Nótese que, en la Fig. 2, los tamaños de
los pistones y las presiones hidráulicas se ofrecen como
ejemplo de las presiones. Los pistones, generalmente, son mayores
en las ruedas delanteras, debido a que, cuando se aplican los
frenos, el impulso de avance del vehículo lanza más
peso sobre dichas ruedas. Por consiguiente, es necesario un mayor
esfuerzo de frenaje en las ruedas delanteras para obtener un
frenaje equilibrado.
CILINDRO
MAESTRO
Las Fig. 4 y 5 muestran aspectos y secciones de un
cilindro maestro desarmado. El pistón del cilindro maestro
desarmado. El pistón del cilindro maestro está
articulado al pedal del freno mediante una disposición de
palanquilla que proporciona una considerable ventaja mecánica. Es decir, el empuje sobre el
pedal del freno se multiplica varias veces por la
disposición de la palanquilla. Por ejemplo, en la
disposición mostrada en la Fig. 3, un empuje de 100
libras sobre el pedal del freno producirá un empuje de 750
libras en el pistón, cuando se apliquen los frenos por
primera vez.
El pistón al moverse hacia adentro en el cilindro
maestro (desde la posición mostrada en la Fig. 3,
hasta la que vemos en la Fig. 6), pasa por la lumbrera de
compensación. Esto atrapa el líquido del cilindro
que se encuentra delante del pistón. La presión
sube rápidamente y el líquido es forzado a
través de los conductos de freno hasta los cilindros de
ruedas. Esta acción
aparece en la Fig. 6.
5. CILINDRO DE
RUEDAS
La Fig. 7 muestra la construcción de un cilindro de rueda. La
presión hidráulica aplicada entre las dos
zapatillas del pistón fuerza a
éste hacia fuera. Por consiguiente, los pasadores
accionadotes de las zapatas fuerzan a éstas porque entran
en contacto con las tamboras. Las zapatillas del pistón
están hechas de tal manera, que la presión
hidráulica las fuerza apretadamente contra la pared del
cilindro de rueda. Esto produce un buen sellaje, que mantiene al
líquido en el cilindro.
6. CARRERA DE
RETORNO
En la carrera de retorno, la tensión del muelle sobre
la articulación del freno y la presión del resorte
contra el pistón del cilindro maestro fuerzan al
pistón a moverse hacia atrás en su cilindro.
Ahora, el líquido fluye desde los cilindros de rueda
hacia el cilindro maestro, como se ve en la Fig. 8. La
tensión de los resortes de las zapatas de freno fuerza a
estas para que se separen o alejen de las tamboras y de esta
manera, empuja hacia adentro los pistones de los cilindros de
rueda. Así el líquido retorna desde los cilindros
de rueda al cilindro maestro, como señalan las flechas.
Sin embargo, cierta presión queda atrapada en los
conductos, debido a la válvula de retención al
final del cilindro maestro (véase la Fig. 4). Al
descender la presión, la válvula de
retención ce cierra, atrapando unas cuantas libras de
presión en los conductos y cilindros de rueda. Esta
presión sirve para evitar que los cilindros de rueda
tengan salideros y también para reducir las posibilidades
de que el aire penetre en
el sistema.
7. CILINDROS DE
RUEDAS DOBLES
La Fig. 9 muestra una disposición que utiliza
dos cilindros de rueda. Cada cilindro tiene un solo
pistón, que acciona únicamente una de las zapatas
de freno.
8. CHUPAS O
SELLOS
Las chupas o sellos son elementos encargados de
dar estanqueidad en los Cilindros Maestros, Cilindros de Rueda,
Limitadores, Hidrovac, etc., en que se necesita evitar el paso
del líquido y/o desplazarlo en el sistema.
Las chupas deben ser compatibles con el
líquido en el cual se van a desempeñar generalmente
líquidos en base sintética.
No deben dilatarse más allá de lo
especificado al contacto con el líquido.
? No se deben descomponer cuando son
sometidas a alta temperatura.? No deben presentar adhesividad
(pegajoso) al entrar en contacto con líquido de
frenos.? No deben presentar manchas
superficiales al estar almacenadas.? Las chupas de mayor uso en el mercado
se producen en caucho natural y en SBR.
9. PROCEDIMIENTOS
PARA LA INSPECCIÓN DEL SISTEMA
El siguiente es a grandes rasgos el procedimiento a
seguir para revisión de un sistema de frenos.
