Sistema De Frenos Del Automovil

Sistema de frenos del automóvil

El sistema de frenos es sin duda, el mas importante para la seguridad vial del automóvil. Por tal motivo las autoridades de los diferentes países establecen reglas y parámetros a cumplir por los automóviles en cuanto a distancia y estabilidad de la carrera de frenado. Por su parte los fabricantes y desarrolladores del automóvil, se esfuerzan cada día más en lograr sistemas de frenos seguros y duraderos.

En todos los vehículos el sistema de frenos incluye dos posibilidades:

1. Frenos de marcha: Un sistema que puede manipular el conductor, generalmente con el uso de un pedal y que sirve para para disminuir la velocidad del vehículo o detenerlo y poder mantenerlo inmóvil. La fuerza de frenado de este sistema la puede establecer el conductor de acuerdo a la presión que ejerza sobre el pedal de accionamiento.

2. Frenos de estacionamiento: Los que sirven para mantener el automóvil detenido cuando no está en movimiento o cuando se deja solo aparcado. Este sistema aplica una fuerza de frenado fija y suficientemente elevada como para bloquear la rueda. Normalmente en los vehículos ligeros se acciona a través de un pedal o con el uso de una palanca que se aplica manualmente. Para los grandes camiones y autobuses es común que sea de tipo neumático al retirar la presión de aire de las cámaras de frenado como se verá mas adelante. Contenido del artículo

Mecanismos utilizados

 Frenos de zapata

 Frenos de disco

 Frenos de banda

Modos de accionamiento

 Accionamiento hidráulico

 Accionamiento manual Accionamiento neumático

Ambos sistemas pueden ser completamente independientes, no obstante, en la mayoría de los vehículos es común encontrar que los dos sistemas accionen los mismos elementos de frenado con diferente vía de accionamiento.

Salvo raras excepciones los sistemas de frenos producen una resistencia al movimiento de las ruedas por rozamiento entre una o varias piezas especialmente diseñadas para ello en cada rueda y su accionamiento puede ser de tres formas básicas:

1. Hidráulico: el que se acciona con la ayuda de un líquido.

2. Neumático: el que utiliza aire comprimido.

3. Manual: se acciona a través de un cable de acero.

4. Combinaciones de las anteriores

Mecanismos utilizados para producir el rozamiento.

Con independencia del modo de accionamiento de los frenos, en la práctica se utilizan tres formas principales para producir la fuerza de rozamiento en la rueda que conduce al frenado:

1. Frenos de zapata:

Los frenos de zapata son muy utilizados en la maquinaria en general y especialmente para los frenos de los automóviles y ferrocarriles.

En todos los casos estos frenos funcionan haciendo rozar con fuerza una zapata, o bien de hierro fundido, o bien de acero recubierta de un material especial de fricción, con un tambor metálico cilíndrico solidario a la rueda en movimiento con la intensión de detenerlo, o en caso tal, mantenerlo detenido. El tambor generalmente es de hierro fundido, especialmente tratado térmicamente y recibe el nombre de tambora. En algunas aplicaciones, como en los trenes la zapata roza directamente y sobre el exterior de la rueda de acero.

Estos frenos pueden ser de dos tipos según su construcción:

1. Con zapatas exteriores que rozan con la superficie exterior del tambor.

2. Con zapatas interiores que rozan en la superficie interior de tambor.

FUNCIONAMIENTO:

El esquema de la izquierda (figura 1) representa un freno de zapatas del tipo de zapatas interiores. El aro exterior de color negro es el tambor objeto del frenado, los dos semi-círculos rojos son las zapatas que pueden girar utilizando como centro de rotación los puntos azules inferiores, una leva representada con color azul en la parte superior colocada entre los extremos libres de las zapatas y por último un resorte de color negro, que mantiene a las zapatas apretadas contra la leva.

El mecanismo tal y como se representa en la figura 1 no está ejerciendo ninguna fuerza de frenado sobre el tambor que gira libremente ya que las zapatas están separadas del tambor atraídas por el resorte una a la otra a acercarse, debido a la posición de la leva separadora.

En los frenos reales el movimiento de las zapatas es muy pequeño.

Para los frenos de zapatas sometidos a grandes esfuerzos de frenado, el tambor de frenos, puede tener aletas de enfriamiento para disipar el intenso calor generado durante el rozamiento.

El material de rozamiento que recubre en la mayor parte de los casos las zapatas de frenos, es comúnmente un polímero termoestable de tipo fenólico, relleno con fibras de refuerzo y en algunos casos, polvos metálicos o negro de humo para aumentar la conductividad de calor.

En la imagen a continuación (figura 4) se muestra la apariencia de zapatas típicas.

2. Frenos de disco:

Los frenos de disco no tienen una aplicación tan universal como los de zapata. Su principal campo de aplicación es en frenos de automóviles y motocicletas.

Este tipo de frenos necesita una mayor fuerza de accionamiento para obtener la misma fuerza de frenado, comparada con los otros tipos de frenos, por esta razón es muy poco utilizado en la industria.

La capacidad de auto regulación para compensar el desgaste de los materiales de fricción, la simplicidad de construcción, el bajo costo de las piezas de fricción y su elevada durabilidad sin fallo, son, entre otras, las ventajas que lo han llevado a ser los frenos por excelencia de los vehículos.

En el esquema de la izquierda (figura 5) se representa de manera simplificada las partes del freno de disco.

Un cuerpo rígido conocido como pinzas y representado en azul, está montado entre dos topes pertenecientes a la estructura de la máquina que no se muestran, estos topes impiden que las pinzas puedan moverse en el sentido de rotación del disco, pero a su vez permiten que pueda desplazarse lateralmente entre ellos.

Un cilindro, al que se aplica presión con el líquido hidráulico, representado en amarillo, empuja un pistón interior el que a su vez empuja una de las piezas de fricción que se mueve entre dos guías, este efecto, hace que la pinza entera se desplace y apriete el disco entre las dos piezas de fricción, generando la fuerza de frenado.

Una animación de este proceso se muestra a continuación en la figura 6, mientras que a la derecha,

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