UNIDAD 11

DIRECCION MECANICA Y GEOMETRIA

DE LOS EJES 

1. LA DIRECCION.

Es el mecanismo de guiado y orientación accionado por el conductor. La dirección es el conjunto de componentes que forman este dispositivo.

La dirección debe cumplir una serie de normas:

- Trasladar el giro de volante a las ruedas y que todas las irregularidades del terreno vayan al volante para que el conductor sepa siempre en que condiciones se encuentra.

- Rigidez calculada para cualquier giro de volante que de el conductor.

- Debe cumplir las exigencias del cuadrilátero de ackerman que veremos más adelante.

- La dirección deberá volver a su posición original después de tomar una curva.

- Debe tener una desmultiplicación lo más pequeña posible para conseguir una buena manejabilidad del vehículo.

Los componentes de la dirección son los siguientes:

1.1. EL VOLANTE.

Los volantes se utilizan en todo tipo de vehículos, desde los automóviles hasta camiones ligeros y pesados. El volante es la parte del sistema de gobierno que es manipulado por el conductor, generando acciones que son las respondidas por el resto del sistema. Esto se logra a través del contacto mecánico directo como los racks y el piñón, con o sin la ayuda de dirección asistida, EPS, o como en algunos coches modernos de producción con la ayuda de los motores controlados por computadora, conocido como dirección de energía eléctrica. Con la introducción de la regulación federal de los vehículos en los Estados Unidos en 1968, FMVSS 114, se requiere el bloqueo de la rotación del volante, para impedir el robo de vehículos de motor. En la mayoría de los vehículos esto se logra cuando se elimina la llave del encendido del sistema de encendido (bloqueo de encendido).

1.2. ARBOL DE DIRECCION.

Transmite el par de giro desde el volante a la caja desmultiplicadora.

1.3. CAJAS DE DIRECCION DESMULTIPLICADORAS.

Reduce y transforma el movimiento que recibe del árbol de transmisión.

Son de dos tipos de cremallera y de tornillo sin fin.

DIRECCION DE CREMALLERA.

Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico.

Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura.

El mecanismo esta constituido por una barra tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera.

DIRECCION DE TRONILLO SIN FIN.

Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que la aplicada al volante.

Existen cuatro tipos de esta variedad de caja:

- Sin fin de tornillo y tuerca desplazable.

- Sin fin de tornillo y tuerca con bolas circulantes.

- Sin fin de tornillo globoide y rodillo.

- Sin fin de tornillo y sector dentado.

3. GEOMETRIA DE EJES.

La geometria de los ejes se consigue cuando las cuatro ruedas recorren circunferencias que tienen un centro comun, llamado centro de rotación. El centro de rotación se encuentra en la prolongación del eje trasero.

3.1. CUADRILATERO DE ACKERMAN.

La geometría de dirección de Ackermann es una disposición geométrica de los vínculos que intervienen en la dirección de un automóvil u otro vehículo diseñado para resolver el problema de las ruedas en el interior y exterior de un ciclo necesario para trazar círculos de diferentes radios.

La prolongación de los brazos de direccion con respecto al eje delantero, deben cortar al eje trasero justo en el centro.

3.2. ANGULO DE EMPUJE.

Elángulo de empuje (thrust angle) es una línea imaginaria perpendicular al centro del eje trasero. Compara la dirección a la cual el eje trasero apunta con la línea central del vehículo. Además confirma si el eje trasero esta paralelo al eje delantero y que la distancia entre las ruedas traseras y delanteras sea la misma en ambos lados.

3.3. SET BACK..

Desvio de la alineación de las ruedas en el eje delantero, lo que provoca que una este más adelantada que la otra.

3.4. VIA Y BATALLA DEL VEHICULO.

Via es la distancia entre las ruedas de un mismo eje y la batalla la distancia entre ruedas de diferente eje.

4. GEOMETRIA DE ANGULOS Y RUEDA.

4.1. PARALELISMO, CONVERGENCIA O DIVERGENCIA.

La convergencia o paralelismo de las ruedas delanteras es la posición que ocupan las dos ruedas con respecto al eje longitudinal del vehículo. Este valor se mide en milímetros y es la diferencia de distancia existente entre las partes delanteras y traseras de las llantas a la altura de la mangueta; está entre 1 y 10 mm para vehículos con propulsión y cero a menos 2 mm para vehículos con tracción.

El ángulo de caída (Ac) y el de salida (As) hace que la rueda esté inclinada respecto al terreno y que al rodar lo haga sobre la generatriz de un "cono" lo que implica que las ruedas tienden a abrirse. Para corregir esto se cierran las ruedas por su parte delantera, con lo que adelanta el vértice del cono en el sentido de la marcha.

La convergencia también contrarresta el par de orientación que se forma entre el empuje y el rozamiento de la rueda y que tiende a abrirla, siendo esta la razón de que los coches con propulsión tengan mayor convergencia que los de tracción, en efecto: debido al avance y salida, la prolongación del pivote corta al suelo en un punto mas adelantado y hacia el centro que el de apoyo del neumático. Si el coche lleva propulsión, la fuerza de empuje se transmite a la rueda delantera a través del pivote y la de resistencia se aplica en el punto de contacto del neumático, esto origina un par de giro que tiende a abrir las ruedas delanteras, cosa que no ocurre en vehículos con tracción ya que la fuerza se aplica en el punto de contacto.

4.2. ANGULO DE CAIDA.

Se llama ángulo de caída al ángulo"Ac" que forma la prolongación del eje de simetría de la rueda con el vertical que pasa por el centro de apoyo de la rueda.