A. PEDAL:
? Mueva el pedal con la mano de lado a
lado y verifique ruidos o movimientos excesivos (Juegos).? Observe desgaste de pasadores y/o
pines.
B. SERVOFRENO (BOSTER):
? Con el vehículo apagado accione
el pedal tres o cuatro veces, en la cuarta aplicación
manténgalo pisado con una fuerza normal y encienda el
motor.? El pedal debe descender ligeramente e
revisar la válvula de retención de
vacío, retirándola del boster y soplando; por
el extremo que entra en el servo debe circular el aire sin
obstáculos. Si soplamos por el extremo que conecta con
la manguera no debe haber paso de aire, en caso contrario es
necesario reemplazar la válvula.? Si la válvula funciona
correctamente el problema esta dentro del servofreno, el cual
debe ser reemplazado en caso de ser sellado, si es de
abrazadera bastara con cambiar cauchos y resortes.
C. TUBERÍA:
Observe la tubería en todo su trayecto
buscando fugas, aplastamientos, roce con piezas en movimiento,
puntos demasiado cerca a línea de escape.
D. CORRECTOR DE FRENADA (LIMITADOR)
? Coloque un manómetro de 0-2000 PSI, al final
de cada una de las tuberías, antes un lado y en lado
opuesto al que se ubique en el freno trasero. Posteriormente
es necesario controlar el otro circuito de la misma forma, ya
que por cada circuito existe un corrector.? Repita la operación tres veces anotando en
cada una las lecturas obtenidas, normal es que en los frenos
delanteros la presión sea más alta que en las
ruedas traseras, a causa del corrector o limitador, pero en
todo caso debe ser igual en las dos ruedas del eje. Es
conveniente proveerse de los manuales de los
automóviles más comunes con el fin de comparar
las lecturas.? Debe hacer verificar que cuando suelte el pedal
freno el manómetro regresa inmediatamente a (cero) en
la mayoría de los casos, o entre 10 y 15 PSI (1 bar),
cuando haya válvula de presión residual, en la
bomba, por ejemplo en el R-4 Plus, en las cuatro ruedas y R-6
en las ruedas traseras.? Si la aguja del manómetro se demora en
regresar o se mantiene con lecturas altas, debe desconectar
los flexibles y comprobar que no estén obstruidos. Si
lo están deben ser reemplazados.
10. CAMBIO
LÍQUIDO SISTEMA DE FRENOS
El líquido para frenos debe cambiarse totalmente cada 5
meses o 10000 Kms, lo que se cumpla primero (DOT3). En el caso
del DOT4 el doble de estas cifras.
Si dejamos mas tiempo sin
cambiar el líquido se corre el riesgo de:
A. Oxidación de las partes metálicas por la
humedad que en ese tiempo ha captado el fluido, causando
atascamientos, cilindros rayados y fugas prematuras.
B. Ebullición rápida del líquido por el
descenso que se produce en su resistencia a la
temperatura
(punto de ebullición).
Cuando nuevo el líquido hierve a 232 grados
centígrados o más, a los cinco meses puede hervir a
140 grados por la cantidad de agua que ha
absorbido a través del depósito y/o de los
cauchos.
Cuando hierve el líquido lo cual sucede generalmente,
cuando se desciende una pendiente, el recorrido es excesivo y en
ocasiones no hay respuesta del freno por la presencia de burbujas
de vapor, las cuales se comprimen impidiendo la
transmisión de la fuerza desde la bomba hasta el Cilindro
de Rueda.
11.
TUBERÍA EN UN SISTEMA HIDRÁULICO
La tubería en un sistema hidráulico, tiene como
finalidad primordial servir de elemento conductor del
líquido transmisor de la fuerza, por lo tanto en la
efectividad de la frenada no incluye el diámetro.
Hay que tener en cuenta, que su calibre debe ser lo
suficientemente amplio como para no producir atascamientos.
En el caso de tener que cambiar el Cilindro Maestro (bomba)
por una diferente a la original, puede dejarse la misma
tubería que trae el vehículo.
Las dimensiones de las chupas de los Cilindros de Rueda deben
corresponder al cilindro instalado, ya que colocarle uno con
mayor o menor diámetro o altura que el original, produce
serios problemas de
fugas o atascamientos.
La tubería y las chupas son fabricadas localmente, sin
embargo, no es política de
ICONTEC recomendar marca alguna para
los productos que
adquirimos, con lo cual dejamos en completa libertad al
interesado para elegir la marca que considere es la mejor, en
todo caso es conveniente que cumplan con las normas técnicas
exigidas para ese producto.
