>Mantenimiento de Dirección Hidráulica <

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MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE FRENOS DE UN VEHICULO

Bermeo Byronbbermeoa@ e st. u p s . e d u . e c

Carpio Diegodcarpio @ e st. u p s. e du . e c

Medina Paulpmedian @ e st. u p s. ed u . e c

ResumenEn este presente documento se detalla comodesmontar el sistema de frenos de un vehículo automotor, dispuesto de frenos de zapatas-tambor y discos-pastillas, además de la bomba hidráulica, se detalla la calibración, constitución y funcionamiento de los elementos constituyentes del sistema de frenos, además del sistema de frenos con ABS.

Siendo este el sistema principal para lograr la detención del vehículo, para el cual se necesita tener una frenada efectiva que se logra mediante un buen mantenimiento del sistema.

Palabras claves: frenos, vehículo, frenada efectiva.

AbstractIn This present document detailed how todisassemble the brake system Motor Vehicle UN provisions brake pads - Dram and night-clubs – pills. In addition to the hydraulic pump, calibration, setting up and operation of the component elements of the system details brake.

As System Director para esta achieve stopping the vehicle, which is paragraph need to have an effective braking is achieved through good maintenance.

Keywords: brakes, vehicle, effective braking

>Mantenimiento de Dirección Hidráulica <

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1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo General

Realizar el mantenimiento del sistema de frenado mediante discos

Realizar el desmontaje del circuito hidráulico del sistema de frenos.

Realizar las mediciones en la maqueta del sistema de frenos ABS.

1.2 Objetivo Especifico

Inspeccionar visualmente el sistema en busca de fallas.

Dar mantenimiento correctivo a las piezas que sean necesarias

Comprendes los procesos de armado como de desarmado del sistema.

Realizar las mediciones necesarias en la maqueta y determinar su funcionamiento.

2. INTRODUCCION

Cilindro principal o bomba de frenosEste elemento es uno de los principales delsistema de freno hidráulico, ya que es el encargado de generar la presión que debe actuar sobre los pistones y bombines de freno. La bomba de freno esta constituida por un cilindro (1), con los orificios de entrada y salida de liquido, dentro del cual se desplaza un pistón (2), con un retén (3) que hace estanco el interior del cilindro, empujado por el vástago (4) de unión al pedal de freno. Por delante del pistón va montada la copela (5), el muelle (6) que mantiene el pistón en su posición de reposo y la válvula (7) que regula la presión de salida del líquido. El conjunto va cerrado con una arandela y fiador elástico (10) que impiden que el pistón salga fuera del conjunto.El vástago (4) puede ser accionado directamente por el pedal de freno (como en la figura inferior) o por un servofreno, si lo lleva instalando el sistema. El depósito del líquido de frenos puede estar separado del cilindro principal o puede formar un solo cuerpo con el. El depósito suele llevar unas marcas de referencia que indican el nivel máximo y mínimo del liquido. En el tapón

de llenado hay una válvula pequeña o simplemente un orificio, que permite la comunicación con el exterior para que la presión en su interior sea siempre la atmosférica.

Frenos de tamborEste tipo de freno esta constituido por un tambor,que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.

TamborEl tambor es la pieza que constituye la partegiratoria del freno y que recibe la casi totalidad del calor desarrollado en el frenado. Se fabrica en fundición gris perlitica con grafito esferoidal, material que se ha impuesto por su elevada resistencia al desgaste y menor costo de fabricación y que absorbe bien el calor producido por el rozamiento en el frenado. Cabe destacar también, para ciertas aplicaciones, las fundiciones aleadas, de gran dureza y capaces de soportar cargas térmicas muy elevadas.El tambor va torneado interior y exteriormente para obtener un equilibrado dinámico del mismo, con un mecanizado fino en su zona interior o de fricción para facilitar el acoplamiento con los

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3ferodos sin que se produzcan agarrotamientos. En la zona central lleva practicados unos taladros donde se acoplan los espárragos de sujeción a la rueda y otros orificios que sirven de guía para el centrado de la rueda al buje. El diámetro de los tambores, según las características del vehículo, esta normalizado según la norma UNE 26 019.

Plato de frenoEl plato de freno esta constituido por un plato portafrenos o soporte de chapa embutida y troquelada, sobre el que se monta el bombín o bombines de accionamiento hidráulico y las zapatas de freno y demás elementos de fijación y regulación.Las zapatas se unen por un extremo al bombín y por el otro a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidas al plato por medio de un sistema elástico de pasador y muelle, que permiteun desplazamiento de aproximación al tambor y las mantiene fijas en su desplazamiento axial. El muelle, que une las dos zapatas, permite el retroceso de las mismas a su posición de reposo cuando cesa la fuerza de desplazamiento efectuada por el bombín.