Este ángulo se consigue dando al eje de la mangueta una cierta inclinación con respecto a la horizontal. Tiene por objeto desplazar el peso del vehículo que gravita sobre este eje hacia el interior de la mangueta, disminuyendo así el empuje lateral de los cojinetes sobre los que se apoya la rueda.

4.3. ANGULO DE SALIDA.

Se llama ángulo de salida al ángulo (As) que forman la prolongación del eje del pivote, sobre el que gira la rueda para orientarse, con la prolongación del eje vertical que pasa por el centro de apoyo de la rueda y cuyo vértice coincide en A´. Este ángulo suele estar comprometido entre 5 y 10º, siendo en la mayoría de los vehículos de 6 a 7º. 

Esta disposición del pivote sobre el que se mueve la mangueta reduce el esfuerzo a realizar para la orientación de la rueda ya que, depende directamente de la distancia "d" (figura inferior) cuanto menor sea "d" menor será el esfuerzo a realizar con el volante para orientar las ruedas. Este esfuerzo será nulo cuando el eje del pivote pase por el punto "A", centro de la superficie de contacto del neumático con el suelo. En este caso solo habría que vencer el esfuerzo de resistencia de rodadura (Fr) correspondiente al ancho del neumático, ya que el par de giro seria nulo. En la practica "d" no puede ser cero ya que, entonces la dirección se volvería inestable.

4.4. ANGULO DE AVANCE.

Se llama ángulo de avance, al ángulo (Aa) que forma la prolongación del eje del pivote con el eje vertical que pasa por el centro de la rueda y en el sentido de avance de la misma.

Cuando el empuje del vehículo se realiza desde las ruedas traseras (propulsión), el eje delantero es arrastrado desde atrás, lo que supone una inestabilidad en la dirección. Esto se corrige dando al pivote un cierto ángulo de avance (Aa), de forma que su eje corte a la linea de desplazamiento un poco por delante del punto (A) de apoyo de la rueda. Con ello aparece una acción de remolque en la propia rueda que da fijeza a la dirección, haciendo que el punto (A) de apoyo tienda a estar siempre en linea recta y por detrás de (B) punto de impulsión.

Al girar la dirección para tomar una curva la rueda se orienta sobre el punto (B) fijado para el avance: esto hace que el punto (A) se desplace hasta (A´), creandose un par de fuerzas que tiende a volver a la rueda a su posición de linea recta ya que, en esta posición, al ser (d = 0), desaparece el par.

COTAS CONJUGADAS.

Las cotas de salida y caída hacen que el avance corte a la linea de desplazamiento por delante y hacia la derecha de punto (A). De ello resulta que, para vehículos de propulsión trasera, el empuje que se transmite el eje delantero pasa de éste a la rueda por el pivote, teniendo su punto de tiro en la rueda sobre el punto (B). Como la resistencia de rodadura actúa sobre su punto de apoyo (A), resulta un par de fuerzas que tiende a abrir la rueda por delante, debiendo dar una convergencia a la rueda para corregir esta tendencia.

La convergencia será tanto mayor cuanto mas adelantado y hacia la derecha se encuentre el punto (B). Esta posición viene determinada por los ángulos de caída, salida y avance, lo que quiere decir que la convergencia depende directamente de estas tres cotas.

UNIDAD 14

SISTEMA ELECTRONICO DE FRENADO

Y ESTABILIDAD (ABS/ESP) 

1. SISTEMA ANTIBLOQUEO DE FRENOS (ABS)

El sistema antibloqueo de ruedas o frenos antibloqueo, del aleman Antiblockiersystem (ABS), es un dispositivo utilizado en aviones, automoviles y en modelos avanzados de motocicletas que hace variar la fuerza de frenado para evitar que los neumáticos pierdan la adherencia con el suelo.

El sistema fue desarrollado inicialmente para los aviones, los cuales acostumbran a tener que frenar fuertemente una vez han tomado tierra. En 1978 Bosch hizo historia cuando introdujo el primer sistema electrónico de frenos antibloqueo. Esta tecnología se ha convertido en la base para todos los sistemas electrónicos que utilizan de alguna forma el ABS, como por ejemplo los controles de tracción y de estabilidad.

El sistema ABS permite mantener durante la frenada el coeficiente de rozamiento estático, ya que evita que se produzca deslizamiento sobre la calzada. Teniendo en cuenta que el coeficiente de rozamiento estático es mayor que el coeficiente de rozamiento dinámico, la distancia de frenado siempre se reduce con un sistema ABS.

Si bien el sistema ABS es útil en casi todas las situaciones, resulta indispensable en superficies deslizantes, como son pavimentos mojados o con hielo, ya que en estos casos la diferencia entre el coeficiente de rozamiento estático y el dinámico es especialmente alto.

Cuando se conduce sobre nieve o gravilla y se frena sin sistema ABS, se produce el hundimiento de las ruedas en el terreno, lo que produce una detención del coche más eficaz. El sistema ABS, al evitar que se produzca deslizamiento sobre el suelo también evita que se hundan las ruedas, por lo que en estos tipos de superficie, y deseando una distancia de frenado lo más corta posible sería deseable poder desactivar la acción del ABS.

Algunos sistemas usados en autos deportivos o de desempeño, permiten al sistema del vehículo desactivar el uso del ABS para producir una frenada más brusca al principio y permitir el control del mismo con una velocidad más baja. Es decir el sistema antibloqueo entra a trabajar con retraso, permitiendo derrapes controlados o enterramientos en terrenos blandos.

aparte de los sistemas de frenos ya vistos, el ABS incorpora:

- Sensores de velocidad de rueda.

