INSTITUTO TECNOLÓGICO DE APIZACO

CARRERA: INGENIERIA MECATRÓNICA.

MATERIA: CIENCIA E INGENIERIA DE LOS MATERIALES.

ALUMNO: JOSÉ ANTONIO GONZÁLEZ VÁZQUEZ

DOCENTE: ING. EBER SALGADO PEREZ.

TEMA: PRACTICA.

INTRODUCCION:

Esta práctica vimos cómo funcionan los frenos ABS y también a lo que están expuestas cada una de esas piezas, a lo que me refiero es que, cada pieza al realizar su tarea, están expuestos a ciertos problemas que tal vez no se imaginen, esto es porque desconocemos como está integrado un vehículo, tal vez para unas personas no es necesario que lo conozcan pero es de suma importancia que conozcan cómo funciona, a lo que se expone el auto al pasar por un charco de agua, al no llevarlo a los servicios que se necesitan cada cierto kilometraje y lo más importante revisarlo cada que haga un ruido extraño, checar los niveles de líquidos que lleva.

Pero para hablar del sistema de frenado de ABS es importante definirlo:

ABS son las siglas tras las cuales se encuentra el sistema antibloqueo de frenos, al anti-lock braking system o, en alemán Antiblockiersystem, evita que las ruedas se bloqueen y patinen al frenar, con lo que el vehículo no solamente decelera de manera óptima, sino que permanece estable y direccionable durante la frenada (podemos girar mientras frenamos).

Desarrollo:

El sistema ABS lo encontramos en cada rueda y en estas se encuentra un sensor de revoluciones que está conectado con la unidad central de control electrónico del ABS; las revoluciones de las ruedas así medidas se comparan constantemente entre sí y con la velocidad real del vehículo. En el caso de que la velocidad de giro de alguna rueda disminuya más que proporcionalmente, la electrónica detecta el peligro de bloqueo y reduce inmediatamente la presión hidráulica del líquido de frenos sobre el circuito de freno correspondiente.

El ABS actúa automáticamente, sin que el conductor tenga que reducir la presión sobre el pedal del freno. Los sensores de velocidad de las ruedas detectan el bloqueo y envían señales para modificar la presión de frenado, que varía rápidamente, adaptándose al requerimiento a que se la somete. Los sistemas ABS comúnmente usados en los vehículos modernos realizan la operación de disminuir y aumentar la presión de frenado unas 15 o 18 veces por segundo, aunque mantengamos pisado el pedal del freno a fondo.

Una vez que el profesor nos explicó que es lo que hace el ABS, nos enseñó muchas piezas que lo componen:

La primera se llama pedal de freno:

Esta parte es donde nosotros (conductor) ejercemos la fuerza sobre el pedal de freno.

El booster o hidrovac es un reforzador de frenos por vacío. Dentro de este tambo, se encuentra diseñado un espacio, que es separado en dos ambientes por un diafragma de hule. Cuando el motor se encuentra apagado, y pisamos el pedal del freno, lo sentimos duro.

La función del booster, o reforzador de frenos, es minimizar la fuerza requerida, para presionar el pedal, y obtener respuesta de frenado, cuando el motor esta

encendido, se activa el vacío, este se conecta y mantiene presión de vacío en ambos lados del diafragma.

Cuando pisamos el pedal, se mueve la varilla de operación que abre las válvulas de la presión atmosférica, y cierra las válvulas de vacío.

El aire entra a presión atmosférica normal [1 Kg/cm2] a la cámara de vacío constante, en volumen proporcional a la apertura de las válvulas, y empuja el diafragma para aumentar la presión contra la varilla de operación, al soltar el pedal. El resorte de retorno regresa el diafragma, con la cual se abre la válvula de vacío y se cierra la válvula de presión atmosférica.

El cilindro maestro:

Es una pieza que ejerce presión al sistema hidráulico de frenos. En otras palabras convierte el movimiento del pedal del freno en presión hidráulica. Consiste en el depósito, que contiene líquido de frenos, el pistón y el cilindro que genera la presión hidráulica.

El deposito esta hecho principalmente de resina sintética, y los cilindros están hechos de hierro fundido o una aleación de aluminio.

Depósitos de líquido de frenos

Es el contenedor donde se almacena y desde donde se transfiere el líquido de frenos al sistema. Por tanto, su geometría y el material de que está fabricado deben asegurar que no haya fuga de líquido, pues se pondría en grave peligro a los ocupantes del vehículo.

Líquido de frenos:

El líquido de frenos se compone normalmente de derivados de poliglicol y en algunos casos se usan líquidos de silicona y aceites minerales.

El punto de ebullición del líquido de frenos ha de ser elevado ya que las aplicaciones de frenos producen mucho calor, además la formación de burbujas puede dañar el freno, y la temperatura de congelación debe de ser muy baja, para que no se congele con el frío.

Repartidor o distribuidor:

También denominado como EBD, EBV, es un dispositivo mecánico, electrónico o manual que sirve para repartir la distribución de presión de frenado entre el tren delantero y el tren trasero. Ayuda a mantener una frenada estable y segura.

Esto ocurre gracias a los sensores del ABS, el repartidor de frenada electrónico es capaz de calcular el reparto necesario en cada momento. El repartidor de frenada electrónico, junto con el ABS, hacen que se frene bien, aportando la fuerza necesaria a cada llanta.

