Diseño y simulación de un dispositivo de seguridad para el sistema de frenos del automóvil

Diseño y simulación de un dispositivo de seguridad para el sistema de frenos del automóvil

Para obtener el grado de:

MAESTRO EN INGENIERIA MECANICA

Presenta

Ing. Carlos Eduardo Cárdenas Hernández

Director de Tesis

M. C. Eduardo Abid Becerra

Tutor

M.C. Marco Antonio Olguín Amador

Co-Director de Tesis

M.C. Inés Eduardo Gallegos Silva

Co-Director de Tesis

Dr. Rubén Salas Cabrera

Ciudad Madero, Tamaulipas, México Marzo de 2016

Dedicatoria

A mi Dios, por ser mi guía y permitirme llegar a cumplir mis objetivos planteados, por brindarme salud y vida.

Doy gracias a todas las personas importantes en mi vida, en especial a mis Padres por darme ese aliento cuando estaba decayendo, por brindarme su apoyo incondicional, por ser mi pilar y sobre todo mi motivación para terminar tan anhelado sueño.

A quienes me motivaron a ser cada día mejor, enseñarme el verdadero significado de la amistad.

A mis maestros que me supieron guiar por el camino correcto, influyendo con sus lecciones y experiencias.

Agradecimientos

A Dios:

Por darme la oportunidad de vivir y

Con su ayuda enfrentar

las adversidades que aparecen en mí

camino.

A mi Padres:

Por darme la vida y apoyarme

en el momento más oportuno.

Sé que están orgullosos de mí.

.

Y todos mis amigos:

Que en un momento dado me

impulsaron a terminar este proyecto.

Oficios correspondientes

Resumen

En la presente tesis hablaremos sobre la adaptación de un dispositivo de seguridad para el sistema de frenos de un automóvil; este sistema cumple con la función principal de brindar un nivel de seguridad más elevado durante el manejo de un automóvil. Para conocer más profundamente este tema, se han tomado como referencia algunos fundamentos teóricos de lo que es el sistema de frenos hidráulico. Este trabajo se compone de seis capítulos que son: Capítulo 1 Introducción; en este capítulo se hace la presentación formal del trabajo, se habla de los objetivos y la justificación y el planteamiento del problema.

En el Capítulo 2 Antecedentes; aquí, el lector se encontrará con lo que muchos autores denominan el “estado del arte”, donde se encuentran los conceptos más básicos relacionados con el sistema de frenos hidráulicos así como una breve descripciónde los componentes de dicho sistema. Durante el Capítulo 3 Metodología de Investigación, este es el punto donde el lector encontrará los pasos que siguió el investigador a lo largo del proyecto, se encuentran de manera detallada para una mayor comprensión de lo que se llevó a cabo. Posteriormente, durante el desarrollo del Capítulo 4 Modelo Analítico, Diseño y Simulación, se describe rápidamente los métodos y técnicas, así como las herramientas que fueron utilizados en la realización de este trabajo.

En el Capítulo 5 Resultados y Análisis; el lector podrá encontrar una recopilación de los resultados que la simulación entregó. Y finalmente, durante el Capítulo 6 Conclusiones, el lector encontrará las conclusiones y comentarios obtenidos al realizar un análisis de los resultados obtenido. Se confía plenamente en haber alcanzado los objetivos propuestos, y que este trabajo sirva de guía básica tanto a profesionales, como a estudiantes y personas en general que se encuentren atraídos o interesados por dicho tema.

Abstract

In this tesis we will talk about a modification that we will ne made to the brake system of a automotive vehicle ; we will instal a device in to the brake system this device has de fuction to bring additional saety to the daily use of the automóvil. In order to know more deeply this theme, there has been taken as references some theorical references of how is the hydraulic system compound, this proyect has been divided in 6 chapters which are: Chapter 1 Introduction; this chapter begins with the formal presentation of the proyect , it talks about the objectives , justification and the problema approach. In chapter 2 backgrounds; here the reader will found how some authors call “state of the art” wherw we´ll found basics concepts of how is compound the brake system of the automóvil.