- Unidad de mando (UCE).

- Uidad hidráulica.

6. PROGRAMA ELECTRICO DE ESTABILIDAD.

El sistema consta de una unidad de control electrónico, un grupo hidráulico y un conjunto de sensores:

sensor de ángulo de dirección: está ubicado en la dirección y proporciona información constante sobre el movimiento del volante, es decir, la dirección deseada por el conductor.

sensor de velocidad de giro de rueda: son los mismos del ABS e informan sobre el comportamiento de las mismas (si están bloqueadas, si patinan ...)

sensor de ángulo de giro y aceleración transversal: proporciona información sobre desplazamientos del vehículo alrededor de su eje vertical y desplazamientos y fuerzas laterales, es decir, cual es el comportamiento real del vehículo y si está comenzando a derrapar y desviándose de la trayectoria deseada por el conductor.

El ESP está siempre activo. Un microordenador controla las señales provenientes de los sensores del ESP y las chequea 25 veces por segundo para comprobar que la dirección que desea el conductor a través del volante se corresponde con la dirección real en la que se está moviendo el vehículo. Si el vehículo se mueve en una dirección diferente, el ESP detecta la situación crítica y reacciona inmediatamente, independientemente del conductor. Utiliza el sistema de frenos del vehículo para estabilizarlo. Con estas intervenciones selectivas de los frenos, el ESP genera la fuerza contraria deseada para que el vehículo pueda reaccionar según las maniobras del conductor. El ESP no sólo inicia la intervención de los frenos, también puede reducir el par del motor para reducir la velocidad del vehículo. De esta manera el coche se mantiene seguro y estable, dentro siempre de los límites de la física.

UNIDAD 13

EL SISTEMA DE FRENOS

EN VEHICULOS INDUSTRIALES 

1. SISTEMA DE FRENOS DE ACCIONAMIENTO HIDRONEUMATICO. 

Este sistema como su propio nombre indica, mezcla los frenos hidráulicos con los neumáticos y se usaba generalmente en vehículos comerciales medios.

Usa frenos de disco o tambores de modo hidráulico en modo de freno de servicio y de freno de estacionamiento, de modo neumático.

se compone de:

- Circuito de presión neumática.

- Convertidor neumohidraulico.

- Circuito hidráulico igual que los estudiados en los de turismos.

2. SISTEMA DE FRENOS DE ACCIONAMIENTO NEUMATICO.

Es el que se usa en vehículos comerciales pesados ya que es el que resulta más efectivo y rápido a la hora de la frenada.

Dentro del sistema neumático podemos distinguir varios tipos de circuitos: 

2.1. CIRCUITO DE GENERACION DE AIRE COMPRIMIDO.

Se encarga de comprimir el aire, filtrarlo y distribuirlo a todos los circuitos y elementos que necesiten aire a presión para funcionar. Esta compuesto por:

- Compresor.

- Depósitos de aire o calderín.

- Filtro secador.

- Regulador de presión.

- Válvula de cuatro circuitos.

2.2. CIRCUITO DE FRENOS DE SERVICIO.

Se divide en circuito de frenos para el eje delantero y trasero. Su misión es dirigir aire a presión a cada uno de los ejes para que en caso de fuga, al menos un eje consiga detenerse.

Los elementos a los que llega este circuito son el tambor y discos de accionamiento neumático.

Los componentes del circuito de frenos de servicio son:

- Válvula del pedal de freno.
- Válvula relé.
- Válvula compensadora de carga.
- Válvula de accionamiento de los frenos.

2.3. CIRCUITO DE FRENO DE ESTACIONAMIENTO.

Esta constituido por los siguientes elementos:

- Depósito de almacenamiento.
- Válvula de freno de estacionamiento.
- Válvula antirretorno.
- Cilindro de freno combinado.

2.4. CIRCUITO DE FRENO DEL REMOLQUE.

Los vehículos industriales como los camiones tienen una cabez tractora y un remolque. El circuito de freno de remolque se encarga de distribuir el aire a presión desde los calderines a los frenos del remolque.

El único elemento "nuevo" que incorporan sería la válvula de soltado combinada, que es la encargada de realizar la tarea dicha anteriormente.


3. DECELERADORES O RETARDERS.

Los retarders son un tipo de freno que no detiene por completo el vehículo pero si que lo ralentiza sin ayuda de pisar el pedal de frenada, por ello se les denomina freno de servicio continuo. Gracias a ellos no es necesario usar el freno convencional y se ahorra en desgaste, sobrecalentamiento...

Existen tres tipos principales de retarders:

3.1. FRENO MOTOR.

Trabaja frenando el giro del motor y oponiendose a la cadena cinemática. Podemos distinguir frenos motores de dos tipos: Mariposa en el escape y por válvula de descompresión.

3.2. RALENTIZADOR HIDRODINAMICO.

Su funcionamiento es prácticamente igual al del embrague hidráulico, en este caso la bomba se denomina rotor y la bomba estator.

3.3. RALENTIZADOR ELECTRICO O ELECTROMAGNETICO.

Los ralentizadores eléctricos o electromagnéticos funcionan aplicando corriente a una bobina que se encuentra en el estator. Estas al recibir corriente electrica genera un campo magnetico que ralentiza el giro en los rotores de su eje.

UNIDAD 12

EL SISTEMA DE FRENO II. MANTENIMIENTO 

1. SERVOFRENO.

El servofreno es un mecanismo que proporciona asistencia en el proceso de frenado, amplificando y modulando la fuerza ejercida por el conductor al pisar el pedal del freno.

los servofrenos son de dos tipos:

- Servofrenos por vacio: Utilizan como fuente principal la depresión generada en el colector de admisión.

