Ejes y sistemas de frenos: conceptos y averías

Ejes del vehículo

Eje transversal. Línea horizontal imaginaria que discurre a 90° del eje longitudinal y pasa por el centro de gravedad. En las frenadas y aceleraciones se producen desplazamientos del eje transversal como consecuencia de la compresión y expansión que sufren los elementos de suspensión.

Eje vertical

Línea vertical imaginaria que discurre por el centro de gravedad del vehículo perpendicular al suelo. Determinados movimientos del vehículo, por ejemplo al tomar una curva, producen un desplazamiento del eje vertical.

Eje longitudinal

Línea horizontal imaginaria que discurre en sentido longitudinal del vehículo y pasa por el centro de gravedad. El desplazamiento del eje longitudinal se produce por la inclinación lateral de la carrocería cuando el vehículo circula por carreteras viradas.

Guiñada

Movimiento que se produce sobre el eje vertical.

Transferencia de pesos en frenada

De las cargas estáticas, altura del centro de gravedad y batalla del vehículo. Condiciones de marcha, valores de aceleración y retención.

Factores de parada

Acción de los elementos del frenado. Adherencia del neumático con el suelo. Resistencia a la rodadura. Resistencia aerodinámica. Resistencia del conjunto motor-transmisión.

Tribología

Estudia la interacción entre superficies en movimiento y sus efectos asociados como el desgaste, fricción, adhesión y lubricación.

Cualidades del sistema de frenos

• Progresividad: Debe ser regular y proporcional al esfuerzo realizado.
• Eficacia: Debe ser capaz de detener el vehículo sin la aplicación de un gran esfuerzo sobre el pedal de freno.
• Seguridad: Deben disponer de dos dispositivos, el freno de servicio, y el freno de mano o de socorro que deben ser capaces de detener al vehículo en movimiento y de mantenerlo detenido con una pendiente mínima del 18 %.
• Regularidad: El sistema de frenos debe ser previsible para el conductor en todo momento con independencia de las condiciones de trabajo.

Discos y tambores

Discos mejor refrigeración y mayor progresividad que los tambores.

Cualidades de las zapatas y pastillas

Equilibrio entre resistencia a la abrasión y al desgaste. Resistencia al cizallamiento y golpe. Estabilidad térmica. Compresibilidad para que el material absorba vibraciones e irregularidades. Coeficiente de fricción adecuado y estable al trabajo. Dilatación de materiales prácticamente nula. Durabilidad razonable.

Tipos de disco

Disco ventilado, Disco macizo, Disco ventilado y perforado.

Componentes del sistema de frenos hidráulicos

Bomba de frenos. Depósito. Reductores de frenada para las ruedas traseras. Actuadores hidráulicos. Tuberías y latiguillos. Líquido de frenos.

Tipos de distribución hidráulica

Se exige que la instalación del circuito se realice en dos circuitos independientes para que, en caso de avería de un circuito, no se quede el vehículo sin frenos. Las distribuciones son: II, X, HI, LL, HH. Las más utilizadas: II y X.

Reductores de presión

Controlan y limitan la presión del líquido en el circuito de frenos de las ruedas traseras para evitar que se supere el límite de adherencia de los neumáticos. Tipos: Dependientes de la carga, de la presión y de la deceleración.

Cualidades del líquido de frenos

Viscosidad estable y adecuada. Temperatura de ebullición alta y temperatura de congelación muy baja. Capacidad de lubricación. Buena transmisión de presión en frenadas. Resistencia a la absorción de humedad. Poca comprensibilidad a elevadas y bajas temperaturas. Compatibilidad con los componentes que entran en contacto. Durabilidad mínima de uno o dos años o 100 mil km. Gran resistencia a oxidación y al envejecimiento.

Función de la bomba de vacío

Se utilizan en los motores diésel y en algunos de gasolina con determinados tipos de cambio automático para generar vacío en la cámara del servofreno.

Componentes del servoasist

Gasolina, tubo de vacío y servofreno, salvo excepciones. Diésel, tubo de vacío, bomba de vacío y servofreno.

Razones de averías en los frenos

Mantenimiento incorrecto, uso prolongado en el tiempo o frecuencia, por uso inadecuado o por defectos de fabricación.

