¿ CÓMO OPERA, EL SISTEMA DE FRENOS?.

En general se pueden hablar de cuatro tipos de frenos, dependiendo de la forma de transmitir la fuerza:

HIDRAULICO: aquel en el cual la fuerza se transmite desde el conductor hasta las ruedas por medio de líquido de frenos. Este sistema es el más común en vehículos livianos y semipesados (hasta 5 toneladas).

NEUMATICO: accionado por aire comprimido, aplicado a vehículos pesados a partir de 6 toneladas.

MECANICO: se vale de guayas y/o de varillas para detener o mantener en reposo el automotor. Este tipo de freno es el más utilizado como freno de parqueo o estacionamiento en vehículos pequeños y medianos.

DE MOTOR: es usado en vehículos pesados para controlar la velocidad en los descensos, evitando que en la carrera de compresión de los pistones del motor se aproveche toda la potencia.

1.1. FRENOS HIDRÁULICOS

El sistema de frenos es básicamente un amplificador de la fuerza que el conductor aplica sobre el pedal, transmitiéndola a los frenos para detener las ruedas.

El primer amplificador que se encuentra es el pedal y dependiendo de su mayor o menor longitud amplifica la fuerza.

El segundo elemento amplificador es el hidroback, el cual ayudado por el motor crea una diferencia de presiones, vacío en un lado y presión atmosférica al otro; al accionar el freno colabora con el esfuerzo del conductor. Entre mayor sea el diámetro mayor será la amplificación.

Como tercera ayuda está el sistema hidráulico comprendido entre el cilindro maestro (Bomba) y los cilindros receptores (De rueda), a mayor diferencia entre las áreas de los pistones del cilindro maestro y de los pistones del cilindro de rueda, mayor amplificación se obtendrá.

Entre más grande sea el diámetro de los cilindros en las ruedas y más pequeño el de la bomba, la amplificación de la fuerza de frenado es mayor.

Al llegar al final del sistema encontramos que las zapatas son otro amplificador que actúan como una palanca mecánica y su efecto es directamente proporcional a la longitud, entre el punto de apoyo (anclaje) y el punto en que se aplica la fuerza (del pistón).

El elemento que se encuentra en movimiento es la campana en conjunto con la rueda y sobre aquella actuaran las zapatas para detener el movimiento (Freno de tambor). A mayor diámetro de campana mayor potencia.

En el freno de disco, el elemento que gira es el rotor (Disco) y contra él se apoyarán las pastillas para inmovilizarlo.

1.1.1. CHUPAS O SELLOS

Las chupas o sellos son elementos encargados de dar estanqueidad en los Cilindros Maestros, Cilindros de Rueda, Limitadores, etc., en que se necesita evitar el paso del líquido y/o desplazarlo en el sistema.

Las chupas deben ser compatibles con el líquido en el cual se van a desempeñar generalmente líquidos en base sintética.

No deben dilatarse más allá de lo especificado al contacto con el líquido.

•No se deben descomponer cuando son sometidas a alta temperatura.

•No deben presentar adhesividad (pegajoso) al entrar en contacto con líquido de frenos.

•No deben presentar manchas superficiales al estar almacenadas.

•Las chupas de mayor uso en el mercado se producen en caucho natural y en SBR.

1.1.2. DIAGNÓSTICO FALLAS SISTEMA FRENOS HIDRÁULICOS

El siguiente es a grandes rasgos el procedimiento a seguir para revisión de un sistema de frenos.

A. PEDAL:

•Mueva el pedal con la mano de lado a lado y verifique ruidos o movimientos excesivos (Juegos).

•Observe desgaste de pasadores y/o pines.

B. HIDROBACK (BOOSTER):

•Con el vehículo apagado accione el pedal tres o cuatro veces, en la cuarta aplicación manténgalo pisado con una fuerza normal y encienda el motor.

•El pedal debe descender ligeramente, PARA revisar la válvula de retención de vacío, retírela del booster y soplando: Por el extremo que entra en el booster debe circular el aire sin obstáculos. Si soplamos por el extremo que conecta con la manguera no debe haber paso de aire, en caso contrario es necesario reemplazar la válvula.

