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Sistema de Frenos del Automóvil Partes (FRENOS DE DISCO Y TAMBOR)
Introducción al sistema de frenos del automóvil.
El sistema de frenos es fundamental para la seguridad vial del automóvil, por lo que las autoridades establecen reglas sobre distancia y estabilidad en la frenada.
El sistema permite reducir la velocidad o detener completamente el vehiculo.
La energía mecánica del movimiento se transforma en calor por fricción al accionar el freno.
Existen dos tipos principales de frenos: freno de marcha y freno de estacionamiento.
El freno de marcha es controlado por el conductor vía pedal para disminuir velocidad o detener el vehículo.
El freno de estacionamiento mantiene el vehículo detenido cuando está parado o estacionado, aplicando una fuerza fija para bloquear la rueda.
Los sistemas de freno causan resistencia al movimiento mediante fricción entre piezas en cada rueda, accionados por tres métodos: hidráulico, neumático y manual.
Los sistemas hidráulicos son los más comunes en vehículos modernos.
El principio de funcionamiento hidráulico se basa en la ley de Pascal:
Al pisar el pedal, se ejerce una fuerza transmitida a un émbolo pequeño dentro de un pistón.
Esta fuerza crea presión en el líquido de frenos, que se transmite instantáneamente en todas direcciones.
La relación entre secciones de los émbolos amplifica la fuerza aplicada y cambia su dirección.
Freno Mecánico y componentes del sistema hidráulico
El servofreno mejora la fuerza aplicada al freno utilizando el vacío:
Tiene un cuerpo dividido en dos cámaras en vacío.
Al pisar el pedal, una varilla empuja un émbolo, exponiendo una cámara a presión atmosférica mientras la otra permanece en vacio.
La diferencia de presión amplifica la fuerza transmitida al mecanismo de freno.
La bomba de freno es la pieza central del sistema hidráulico:
Construida en acero de aleación ligera, contiene un cilindro con uno o dos pistones con resortes y retenes.
Tiene un depósito con líquido de frenos conectado al servofreno y circuito hidráulico.
En reposo, las entradas del depósito están abiertas a las cámaras.
Al accionar el freno, los pistones se desplazan cerrando las entradas, generando presión hidráulica que se transmite al circuito.
Al soltar el pedal, los muelles hacen regresar los pistones a su posición inicial.
El circuito hidráulico distribuye la presión mediante tuberías a las ruedas.
Si una tubería se rompe, el freno quedaría inutilizado, por eso se usan dos circuitos independientes.
Cada circuito controla dos ruedas dispuestas en diagonal o por ejes para mantener funcionalidad parcial en caso de fallo.
El líquido de frenos debe soportar altas temperaturas (punto de ebullición alto) y bajas temperaturas (no congelarse por debajo de -40°C).
También debe tener alta lubricidad y poca variación de viscosidad para mantener efectividad.
Circuitos de freno y características del líquido de freno
Se enfatiza la importancia del diseño de circuitos para seguridad y funcionamiento óptimo.
El líquido de frenos es vital para la transmisión de presión y debe mantener sus propiedades bajo condiciones extremas.
Frenos de tambor.
Son ampliamente usados en maquinaria y vehículos, incluyendo ferrocarriles.
Funcionan por fricción entre zapatas (de hierro fundido o acero con material de fricción) y un tambor metálico unido a la rueda.
El tambor generalmente es hierro fundido tratado térmicamente para resistencia y durabilidad.
El tambor gira con la rueda mediante espárragos y tuercas.
Al pisar el pedal, las zapatas se presionan contra el tambor, generando fricción que detiene el vehículo.
Freno auxiliar o de mano
También conocido como freno de estacionamiento, actúa mecánicamente sobre las ruedas traseras.
Se acciona mediante una palanca ubicada dentro del vehículo, al alcance del conductor.
Usa varillas o cables que transmiten la fuerza, con la palanca amplificando la presión.
Los cables compensan diferencias de movimiento entre varillas para un frenado equilibrado.
Se pueden instalar dispositivos equilibradores que corrigen presiones desiguales, ya sea automáticos o manuales.
Sistema de frenos ABS
El sistema antibloqueo (ABS) evita que las ruedas se bloqueen y patinen durante la frenada.
Esto permite que el vehiculo frene de forma óptima, manteniendo estabilidad y capacidad de dirección.
El conductor puede girar el volante mientras frena, mejorando la seguridad.
El ABS usa sensores de revoluciones en cada rueda conectados a una unidad electrónica central.
Estos sensores miden y comparan constantemente las velocidades de las ruedas con la velocidad real del vehículo.
Si detectan que una rueda va a bloquearse (disminuye su velocidad excesivamente), la unidad reduce automáticamente la presión hidráulica en esa rueda.
Así se evita el bloqueo y se mantiene la capacidad direccional y de frenado simultáneamente.