Averías en tambores

• Tambores ovalados: Consecuencia de un sobrecalentamiento en su superficie.
• Agrietados: Por sobrecalentamiento y cambios bruscos de temperatura, por defectos del material, o porque las zapatas no sean apropiadas.
• Rayados: Consecuencia de un desgaste excesivo de las zapatas de freno.
• Azulados: Exceso de temperatura puntual.
• Con manchas y puntos duros: Cuando se ha sometido el tambor a altas temperaturas causadas por el arrastre de un freno o frecuentes aplicaciones de freno con alta presión.
• Cristalizados: Sobrecalentamiento de las zapatas de freno.

Averías en discos

• Discos azulados: Ha trabajado a unas temperaturas por encima de su límite de trabajo.
• Desgastados excesivamente: Desgaste.
• Agrietados: Consecuencia de un sometimiento del disco a altas temperaturas.
• Rayados: Consecuencia de un desgaste excesivo de pastillas.
• Alabeados: Por haber sometido al disco a sobrecalentamientos excesivos o defecto de fábrica.
• Dañados como consecuencia de un material de fricción de mala calidad.

Averías en pastillas

• Cristalización.
• Grietas.
• Desgaste irregular.
• Forros despegados.
• Forros desprendidos.
• Material desprendido por cizallamiento.

Síntomas de pérdida en circuito hidráulico o bomba averiada

Baja o muy baja eficacia en la frenada, pedal esponjoso y muy bajo, y pérdida del líquido.

Comprobación correcta de la frenada

Visualmente, que no existan restos de líquido alrededor, ni detrás del guardabarros. Actuar sobre el elemento de mando del corrector y comprobar su desplazamiento en ambos sentidos. Medir presión de frenada eje trasero. Con manómetros específicos comprobar la presión del eje trasero en vacío y bajo carga comparando datos.

Fadding

Las frenadas continuadas y sobre todo violentas producen una acumulación térmica que provoca una pérdida de eficacia considerable en los frenos. A este fenómeno se le conoce con el nombre de fadding.

Elementos del sistema neumático

Compresores, reguladores de presión, secadores de aire, válvulas de seguridad, limitadoras de sobrepresiones, dispositivos anticongelantes.

Válvulas de descarga de presión

Diseñadas para provocar una bajada de presión controlada en las cámaras de freno de una forma rápida y eficaz. También utilizadas en línea del freno de estacionamiento.

Válvula de relación

Diseñada para hacer las funciones de válvula de escape rápido y válvula limitadora de presión para el eje delantero de determinados vehículos.

Válvulas de relé de compensación del freno

Una combinación de dos válvulas en un solo soporte. Permite la aplicación y escape de presión en el circuito de servicio en vehículos con o sin remolque.

Funciones del regulador de presión

Adaptar la presión que proporciona el compresor a la presión de trabajo del circuito. Evitar que el compresor trabaje bajo carga cuando la presión del circuito está dentro de unos límites establecidos. Proteger contra sobrepresiones el circuito de aire presurizado.

Válvulas aseguradoras de presión

Válvulas de retención. Válvulas de rebose. Válvula protectora de cuatro circuitos.

Actuadores de freno

Cámaras o cilindros de freno. Rotocámaras. Actuadores con resorte. Actuadores de seguridad.

Válvulas relé

Aceleran el tiempo de reacción del sistema. Se utilizan para proporcionar y eliminar rápidamente la presión de los actuadores y para activar o liberar los frenos de estacionamiento o de servicio. También como sistema antimezcla.

Freno hidrodinámico: ventajas

Aumenta la potencia de frenado y disminuye considerablemente la utilización de los frenos tradicionales, por lo que se prolonga en gran medida su mantenimiento.

Elementos del freno hidrodinámico

Un estator unido a la carcasa del conjunto. Un rotor solidario al árbol de transmisión o al secundario de la caja de cambios del cual toma movimiento. Un cárter o depósito de aceite. Una carcasa que cierra el conjunto.

Ventajas del freno eléctrico respecto al hidrodinámico

No precisa sistema de refrigeración del motor para su funcionamiento y la respuesta de activación es muy rápida.