•Si la válvula funciona correctamente el problema está dentro del hidroback, el cual debe ser reemplazado en caso de ser sellado, si es de abrazadera bastara con cambiar cauchos y resortes.

C. TUBERÍA:

Observe la tubería en todo su trayecto buscando fugas, aplastamientos, roce con piezas en movimiento, puntos demasiado cerca a línea de escape.

D. CORRECTOR DE FRENADA (LIMITADOR)

•Coloque un manómetro de 0-2000 PSI, al final de cada una de las tuberías, antes un lado y en lado opuesto al que se ubique en el freno trasero. Posteriormente es necesario controlar el otro circuito de la misma forma, ya que por cada circuito existe un corrector.

•Repita la operación tres veces anotando en cada una las lecturas obtenidas, normal es que en los frenos delanteros la presión sea más alta que en las ruedas traseras, a causa del corrector o limitador, pero en todo caso debe ser igual en las dos ruedas del eje. Es conveniente proveerse de los manuales de los automóviles más comunes con el fin de comparar las lecturas.

•Debe hacer verificar que cuando suelte el pedal freno el manómetro regresa inmediatamente a (cero) en la mayoría de los casos, o entre 10 y 15 PSI (1 bar), cuando haya válvula de presión residual, en la bomba, por ejemplo en el R-4 Plus, en las cuatro ruedas y R-6 en las ruedas traseras.

•Si la aguja del manómetro se demora en regresar o se mantiene con lecturas altas, debe desconectar los flexibles y comprobar que no estén obstruidos. Si lo están deben ser reemplazados.

1.1.3. EL LÍQUIDO DE FRENOS HIERVE

Efectivamente es correcto. Ahora si su duda es la de porque el punto de inflamación (90-135 grados) centígrados es menor que el punto de ebullición (140-260 grados centígrados), podemos decir que es un dato cierto, teniendo en cuenta los compuestos básicos del líquido (alcoholes).
Cuando se alcanzan temperaturas superiores al punto de ebullición del líquido en el freno, se crean cámaras de vapor (burbujas), es decir el líquido hierve en el sistema cerca al cilindro del caliper o de ruedas, haciendo que la respuesta sea demorada o nula (pedal largo).
Se supone que en este momento se ha sobrepasado el punto de inflamación del líquido y que hay peligro de fuego, sin embargo por el hecho de estar confinado (encerrado) el riesgo de que una chispa lo alcance es mínimo.

Es conveniente anotar que si usted abre un grifo en ese momento y acerca un fósforo encendido a la salida del líquido puede producirse llama.

El otro riesgo se correría si en el depósito se alcanzara temperaturas superiores a 120 grados centígrados, lo cual es prácticamente imposible, teniendo en cuenta que por la distancia entre el freno y el cilindro maestro se disipa gran cantidad de calor.

Otra aclaración necesaria es la temperatura que se puede alcanzar en un freno de disco es 800 grados centígrados y en tambor 500 grados centígrados, tomadas en la superficie de fricción de la pastilla.

1.1.4. PRESIÓN SISTEMA DE FRENO HIDRÁULICO

La presión (P) que se genera en un cilindro maestro depende de la fuerza (F) que se aplica sobre el pistón (por el conductor) y el área (A) de ese pistón (P=F/A).

Como el área (A) depende del diámetro del émbolo d, (A= p /4 X D² podemos decir que a menor diámetro del pistón de la bomba, con igual fuerza, la presión obtenida en el circuito es a mayor y viceversa. En el caso del Cilindro de Rueda la fuerza con que los pistones actúan sobre las zapatas, depende de la presión del circuito y del área del pistón (F= P. A); entonces diremos que a mayor área del pistón de salida mayor será la fuerza obtenida (freno más potente).

En una frenada brusca, la presión en la línea es del orden de 1.500 a 2.000 PSI.

