Calculo del sistema de frenado de un vehculo Ford festiva 1999

Docente:Ing. Paul Hernn Narvez Villa

Carrera Ingeniera Mecnica Automotriz

Realizado por: John Morocho GuamnDanilo Pllasela MorochoJonathan Sibri Lazo

Fecha de entrega:01 de Mayo del 2015

Grupo:# 4

Cuenca Ecuador1. INTRODUCCION

El sistema de freno de un automvil resulta fundamental para el vehculo. Se trata del sistema que confiere la capacidad de reducir la velocidad del vehculo cuando est en marcha incluso llegando a detenerlo si fuera necesario.Se realiz el clculo de las fuerza que actan en el sistema de frenado, las mismas que se han comparado con los datos tcnicos del vehculo, esto nos ayudara a establecer si los frenos estn en un correcto funcionamiento. El principio en el que se basa el sistema de frenado es en la reduccin de la energa cintica, producida por el movimiento del vehculo, y/o potencial transformndola en energa calorfica. Previamente a desarrollar el anlisis de los sistemas de frenos, debe anticiparse una serie de cuestiones relativas al proceso dinmico de la operacin de frenado de los automviles. En este sentido debe tenerse en cuenta que, cuando un conductor acciona el pedal de freno para reducir la velocidad o detener el automvil en condiciones de marcha, la fuerza que ejerce en el pedal es transmitida y multiplicada por el equipo de frenos para generar, finalmente, la retencin y deceleracin necesaria en las ruedas.Desde que se acciona el pedal de freno se inicia un proceso generalizado y simplificado de la operacin de frenado en los vehculos automviles que se configura por las fases sealadas a continuacin:

1) El conductor pisa el pedal de freno, e inicia la fase de frenado. 2) Tiempo de respuesta que transcurre desde que se acciona el pedal de freno hasta que se genera la fuerza de frenado en las ruedas. 3) Etapa en la que se produce el incremento de la fuerza de frenado hasta alcanzar su valor de mxima eficacia, prximo al 75% de la presin de frenado. 4) Valor de mxima deceleracin en el proceso de frenado. 5) Duracin real de la frenada 6) Detencin del automvil. 7) Efecto de inercia que se produce al soltar el pedal de freno. Este proceso de frenado puede parecer muy elemental, pero en realidad la dinmica del proceso de frenado implica una convergencia de acciones conjuntas para que la efectividad de la frenada pueda alcanzar el 100% de eficacia. Para ello, deben cumplirse de forma simultnea una serie de condicionantes como son:

1) Que la adherencia entre los neumticos y el asfalto sea mxima. 2) Que no se bloqueen las ruedas y el automvil no derrape. 3) Que el equipo de frenos funcione correctamente. Si no se cumplen estas condiciones, la eficacia del frenado se reduce y la distancia de detencin se prolonga considerablemente, como en los casos de superficies resbaladizas y frenadas de elevada intensidad donde se produce el bloqueo de las ruedas, anulando el control y direccionalidad del automvil. En los siguientes apartados, desarrollaremos los conceptos y fundamentos tcnicos incidentes en todo proceso dinmico del proceso de frenado. Para poder realizarlo, consideraremos los vehculos como cuerpos rgidos no dotados, por tanto, de suspensiones.

2. OBJETIVOS2.1. OBJETIVO GENERAL

Calcular el sistema de frenado de un vehculo Ford Festiva 1999

2.2. OBJETIVO ESPECIFICO

Demostrar el dimensionado correcto de los frenos Determinar las fuerzas que actan en el frenado Comparar lo calculado con los datos tcnicos del vehculo3. MARCO TEORICO

En primer lugar tenemos que saber que el reparto de cargas de un vehculo no es igual en el eje delantero y trasero sino que vara. En un vehculo moderno parado, la 12 distribucin de las cargas son de un 55% del peso total en el eje delantero y de un 45% en el trasero. Sin embargo, este reparto esttico se modifica en condiciones dinmicas. Las principales fuerzas en el proceso de frenado del vehculo son las que podemos observar en la siguiente figura 1.