(ICONTEC No. 1090).
12. DESPERFECTOS
MÁS COMUNES, CAUSAS Y SOLUCIONES MÁS
COMUNES
A continuación les mostraremos una tabla, en la cual
les damos a conocer una serie de desperfectos, los cuales pueden
producirse en el sistema de frenos. Luego de presentada esta
tabla se le dará una breve explicación a como se
hacen las correcciones.
TABLA PARA HALLAR DESPERFECTOS EN EL SISTEMA DE
FRENOS HIDRÁULICO, SUS CAUSAS Y SOLUCIONES
MÁS COMUNES.
12.1 EXPLICACIÓN A LA TABLA DE
DESPERFECTOS
El pedal del freno llega hasta el piso del
automóvil. Cuando ocurre esto, significa que no hay
reserva en el pedal, ya que el movimiento total del mismo no
proporciona un frenaje adecuado. Ello puede deberse a que el
pedal, la articulación o las zapatas están
desajustadas, o a desgaste en los forros o bandas. También
podría originarse por la falta de líquido de frenos
o por la presencia de aire en el sistema. El aire impide el
frenaje normal, puesto que se comprimirá cuando se aplique
presión hidráulica, y esta presión no
llegará a los cilindros de ruedas. Otra deficiencia que
permitiría que el pedal del freno llegara hasta el piso
del vehículo, sin producir la aplicación normal del
freno, sería cuando haya un cilindro maestro defectuoso.
Por ejemplo, la zapatilla del pistón podría estar
agrietada, lo que impediría que el líquido de
frenos resultara desviado en el lugar de fomentar presión
hidráulica.
Un freno tiene agarre. Esto quiere decir que las
zapatas no se alejan de la tambora cuando se sueltan los frenos.
Esta deficiencia podría deberse al ajuste incorrecto de
las zapatas; obstrucción en el conducto de freno, que no
libera la presión desde el cilindro de rueda; atascamiento
en los pistones del cilindro de rueda; resortes de retorno de las
zapatas rotos o débiles y aflojamiento en el cojinete de
rueda, lo que permite que la misma sufra bamboleos, de maneta que
la tambora entra en contacto con las zapatas aún cuando
ellas estén en posición retractada.
Todos los frenos tienen agarre. Cuando todos los frenos
tienen "agarre", esto puede deberse a que el pedal del freno no
tiene suficiente juego para
permitir que el pistón del cilindro maestro retroceda
totalmente. Tal cosa impediría que el labio de la
zapatilla del pistón pasará por la lumbrera de
compensación, de modo que la presión
hidráulica no quedaría reducida como es debido.
Como consecuencia, los cilindros de ruedas no
desacoplarían las zapatas. Una deficiencia semejante
podría originarse si se ha echado aceite mineral
al sistema, puesto que el mismo sería capaz de hacer que
la zapatilla del pistón se hinchara. Si esta se hincha
demasiado, no dejará al descubierto la lumbrera de
compensación aún con el pistón en
posición completamente retractada (Fig.10). Una
lumbrera de compensación que esté obstruida
produciría el mismo resultado. No utilice un alambre o
taladro para destupir la lumbrera, pues esto provocaría
una rebaba que podría cortar la zapatilla. En lugar de
ello, límpiela con alcohol y aire
comprimido. La obstrucción del respiradero del
depósito podría motivar el "arrastre" en los
frenos, ya que la presión quedaría atrapada en el
depósito, lo cual impediría la salida normal de la
misma. Esto sería algo al hecho de producir una entrada de
aire en el sistema (Ver No. 9 de la tabla).