Mordaza (capilers):

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. Las fijas no se mueven, en relación al disco de freno, y utilizan uno o más pares de pistones. De este modo, al accionarse, presionan las pastillas a ambos lados del disco.

Pastillas de freno:

Las pastillas están diseñadas para producir una alta fricción con el disco. El material del que estén compuestas determinara la duración, potencia de frenado y su comportamiento en condiciones adversas. Deben ser reemplazadas regularmente, y muchas están equipadas con un sensor que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. Algunas tienen una pieza de metal que provoca que suene un chillido cuando están a punto de gastarse, mientras que otras llevan un material que cierra un circuito eléctrico que hace que se ilumine un testigo en el cuadro del conductor.

Discos:

Existen diferentes tipos de discos de freno. Algunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los atraviesan. Estos últimos, denominados discos ventilados, ayudan a disipar el calor.

Espiga:

Es la junta homocinética, va colocada en la llanta delantera del automóvil por el lado interior. La relación con la flecha, es que la espiga está unida a la flecha o varilla de velocidad constante, la cual en el otro extremo lleva otra espiga, que se une por medio un trípode. La junta interior es la que hace que embone en la transmisión la cual transmite la fuerza para que la fuerza de las ruedas se mueva cuando se pone en marcha el vehículo.

Tambor:

El freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas que presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda.

Baleros:

Sirve para evitar la fricción de fierro y fierro y que las partes móviles, como es el caso de las llantas al ir unidas al eje.

Todo el sistema de frenado funciona gracias a ley de pascal, la cual dice lo siguiente:

Ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la presión ejercida sobre un fluido poco compresible 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.

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Conclusión:

La práctica que realizamos, fue con dos fines muy importantes, el primero fue para saber cómo funcionan los frenos ABS, que es muy importante para nuestra vida, ya que de cierta manera nos damos cuenta como funcionan y ver o sentir cuando es necesario un cambio de pastillas o de discos, checar los niveles de líquido de frenos, etc., pero esto no significa que ya no tendremos que llevarlo al servicio que requiere el auto cada cierto kilometraje y por supuesto cada que tengamos problemas con él.

Y la segunda es darnos cuenta la importancia que tiene la ciencia e ingeniería de los materiales en todo lo que nos rodea, ya que si no supiéramos o no conociéramos los distintos materiales con los que hoy en día se cuenta, los autos serían muy inseguros puesto que no sabrían que material es el más adecuado para el uso que se le dará, este es el caso de las pastillas para frenar, los discos, tambores, baleros, calipers, etc., si no se pusiera los materiales con los cuales están hechos, sería muy dificil que otro material de las prestaciones que estos brindan, a lo que me refiero es que si en lugar de poner aluminio aleado o acero, pusieran polímeros o cerámicas el auto no resistiría los grandes esfuerzos a los que día a día se enfrenta al ir a altas velocidades y a los cambios bruscos de temperatura.

EXAMEN:

1.- ¿Por qué el disco delantero presenta ese color?

Los discos de freno están hechos de fundición de acero, y no tienen un aleante que los proteja contra la corrosión por lo cual tiende a oxidarse, los discos se oxidan pero con el constante frenado esas manchas desaparecen.

2.- ¿Por qué el disco se rompió?

El disco toma un color diferente al normal, esto debido a que con el constante movimiento que tienen los discos y a su vez el rozamiento que tienen con las pastillas al frenar, el disco tiende a calentarse y ocurre un sobre calentamiento, entonces al pasar sobre un medio que este a una temperatura menor a la del disco puede fracturarlo, en donde los átomos están menos atraídos.

3.- ¿Qué le sucede al material cuando tiene una fisura?

Por el constante desgaste que sufre con las pastillas y la fatiga, este es el principal factor.

4.- ¿Por qué se rompió el árbol de levas?

Por el mal movimiento que ejercía al estar prendido el auto, llego a un punto en el que no pudo resistir tanta fuerza así que se rompía.

5.- ¿Qué sucede con los baleros cascados?

Los baleros cascados tienden a sufrir un exceso de calentamiento y eso hace que se oxiden, por ello hacen esos ruidos. Al no darles los cuidados necesarios un balero, como está moviéndose a altas velocidades va a rozar con los demás metales, esto hace que sea peligroso y ruidoso.

6.- ¿De qué me sirve tener frenos ABS?

Los frenos ABS sirven de gran ayuda al momento de frenar bruscamente, ya que mediante un sensor se detectará que llanta necesita más fuerza para ser frenada, de esta manera el coche será más difícil que se volteé o sufra otro accidente.

7.- ¿Para qué sirven los baleros?

Consta de 2 pistas y balines, y si es cilíndrico en vez de balines lleva rodillos. Sirve para que en su orificio central se ponga un eje que da vueltas, lo llevan las llantas para que giren con facilidad y el eje no tenga tanto desgaste como debería.

8.- ¿Qué significa ABS y donde surgió?

Surge en Alemania y significa sistema antibloqueo de ruedas o frenos antibloqueo, del alemán Antiblockiersystem (ABS),

9.- ¿De qué material esta hecho un disco?

Algunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los atraviesan, son de acero porque resiste al desgaste y tiende a enfriarse más rápido que otro material, además de que resiste altas temperaturas,

10.- ¿Cuántos tipos de pastillas existen?

Existen tres tipos: cerámicas; orgánicas y semi-metalicas o metálicas.