- Servofrenos hidráulicos: Utilizan presión hidráulica generada por una bomba.

1.1. GRAFICA DEL FUNCIONAMIENTO DEL SERVOFRENO.

Se representa la presión hidráulica con la que actua el circuito con la fuerza con la que se pisa el pedal, son:

- Fuerza de ataque: Es la fuerza de entrada al servofreno, es decir, la que le da el conductor al pisar el pedal del freno.

- Salto: Momento en el que se empieza a obtener preión del circuito de frenos.

- Pendiente de la recta de asistencia: Pendiente gráfica en la que el servofreno aporta su asistencia.

- Pendiente de saturación: Punto que determina la presión máxima ejercida por el servofreno.

- Máxima presión: Presión obtenida en el circuito por el piso máximo del pedal y la bomba de freno.

- Presión de retorno: Presión que se obtiene cuando el pedal vuelve a su posición inicial gracias a la ayuda del servofreno.

PRACTICA DE MEDICIÓN DE PRESIÓN

DE ACEITE EN EL CIRCUITO 

- Descripción: Consiste en comprobar la prsión del circuito de aceite en un Seat Cordoba.

- Procedimientos: Primero se quita el comprobador que va roscado a bloque motor o a la culata, justo donde lo hemos quitado debemos roscar un presómetro que nos indicará si la prsión del circuito es buena o no. Tras esto y todo bien colocado arrancamos el coche y nos tenía que dar una presión de entre 4 y 5 kg/cm y, en mi caso, la daba (4`30 aprox.).

En el manual del Seat Córdoba nos decía que la presión del circuito debería estar entre 4 y 4'70 kg/cm.

- Herramientas Ultilizadas:

- Llave fija.

- Equipo de medición.
- Manocontacto.

PRACTICA DE LA ESTANQUEIDAD

DEL CIRCUITO 

- Descripción: Esta Práctica consiste en comprobar la estanqueidad de un circuito de refrigeración de un CitroËn AX.

- Procedimientos: Se abre el tapón del vaso de expansión y se coloca una válvula tarada a la presión que estipula el fabricante y justo despues con ayuda de una bomba de aire manual, se bombea aire al propio vaso expansor, de esta manera el circuito no debe perder presión en ningun momento ni tampoco exceder la presión que estipula el fabricante asi que tambien comprobaríamos la válvula limitadora de presión.

- Herramientas Utilizadas:

- Equipo de comprobación.

PRACTICA DEL TERMOCONTACTO

TERMOCONMUTADOR Y VENTILADOR. 

- Descripción: Esta práctica consiste en la verificación del termocontacto y termoconmutador de un vehículo y la comprobación de su ventilador.

- Procedimientos: Primero se extrae del motor de un vehículo el termocontacto (por ejemplo) y tras ello ponemos agua a calentar. Con ayuda de un termómetro comprobamos la temperatura del agua, cuando esta este a 90º, el termocontacto tendríua que dar resistencia de 0 que en nuestro caso la dio a 90'5º.

Con el termostato se realiza exactamente el mismo proceso con la diferencia de que en él a 90º se abriría la válvula que permitiria el paso del refrigerante, en mi casi se abrió a 90'3º.

Ambos elementos permiten la apertura de un circuito eléctrico dependiendo de la temperatura.

Para verificar el ventilador simplemente cojimos el cable al que le llega la corriente e hizimos una masa, con un amperímetro comprobamos la intensidad a la que funcionaba y si la modalidad del ventilador era para "echar" el calor hacia la parte exterior del vehículo o refrigeraba el motor metiendole aire, en mi caso fue la última modalidad.

Medimos la resistencia del ventilador, con lo que nos dió una resistencia de 0 en funcionamiento.

Tambien medimos su consumo que resultó ser de 16A.

- Herramientas Utilizadas:

- Amperímetro.
- Polímetro.
- Termómetro.

PRACTICA DE DESMONTAJE

Y MONTAJE DE LAS PINZAS DE FRENO 

Esta práctica consiste en el desmontaje y montaje de las pinzas de un Honda Civic del '02.

Para empezar quitamos la rueda con una llave en cruz, cuando tengamos todo despejado para poder trabajar con comodidad. Tras esto comenzamos quitando el manguito que va desde las canalizaciones que salen del cilindro maestro hasta las pinzas con cuidado de no manchar mucho ya que el líquido es muy corrosivo.

A continuación se procede a quitar la pinza de freno y las chapitas que dejan en su posición a las pastillas de freno. con todo esto desmontado procedemos a quitar el porta pinzas para dejar únicamente el disco de freno. 

En la pinza de freno se encuentra el émbolo que recibe presión directa del circuito de frenos. Con ayuda de un pistolete de aire y un útil de madera conseguimos sacarlo para dejarlo todo completamente desmontado.

 Con todo totalmente despiezado, procedemos a la limpieza de todos los sistemas que componen la pinza de frenos, y las repintamos.

En el buje del disco de freno vienen las numeraciones del grosor mínimo que debía tener el propio (8mm) y en el que nos daba una medida de 6'4mm mucho menos del mínimo establecido por la marca.

Una revisión que se le pueden hacer a las pastillas de freno es, tras inspeccionarlas de manera visual, lijarlas con una lija de madera, para que cualquier impureza que haya podido tener se vaya fácilmente y los frenos sean más efectivos a la hora de cumplir su función.

Tras todas estas comprobaciones y limpiezas se pueden volver a montar las piezas para poder dejar todo exactamente como estaba y en buen funcionamiento.

