frenos hidraulicos
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Frenos Hidráulicos y Fricción
Temario de Capacitación
1.- Metrología Teoría - Práctica
2.- Ley de Pascal
3.- Coeficiente de Fricción
4.- Cilindro Maestro Teoría - Práctica
5.- Cilindro de Rueda Teoría - Práctica
6.- Booster
7.- Líneas Hidráulicas (tuberías y mangueras)
8.- Freno de Disco Teoría - Práctica
9.- Freno de Tambor Teoría - Práctica
10.- Fallas y soluciones
11.- Manejo de Catálogos
METROLOGÍA
USO Y MANEJO DE:
CALIBRADOR VERNIER TEORÍA - PRÁCTICA
MICRÓMETRO TEORÍA - PRÁCTICA
La Ley de Pascal
Los líquidos no
pueden ser
comprimidos
Aire en el sistema
permitirá compresión
Presión es igual en
todo el sistema
En el sistema de
frenos, la relación
que existe entre:
Area y fuerza del
pistón
Area y recorrido del
pistón
La Energía Cinética debe cambiarse a
energía térmica.
La fricción hace esta función produciendo
calor, cuando el calor aumenta, absorbe la
Energía Cinética del vehículo.
Frenar es una manera controlada de aplicar
fricción.
Fricción
Tres Factores Principales
1.- Presión
Dos superficies apretadas juntas se
resistirán al movimiento basado en la
presión aplicada.
La presión afecta directamente las
características de fricción.
Fricción
Tres Factores Principales
2.- Área de la superficie
Generalmente, entre más extensa sea el
área de la superficie en la balata,
Más efectivo es el frenado
Coeficiente de fricción puede afectar la
eficiencia del frenado sobre el área de la
superficie.
Fricción Tres Factores Principales
3.- Coeficiente de fricción La capacidad de un material
para deslizarse sobre otro.
El esfuerzo de jalar dividido
por el peso de la carga.
La capacidad del coeficiente
de fricción es afectada por el
calor.
Materiales de Fricción / componentes
Mantiene un coeficiente de fricción
correcto sobre una amplia variedad de temperaturas.
Resistencia al frenado brusco o al desvanecimiento.
Alto coeficiente de fricción, más agresivo.
Bajo coeficiente de fricción, requiere mayor presión .
• Interpretación del coeficiente de fricción
• 0.550
• 0.450
• 0.350
• 0.250
• 0.150
A mayor coeficiente de fricción: •Mejor frenaje
•Mayor emisión de ruido
•Mayor desgaste de balata
A menor coeficiente de fricción: •Menor efectividad de frenado
•Menor ruido
•Menor desgaste de balata
Para vehículos automotores no se recomienda utilizar
balatas con coeficiente de fricción: DD, ED.
H G F E D
Coeficiente de Fricción de las Balatas de acuerdo a la SAE - J661
(Sociedad de Ingenieros Automotrices)
CÓDIGO RANGO CLASIFICACIÓN
C Menor 0.150 No Clasificada
E 0.251-0.350 Media Baja Fricción
D 0.151-0.250 Baja Fricción
G 0.451-0.550 Alta Fricción
F 0.351-0.450 Media Alta Fricción
H Mayor 0.551 No clasificada
Los sistemas de frenos deben parar un vehículo en menos tiempo del que toma para lograr alta velocidad
Paradas normales (300° a
500ºF) 148°C a 260°C
Paradas de emergencia (500° a 1.000ºF) 260°C a 538°C
Operación del Cilindro Maestro
Sistema de Frenos Sencillo
60 %
40 %
Sistema Doble Dividido:
Delantero-Trasero.
60 %
40 %
Vehículos de
Tracción Trasera
80 %
20 %
Vehículos de
Tracción Delantera
Sistema Doble Dividido: Diagonalmente
Sólido / Compuesto
Tipos - Un pistón
Componentes
Actualmente no se usan válvulas de
verificación de presión residual
Tipos - Dos-pistones
Tipos - Escalonado Cuando la cámara de baja presión alcanza cerca de 100 PSI
(por pulgada cuadrada) la esfera de verificación cargada con un resorte se abre permitiendo que el líquido de frenos regrese al depósito.
Cuando se suelta el freno, la válvula permite que los orificios de compensación y reabastecimiento trabajen normalmente.
Fallas/Soluciones
Instale una pinza de
aislamiento en cada
manguera.
