El sistema de frenos en el Automóvil

INTRODUCCION:
Todos tenemos una idea general de como funciona el sistema de frenos en el automóvil; pero si queremos progresar un poco más en el conocimiento debemos llegar a conceptos fundamentales:
Para contrarrestar toda la cantidad de movimiento que pueda tener un automóvil rodando a una cierta velocidad, si queremos detenerlo, tendremos que oponer un esfuerzo resistente que sea capaz de transformar toda esa energía de movimiento hasta conseguir su detención.
A esa energía del movimiento la vamos a llamar Energía Cinética. (Del griego KINOS-OU que significa movimiento), y la forma más rápida es transformarla en calor, haciendo que dos superficies colocadas convenientemente se froten entre sí enérgicamente.
La ley ya nos marca pautas de actuación, puesto que nos exige una serie de características que deben cumplir los dispositivos de frenado.
Las más importantes: RAPIDEZ Y EFICACIA para que el vehículo pueda ser parado e inmovilizado en las pendientes más pronunciadas.
Tenemos resuelto como transformar la energía cinética en calor, pero lo de hacerlo rápidamente y con eficacia…
El primer problema que se plantea es que el contacto de las ruedas con el suelo no debe disminuir repentinamente y mucho menos desaparecer.
Volviendo al concepto de energía cinética como cantidad de movimiento podemos prever que cuanto mas peso y sobre todo cuanta más velocidad lleve el vehículo tanto más difícil será detenerlo en un corto espacio de tiempo y de recorrido.
Es precisamente el concepto de energía cinética:

ecuaciónEC = Energía cinética.
m = Masa del vehículo.
v = Velocidad.
El material plástico de la superficie de la rueda (goma) sufre con el peso una deformación y se va incrustando en las pequeñas irregularidades del terreno de manera que se forman una especie de dientes de engranage que se van acoplando con los del terreno en que se apoya.
Enseguida se nos ocurre, por tanto, que la calidad de la goma y las condiciones del terreno tienen una influencia fundamental. También el peso.
Quiero decir, que todas estas condiciones que en conjunto podemos llamar adherencia, tienen que ser capaces de ir soportando la fuerza de energía cinética mientras se va transformando en calor.
Pero como la adherencia cuando llega a su valor máximo, si se supera, cae en picado, es imprescindible ir dosificando el esfuerzo de frenado para no superar ese límite.
Por todo esto, precisamente y para acercarse a las mejores condiciones, se diseñan y se colocan en el automóvil toda una serie de dispositivos que deberemos conocer.

OBJETIVOS
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EXPOSICIÓN DEL TEMA
Según la reglamentación vigente todo vehículo necesita llevar acoplados dos sistemas de frenado independientes; uno de ellos, el circuito principal de servicio, debe ser capaz de detener el vehículo en movimiento a voluntad del conductor y el otro circuito, auxiliar, que se emplea para bloquear las ruedas cuando el vehículo está estacionado.

Circuito principal de frenos
El circuito principal es accionado por un mando de pedal situado en el interior del habitáculo que transmite la fuerza aplicada por el conductor a los elementos de frenado de las ruedas. La transmisión de esfuerzo se realiza a través de un circuito hidráulico o neumático, aprovechando la energía transmitida por estos fluidos a través de un sistema multiplicador de esfuerzos, para que llegue a las ruedas con la fuerza necesaria para detener el vehículo.

Circuito auxiliar de frenos
El circuito auxiliar consiste en un mecanismo de freno mecánico, llamado freno de mano, accionado desde el interior del vehículo de forma que, una vez fijado el mando, las ruedas queden bloqueadas para evitar un deslizamiento. Este mecanismo se aplica generalmente a las ruedas traseras.

Freno complementario de asistencia
En los vehículos pesados de gran tonelaje suele instalarse un tercer freno de asistencia, cuya misión es colaborar y actuar conjuntamente con el circuito principal para evitar en determinados momentos que, por el continuo uso, los frenos pierdan efectividad, precisamente cuando más se necesitan.
Entre ellos hay que destacar el freno eléctrico aplicado a la transmisión del vehículo, el cual entra en funcionamiento a voluntad del conductor por medio de un mando situado a su alcance en el volante o en el tablero de mandos. El funcionamiento de este freno evita el continuo uso al que se vería obligado el circuito principal, evitando por tanto el desgaste excesivo de los frenos que produciría una disminución en la eficacia de frenado.
Otro de los sistemas empleados es el freno motor que aprovecha el funcionamiento del mismo como compresor.