During Chapter 3 Metodology of investigation, This is the point in which the reader will find step-by-step the investigator follow across the proyect, we´ll find in a more detailed way for a better compregention of what this proyect is about , during the development of this proyect; Chapter 4 Analitic Model, Design and simulation , it describs in short words the metods and technics , and all the tools that were used in the realization of this proyect . In chapter 5, Results and Analisis , the reader will find the conclutions and comments obtained during the análisis . we trust completely in the results obtained during the realization of this proyect and that we reached the objectives proposed . and we hope this proyect help future investigators as guide for this theme.

Índice general

Tabla de contenido

Capitulo 1.- Introducción ..10

Introducción 11

Planteamiento del Problema 15

Justificación 16

Alcances o metas 16

Objetivo 17

Objetivo especifico 17

Hipótesis 17

Capitulo 2.- Antecedentes 18

Historia del sistema de frenos de automóviles 19

Bloque de madera de freno. 19

Mecánico del tambor de freno 21

Hidráulico Freno de tambor 22

Disc Brake 23

Disco vs tambor 24

Los primeros frenos antibloqueo 24

Frenos antibloqueo (ABS) 25

Capitulo 3 – Marco Teórico 26

Definición de términos 27

Automóvil: 27

Sensor: 27

Booster: 27

Cilindro maestro: 27

Líquido de frenos: 27

Línea de frenos: 28

Seguridad: 29

Disco: 29

Tambor: 29

Balatas: 30

Pedal de freno: 30

Caliper: 31

Válvula de presión diferencial: 31

Variables 31

Tipos de líquidos de frenos 32

Dot 3 32

Dot 4 33

Dot 5 33

Dot 5.1 33

ATE Super Blue Racing 34

Proceso de frenado de un vehículo 34

Disco vs Tambor 35

Ventajas del freno de disco vs tambor 37

Las fuerzas de frenado 37

Sistema de frenos 40

Configuraciones. 40

Servofreno o Booster 42

Bomba de freno o cilindro principal 44

Corrector de frenada 46

Tipos de correctores de frenada. 47

Conductos, tuberías y latiguillos 50

Situaciones que evidencian fallos en el sistema de frenos 51

Líneas de líquido de frenado. 51

Tipos de sistemas de frenos 52

Frenos Mecánicos: 54

Frenos hidráulicos: 54

Frenos de aire: 55

Frenos de disco: 55

Frenos de tambor: 55

Frenos ABS: 56

Freno de mano: 56

Componentes del sistema 58

Componente de control 59

Capitulo 4.- Diseño y Simulación 63

Sensor 64

Estructura de dispositivo 65

Línea de frenos y tuerca de ensamble 66

Pistón 67

Pieza Ensamblada 68

Capítulo 5. Resultados y Análisis. 69

Simulación de Ensamblaje Acero A36 70

Tabla de contenidos 70

Suposiciones 71

Propiedades de estudio 74

Unidades 75

Propiedades de material 75

Cargas y sujeciones 76

Información de contacto 77

Información de malla 78

Detalles del sensor 78

Fuerzas resultantes 78

Resultados del estudio 79

Simulación de Ensamblaje Acero Inoxidable 82

Propiedades de estudio 86

Unidades 87

Propiedades de material 87

Cargas y sujeciones 88

Información de contacto 89

Información de malla 89

Fuerzas resultantes 90

Fuerzas de reacción 90

Momentos de reacción 90

Resultados del estudio 91

Simulación de Ensamblaje Aluminio 94

Descripción 94

Propiedades de estudio 97

Unidades 98

Propiedades de material 99

Cargas y sujeciones 100

Información de contacto 101

Información de malla 101

Fuerzas resultantes 102

Fuerzas de reacción 102

Momentos de reacción 102

Resultados del estudio 103

Capítulo 6. Conclusiones 106

Capitulo 1.- Introducción

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