Taponee las salidas
del cilindro con el kit de
purga BSE-125
Herrajería de
los tambores
Cilindro de
Rueda
componentes
cubrepolvo
pistón
goma
resorte
Tornillo
purgador
Cilindro de
Rueda
Cilindro de la rueda Causarán Problemas
• Gomas desgastadas
• Oxido/corrosión
• Pistones pegados
• Ensamble incorrecto
Servicio • Inspección a tambores
Desgaste
Normal
Desgaste
Acampanado
Desgaste
Acampanado
Fracturas
Booster de Potencia
Asiste al conductor con
potencia en los frenos
durante el esfuerzo del
frenado.
Booster
Pedal de Freno Cilindro
Maestro
Booster de Potencia
tipos – Vacío
Vacío suspendido Diafragma sencillo
En los dos lados del diafragma tiene vacío del múltiple aplicado hasta que el freno es aplicado.
Booster de Potencia
Verificación:
Verifique funcionalidad
Prueba de vacío
Booster de Potencia
tipos – Hidráulico Recibe presión
hidráulica de la
bomba de la
dirección.
Mangueras y tubería de frenos
Forma la unión entre el cilindro maestro los
calibradores y los cilindros de la rueda.
Transmite la energía creada sobre el líquido
en el cilindro maestro al aplicar los frenos.
Mangueras y tubería de frenos
Dos tipos
Tubería de acero Doble pared
Soldada
Recubierto contra corrosión
Diferentes diámetros con diferentes uniones para
lograr los requerimientos de varios vehículos.
SAE requiere una presión mínima de 5000 PSI
Mangueras y tubería
de frenos
Mangueras
flexibles
Luces de
prevención
Roja-Frenos
Interruptor del
nivel del líquido
Luces de prevención Roja-Frenos
Interruptor diferencial de presión
Luces de
prevención
Roja-Frenos
Sensor de
desgaste
electrónico en
balatas
Sistema del control de balance
Fijo
Algunos localizados en el Cilindro Maestro
Sistema del control de balance CARGA/SENSOR DE ALTURA
Cambia la presión en los
frenos traseros basado
en la carga.
Frenos de discos
Primera patente en 1902
Ofrecido como opción en 1963
Equipo Standard en algunos modelos ‘65
Equipo standard algunos modelos de los ‘70’s
Frenos de discos
Ventajas:
* El Disco expuesto al aire tiene más resistencia a
el desvanecimiento del freno.
* Bajo afectamiento por agua y humedad.
* Los discos se limpiarán del óxido durante su
operación de frenado.
* Alargan la vida del material de fricción.
* Frenadas más uniformes - Bajos problemas de
jaloneo en condiciones de lluvia.
Frenos de discos
Tipos
Fijo
Frenos de discos
tipos
Deslisante
Frenos de discos
tipos
Flotante
Frenos de discos
Funcion del sello
Sello de corte
cuadrado
Retener el líquido
Retraer el pistón
Autoajustable
Frenos de discos
Compensación de desgaste.
Frenos de discos
Sensor de
desgaste
Freno de Estacionamiento
Tipo Caliper trasero GM
La leva rota el tornillo actuador
El tornillo se introduce en la tuerca
La tuerca presiona contra el cono accionando el pistón
Frenos de discos
Rotores
tipos Rotor
Ventilado
Rotor
Sólido
Frenos de discos
Rotores
Tipos Rotores
Anillo de ABS
Los nuestros incluyen los
anillos
Aletas direccional
Frenos de discos
tipo
Disco
Frenos de discos
Rotores
Servicio
Inspección
Rayados o fracturas
Puntos duros y/o
azulados rayaduras
Fracturas Puntos
duros
Frenos de discos
Rotores Servicio
Mediciones Espesor
Paralelismo
Mínimo espesor
Acabado
Demostración utlizando herramientas de medición y libro de especificaciones
Variación de un lado a otro
en el espesor o diámetro
Desviación Lateral.
Variación de los
espesores.
Pulsación
del pedal
Una variación más
de 0.0005” en el
espesor del disco
Frenos de discos
Rotores
Servicio :
Ocilación lateral
Rotor
Masa
Verificar tolerancias
Frenos de discos
Rotores
Servicio
Baleros
Retenes
Frenos de tambor
Tipo
Servo
Frenos de tambor Tipo
Servo
Freno al inicio
de Operación.
Frenos de tambor
Tipo
Servo
Freno Activado
70 % 30 %
Rueda
Tras. Der.
Frente
Frenos de
tambor
Tipo No Servo
Partes
Frenos de tambor
No Servo
operación
70 % 30 %
Rueda
Tras. Der. Frente
Frenos de tambor Herrajería del tambor de frenos
Frenos de
tambor
Herrajería del
tambor
Resortes de
retorno
Frenos de tambor
Herrajería del
tambor
Kit de autoajuste
Frenos de estacionamiento tipos
Rotores traseros con freno de estacionamiento integral.