SISTEMAS DE MANDOS DE FRENOS
En los automóviles antiguos el sistema de mando de los frenos era exclusivamente mecánico. Sus grandes inconvenientes (lentitud en la transmisión de esfuerzos, complejidad de los mecanismos, elevados esfuerzos, dificultad de reglaje y equilibrado y frecuentes averías) han ocasionado su desaparición en los vehículos actuales. Sin embargo, se siguen empleando en los sistemas de mando de los frenos de mano o también llamado freno de estacionamiento.

Principios del funcionamiento hidráulico de los frenos
El sistema hidráulico de los frenos se basa en los conocidos principios de la hidrostática sobre la incomprensibilidad de los líquidos y la transmisión de presiones en su seno. Como consecuencia de ellos, la presión comunicada por el émbolo de un cilindro de mando se transmite, a través de un circuito, a los cilindros o bombines que controlan los órganos activos de los frenos.

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Que es un Relé

Que es un Relé?

El Relé

Son de uso muy frecuente en todo tipo de vehículos y se presentan en variados tamaños, diseños y valores de corrientes y voltajes.rele_1
Los relés se ubican dentro del vehículo, tanto en el habitáculo del motor como debajo del tablero, generalmente formando un conjunto de ellos, en cajas o receptáculos de plástico acompañados de diversos fusibles para otras tantas funciones.
Estas cajas tienen la identificación de cada uno de ellos, dibujadas en la tapa de las mismas, con los correspondientes valores de corrientes y voltajes.
Los relés, por otro lado, son usados en múltiples funciones y adaptaciones en los talleres de electricidad de hoy en día, con el objeto de manejar o controlar grandes potencias (watts) entre otras aplicaciones.

Aplicaciones
Los relés son llaves de control remoto que son controladas por otra llave, como por ejemplo la de la bocina (Fig. 1).
Estos permiten el manejo de grandes corrientes(a través de sus contactos), por medio de pequeñas corrientes que circulan por su circuito de control (bobina). Existen varios diseños que son usualmente conocidos como de 3, 4, 5 y 6 patas o terminales respectivamente.

Funcionamiento del el Relé
Todos los relés operan usando el mismo principio básico y tomando como ejemplo uno de 4 patas o terminales, digamos que el circuito de control está compuesto por la bobina del mismo, mientras que el circuito de carga está conformado por sus contactos (Fig. 2).rele_2

Al circular corriente por la bobina (circuito de control) del relé, se crea un pequeño campo magnético que hace que sus contactos (circuito de carga) se cierren y puedan conectar o manejar algún equipo eléctrico determinado (Fig. 3).

rele_3

Obviamente, cuando se interrumpe el paso de corriente por la bobina del relé, sus contactos se abren provocando la detención o parada de los equipos conectados.

Relés normalmente abiertos y cerrados
El diseño de los relés permite que trabajen con contactos NA (normalmente abiertos) o NC (normalmente cerrados).
Para el caso de los relés NA, significa que sus contactos (circuito de carga) están abiertos a menos que se energice su bobina (circuito de control) (Fig. 4), mientras que para el caso de relés NC, sus contactos están cerrados a menos que se energice su bobina (Fig. 5).
Esta denominación es conocida mundialmente como la posición en estado de reposo, es decir sin corriente circulando por la bobina.rele_4rele_5

Configuraciones estándar
En la Fig. 6 se muestran algunas de las configuraciones estándar de mini relés con la correspondiente denominación de sus terminales. Estas configuraciones son acordadas mundialmente por normas internacionales a los efectos de facilitar su uso.rele_6

Consideraciones eléctricas
Cuando se energiza un relé haciendo circular corriente por su bobina, se crea un campo magnético a su alrededor. Si nos fijamos en la Fig. 7 (a), la parte superior de la bobina es positiva mientras que la inferior es negativa.