Figura 1. Fuerzas principales en el proceso de frenado.Aunque dicho reparto de cargas dinmicas durante la frenada depende de otros factores tales como el reparto de cargas estticas, alturas del centro de gravedad y otros podemos aproximar que en un vehculo estndar dicho reparto de masas en una situacin dinmica es, aproximadamente, del 80% sobre el eje delantero y del 20% en el trasero. Esta situacin supone que tanto el dimensionamiento de los frenos delanteros y traseros, as como las caractersticas del material de friccin de las pastillas, han de tener distintas dimensiones y/o coeficientes para evitar el bloqueo de las ruedas traseras.Al frenar, debido a la inercia del automvil en marcha, se produce este cabeceo de la parte trasera a la delantera, es decir, el eje trasero se aligera y el delantero se sobrecarga.

Figura 2. Transferencia del peso del eje trasero al delantero.

Al aumentar la carga en el eje delantero, se aumenta la fuerza de adherencia, motivo por el que la fuerza de frenado se debe incrementar en los frenos de las ruedas delanteras, para que pueda aplicarse hasta el 80% del efecto de frenado cuando se pisa el pedal de freno. Si la fuerza de frenado fuese por igual en las ruedas delanteras y traseras, ante frenado de gran intensidad se producira rpidamente el bloqueo de las ruedas traseras.

4. DESARROLLO

Datos del vehculo

Tabla 1. Datos del vehculo. [1]Peso vaco909 kg

Peso bruto1225 kg

Largo 4.4400 m

Ancho1.6800 m

Alto 1.3600 m

Frenos delanterosDisco

Frenos traserosTambor

Dimetro exterior del bombn trasero18.05 mm

Dimetro interior del bombn trasero17.78mm

Dimetro exterior del bombn delantero48 mm

Dimetro interior del bombn delantero47.2

Diagrama de cuerpo libre

Dimensionamiento de los frenos

Distribucin del peso en los ejes

Datos del Vehculo

Masa=909 Kg

Vmax=145km/h=40.27m/s

Trabajo de frenado

Fuerza de frenado cuando est a una mxima velocidad (con carga en eje delantero del 80% y el carga en el eje trasero del 20%)

Coeficiente de la adherencia de la rueda

Fuerza de frenado en cada eje

Eje delantero:

Eje Trasero:

Fuerza Total de Frenado

Fuerza de Frenado en los bombines de los frenos de disco

Figura 1: Datos circuito de frenos delanteros

Presin en el circuito

Fuerza que ejerce el bombn sobre las zapatas para el frenado

5. CONCLUCIONES

6. BIBLIOGRAFIA

[1] J. Font Mezquita, "SIstemas de frenos," in Tratado sobre automoviles: Dinamica del automovil , Valencia, Paraninfo, 2006, pp. 218 - 245.

[2] C. Manuel, "calculo de frenos en el vehiculo," in Ingenieria del vehiculo Sistemas y Calculo, Madrid, Tebar, 2006.

[3] L. Pablo, "Frenos del vehiculo," in Ingenieria del automovil, Madrid, Paraninfo, 2005.

[4] E. Dominguez, "Los frenos en el vehiculo," in Sistemas de transmision y Frenado, Madrid, Editex, 2012, pp. 226 - 394.

[5] R. Garcia, "Frenos," in Sistemas de transmision y frenado, Madrid, Macmillan, 2012.

[6] A. Casado, "Sistemas de frenos," in Sistema de Transmision y frenado, Madrid, Paraninfo, 2011.

[7] Ford, "Thecaryoudrive," 2010. [Online]. Available: http://www.thecaryoudrive.com/es/034896729a. [Accessed 21 07 2015].

[8] Ford, "Chasis," in Manual de taller, pp. 171 - 200.