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.