- Herramientas utilizadas: 

- Llave en cruz.
- Llave de carraca y juego de vasos de tubo.
- Gato hidráulico y burriquetas.
- Lija de madera y hierro.

PRACTICA DE ALINEACIÓN

Y CONVERGENCIA DE LA DIRECCIÓN 

- Descripción: Esta práctica consiste en el ajuste y arreglo de la dirección de un CITROËN AX del '91.

- Procedimiento: Colocamos unos captadores en las cuatro ruedas del vehículo, tras ello se conectan los cables a la alineadora y se empieza el análisis.

Primero la máquina te indica que tienes que nivelar muy bien los captadores y no interrumpir el rayo infrarrojo que conecta los captadores delanteros con los traseros, muy importante para que las mediciones salgan exactas. La alineadora te da unas instrucciones muy precisa de los procesos que has de seguir, por ejemplo, girar la dirección a izquierdas o derechas para poder determinar unas medidas aun más exactas.

Todo lo que mide a priori son unas mediciones del coche en estado actual, con lo que te deja otra función más para que puedas comprobar el vehículo de nuevo una vez hayas arreglado los posibles fallos que este tenga.

También tiene una función en la que te permite poder registrar cualquier desperfecto en la carrocería o vehículo que pueda interrumpir las mediciones (amortiguador en mal estado, alguna rueda floja...).

Tras todo esto y hacer la última revisión con el vehículo en un supuesto perfecto estado se hace una última exploración que te revela como ha quedado, tras ello te las compara con las mediciones originales y te permite imprimir los resultados para certificar que el vehículo esta en unas condiciones óptimas.

- Herramientas utilizadas: 

- Alineadora y captadores.

PRACTICA DE DESMONTAJE

Y MONTAJE DEL FRENO DE TAMBOR 

- Descripción: Desmontaje del freno de tambor trasero de un Seat Córdoba, proceso de verificacón y limpieza más el proceso de montaje de nuevo.

- Procedimiento: Para empezar quitamos la rueda trasera del Seat, tras ello quitamos un pasador que mantiene unido el tambor al buje de la rueda para que pueda girar, con este pasador puede que haya un cir clip que tengamos que quitar para que salga el tambor.

Tras tener el tambor desmontado, podemos iniciar el proceso de desmontaje de laz zapatas, proceso simple ya que solo hay que estirar de sus extremos para que salgan, pero antes debemos retirar unos pasadores que mantienen las zapatas en una posición fijada, estos pasadores se retiran empujando hacia dentro y girando la cabeza del muelle para que el pasador quede completamente suelto.

Lo siguiente, ya tras tener los pasadores quitados, es quitar el cable que llega desde el freno de mano (importante que este el freno inactivo) a las zapatas, paara ello hará falta hacer baastante fuerza ya que va muy bien metido en su alojamiento. Ya con esto, las zapatas estarían totalmente retiradas y solo quedaría por retirar el bombín de accionamiento del freno de servicio. Es un proceso fácil, ya que solo tenemos que retirar un racor y tener cuidado con el líquido de frenos que tenemos que retirar. Tras esto último ya tendríamos totalmente desmontado el freno de tambor y procederíamos a limpiarlo.

La limpieza es importante que se realize con mascarillas, ya que las zapatas desprenden un polvo tóxico llamado amianto, que es perjudicial para la salud. Tras limpiar todo bien y comprobar que todo esta en buen estado, podemos proceder a limar con una lima de madera los forros de las zapatas. Ya con esto hecho podemos proceder a montar el freno de tambor con el mismo proceso a la inversa, y tras haberlo montado es muy importante pisar el pedal repetidas veces para que el fluido llegue a todos lados, con ello todo estaría completamente hecho.

- Herramientas utilizadas: 

- Llave en cruz.

- Alicates.

- Destornillador.

- Llaves de tubo y juego de carraca.

- Llave de racores.

PRACTICA DESMONTAJE Y MONTAJE

DE LA DIRECCIÓN DE CREMALLERA

- Descripción: Desmontaje de la dirección de cremallera de un Ford Fiesta del 87.

- Procedimientos: Primero procedemos a quitar la junta cardan que une el árbol de dirección al volante y asi poder extraer el conjunto al completo. Lo siguiente es quitar las ruedas para poder acceder correctamente al conjunto de la dirección.

Cuando hayamos quitado las ruedas, con ayuda de un extractor de rótulas quitamos la rótula de dirección para dejar la dirección casi desmontada, quitamos los últimos tornillos que unen la dirección al chasis, de este modo podemos retirar fácilmente la dirección de cremallera y podemos empezar a verificarla.

Primero debemos limpiar todo muy bien y ver que los forros y componentes se encuentran en buen estado, tras ello, quitamos la tuerca de sujeción de la propia cremallera y piñón, tras realizar sus correspondientes verificaciones y saber que todo el conjunto funciona bien, se procede a montar en el orden inverso al explicado.

- Herramientas utilizadas:

- Juego de carracas y vasos.
- Llave en cruz.
- Extractor de rótulas.
- Llaves planas.
- Llaves de tubo.
- Llaves fijas.

PRACTICA DE MEDICIÓN

DE LA BOMBA DE ACEITE

- Descripción: Procedimiento de extracción, medición y montaje de la bomba de aceite de un motor Renault.

- Procedimientos: Para empezar es necesario desmontar el cárter para poder acceder a la bomba de aceite, justo a continuación nos encontramos la bomba de aceite anclada a el bloque.

Tras desmontar los tornillos de sujeción al bloque, procedemos a la inspección visual y limpieza de la bomba, con la que descubrimos algún defecto como grietas o desperfectos.