Frenos de discoEste tipo de freno adoptado en la mayoria de losvehículos de turismo, tiene la ventaja sobre el freno de tambor de que su acción se frenado es mas enérgica, obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado que se traduce en una menor distancia de parada. Ello es debido a que elementos de fricción van montados al aire, al disponer de una mejor refrigeración, la absorción

de energía y transformación en calor se puede realizar más rápidamente.Otra de las ventajas de estos frenos es que en ellos no aparece el fenómeno de "fading" que suele presentarse en los frenos de tambor. Este efecto se produce cuando por un frenado enérgico o frenados sucesivos, el tambor no tiene tiempo de evacuar el calor absorbido en la transformación de energía. En estas condiciones, el tambor se dilata alejando la superficie de adherencia del contacto con las zapatas, quedando momentáneamente el vehículo sin frenos. En los frenos de disco al mejorar la evacuación del calor no existe calentamiento crítico y por tanto dilatación, pero en caso de haberla el disco se aproximaría más a las pastillas de freno, lo cual favorecería la presión y efecto de frenado.

Constitución

El freno de disco esta formado por un disco que se une al buje de la rueda o forma parte de él, girando con la rueda y constituyendo el elemento móvil de frenado. Sobre este disco, abarcando aproximadamente la quinta parte de la superficie del mismo, va montada una mordaza sujeta al puente o mangueta en cuyo interior se forman los cilindros por los que se desplazan los pistones. A estos pistones se unen las pastillas de freno de un material similar a los ferodos de las zapatas utilizadas en los frenos de tambor.

Por el interior de la mordaza (2) van situados los conductos por donde se comunica el liquido de freno a los cilindros (3), acoplando en (A) el latiguillo de freno y en (B) el purgador. El liquido a presión, procedente del circuito de frenos y que entra por (A), desplaza a los pistones (4) hacia el interior, aplicando las pastillas de freno (5) sobre el disco (1), las cuales, por fricción, detienen el giro del mismo.

Frenos ABS (Anti-Lock Brake System) o Sistema Antibloqueo de Frenos

Anti-Lock Brake System o Sistema Antibloqueo de Frenos, es un mecanismo instalado en el sistema de frenado de los vehículos que impide la inmovilización de las ruedas cuando el conductor aplica el freno de manera brusca. Cada una de las ruedas cuenta con un sensor que determina las revoluciones y detecta cuando alguna rueda disminuye la cantidad de giros en comparación con un valor predeterminado. El sistema ABS ordena la disminución de la fuerza del frenado e impide el bloqueo. [1]

El freno de mano o freno de estacionamiento, evita que un vehículo estacionado se ponga en movimiento por sí solo, aun cuando este sistema puede ser utilizado, como freno de emergencia durante la marcha del vehículo. Consiste en una palanca o pedal que se encuentra al alcance del conductor; unida mediante un cable metálico a la leva de freno. Al accionarlo, las levas ejercen presión sobre las balatas de las ruedas traseras originando un frenado, que en caso de producirse mientras el vehículo está en movimiento, puede ser bastante brusco.

Algunos expertos señalan que los frenos de discos pronto pasarán a la historia ya que cada día los fabricantes anuncian nuevos mecanismos, fruto de incontables horas dedicadas al desarrollo de sistemas de frenado originales.

Ventaja

La ventaja de los nuevos sistemas, radica en su capacidad de repuesta sobre pavimentos húmedos o secos, la estabilidad en el frenado, el menor peso del

conjunto y la larga vida de los discos. Los técnicos visualizan un promisorio futuro para los frenos de cerámica, ya que pueden montarse en el sistema actual, sustituyendo los discos y las pastillas de freno, sin que sea necesario cambiar los pistones, el mecanismo de servo u otros componentes del equipo de frenos. [1]

3. MATERIALES Y DESARROLLO

Materiales

Herramientas y equipos: Juego básico de herramientas de mano (llaves, dados, destornilladores, etc.)Materiales e insumos:

Franela Material Fungible

Material Didáctico: Vehículo GRAN VITARA 2.0 CC Vehículo FORD F150 Manuales Datos técnicos

Equipos de seguridad:

Overol Gafas de protección

4. DESARROLLO

PRACTICA # 1.- frenos de disco y tambor

4.1 FRENOS DE TAMBOR

Los frenos de tambor normalmente se encuentran en la paste posterior del vehiculo, a continuación se motrara el procedimiento adecuado para ralizar el desmontaje de este tipo de frenos:

desmontaje

1.- Aflojamos los neumáticos2.- Elevamos el vehículo, sacamos el freno de mano y sacamos los neumáticos.3.- Se procedió inmediatamente a aflojar la tuerca central que sujeta al tambor con un dado 26 mm.