Cuando la corriente se interrumpe, también se interrumpe el campo magnético y mientras esto ocurre, se produce un voltaje de polaridad invertida dentro de la bobina con picos de varios cientos de volt.
Es decir, refiriéndonos a la Fig. 7 (b), que mientras la parte superior de la bobina está con 12 voltios positivos, la parte inferior produce cientos de voltios positivos lo que provoca que una corriente circule desde abajo hacia arriba.rele_7

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Supresores de voltaje
En los automóviles modernos, los relés son controlados o manejados por las computadoras de a bordo ECU o lo que es lo mismo afirmar, por semiconductores tales como transistores lo que requiere algún tipo de protección para éstos ya que son vulnerables a los picos de voltaje.
Para suprimir y/o eliminar estos picos de voltaje se usan generalmente resistencias de valores elevados, diodos o capacitores.
Las resistencias y los diodos son los más usados como supresores de picos en los relés. La Fig. 8 muestra la disposición de un diodo en el interior de un relé. Aparte, éstos vienen identificados cuando poseen algún tipo de protección.
rele_8

El diodo está conectado en paralelo con la bobina del relé en posición inversa al voltaje aplicado. Es decir, el punto 1 está a positivo mientras que el 3está a negativo, de manera que no circula corriente por el diodo.

Cuando se interrumpe el paso de corriente por la bobina del relé, también se interrumpe el campo magnético, lo que provoca un voltaje inverso en la bobina que aumenta de manera progresiva pero que cuando llega a 0,7v polariza en sentido directo al diodo.rele_9

Esto permite que el exceso de voltaje pase por el diodo hacia el otro extremo de la bobina y se disipe o desaparezca.

A veces se usan resistencias de valor elevado para suprimir los picos de voltaje y aunque son más durables que los diodos, también permiten el paso de corriente en funcionamiento normal del relé, razón por la cuál deben tener un valor tal para prevenir que no mucha corriente pueda circular por el circuito.

En suma, no son tan eficientes como los diodos para la misma función.


Pruebas

Se pueden realizar algunas pruebas sencillas para verificar el buen funcionamiento de un relé utilizando un óhmetro o una batería.

Mediante el óhmetro se puede verificar la continuidad de la bobina y su valor a los efectos de establecer a que voltaje pertenece. Para el caso de relés de 12v el valor de la bobina es de aproximadamente 50 ohm, mientras que para 24v el valor de la bobina está entre 120 y 250 ohm aproximadamente.

El uso de una batería que energice a la bobina del relé, también permite identificar si la misma está cortada o no dado que se siente el ruido del cierre de los contactos del relé.

Es muy importante destacar que las pruebas anteriores no son indicativas del buen funcionamiento de los relés ni del buen estado de los contactos (la resistencia de los contactos de un relé en buen estado es casi cero ohm), debido a que pueden presentar alta resistencia entre ellos, lo que interfiere en el buen funcionamiento de los equipos que están conectados a través ellos.

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Reporte:


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Tiempo valvular asistido electronicamente

Los cambios en los sistemas automotrices son constantes y la aplicación de la electrónica para compensar y mejorar las técnicas existentes es una de las principales causas por los cuales los mecánicos deben de buscar alternativas de capacitación e información acerca de esos cambios.
La presente investigación consiste en estudiar los diferentes sistemas de distribución variable más comunes que tienen los vehículos actuales y las características que existen en cada una de las marcas automotrices que hay en nuestro entorno.
En este artículo queremos enriquecer más el tema del tiempo valvular asisitido electronicamente.


Sincronización de las válvulas
Hay que destacar los siguientes puntos:

  •  La válvula de admisión debe abrirse antes del P.M.S., es decir, antes de que el pistón empiece a descender en el tiempo de admisión.
  • La válvula de admisión permanece abierta mucho después del P.M.I., (en plena fase de compresión) para aprovechar la velocidad de los gases entrantes, lo cual ayuda a introducir una cantidad adicional de la mezcla de aire y combustible en el cilindro.
  • La válvula de admisión regula el rango de revoluciones del motor. Si esta se cierra mas tarde, entra mas combustible en el cilindro y, por lo tanto, las revoluciones aumentan.

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Segunda parte y final