Lo siguiente es retirar los tornillos de la tapa de la bomba y ya podemos ver los engranajes. Estos engranajes son los que mueven el aceite y procedemos a realizar las siguientes mediciones:

- Medición de holgura entre engranajes: 0'10mm de holgura dentro de los engranajes (tolerancia aceptada por el fabricante).

- Planitud entre la tapa de la bomba y los engranajes: 0'0mm, perfectas condiciones.

- Holgura entre los engranajes y la pared: 0'0mm, perfectas condiciones.

Tras ello y limpiar bien el conjunto procedemos a montarlo muy bien de nuevo y con ello, terminamos la práctica.

- Herramientas utilizadas:

- Carraca y vasos de tubo.
- Galgas.
- Regla.

UNIDAD 11

EL SISTEMA DE FRENOS

10. El sistema de estacionamiento.

Actúa como freno de estacionamiento para inmovilizar el vehículo y como freno de emergencia.

El freno de estacionamiento cumple con los siguientes elementos:

- Palanca de accionamiento.

- Cable acerado.

- Tensor del cable.

- Funda de protección.

10.1. Mando exterior del freno de estacionamiento.

Para activar el freno de emergencia se debe presionar el botón que levanta el trinquete donde engrana el sector dentado, tras ello se levanta la palanca y tiras para arriba, al estar aprisionadas las pastillas, se puede soltar el botón y el trinquete deja estacionada la palanca de estacionamiento.

Regulación del freno de estacionamiento.

Se realiza mediante un cable de acero en los bajos del vehículo, este cable normalmente se centra con un tuerca y contratuerca mediante la cual se puede tensar el cable del freno de estacionamiento. Tras haber apretado el cable, se procede a comprobar que sin poner el freno de estacionamiento, las ruedas giran libres y tras ponerlo las ruedas quedan ancladas en su posición.

10.2. Freno de estacionamiento en frenos de disco con aproximación automática de pastillas.

Para activar este tipo de sistema, primero se tira de la palanca de mando, esta actúa sobre una leva que comprimen una serie de arandelas elásticas. Tras ello la varilla de mando comprimida por las arandelas inciden sobre el cubo y el pistón que aprisiona las pastillas y deja la rueda bloqueada.

Para desactivar el sistema, simplemente se suelta la palanca de estacionamiento y esta tira de las arandelas de sujeción, estas tiran del vástago y del cubo y pistón para dejar de aprisionar las pastillas.

Para frenar por emergencia y no por estacionamiento, se utiliza la palanca con suavidad y el circuito hidráulico mueve el cubo que consigue girar y frenar sin aprisionar las pastillas.

10.3. Freno de estacionamiento electromecánico o freno de aparcamiento eléctrico.

Este sistema tiene una serie de mejoras respecto a los sistemas convencionales que ya hemos visto:

- La palanca de freno de emergencia es sustituida por un pulsador.
- Dispone de una red CAN-bus que aporta una serie de mejoras y confort en la conducción:
 · Función de freno de aparcamiento.
 · Asistente de arranque en pendiente.
 · Función de frenada de emergencia.
 · Función auto hold, que permite soltar el pedal de freno en parada sin necesidad de pisar el freno o utilizar la palanca de frenado de emergencia.
- Controla y vigila el funcionamiento del sistema.

Sus componentes son muy diversos.


- Sensor de la posición del embrague: indica la posición del embrague para una posible ayuda en arranque en rampa.

- Interruptor para el freno de estacionamiento: permite activar o desactivar el sistema.

- Interruptor para el auto hold: Permite activar o desactivar este sistema.

- Motores de inmovilización de las ruedas traseras: Se encargan de presionar las pastillas contra los discos de freno.

- Testigo luminoso de freno de estacionamiento: Indica la activación del sistema. Esta situado en el propio pulsador de la función.

- Testigo luminoso del sistema de frenos: Se ilumina cuando se activa el sistema y va en el cuadro de instrumentos.

- Testigo de avería del freno de estacionamiento: Se ilumina si se detecta un mal funcionamiento del sistema de frenos y va situado en el cuadro de instrumentos.

- Testigo luminoso del auto hold: Indica que esta activada esta función y esta situada en el propio botón del auto hold.

- Unidades de control: Del freno de estacionamiento y del ABS.

UNIDAD 11

DIRECCIÓN MECÁNICA Y GEOMETRÍA DE EJES

1. La dirección.

 Es el conjunto de elementos que permiten guiar o orientar las ruedas hacia una dirección de manera que el vehículo consiga ir en la dirección que el conductor desee. El conjunto de dirección engloba a todos estos componentes.

La dirección debe cumplir una serie de necesidades:

- La dirección traslada el movimiento a las ruedas delanteras, y de estas, las irregularidades las traslada al volante de manera que el conductor siempre este en contacto con la calzada.

- Dureza controlada de tal manera que permita un giro rápido y estable.

- Las prolongaciones deben cruzarse en puntos exactos, de esta manera se consigue una mayor estabilidad y confort en trazada.

- El volante retorna a su posición inicial siempre de manera suave y uniforme.

- Buena desmultiplicación de la dirección para tener buena manejabilidad.

Los componentes de la dirección son los siguientes:

- Volante.
- Caña o árbol de dirección.
- Juntas universales, más conocido como Cardán.
- Caja desmultiplicadora.
- Bielas de mando.
- Rótulas.

Aparte, cada mecanismo de dirección se adapta al vehículo que lo lleva.

