lunes, 27 de abril de 2015

STF. TEMA 11. PARTE 2.

5. EL PEDAL DEL FRENO.


      El pedal del freno es la palanca de activación del circuito de freno de servicio. Sobre él actúa el conductor para disminuir la velocidad o retener el vehículo. Mediante la interpretación de un vástago, el pedal puede transmitir directamente la fuerza resultante a la bomba de freno o al servofreno.


     El pedal de freno vuelve a su posición de reposo gracias a un resorte de tracción que está unido al pedal por un extremo y a la carrocería por el otro.

6. BOMBA DE FRENO.

     La bomba de freno genera la presión hidráulica en el circuito del freno de servicio y controla el proceso de frenado.

   - componentes fundamentales:

          - depósito o recipiente de compensación.
          - cuerpo o carcasa.
          - émbolo o pistón.
          - retenes o copelas.
          - taladro u orificio de compensación.
          - muelle o resorte recuperador.
          - conductos de salida.



Imagen 1. componentes bomba de freno.

fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/frenos-5.htm


  • Tipos de bomba: 
    • bomba de freno simple.
    • bombas de freno de doble cuerpo (tándem).Sistema X. Sistema II.

  • Tipos de bomba de freno tipo tándem:
    • con taladro de compensación.
    • con válvula central.
    • con émbolo buzo.
- bomba de freno tipo tándem con taladro de compensación: 

     - fase de reposo:

El resorte del émbolo cautivo mantiene el émbolo primario y secundario separados a una distancia fija. Así, el resorte del émbolo cautivo no desplaza el émbolo secundario flotante y no pasa con la copela por delante del taladro de compensación, ya que no sería posible compensar la presión en el circuito secundario a través del taladro.

     - funcionamiento:

Con la bomba de freno en reposo los émbolos primario y flotantes están retrasados, forzados por el muelle y el resorte cautivo y las cámaras de presión se comunican con el depósito de compensación. El conductor, al pisar el pedal transmite el esfuerzo al vástago de presión y al émbolo primario desplazando el émbolo flotante, forzado por el resorte cautivo hacia adelante. 

Ambos émbolos se desplazan por delante de los taladro de compensación e impulsan el líquido de frenos hacia las canalizaciones de freno de los cilindros de freno a las ruedas. Al aumentar la presión, el émbolo flotante ya no es desplazado por el resorte cautivo sino por la presión del líquido de frenos.

     - cese de la fuerza de frenado: 

Cuando no hay presión en el pedal, los resortes fuerzan a los pistones de los cilindros de las ruedas a retroceder, obligando al líquido de frenos a volver a la bomba. A la vez. el émbolo secundario y primario de la bomba son obligados a volver a su posición de reposo y disminuye la presión. Se produce una depresión que aspira el líquido de frenos alojado entre la pared  de los cilindros, el cuerpo de los émbolos y la cámara intermedia. El líquido pasa a través de los orificios de compensación hacia la cámara de presión del cilindro.

     - avería en el circuito primario:

El émbolo primario avanzaría venciendo la fuerza del resorte cautivo hasta hacer tope con el émbolo flotante. Se genera presión en el circuito secundario y la envía a una de las ruedas delanteras y a la trasera del lado contrario (configuración en X)

     - avería en el circuito secundario: 

El émbolo primario se desplaza hacia adelante, aumenta la presión en el circuito primario forzándolo a desplazarse al émbolo flotante que vencería la fuerza del muelle hasta hacer tope con la pared del cuerpo de la bomba.

- bomba de freno tipo tándem con válvula central.

     Se usa en vehículos con antibloqueo de frenos como ABS. Tiene un émbolo flotante con una válvula central integrada que en posición de reposo de la bomba deja circular el líquido de frenos por  el orificio de la espiga de la válvula. En vehículos con ABS existe el riesgo de que al desplazarse la copela primaria por delante del taladro de compensación y se producen daños por las altas presiones.

     - funcionamiento:

Al pisar el pedal, el esfuerzo transmitido actúa sobre el vástago y el émbolo primario desplazándolos. La copela de este émbolo pasa por delante del taladro de compensación y así el líquido de frenos impulsa el émbolo flotante hacia adelante. Al seguir aumentando la presión, ésta se transmite por los orificios por el circuito de frenos. Cuando se suelta el pedal, los dos émbolos se desplazan hasta dejar al descubierto el taladro de compensación hasta que la espiga de la válvula haga tope contra el manguito de retención y la junta de la válvula se separe del émbolo flotante, lo que provoca el que el líquido de frenos retorne al recipiente de compensación y baje la presión.

- bomba de freno tipo tándemcon émbolo buzo.

     Es la última generación.

- Ventajas y características:
 

  • tamaño compacto y reducido.
  • pesa un 20% menos.
  • posee la mitad de componentes.
  • baja absorción de volumen y deformaciones elásticas minimizadas.
  • tiene juntas estancas dentro de la carcasa.  Tiene más vida útil  por su resistencia a la contaminación y al desgaste.
  • dispone de superficie libre Cr6 para vehículos posteriores a julio de 2009.
  • apta para ABS, CSP, ARS, etc.
- depósito o recipiente de compensación.