Tambor del Sistema de frenos posterior

4.- Luego se procedió a extraer el tambor, para ello se tuvo un poco de dificultad ya que se encontraba un tanto apretado las zapatas al tambor, para solucionar este pequeño inconveniente común se procedió a dar unos cuantos golpes con el martillo de goma, luego se aflojo rápidamente y se pudo extraer el tambor, también al momento de sacar el tambor cayo el rodamiento.

Tambor del Sistema de frenos posterior

5.- Luego se procedió a dar una inspección visual a todos los elementos constitutivos del freno posterior.

Elementos que constituyen el freno de tambor

6.- Lugo se procedió a reconocer el bombín y su funcionamiento llegando a la conclusión de que es de doble efecto.

.Reconocimiento del bombín

7.- A continuación se reconoció las zapatas las cuales cabe recalcar que se encontraban en buen estado.

Identificación de las zapatas del freno

8.- Luego se procedió a realizar un lavado de todo el tambor con la utilización de agua con deja.

Líquido y herramienta para lavar el Sistema de frenos9.- Luego del lavado de los componentes del tambor aplicamos aire a presión para que quedesin agua y no ensuciar con grasa las zapatas.

Resultado después de la limpieza

10.- Procedimos finalmente a rebajar las cejas que se encontraron en el tambor de frenos.

Esmerilado del Tambor

Nota: Para el armado de los frenos traseros de lado izquierdo tuvimos que cambiar la tapa de protección de la tuerca de ajuste del tambor.

A N Á L I S I S DE L O S R E SU L T A DO:

1.- Tipo de Freno de Tambor

El vehículo Spark tiene un tipo de Freno de Tambor Simplex, porque van montadas en el plato, fijas por un lado al soporte de articulación y accionadas por medio de un solo bombín de doble efecto. Ambas zapatas se aprietan en un extremo contra el tambor de freno.

Durante el frenado la zapata primaria se apoya a sobre el tambor en contra del giro del mismo y efectúa una fuerte presión sobre la superficie del tambor.

La zapata secundaria se apoya a favor del giro de la rueda, tiende a ser rechazada por efecto del giro

2.- Medidas de freno posterior.

Diámetro del tambor: 190 mm Diámetro de pistón: 18,05 mm longitud de la zapata: 100 mmEspesor del ferodo de la zapata: 0,5mmAncho del tambor: 25 mmMáximo permitido descentramiento: 0,1 mm

4.- Análisis de las Gráficas de frenado.

Frenos Delanteras:

En el eje delantero pudimos observar que en diferentes puntos, los frenos de la rueda derecha como la izquierda han llegado a estar descompensados hasta un 17 %. La frenada final debe estar compensada con un 0% de descompensación, lo que nos da como resultado350 de fuerza en el frenado de cada una de las ruedas.

Grafica de los Frenos delanteros

Frenos Traseros:

En el eje trasero pudimos observar que la descompensación máxima ha sido, al comienzo

Operacionesde Servicio

Mantenimiento(Km)

Tipo Liquidode Freno

Frenos deTambor

Inspeccionar cada 10.000

km

DOT 4

de la prueba, con un 25% de descompensación entre ruedas.

Grafica de los Frenos traseras

Hacia el final de la frenada se ha ido compensando la fuerza entre las ruedas, hasta llegar a una descompensación final de un 11 %.

Grafica de los Frenos traseras

5.- Especificaciones Técnicas del fabricante.

Tabla 1. Especificaciones Técnicas

4.2 FRENOS DE DISCO

1.- Colocar el vehículo en el elevador tomando todas las medidas de seguridad necesarias, elevando la parte delantera del vehículo que es donde se trabajara ya que solo en la parte delantera este vehículo cuanta con frenos de disco.

Vehiculo a trabajarFuente: Autor

2.- Procedemos a retirar las llantas delanteras,necesario para tener acceso libre a la zona de trabajo ya que solo n los ejes delanteros posee discos de freno.

Frenos de disco en los que se realizó el mantenimiento

3.- Se identifica los Calipers y el procedimiento para su extracción analizando en donde no mas esta asegurado al disco.