- Las motocicletas llevan sistemas de dirección muy sencillos.
- Los vehículos pequeños para transporte de ciudad o urbanos llevan sistemas de dirección de cremallera sin ayuda asistida.
- En vehículos grandes y pesados o de transporte se usa un sistema de dirección con ayuda asistida. Este sistema utilizado es hidráulico.

Relación de transmisión.

Es la relación entre el ángulo de giro del volante y de las ruedas para averiguar la desmultiplicación total del conjunto después de haber participado todos los conjuntos.

        Ángulo girado en el volante (alfa)
Rt= --------------------------------------------
        Ángulo obtenido en la rueda (beta)


1.1. Volante.

El volante es el elemento al cual el conductor transmite directamente la fuerza o par a las ruedas y demás conjuntos del sistema de dirección.

Actualmente en los volantes se instalan cada vez más mandos, desde los airbags y claxon hasta controles por voz o mandos de control del equipo de música. El volante va directamente conectado hasta el árbol de dirección por un estriado y se consigue extraer quitando el tornillo pasante que lleva y estirando hacia el conductor. Una precaución que se debe tener en cunta es que debe pasar un límite de tiempo si el vehículo lleva airbag ya que podría saltar (generalmente 10 min).

1.2. Árbol de dirección.

El árbol de dirección transmite el movimiento que el conductor le da al volante hasta la caja desmultiplicadora.

Antiguamente este conjunto estaba formado por un único elemento (una barra) pero actualmente lo forman varios con sus respectivas juntas universales (cardán).

Este tipo de árbol de dirección permite contraerse en caso de accidente o acercar/retirar el volante a petición del conductor para una conducción más cómoda.

1.3. Cajas de dirección desmultiplicadoras.

La caja desmultiplicadora recibe, reduce y transforma el movimiento que le llega desde el árbol de transmisión.

Las hay de dos tipos:

- Cajas o dirección de cremallera.

- Cajas con tornillo sin fin.

Dirección con caja de cremallera.

Es el tipo más empleado en veículos pequeños. El árbol de dirección y el volante quedan por detrás del eje delantero y justo después se coloca la dirección con cremallera, que utiliza menos elementos y más simples que otros sistemas de dirección.

Es la pieza distintiva de esta dirección. Consiste en una cremallera que convierte el movimiento rotatorio del volante y el árbol en un movimiento lineal que mediante la tirantería, rótullas y bieletas se transmite hasta las manguetas de las ruedas delanteras.

La caja de dirección de cremallera esta formada por los siguientes componentes:

- Piñon helicoidal.

- Barra con engrane helicoidal que permite engranar con el piñon.

- Mecanismo de reglaje de retenes y hermeticidad.

- Articulaciones.

- Guardapolvos o fuelles.

En este tipo de sistema de dirección se puede regular el ataque que produce el piñon del árbol de dirección contra la barra con dentado helicoidal.

Dirección con tornillo sin fin.

La dirección con tornillo sin fin dispone de más tirantería que un sistema de dirección por cremallera, con esto se consigue que una de las barras gire una de las manguetas de las ruedas, es decir, una rueda y que otra gire la otra.

Se usa en vehículos comerciales o vehículos grandes donde no se dispone del espacio suficiente para montar un sistema de dirección de cremallera.

estos vehículos emplean un sistema parecido al de tornillo sin fin y tuerca.

Al girar el tornillo sin fin que va conectado a el árbol de dirección, mueve un tornillo sin fin hacia un lado u otro, este movimiento permite mover las barras de dirección y mover las ruedas.

Hay varios tipos de cajas con tornillo sin fin:

- Caja de tornillo y tuerca desplazable.

- Caja de tornillo y tuerca con bolas circulantes.

- Caja con tornillo globoide y rodillo.

- Caja de tornillo y sector dentado.

1.4. Tirantería de mando.

Sistema de Refrigeración

El Sistema de Refrigeración del motor es un circuito auxiliar que se utiliza en los motores térmicos.

Principales objetivos:

• Mantiene una temperatura constante entre los 85º/95ºC para, de esta manera, conseguir el máximo funcionamiento posible al motor, aun así, nunca se le podrá “extraer” a un motor térmico su 100% de rendimiento.

• Evita que el conjunto motor se gripe de tal forma que pueda provocar daños muy graves en el conjunto y no puedan ser reparados. (Gripaje). Para ello se encarga de evacuar un calor en exceso.

• Proporciona calor al habitáculo, ya que en invierno hace demasiado frío y puede cambiar la temperatura. En verano también ayuda a refrigerar tanto al conjunto motor como a las personas dentro del vehículo.

Límites de Temperatura: Según los diferentes elementos que componen el conjunto motor, cada uno esta expuesto a un límite de temperatura con la que trabajar adecuádamente y poder sacar el máximo rendimiento posible a su trabajo, aquí están alguno de los componentes y sus características:

• Paredes del Cilindro: Deben soportar temperaturas de entre 150º/300ªC, si por alguna casualidad se superan, el acéite que lubrica las paredes del cilindro no haría bien su trabajo y podría perjudicar a este conjunto.

• Pistones: Son capaces de soportar temperaturas de entre 300º/350ºC, a partir de esta temperatura, los pistones empezarían a perder su resistencia mecánica y no trabajarían bien.

• Válvulas de Escape: Son los elementos que “más” temperatura soportarían en lo que se relacciona con la evacuación de calor. Aguantaría temperaturas alrededor de los 700º/750ºC ocasionados por los gases de escape. A más temperatura, directamente estos elementos se quemarían.