El vehículo tira hacia un lado. Si el
vehículo tira hacia un lado cuando se aplican los frenos,
quiere decir que se está ejerciendo más
presión de frenaje a un lado que al otro. Tal cosa ocurre
si algunos de los forros o bandas están impregnados de
aceite o de líquido de frenos (de manera que pierden
efectividad de frenaje), si las zapatas están desigual o
indebidamente ajustadas, si los neumáticos no están
inflados uniformemente, o si los cilindros de rueda defectuosos u
obstrucciones en los conductos del freno impiden la acción
uniforme de frenaje en todas las ruedas. Además, el
aflojamiento en las placas de respaldo del freno o el empleo de dos
tipos diferentes de forros de frenos, hará que el
automóvil tire hacia un lado cuando estos se apliquen. Los
forros o bandas se impregnarán de aceite si el nivel del
lubricante en el diferencial o en el eje trasero es demasiado
alto, ya que esto generalmente produce un salidero por el sello
de aceite (Fig.11) el aceite cae en los frenos o bandas y
los empapa. En las ruedas delanteras, los forros o bandas de
frenos pueden impregnarse de aceite si los cojinetes de esas
ruedas están indebidamente lubricados o si el sello de
aceite está defectuoso o incorrectamente instalado. Los
cilindros de rueda dejarán escapar líquido de
frenos hacia los forros o bandas si están defectuosos, o
si se ha instalado indebidamente un pasador accionador. Por
ejemplo, si los forros de una rueda izquierda se empapan de
líquido de freno o de aceite, el automóvil
tenderá a tirar o desviarse hacia la derecha, pues los
frenos serán más efectivos en ese lado.
Pedal blando o esponjoso. Si el funcionamiento del
pedal es blando o esponjoso, es probable que haya aire en el
sistema, aunque unas zapatas desajustadas también
podrían originar este problema. Véase más
adelante, en la sección Aire en los frenos, las
circunstancias que podrían permitir la entrada de aire en
el sistema.
Deficiente acción de frenaje que requiere excesiva
presión en el pedal. Si los forros o bandas
están impregnados de aceite o de líquido de frenos,
no agarrarán bien y se requerirá excesiva
presión en el pedal para obtener la acción de
frenaje. El ajuste incorrecto de las zapatas o el empleo de
forros inadecuados podría originar la misma dificultad.
Algunas veces, cuando los forros se han humedecido,
después de un fuerte aguacero o tras haber conducido el
vehículo sobre charcos profundos, los frenos no
operarán correctamente. En este caso, su funcionamiento
normal quedará restablecido cuando los forros se hayan
secado. Pero si estos están empapados de aceite o de
líquido de frenos, habrá que reemplazarlos, ya que
no es fácil quitar esos contaminantes. Otra causa posible
de deficiente acción de frenaje es el exceso de
temperatura. Después que se han aplicado los frenos
durante largos períodos, como cuando se baja una pendiente
prolongada, comienzan a sobrecalentarse. Este sobrecalentamiento
reduce la efectividad del frenaje, de modo que los frenos fallan.
A menudo, si se le dejan enfriar, se restablecerá su
eficiencia.
Sin embargo, los períodos de frenaje excesivamente largos
a altas temperaturas pueden chamuscar los forros, por lo que
habrá que reemplazarlos. Además, la tambora puede
ponerse vidriada o "Glaseada", de manera que estará
demasiado lisa para producir un buen frenaje. En este caso, la
tambora debe esmerilarse o tornearse. El vidriado también
puede ocurrir aun cuando los frenos no se hayan
sobrecalentado.
Los Frenos están demasiado sensibles o agarran.
Cuando los frenos están sumamente sensibles y producen un
frenado brusco, con ligera presión sobre el pedal, puede
ser que los forros se hayan puesto grasientos (si es así,
los frenos son susceptibles de tener "agarre", pero si
están impregnados de aceite, no producirán efecto
de frenaje). Si las zapatas están desajustadas, si se han
empleado los forros inadecuados, o si las tamboras están
ralladas o ásperas (Fig.12), el agarre en
cuestión puede ocurrir cuando los forros entre en contacto
con la tambora. El aflojamiento en la placa de respaldo puede
provocar la misma dificultad; cuando los forros entran en
contacto con la tambora, la placa de respaldo se mueve para
producir un frenaje brusco.
Frenos con ruidos. Si los forros o bandas se desgastan
tantos que los remaches entran en contacto con las tamboras
(Véase figura 12), si las zapatas se deforman de
modo que la presión sobre la tambora no es uniforme, si
los remaches de las zapatas se aflojan y hacen contacto con la
tambora, o si esta se torna áspera o desgastada, los
frenos tendrán ruido.
Cualquiera de estas deficiencias es susceptible de originar un
chirrido cuando se aplican los frenos. Además, las piezas
flojas, como la placa de respaldo del freno pueden producir
rechinamiento.
Aire en el sistema. Si el aire penetra en el sistema
hidráulico, el resultado será un frenaje deficiente
y un pedal esponjoso. El aire puede penetrar en el sistema si el
respirador de llenado se obstruye o tupe (Fig.13), puesto
que eso tendería a crear un vacío parcial en el
sistema durante la carrera de retorno del pistón.
