FRENOS Y EMBRAGUES

5/17/2018 FRENOS Y EMBRAGUES - slidepdf.com

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FRENOS YEMBRAGUES

Ortega Luna

Bustamante Núñez



La función de los frenos, es detener el giro de la llantapara así lograr detener un vehículo. Los frenos constituyen uno de los más importantes

sistemas de seguridad de un automóvil. En virtud de ello,los fabricantes dedican mucho tiempo al desarrollo y

diseño de los sistemas de frenado. Hay distintos sistemas de frenos, el mas utilizado

actualmente es el sistema hidráulico con discos adelante ytambores atrás, anteriormente se utilizaban los frenosmecánicos, sistema que hoy ya esta obsoleto.

La tecnología en frenos mas reciente es el sistema ABS elcual controla el frenado para evitar que las llantas sederrapen, y te permite mantener el control del vehículoaun en una situación de frenado extremo.



Anteriormente se utilizaban frenos mecánicos; en loscuales al momento de presionar el freno con lafuerza de tu pie, un cable transmitía la fuerza paratratar de frenar el vehículo, estos tipos de frenosdejaron de ser funcionales cuando la potencia de los

motores empezó a desarrollarse, porque debido a lasaltas velocidades que empezaron a desarrollar losvehículos se requería de un gran esfuerzo físico paralograr frenar un auto, por lo tanto este sistema defrenado quedo totalmente obsoleto y se evolucionohacia los frenos hidráulicos, pues con un esfuerzomucho menor se logra una potencia de frenadomucho mayor.



El sistema de frenos Hidráulicos consta de dos tipos desistemas: Sistema Hidráulico y Materiales de Fricción. En el sistema hidráulico cuando presionas el freno de tu

vehículo un cilindro conocido como cilindro maestro, que vacolocado en el motor, se encarga de impulsar hidráulicamenteel liquido de frenos por toda la tubería, hasta llegar a los

frenos colocados en las llantas y lograr frenar el vehículo. Los materiales de fricción que se utilizan son conocidos comobalatas y suelen ser piezas metálicas, semi-metálicas o decerámica que soportan muy altas temperaturas y son los quecrean la fricción contra una superficie fija; que pueden ser otambores o discos; y así logran el frenado de el vehículo, lasbalatas son piezas que sufren de desgaste y se tienen querevisar y cambiar en forma periódica.



El freno de tambor es un tipo de freno en el que lafricción se causa por un par de zapatas que presionancontra la superficie interior de un tambor giratorio,el cual está conectado al eje o la rueda.



Los frenos de zapata son muy utilizados en lamaquinaria en general y especialmente para losfrenos de los automóviles y ferrocarriles.En todos los casos, estos frenos funcionanhaciendo rozar con fuerza una zapata, o bien dehierro fundido, o bien de acero recubierta de unmaterial especial de fricción, con un tambormetálico, generalmente de hierro fundido,especialmente tratado, en movimiento, con laintensión de detenerlo o en caso tal, mantenerlo

detenido. En algunas aplicaciones, como en lostrenes la zapata roza directamente sobre la rueda.



Los frenos de zapata se clasifican endos tipos según su construcción:

* Frenos de zapata exterior* Frenos de Zapata interior



El esquema representa un freno de zapatasdel tipo de zapatas interiores. El aroexterior de color negro es el tambor objetodel frenado, los dos semi-círculos rojos, laszapatas que pueden girar utilizando comocentro de rotación los puntos azules

inferiores, una leva representada con colorazul en la parte superior colocada entre losextremos libres de las zapatas y por últimoun resorte de color negro, que mantiene alas zapatas apretadas contra la leva.El mecanismo tal y como se representa noestá ejerciendo ninguna fuerza de frenadosobre el tambor que gira libremente ya quelas zapatas están separadas del tamboratraídas por el resorte una a la otra aacercarse, debido a la posición de la leva

separadora.



Si a través de algún mecanismo,hacemos girar la leva 90 grados, esta

obligará a las zapatas a separarse,venciendo la fuerza del resorte, las quese apretarán con fuerza al tambor enmovimiento, frenándolo.El modo de separar las zapatas puedeser de diferente naturaleza, los mascomunes son:

Con la utilización de una leva como eneste caso, accionada por un cilindroneumático utilizando aire comprimido.

Utilizando una leva accionada por unapalanca que a su vez se accionamanualmente.

Utilizando un pequeño cilindrohidráulico de doble pistón colocadodirectamente entre las zapatas

Utilizando un juego de palancas entreuna y otra zapata accionadasmanualmente a través de un cable



En los frenos reales, el movimientode las zapatas es muy pequeño.Para los frenos de zapatassometidos a grandes esfuerzos defrenado, el tambor de frenos,pueden tener aletas deenfriamiento para disipar el intensocalor generado durante elrozamiento.