Servicio • Inspección a tambores
Desgaste
Normal
Desgaste
Acampanado
Desgaste
Acampanado
Fracturas
Líquidos de frenos y sus factores
DOT 3 - Base en glycol
DOT 4 - Base en glycol
DOT 5 - Base en silicona
El líquido de frenos puede tener una
versión para trabajo pesado con un punto
de ebullición más alto
Los líquidos de frenos DOT 3 y DOT 4
son Hidroscópicos
(Absorben Humedad)
Causando corrosión, oxidación y sedimentos.
Restringe los canales de flujo del sistema ABS
Líquidos de frenos y sus factores
Standard - J1703
Etiqueta
Color
Base en Glycol - CLARO- AMBAR
Base en silicona - Púrpura
Punto de ebullición
Absorsión de agua (Hidroscópico)
Mínimo punto de ebullición con agua adherida (punto
de ebullición húmedo)
Líquidos de frenos y sus factores
Tipo de líquidos
Requerimiento DOT 3 DOT 4 DOT 5 DOT 5.1
Mínimo punto de
ebullición seco401°F 446°F 500°F 545°F
Mínimo punto de
ebullición
húmedo
284°F 311°F 356°F 392°F
-40°F Máxima
viscosidad1,500 cSt 1,800 cSt 900 cSt 900 cSt
Líquidos de frenos y sus factores
Efectos de la humedad sobre el punto de ebullición
Líquidos de frenos y sus factores
Precauciones
Solventes
Aceites minerales
Humedad - mantega los contenedores cerrados
No abra el cilindro maestro para verificar el nivel del
líquido si el depósito es transparente.
Sólidos
Limpie la cubierta del depósito antes de abrirlo.
Purga de los frenos hidráulicos Propósito
purgar el aire del sistema.
Cambiar el líquido de frenos del sistema
periódicamente.
Purga de los frenos hidráulicos: Métodos Manual - procedimiento con 2 personas:
Una pisando el pedal.
Otra abre y cierra el tornillo de purga.
Purga de los frenos hidráulicos
Métodos Presión.
Una persona.
(Tanque de purga a presión)
Purga de los frenos hidráulicos Metodos
Vacío.
Operado por un hombre.
Sistema de purga
por vacío.
VBB-0061
Purga de los frenos hidráulicos.
Método: Gravedad
Una persona
No muy efectivo
Fallas y Soluciones
En el sistema de frenos hidráulicos
En el cilindro maestro.
En frenos de disco.
En frenos de tambor.
Inspección en el líquido para frenos.
Inspección en mangueras para frenos.
Cilindro maestro Fallas/Soluciones
El pedal se baja lentamente hasta el piso
El pedal se baja totalmente
El pedal regresa lentamente o el recorrido
disminuye
Orificio de compensación tapado (presión residual)
Gomas esponjadas (contaminación)
Pistón del cilindro no regresa
Recorrido del pedal restringido
Cilindro maestro Fallas/Soluciones
Verifique que el pedal este alto y duro; de lo
contrario revise:
* El nivel del líquido
* Aire en el sistema
* Excesivo recorrido mecánico
NOTA IMPORTANTE:
La mayoría de las quejas de los cilindros maestros
no son realmente problemas del cilindro.
Frenos de discos
Problemas y causas
Traqueteo
* Pérdida de partes
* Partes dañadas
* Instalación incorrecta
Frenos de discos
Problemas y causas Pedal bajo y/o esponjoso
(Prueba de Aislamiento) * Fuga en los sellos del caliper
* Aire en el sistema
* Líquido de frenos contaminado con humedad
* Líquido de frenos de baja calidad
* Nivel de líquido bajo
* Excesiva holgura entre la barra de empuje y el pistón del cilindro maestro (Bajo pero NO esponjoso)
Frenos de discos
Problemas y causas
Ruido
* Pérdida de partes de herrajería
* Herrajería desgastada
* Balatas excesivamente desgastadas
* Rotores rayados /mal rectificados / acabado
inadecuado
* Balatas contaminadas
* Balatas mal instaladas
* Contacto entre rotor y caliper
* Falta de lubricación en la herrajeria y/o, lubricante
inadecuado
Frenos de discos
Problemas y causas
Balatas con desgaste disparejo
* Mecanismo del calibrador pegado
* Desgaste excesivo en la balata exterior
* Pistón del calibrador pegado
* Balata interna desgastada
Frenos bloqueados
* Pedal del freno atascado o mal calibrado
* Switch de luz del freno mal ajustado
* Barra de empuje del booster mal ajustada
* Pistón del calibrador oxidado, pegado, trabado
* Manejar con los dos pies (freno/acelerador)
Frenos de discos
Problemas y causas
Jaloneo al frenar
* Mangueras de freno obstruidas o doblada
* Partes de hule contaminadas
* Partes de suspensión mal ajustadas o desgastadas
Tipos de pistón
* Acero
* Fenólico
* Aluminio
Frenos de discos
Problemas y causas
Pulsación en el pedal
* Desalinamiento lateral en los rotores
* Falta de paralelismo
Tornillo purgador
* Checar que no este pegado
Frenos de discos
Problemas y causas
Pedal duro
* Pistones del calibrador pegados
* Balatas cristalizadas
* Líneas de vacío del booster bloqueadas
* Bajo poder de asistencia de vacío
* Ensamble de booster defectuoso
Prueba funcional de booster
Frenos de tambor
Servicio
Inspeccione el desgaste de las balatas.
