos como son: el voltímetro, óhmetro, amperímetro y probador de diodos.

106. OSCILOSCOPIO El osciloscopio Automotriz es un instrumento que permite visualizar señales eléctricas y estimar sus diferentes parámetros: Frecuencia, periodo, amplitud, valores máximos y mínimos. En un osciloscopio Automotriz se puede ver gráficamente como las señales cambian con el tiempo. Ya que cuenta con un eje vertical "Y", que representa el voltaje y un eje horizontal " X" que representa el tiempo.

107. B. Revisión de las condiciones laborales para el desempeño del trabajo.

108. Verificación de las condiciones laborales para el desempeño del trabajo Instalaciones necesarias para el desempeño del trabajo Condiciones de seguridad e higiene. Reglamento interior de trabajo. Documentación de reporte Hoja de requisición de materiales Hoja de reporte de trabajo

109. Instalaciones necesarias para el desempeño del trabajo RECURSOS MATERIALES Se refiere a las cosas que se utilizan para procesar, transformar, o que se procesan o transforman en el proceso productivo de un bien o servicio, y están integrados por:

110. a.- EDIFICIOS E INSTALACIONES: Lugares donde se realiza la labor productiva. b.- MAQUINARIA: Misma que tiene por objeto multiplicar la capacidad productiva del trabajo humano. c.- EQUIPOS: Son todos aquellos instrumentos o herramientas que complementan y aplican más al detalle la acción de la maquinaria. d.- MATERIAS PRIMAS: Son aquellas que se transforman en productos, ejemplo: maderas, hierro, etc. Pueden ser Materias Auxiliares, que son aquellas que, aunque no forman parte del producto, son necesarios para su producción, ejemplo: Combustibles, lubricantes, etc.

111. RECURSOS TECNICOS Comprenden todos los procedimientos, métodos, organigramas, fórmulas, patentes, etc., es decir, todo aquello que permitirá al recurso humano desarrollar en forma adecuada sus funciones.

112. a.- PROCEDIMIENTO: Es una serie de tareas relacionadas que forman una secuencia cronológica y la forma establecida de ejecutar el trabajo. b.- MÉTODO: Manera prescrita para el desempeño de una tarea dada con consideración adecuada al objetivo, instalaciones y gastos de tiempo, dinero y esfuerzo. c.- ORGANIGRAMA: Representación gráfica de la estructura de una empresa.

113. Condiciones de seguridad e higiene. HIGIENE DEL TRABAJO Se refiere a un conjunto de normas y procedimientos tendientes a la protección de la integridad física y mental del trabajador, preservándolo de los riesgos de salud inherentes a las tareas del cargo y al ambiente físico donde se ejecutan. Está relacionada con el diagnóstico y la prevención de enfermedades ocupacionales a partir del estudio y control de dos variables: el hombre - y su ambiente de trabajo, es decir que posee un carácter eminentemente preventivo, ya que se dirige a la salud y a la comodidad del empleado, evitando que éste enferme o se ausente de manera provisional o definitiva del trabajo.

114. SEGURIDAD DEL TRABAJO La seguridad del trabajo es el conjunto de medidas técnicas, educacionales, medicas y psicológicas empleadas para prevenir accidentes, tendientes a eliminar las condiciones inseguras del ambiente, y a instruir o convencer a las personas acerca de la necesidad de implantación de prácticas preventivas.

115. Reglamento interior de trabajo. GENERALIDADES El Reglamento Interno de Trabajo es el instrumento de carácter laboral que tiene por finalidad establecer las condiciones, derechos y obligaciones laborales a las que deben sujetarse la Empresa y sus trabajadores, en armonía con las disposiciones legales vigentes. II. ALCANCE Las disposiciones del presente Reglamento son de estricto y obligatorio cumplimiento de los trabajadores de la Empresa Nacional de Sociedad Anónima.

116. Documentación para reportar el trabajo efectuado Hoja de reporte de trabajo. Se trata de una exposición de datos o hechos dirigidos a alguien, respecto a una falla o un diagnostico, o a lo que conviene hacer del mismo. Es, en otras palabras, un documento que describe el estado de un problema de un sistema del vehículo. Suele prepararse a solicitud de una persona, o una empresa.

117. Hoja de requisición de materiales. es un documento que va dirigido a los proveedores o vendedores en donde se especifica que artículos o materiales se necesitan para una reparación, presenta una columna con un numero de ítem, código del articulo, descripción del articulo, y cantidad necesaria, esta puede ser cantidad en metros, por unidad, etc. dependiendo del tipo de articulo.