El material de rozamiento querecubre en la mayor parte de loscasos las zapatas de frenos, escomúnmente un polímero

termoestable de tipo fenólico,relleno con fibras de refuerzo y enalgunos casos, polvos metálicos onegro de humo para aumentar laconductividad de calor.



Posiblemente el dispositivo de freno más sencillo de concebires el llamado freno de cinta o freno de banda, el cual consistefundamentalmente de una cinta flexible, estacionaria, que setensa alrededor de un cilindro solidario al eje cuya velocidadse pretende modificar, la fricción existente entre la cinta y eltambor es responsable de la acción del frenado.

Se usa en las máquinas de vapor, en los vehículos a motor y enalgunos tipos de bicicletas, pero sobre todo en aparatoselevadores.



El freno de disco es un sistema de frenado normalmente para ruedasde vehículos, en el cual una parte móvil (el disco) solidario con larueda que gira es sometido al rozamiento de unas superficies de altocoeficiente de fricción (las pastillas) que ejercen sobre ellos unafuerza suficiente como para transformar toda o parte de la energíacinética del vehículo en movimiento, en calor, hasta detenerlo oreducir su velocidad, según sea el caso. Esta inmensa cantidad decalor ha de ser evacuada de alguna manera, y lo más rápidamente

posible. El mecanismo es similar en esto al freno de tambor, con ladiferencia de que la superficie frenante es menor pero la evacuacióndel calor al ambiente es mucho mejor, compensando ampliamente lamenor superficie frenante.



Clasificacion de Embragues



El embrague cónico es uno de los tipos deembrague más antiguo, tan sólo se empleaen aplicaciones sencillas, es simple y eficaz.Una desventaja que presenta es que tiende abloquearse.



En muchas aplicaciones los embragues de disco handesplazado a los cónicos, debido a que presentanuna gran superficie de fricción en un espacioreducido, además la superficie disipadora de calor

es más efectiva.



Actualmente se monta un sistema de embrague provisto de unoscontrapesos que, cuando el motor alcanza un determinado régimen degiro, la fuerza centrífuga los empuja hacia la periferia, haciendo quelas palancas que van unidas a ellos basculen y hagan presión sobre lamaza de embrague. Consiguiéndose así el embragado.



Cuando el motor gira a ralentí los contrapesos ocupan suposición de reposo gracias a la acción de unos pequeños

muelles y, con ello, el plato de presión deja en libertad aldisco de embrague, consiguiendo el desembragado delmotor.

Dado que la velocidad de giro del motor sube en lasaceleraciones de forma progresiva, la acción de

embragado resulta igualmente progresiva.



El convertidor de par hidrodinámico es una transmisiónhidrodinámica adicional al cambio automático.Constituye el elemento de entrada del cambioautomático. El principio del convertidor de par lo aplicópor vez primera Hermann Föttinger, el año 1905, en la

construcción naval. Por esa razón, el convertidor de parse designa a menudo como convertidor Föttinger.



Rodete de bomba: es, al mismo tiempo, la caja delconvertidor de par.

Rodete de turbina: impulsa el eje de turbina y, con ello,el cambio.

Estátor o reactor: unida por un piñón libre con la caja delcambio, sólo puede girar en el mismo sentido que losrodetes de bomba y turbina.

El rodete de la bomba gira solidario con el motor. Poracción de la fuerza centrífuga, el aceite es impulsado

hacia fuera entre los álabes del rodete de la bomba. Elfluido es conducido al rodete de turbina donde su energíacinética la absorben las paletas, las cuales hacen girar elrodete de la turbina. Lo que diferencia un convertidor depar de un embrague hidrodinámico, es la presencia delestátor, que es lo que produce la multiplicación del par.



Algunos Frenos y Embragues trabajan con fricción, los dosmateriales que están en contacto deben tener un altocoeficiente de fricción.

Este parámetro es usado en todos los cálculos de diseño, y

debe tener un valor Fijo. Los materiales deben ser resistentesa la intemperie así como a la humedad y las altastemperaturas. Una característica calorífica excelente debe sercuando se convierte satisfactoriamente la energía mecánica encalor en el embrague o freno. Esto significa que la altacapacidad de calor y las propiedades térmicas sonproporcionales a las altas temperaturas. Los materiales debenser resistentes en general y tener una alta dureza.



Últimamente se han optado por materiales de carbono, ocon alto contenido del mismo, actualmente tambiénexisten materiales con incrustaciones de asbesto quemejora las propiedades térmicas de los frenos yembragues, también se ha optado por materiales dealeación como el tungsteno y el vanadio aunque son muy

caros por eso las aleaciones con alto contenido de carbonoson la mas viables.

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