* Remueva el herraje.
* Inspecione los soportes de las balatas.
* Inspeccione los pernos y puntos de anclaje.
* Reconstruya / reemplace los cilindros de rueda.
* Reemplace el herraje cuando reemplace las balatas.
* Inspeccione el contacto entre la balata y el tambor.
Frenos de tambor
Problemas y causas. Pedal bajo (Prueba de aislamiento)
* Nivel bajo del Líquido en el C.M.
* Aire dentro del sistema
* Ajuste incorrecto o balatas gastadas
* Excesivo juego en la varilla de empuje del C.M.
* Falla en una de las secciones del C.M.
* Falla en el booster de poder.
* Mangueras deterioradas o débiles.
* Baja calidad del líquido de frenos.
* Pared de soporte flexible - Chevette, Camionetas Ford y otros.
Frenos de tambor
Problemas y causas
Pedal bajo
* Balatas desgastadas y/o ajuste incorrecto
* Válvula de presión residual del C.M.
dañada. (si esta integrada al C.M.)
* Aire dentro del sistema.
Frenos de tambor
Problemas y causas Pedal esponjoso (Prueba de aislamiento)
* Aire dentro del sistema.
* Baja calidad del líquido de frenos.
* Tambores Gastados o agietados que oscilan bajo presión.
* Buje pivote del freno gastado / dañado
Pedal que baja lentamente. * Fuga interna en el C.M.
* Fuga en el cilindro de rueda.
* Cualquier fuga externa.
Frenos de tambor Problemas y causas.
Pedal alto:
* Ajuste incorrecto de la varilla de empuje del C.M.
* Balatas sobre-ajustadas (no hay holgura entre la
balata y la superficie del tambor)
* Pulsación del pedal
* Tambor fuera de circuferencia (ovalado)
Frenos de tambor
Problema y causas: Pedal duro.
* Balatas contaminada o cristalizadas.
* Mangueras restringuidas o dañadas.
* Partes de hule del C.M. o C.R. contaminados.
* Falla en el Booster de poder.
* Palanca del pedal de freno pegada.
* Manguera del múltiple de admisión al booster de poder con Fuga/rota.
* Conector de vacío tapado en el booster de poder.
* Insuficiente vacío.
Frenos de tambor
Problemas y causa: Arrastre o jaloneo al frenar.
* Neumáticos desgastados o presión incorrecta.
* Balatas Contaminadas.
* Ajuste incorrecto en el freno de estacionamiento.
* Kit de resortes rotos o desgastados.
* El pedal del freno no retorna correctamente.
* Partes dañadas de la suspension.
* Baleros desajustados en las ruedas.
* Puertos bloqueados o restringidos en las líneas o en el cilindro maestro.
Frenos de tambor
Problemas y Causas
Frenos semi-bloqueados/Jaloneos
* Ajuste incorrecto de la varilla de empuje del C.M.
* Diferentes diámetros de tambor en el eje.
* Tambores ovalados.
* Gomas de cilindro de rueda contaminadas.
* Líquido de frenos espeso o pegajoso que no está
fluyendo adecuadamente.
* Zapatas de freno trabadas por estar desgastado el
plato porta balatas.
* Problemas de suspensión o dirección.
Frenos de tambor Problemas y causas.
Frenos ruidosos
* Golpeteo en las balatas – Tambor estrellado o marcas de rectificado aspero.
* Roce de balatas -tambor rectificado fuera de centro o resortes de retorno rotos o vencidos.
* Rechinido- Balatas cristalizadas.
Balatas contaminadas.
Polvo en los tambores.
Platos porta balatas torcidos.
Zapatas distorcionadas.
Diferente tipo de balatas en el eje.
Falta de lubicante en la herrajería o en el plato porta balatas.
Líquido de frenos
Pruebas
Visualmente inspeccione el color del líquido
* Verifique que no existan particulas sólidas en el
líquido.
* Verifique el punto de ebullición con el equipo
de pruebas.
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