1.1.5. PRESIÓN RESIDUAL EN SISTEMAS DE FRENO

En algunos vehículos como el R-4 y R-6 se instalan cilindros maestros con válvula de presión residual, ver cartillas de fichas técnicas, porque actúan sobre los frenos de tambor únicamente con el fin de mantener pre cargado el sistema con una presión de 10 PSI para que el recorrido del pedal sea más corto a la vez que impide la entrada de aire cuando en los cilindros de rueda se encuentren chupas de copa blandas.

1.1.6. AIRE EN EL SISTEMA DE FRENOS

Cuando se realiza el cambio de pastillas el pistón se debe retornar completamente y para ajustar las pastillas nuevas el recorrido es excesivo, lo cual ocasiona que al soltar el pedal rápidamente, un vacío en la bomba se transmita a todo el sistema dando la posibilidad de entrada de aire por las uniones y/o los cauchos (chupas, guardapolvos).
Por lo anterior se recomienda purgar el vehículo después de cambiar pastillas, así no se haya abierto ningún grifo.

1.1.7. FRENOS LARGOS EN DESCENSO

Este fenómeno se presenta en vehículos con sistema hidráulico al e bullir el líquido por efecto de la alta temperatura generada por el frecuente uso del freno. Al hervir (e bullir) el líquido se crean burbujas de vapor que se comprimen ante el esfuerzo en el pedal impidiendo la transmisión de la fuerza hasta los Cilindros de Rueda.

1.1.8. PURGA EN EL SISTEMA DE FRENOS DEL R-21

El R-21 tiene circuito en "X" o "diagonal" es decir de una misma cámara de la bomba sale tubería para una rueda delantera y la opuesta en trasera, por ejemplo rueda delantera derecha y trasera izquierda, dependen del circuito primario, es decir del primero que es accionado al pisar el pedal.

En estos casos se debe purgar en el siguiente orden:

a. Rueda trasera izquierda
b. Rueda delantera derecha
c. Rueda trasera derecha
d. Rueda delantera izquierda

1.1.9. PURGA DEL SISTEMA MIXTO

Debe purgarse en forma independiente. En el circuito neumático con el vehículo apagado abra el grifo del tanque de reserva para permitir que salga el aire comprimido junto con el agua y el aceite que pueden estar depositados y espere a que se caiga completamente la presión para cerrar.

En el circuito hidráulico se debe purgar por gravedad es decir abrir el purgador (Sangrador) y esperar que el líquido fluya en forma continua sin permitir la caída al nivel mínimo en el depósito.

Otro método es aplicar aire comprimido en el depósito sin sobrepasar las 30 PSI; abriendo previamente el purgador hasta tener continuidad en el fluido que sale por la manguera de purga.

1.1.10. PURGA BOMBAS DE FRENO

Antes de instalar un cilindro maestro, un cilindro de rueda, es conveniente cargarlos y purgarlos en el banco para evitar que quede aire atrapado y se dificulte la puesta a punto de los frenos.

1.1.11. CAMBIO LÍQUIDO SISTEMA FRENOS

El líquido para frenos debe cambiarse totalmente cada 5 meses o 10.000 Kms, lo que se cumpla primero (DOT3). En el caso del DOT4 el doble de estas cifras.

Si dejamos más tiempo sin cambiar el líquido se corre el riesgo de:
A. Oxidación de las partes metálicas por la humedad que en ese tiempo ha captado el fluido, causando atascamientos, cilindros rayados y fugas prematuras.

B. Ebullición rápida del líquido por el descenso que se produce en su resistencia a la temperatura (punto de ebullición).

Cuando nuevo el líquido hierve a 232 grados centígrados o más, a los cinco meses puede hervir a 140 grados por la cantidad de agua que ha absorbido a través del depósito y/o de los cauchos.

Cuando hierve el líquido lo cual sucede generalmente, cuando se desciende una pendiente, el recorrido es excesivo y en ocasiones no hay respuesta del freno por la presencia de burbujas de vapor, las cuales se comprimen impidiendo la transmisión de la fuerza desde la bomba hasta el Cilindro de Rueda.