• Cámara de Combustión: Pese a tener que albergar explosiones entorno 2000º/2500ºC, la cámara en si, (parte que toca la explosión como la culata, la propia cámara y las paredes del cilindro) solo puede soportar temperaturas de entre 250º/300ºC, si las superara, encontraríamos problemas como el auto encendido.

Aprovechamiento del Sistema de Refrigeración: Como ya hemos dicho, el motor no es capaz de aprovechar el 100% de su energía térmica. A continuación voy a exponer en una tabla donde se pierde la energía.

Energía Térmica Total.	100,00%
- Válvula escape + Colector.	-30,00%
- Sistema de Refrigeración.	-25,00%
- Energía empleada mov. Mecánico.	-5,00%
Total energía aprovechada.	+/- 40%

Bibliografía

• Información del Libro: Motores e.d. MACMILLAN Profesional.
• Información Pág: http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_de_refrigeraci%C3%B3n
• Información Foto: http://www.almuro.net/sitios/Mecanica/refrigeracion.asp?sw07=1
• Información Foto: http://directextintor.es/blog/extintor-para-coche/ardiendo-motor/
• Información Tabla: http://es.wikipedia.org/wiki/Rendimiento_térmico

Y AQUÍ DEJO ALGUNOS ENLACES A VÍDEOS DE YOU TUBE.

• Vídeo 1: https://www.youtube.com/watch?v=_E_GnlRotdM
• Vídeo 2: https://www.youtube.com/watch?v=FqEdimCJnnI

RAFAEL GARCÍA TABAS 1ºEVA.

UNIDAD 11

EL SISTEMA DE FRENOS I

9. Freno de tambor o de expansión.

El freno de tambor se suele utilizar en el tren trasero de los vehículos y tiene una gran superficie de rozamiento por lo que necesita una menor fuerza de frenada que los de disco, pero tiene un inconveniente, no son capaces de disipar el calor igual de bien que los frenos de disco.

Estos frenos funcionan oprimiendo los forros contra el tambor.

9.1. Constitución del freno de tambor.

 

  Los elementos principales son:

- Tambor: Es el elemento que gira en conjunto con la rueda y está fabricado en una fundición gris perlítica con grafito esferoidal, ya que es el elemento que mayor calor y desgaste sufre y este material absorbe muy bien tanto el calor como la fricción.

- Zapatas: Son los elementos que sufren la fricción contra el tambor y están recubiertos con unos forros.
Pueden estar fabricadas en aleaciones de chapa estampada y soldada, aleaciones de aluminio o fundiciones.

- Bombín hidráulico: Es el encargado de hacer fricción entre las zapatas y el tambor mediante el líquido hidráulico.

- Plato portazapatas: Es la parte donde van situados todos los elementos de frenado que hemos citado excepto el tambor, esta fabricado en aluminio y va sujeto al montaje de la suspensión.

- Sistema de reglaje automático: Cada vez que se utiliza este sistema de frenos existe un desgaste que provoca mucha separación entre las zapatas y el tambor, para ello existe este sistema de regulación que permite tener siempre la misma distancia entre estos elementos.

Zapatas

Estas pueden estar fabricadas mediante aleaciones como ya hemos explicado, pero, en su construcción las podemos encontrar de dos formas distintas, bien unidas mediante remaches a 3/4 de las zapatas para evitar su roce o bien pegadas, lo que amortiguaría el ruido y las vibraciones.

Las zapatas están en contacto con el bombín en uno de sus extremos y sujeto al porta zapatas en el otro, lo que impide el movimiento de las mismas.

Un resorte vuelve a mantiene las zapatas en su posición  original.

Bombín

- Cuerpo: Alberga a todos los componentes del tambor, se sujeta mediante una unión roscada al plato portapinzas.

- Pistones: Se usa uno por zapata y tienen la misma misión que los émbolos de las pinzas de freno, aprisionar las zapatas contra el tambor.

- Muelle intermedio: Es el encargado de crear una cámara de separación entre los cilindros para que entre líquido de frenos.

- Copelas: Previenen la entrada de sustancias perjudiciales para el funcionamiento de los frenos y mantiene estanco el conjunto.

- Guardapolvos: Evitan la entrada de agua o polvo del exterior.

- Orificio de entrada: Es la unión de la canalización con el circuito hidráulico.

- Tornillo de purga: Sirve para evacuar el aire que hay dentro de las canalizaciones.

9.2. Características de funcionamiento.

Por la disposición de las zapatas y el sentido de giro de la rueda, pueden pasar varias cosas. Por ejemplo, imagina que el conjunto gira hacia la izquierda, la zapata del lado izquierdo se quedaría pegada por la fricción pero la de la derecha sería repelida por la fuerza contradictoria que se ejerce en el proceso. Dependiendo de ello, una de las zapatas será la primaria y otra la secundaria.

Efectos de calor en el freno de tambor.

- Dilatación radial del tambor y con ello la separación excesiva de las zapatas.
- Perdida de los forros de fricción que preveen el desgaste de las zapatas, con ello, pérdida significativa de la frenada.

9.3. Sistema de reglaje automático del freno de tambor.

Los frenos de forro al desgastarse, aumentan la distancia hacia el tambor, por ello existen dos tipos de reglaje automático. reglaje automático tipo Bendix y tipo Girling.

Reglaje tipo girling.

El sistema de reglaje girling consiste en una rueda moleteada que a la hora de frenar y tener una separación excesiva de las zapatas de freno, gira sobre si misma para garantizar la separación óptima entre las zapatas y el tambor.

Reglaje automático Bendix.

Consiste en una sistema con una palanca que al frenar determina la posición de las zapatas y mediante un sector dentado permite regular la posición de las zapatas.