Calipers

4.- Con el reloj comparador procedemos a verificar el alabeo existente en el disco el cual debe estar en un rango de 0.02 a 0.05 mm en toda la vuelta. El reloj comparador se lo ubica de la siguiente manera: aprovechando el imán que tiene este, se ubica en el cilindro de la suspensión como se muestra en la imagen luego nos habilitamos con las piezas que este posee para lograr que la aguja o punta del reloj quede en el disco. Una vez

logrado que el reloj comparador quede de la mejor forma sobre el disco procedemos a reglar el reloj e la posición cero para ser exactos en la toma, d esta forma colocamos la punta en la parte media superior del disco y rotamos el disco en su eje, debe dar los valores mencionados anteriormente.En este caso si cumplió con el dato especificado al estar en 0.05mm.

Comprobación del alabeo el disco

5.- Procedemos a sacar el perno guía del disco de frenos que se logra al hacer palanca el caliper y x medio de un destornillador y los orificios laterales del disco.

Desmontaje del perno guia

6.- Para la extracción del caliper aflojamos los pernos que este tiene en su parte lateral previamente sacando un segurito que este contiene y desplazando una barrita en la que van apolladas las pastillas de freno hecho esto sale libremente el caliper.

Desmontaje de los Calipers

7.- Se tiene libre el disco y procedemos a extraer los pernos que se encuentran en el conjunto del pistón de accionamiento de las pastillas de freno, hay que tener mucho cuidado de no dejarlo colgado ya que este cuenta con la manguera que viene directamente de la bomba de freno ya que al romperse esta se escaparía todo el líquido de freno y seria costoso su arreglo.

Pistón de accionamiento de las pastillas

8.-.Procedemos con la extracción del disco para comprobar daños o si es necesario cambiarlo. Damos unos golpes alrededor del disco para forzarlo a salir ya que es un poco duro hay que hacerlo con paciencia.

Disco extraído

9.- Al momento de hacer la comprobación de la mangueta, vimos que había juego en le rodillo, lo cual es una avería del elemento, procedimos a llevarlo a que le reemplacen el rodillo ya que esto con el tempo podría llegar a romperse y provocar un accidente.

Extracción de la Mangueta

10.- Vemos que el disco presenta un desgaste excesivo o normalmente conocido como ceja el cual se lo podría rectificar, pero por decisión del dueño del vehículo se realizó el reemplazo de los discos

Discos nuevos

11.- Volviendo a los calipers hicimos la comprobación visual de las pastillas de freno la cual concluimos que también necesitan reemplazo, ya que presentaban su desgaste máximo, las cuales inmediatamente se consiguió el repuesto y se colocó correctamente en el conjunto.

Pastillas de freno reemplazadas

12.- Al momento de proceder al montaje de las piezas nos dimos cuenta que la rótula de carga estaba en mal estado la cual también se reemplazó para que no de problemas más adelante.

Rotula de carga

13.- Una vez ya con todos los repuestos listos procedemos al montaje del conjunto colocando la rótula de carga como se muestra en el paso anterior y a continuación la mangueta reparada en la cual el disco entra esta vez con facilidad.

Montaje Rotula de carga, Mangueta, Disco de freno

14.- Colocamos el conjunto de pistón de accionamiento del las pastillas y procedemos ah colocar los pernos.En este paso tuvimos un inconveniente al intentar poner los pernos sentimos que entraba demasiado apretado pero le seguimos imprimiendo fuerza lo cual terminamos dañando la rosca la cual lo solucionamos de la siguiente manera:Utilizando un machuelo de paso rectificador de tuerca y tornillo de M12x1.5mm de paso se procedió a rectificar las líneas de las tuerca y de esta manera se arregló el daño causado anteriormente, la tuerca la reemplazamos ya que era mucho más fácil y rápido que repararla.

Machuelo rectificador de paso M12x1.5mm

Rectificado de paso de la tuerca15.- una vez solucionado el problema anterior montamos ya los calipers con las pastillas nuevas y aseguramos todo el conjunto el cual esta listo para probarlos.

Sistema de frenos de disco montados

CUADRO DE AVERIAS

AVERIA CAUSA SOLUCIONDiscos

presentan cejaDesgaste

excesivo(fin de vida útil)

Sereemplazaron

los discos.Pastillas de

freno desgastadas

Fin de vida útil Reemplazar laspastillas de

frenoJuego excesivoen el rodillo de

la mangueta

Desgaste de losrodillos , caer duro en algún

bache.