     En la parte superior de la bomba. Contiene y alimenta de fluido al circuito hidráulico y se encarga de contrarrestar las variaciones de volumen que se producen en los cilindros. Suele disponer de un flotador de material plástico que desciende con el nivel de líquido de freno.

miércoles, 15 de abril de 2015

1. EL SISTEMA DE FRENOS.


      El sistema de frenos está formado por un conjunto de elementos cuya función es disminuir gradualmente la velocidad del vehículo, hacer que se detenga o mantenerlo inmovilizado.

  • Está formado por:
- freno de servicio.

- freno de estacionamiento.
- freno de socorro.


  • Los dos tipos de freno que se usan en los automóviles son:
- frenos de tambor.
- frenos de disco.

       El  sistema de frenos es controlado por el conductor pisando el pedal del freno o la palanca del freno de estacionamiento.


2. ESTUDIO TEÓRICO DEL PROCESO DE FRENADO.

      El estudio teórico del proceso de frenado se realiza considerando que el movimiento del vehículo se produce sobre un tramo recto, sin acciones laterales y sin los efectos de la suspensión ni de las fuerzas aceleradoras o resistentes.

  • fuerza de frenado: es la fuerza necesaria para desacelerar y lograr detener un vehículo. Los pares de frenado Mfd y Mft ( delantero y trasero). Se generan por el freno de servicio o estacionamiento sobre los elementos mecánicos de los frenos de las ruedas y actúan en sentido contrario al avance de las ruedas.

                              Ffmáx = P· μ máx

donde P es el peso adherente y μ máx es el coeficiente de adherencia máximo.


  • deceleración máxima o eficacia de frenado : la eficacia (E) del sistema de frenos indica el grado en que se aprovecha la adherencia disponible entre el neumático y la calzada.

                              m · g · μ máx = m · d    dx = μ máx · g

donde m es la masa, g es la gravedad y dx es desaceleración.

- suele expresarse en % del valor de g (9,81 m / s2).

  • distancia de parada (Dp): es la distancia total que recorre un vehículo obligado a detenerse tan rápido como sea posible; desde la posición en el momento del inicio de frenado hasta que se para por completo.
                           Dp = Dpr + Df

donde Dpr es la distancia percepción-reacción y Df la distancia de frenado.

- magnitudes necesarias

     - μ (coeficiente de rozamiento longitudinal neumático- calzada)
     - tpr (tiempo percepción-reacción) en segundos. (0,5-1 segundo)
     - i (inclinación de la calzada) en tanto por uno. (+) cuesta arriba y (-) cuesta abajo.
     - v (velocidad) en Km/h.


                        Dpr = ( v · tpr )/ 3,6
                        Df = v2/ 254 (μr +- i)

                        Dp = [( v · tpr )/ 3,6] + [v2/ 254 (μr +- i) ]


3. EL SISTEMA DE MANDO DEL  SISTEMA DE FRENOS.


     El accionamiento del sistema de frenos requiere un sistema que transmita la fuerza del conductor (sobre el pedal) a los dispositivos de frenado de las ruedas.


  • Tipos de mandos:
- mando mecánico: varillas ( compresión o tracción ), cables ( tracción ).
- mando hidráulico: presión fluido hidráulico (líquido).
- mando neumático: presión de aire.

  • sistema de mando mecánico: al presionar el pedal del freno, la fuerza resultante se transmite mecánicamente mediante un sistema de palancas, cables y otros mecanismos.


Imagen 1. Esquema del sistema de mando mecánico. 

fuente: http://aprendesmecanica.blogspot.com.es/2013_09_01_archive.html


  • sistema de mando neumático: el aire comprimido (compresor) , se conduce por la unidad de mantenimiento a los depósitos de aire comprimido.
  • sistema de mando hidráulico: usa la presión de un fluido (líquido de frenos) , originada por el conductor al pisar el pedal, y la transmite por unas canalizaciones cerradas hasta los cilindros de freno (de las ruedas).

Imagen 2. Esquema del sistema de mando hidráulico.

fuente: http://html.rincondelvago.com/sistemas-de-frenos-hidraulicos-en-automoviles-livianos.html

         - Principio de Pascal :

F2 > F1
                }      F1/ F2 = A1/ A2
d2 < d1

Imagen 3. Principio de Pascal,

fuente: http://www.monografias.com/trabajos32/pascal-arquimedes-bernoulli/pascal-arquimedes-bernoulli.shtml


  • Configuración del mando hidráulico:  en un principio constaba de una única canalización común para transmitir la presión de frenado a todos los cilindros de frenos de las ruedas, pero si había vería, el vehículo carecería de sistema de frenos.
          - sistema II: eje delantero, eje trasero. Cada circuito frena un eje.
          - sistema X; diagonal:  cada rueda delantera y con la trasera del lado contrario.


4. FRENO DE SERVICIO.

     El freno de servicio es el que permite reducir la velocidad del vehículo en las condiciones normales de  la marcha.

  • componentes del freno de servicio (mando hidráulico) :
- pedal del freno.
- amplificador del mando.
- bomba de freno.
- circuito hidráulico.
- compensadores de frenado.
- frenos.


Imagen 4. Componentes del freno de servicio.

fuente: http://tublogdelmotor.com/category/mecanica-y-electricidad/