Sistemas de Frenos Automotrices

Study Notes

Sistemas Mecánicos Automotrices: Sistemas de Frenos

Función del Sistema de Frenos: Crear una fuerza regulada para reducir la velocidad o detener un vehículo en movimiento, así como para estacionarlo.
Mecanismo de Frenado: Se consigue por rozamiento, es decir, mediante la resistencia al movimiento relativo entre dos superficies en contacto (una estacionaria y otra móvil), lo que disminuye la velocidad del vehículo.
Absorción de Energía: La acción de frenado consiste en absorber la energía calorífica. Esta energía se genera al hacer rozar una parte móvil del vehículo (tambores o discos) contra una parte fija (zapatas o pastillas), transmitiéndola a la atmósfera.

Principios Básicos del Sistema de Frenos

Componentes del Sistema: El sistema de frenos está formado por:
- Sistema de mando
- Elemento frenante
Sistemas de Mando:
- Mecánico
- Hidráulico
- Neumático
- Hidroneumático
Requisitos del Sistema de Frenos:
- Eficacia: Con un esfuerzo mínimo sobre el pedal, lograr un tiempo y distancia de frenado cortos.
- Estabilidad: El vehículo debe mantener su estabilidad durante el frenado, sin derrapes o desviaciones.
- Comodidad: El recorrido del pedal debe ser razonable y progresivo, sin ruidos ni vibraciones.
Distribución del Esfuerzo de Frenado: Teóricamente, el esfuerzo de frenado se distribuye entre las ruedas delantera y trasera según el peso soportado por cada una (motor, número de pasajeros y carga).
Transferencia de Carga durante el Frenado: Al frenar, hay una transferencia de carga del tren trasero al delantero, lo que causa la sobrecarga de los neumáticos delanteros y aumento de la superficie de adherencia.
Prevención del Bloqueo de Ruedas: Los frenos están diseñados para actuar más intensamente en las ruedas delanteras para evitar el bloqueo de las ruedas durante el frenado.
Acción de las Fuerzas Retardadoras: Las fuerzas de frenado incluyen rozamientos en los órganos de transmisión, resistencia a la rodadura y resistencia al aire.
Frenado con Motor: Al levantar el pie del acelerador, el motor cae a ralentí, generando un freno continuo en la marcha normal.
Tipo de Frenos Mecánicos:
- Freno de disco
- Freno de tambor

Fuerzas de Frenado

Energía Cinética: La energía cinética (EC) de un cuerpo con masa "m" y velocidad "V" se calcula como EC = 1/2 * m * V².
Trabajo de Frenado: El trabajo de frenado (W) es igual a la fuerza de frenado (F) multiplicada por la distancia (d); es decir, W = F * d.
Relación entre Energías y Fuerza de Frenado: La fórmula que relaciona la energía cinética con la fuerza de frenado y la distancia de frenado es 1/2 * m * V² = F * d (suponiendo F constante).
Formula para calcular la desaceleración (a): a = F/m
Formula para la distancia de frenado (df): df = 1/2 * V²/a
Formula para el tiempo de frenado (tf): tf = V/a

Distancia de Frenado

Definiciòn: La distancia de frenado es el espacio recorrido por el vehículo desde que se accionan los frenos hasta que se detiene completamente.
Factores que Influyen:
- Presión del pedal del freno
- Velocidad del vehículo
- Estado de los neumáticos
- Adherencia
- Fuerza y dirección del viento
- Peso del vehículo
- Naturaleza y estado del pavimento
Eficiencia Ideal y Valores Aceptables: La eficacia máxima de un sistema de frenos es igual al peso del vehículo. Un buen sistema alcanza el 80% de este valor como aceptable, mientras que por debajo del 40% se considera malo.
Formula para el cálculo de la distancia de frenado (D): D = V²/200 (asumiendo una eficacia del 80% y piso rugoso).
Ejemplos de Distancias de Frenado: Se entrega un cuadro con valores de distancia de frenado (en metros) vs velocidades (km/h) para diferentes situaciones (frenos buenos y malos).