Entonces, el aire podría desviarse por la zapatilla
trasera del pistón (como indican las flechas) y penetrar
en el sistema. Es posible que accidentalmente se obstruya el
respiradero (debido a la acción de una llave) cuando se
saca el tapón del llenador. Siempre compruebe el
respiradero y límpielo cuando se saque el tapón y
se instale. El aire también puede penetrar si la
válvula del cilindro maestro tiene salideros y no mantiene
la presión en el sistema. Esto podría permitir que
el aire pase alrededor de las zapatillas de los pistones de
cilindros de ruedas, puesto que no habría presión
que sostuviera las zapatillas con fuerza contra las paredes del
cilindro. Probablemente la causa más común de
presión de aire en el sistema de frenaje es el bajo nivel
del líquido de frenos en el cilindro maestro. Si el
líquido en cuestión desciende por debajo de la
lumbrera de compensación, el sistema hidráulico
absorberá el aire cuando el pistón se mueva hacia
delante en la carrera de frenaje. El aire presente en el sistema
debe eliminarse, añadiendo líquido de frenos y
purgando el sistema según se describirá más
adelante.
Pérdida de líquido de frenos. El
líquido de frenos puede escapar si hay salideros en el
cilindro maestro, o en el cilindro de ruedas, si las conexiones
de conductos están flojas o si dichos conductos
están averiados. Una causa posible de salideros en los
cilindros de ruedas es la instalación incorrecta del
pasador accionador (Fig.14). Si el pasador está
ladeado, como se indica, entonces el empuje lateral sobre el
pistón puede permitir los salideros por este
último. Los salideros debido a otras causas, en el
cilindro maestro o en los cilindros de ruedas, requieren la
extracción y reparación o reemplazo de las piezas
defectuosas.
13. PREGUNTAS DE
CONTROL
1. Como su nombre lo indica, este
sistema aprovecha los principios hidráulicos para su
buen funcionamiento. ¿En que consiste este
principio?2. El mismo principio es aprovechado en
otras actividades en la reparación y servicios al
medio energético. Mencione al menos una de estas.3. ¿Cuál es el fin del
muelle amortiguador colocado alrededor del tambor de
freno?4. describa lo que sucede en un sistema
hidráulico cuando el conductor retira el pie del pedal
de freno.5. Analice la figura 1 y responda en cada caso que
sucede si se retiran los componentes 5, 9, 14, 20.6. Analice la figura 2 y responda cuantas libras de
fuerza salen en este sistema de frenos si: Se aplican 1200
libras de fuerza de entrada, el área del pistón
es de 0.6 pulgadas cuadradas, igualmente el cilindro trasero
tiene 0.8 y el delantero 0.9 pulgadas cuadradas
respectivamente.7. ¿Por qué se utiliza el cilindro de
rueda de tipo escalonado en algunos frenos?8. ¿Cuáles son las ventajas de usar dos
cilindros de rueda en un solo émbolo?9. Los cilindros de rueda, en su composición
tienen 10 elementos. Mencione 5 de ellos y explique que
sucedería en cada caso si se le retira uno de
ellos.10. ¿Cómo son igualados o compensados
los frenos de mano que actúan sobre las ruadas
traseras?11. Luego de un prolongado uso del sistema se hace
necesaria una revisión de este. ¿Explique
cuál procedimiento usted utilizaría para esta
actividad?12. El líquido de frenos es componente
indispensable para el buen funcionamiento del presente
sistema de frenos. ¿Cada que tiempo se hace necesario
su cambio o relleno del depósito?13. ¿Qué sucede si es utilizado un
líquido no adecuado para relleno o cambio?14. El sistema de frenos Hidráulico posee
otros posibles desperfectos, a los cuales se le suman
posibles causas y con esta una solución. Investigue 2
posibles desperfectos que no haya estudiado y explique dos
posibles causas y sus soluciones en cada caso.
14.
BIBLIOGRAFÍA
Principal.
COLECTIVO DE AUTORES. Sistema de dirección y freno de los vehículos
automotores – C. Habana: Ed. Científico
Técnica, 1981, 720 p.
Complementaria.
MICROSOFT ENCARTA 2006[DVD].
1993-2005 Microsoft
Corporation.
Autor:
Alexbier Hidalgo Batista
 Página anterior | Volver al principio del trabajo | Página siguiente  |