Sustituir elrodillo de la

magueta

Rotula de cargacon movimiento

demasiadosuave

Fin de vida útilde la rotula

Sustituir larótula de carga

Fuera de este vehículo se realizo la inspección y de un Chevrolet spark 2006 en el cual se verifico nada más los calipers para comprobar su funcionamiento en el cual se encontró todo correcto y se lubrico simplemente el sistema. Se desmonto el caliper nada mas como se explicó

anteriormente con el mismo proceso y se armó correctamente también como esta descrito en el vehículo anteriormente realizado.

4.3 BOMBA DE FRENOS DE UN VEHICULO CHEVROLET SWIFT (2002)

Desmontaje Desconecte en el depósito de reserva, el

acoplador del interruptor de nivel delíquido.

Limpie el exterior del depósito. Extraiga el líquido con una jeringa o

similar. Desconecte la abrazadera (2) de la

manguera del depósito del embrague y la manguera (3) del depósito (1) (para vehículos con MT).

Extraiga el perno del depósito (1). Extraiga el depósito (2) y los ojales (3).

Bomba de frenos hidráulicos

Extracción e instalación del cilindro maestro.

Limpie el exterior del cilindro maestro. Drene el líquido del depósito. Extraiga la abrazadera del manguito del

depósito del embrague (1). Desconecte del depósito el acoplador (1)

del interruptor de nivel de líquido. Desconecte los tubos (2) de freno

conectados al cilindro maestro. Extraiga las tuercas (1) de fijación del

cilindro maestro. Extraiga el cilindro maestro y el sello del

cilindro maestro.

El par de apriete para la Tuerca de fijación del cilindro maestro es de 15 N·m (1,5 kgf-m, 11,0 lb- ft)

Si el recorrido del pedal no cambia, no se obtiene la estanqueidad al aire.

Cilindro maestro

Cilindro maestro. Empuje el pistón principal (1) para extraer

del cilindro maestro el pasador de tope (2)del pistón secundario, como se ilustra en la figura.

Extraiga el anillo elástico (1). Extraiga la guía del pistón y el pistón

primario. A continuación, extraiga el pistón secundario haciendo pasar aire (2)comprimido por el orificio. Durante la extracción tenga cuidado porque el pistón secundario puede saltar hacia fuera.

Desmontaje del cilindro maestro.

Verifique la estanqueidad al aire Encender el motor. Parar el motor tras haber tenido

funcionando entre 1 y 2 minutos. Pisar varias veces el pedal de freno con la

misma carga que en el caso del frenado ordinario y observar el recorrido del pedal. Si la primera vez el pedal bajasignificativamente pero a partir de la segunda frenada el recorrido disminuye, se obtendrá la estanqueidad al aire.

Estanquiedad de aire.NOTA: Se debe de tener cuidado con no derramar líquido de frenos en la pintura porque esta esaltamente corrosiva, además de utilizar líquido defrenos adecuado y mantener el deposito hasta las líneas de llenado MAX, no utilizar ningún tipo de líquido mineral para el proceso de lavado de los elementos de la bomba y respetar los torques de apriete de los pernos.

Tabla de apriete de pernos.

Purgado del circuito de frenosLuego que se ha realizado el mantenimiento,

armado y montaje de la bomba de frenos es necesario realizar el proceso de purgado de todo el circuito con el fin de extraer el aire existente de las cañerías.Para ello se coloca una manguera en el tornillo de purga.

Tornillo de purga

Luego se acciona continuamente el pedal de freno bombeando varias veces hasta que llegue el líquido presión a las válvulas de purga, con una llave (7 mm) de boca se afloja y se deja salir el aire de las cañerías, este proceso se repite varias veces hasta conseguir quitar todo el aire del circuito de frenos.

CONCLUSIONES

Podemos concluir que luego del mantenimiento realizado al vehículo, lo pasamos por el frenometro obteniendo los resultados que están en el rango de 20%.

Cuando el freno de mano está muy alto es decir recorre muchos dientes este es un síntoma de que las zapatas están desgastadas o se necesita de un ABC de frenos.

Los resultados de las gráficas obtenidas por el frenometro están en un rango establecido según lo establece la normaUNE 26 131 59.

También se concluye que un buen mantenimiento del circuito es el resultado de una frenada efectiva y evita accidentes, asi como el incorrecto funcionamiento del sistema.

BIBLIOGRAFIA.

Manual de vehículos (CHEVROLET, RENAULT)

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J. H. Valencia, Guía de Nº 2 MecánicaAutomotriz..