Frenado

Páginas: 7 (1695 palabras) Publicado: 23 de octubre de 2015
FRENADO DE VEHICULOS

ESCUELA INGENIERIA
MECANICA
UNIV. NAC. ROSARIO

INTRODUCCION

Objetivos:
• Desacelerar el vehículo / detenerlo
• Garantizar la seguridad del vehículo
• Reparto óptimo de esfuerzos de frenado
• Dispositivos para evitar bloqueo
• Analizar la dinámica de la frenada
(estabilidad)

DEFINICION DEL MODELO





Vehículo como cuerpo rígido sin suspensión
Movimiento en un planolateral en linea recta
Acciones laterales despreciadas
Esfuerzos principales:





Pares de frenado en las ruedas (Ff)
Fuerzas de frenado en el contacto rueda/calzada (Mf)
Desaceleraciones angulares de las ruedas (Ω)
Pendientes en la calzada (θ)

• Esfuerzos secundarios:
– Resistencia a la rodadura
– Esfuerzos aerodinámicos

ESFUERZOS PRINCIPALES EN LA FRENADA

F ax
M
F zt
l2

ay

ESFUERZOSLIMITES DE FRENADO
Sistemas de frenos: Aplicación de una cupla de frenado para
• Vencer la inercia de las masas rotativas de las ruedas
• Desacelerar el vehículo en su traslación
Límites:
• Adherencia / bloqueo
• Potencia del sistema de frenos
En cada rueda ( j ) el equilibrio de fuerzas produce:


F f , j rc M f , j  I e, j 
j
 Ff , j 


M f , j  I e, j 
j
rc

rc : radio rueda bajocarga

OTROS ESFUERZOS EN EL FRENADO
Desnivel longitudinal del terreno

  0, frenado
P sin(  ) 
  0, propulsión
P cos( ) modifica el peso adherente
Rodadura (Rr): retarda el movimiento (ayuda en el frenado)
pero es mucho menor a las fuerzas principales de frenado
Esfuerzos aerodinámicos: Solo influye a altas velocidades
•Fxa
Despreciarlo favorece a la seguridad en el diseño de frenos•Fya,Mya
modifica las cargas dinámica que soportan las ruedas Fz,j
(adherencia)

RESISTENCIA DEL MOTOR Y
LA TRANSMISION
Transmisión:
•Inercia de la transmisión (puede incluirse en la rueda)
•Fricción en cojinetes, engranajes, juntas, etc
•Solo se incluye cuando se requiere gran precisión en el cálculo
Motor:
•Par resistente del motor a mariposa cerrada (Mc)
•Depende de la relación de transmisión:

M f ,m

M c j

t
 j : relación de caja
t : eficiencia de la transmisión

LA IMPORTANCIA DEL MOTOR
EN EL FRENADO





Aumenta con el peso del vehículo
Razones de seguridad
Durabilidad del sistema de frenos (calentamiento excesivo)
Control del sistema de frenos mediante:
– el tiempo de apertura de válvulas del sistema de frenos
– Dispositivos de restricción de la salida de gases de escapeaumentando la presión efectiva del cilindro y aumentando el
torque frenante.
• Convertidores de par transmiten potencia del motor a las ruedas y no
en sentido contrario (no se puede aprovechar la energía del frenado)
• En frenadas bruscas a altas velocidades el motor acoplado a las
ruedas por la transmisión también debe ser frenado aumentando la
exigencia del sistema de frenos

CONDICIONES IMPUESTAS PORLA ADHERENCIA
Bloqueo:
• Deslizamiento longitudinal unitario, rueda no gira pero se
desplaza a velocidad no nula.
• El coeficiente de roce adquiere un valor menor al de máxima
adherencia, en general para un deslizamiento del 20%.
• Por lo tanto, disminuye la fuerza de frenado respecto a la
máxima posible obtenible con rodadura.
• La interfaz rueda/calzada es incapaz de soportar cualquier
esfuerzolateral por menor que sea produciéndose un
desplazamiento lateral cuyo efecto depende del eje que se
bloquea.

BLOQUEO EJE TRASERO
Fy

Fy

Fy

 m a y F f

Ff

 m a y F f

 m a x

Rear
Ff

F ro n t

Ff
Fy

Rear

 Iz z

 m a x

Fro n t

Ff
Fy

Condición normal

Fy

Condición de bloqueo

 Iz z



M z
 0  inestable


BLOQUEO EJE DELANTERO
Fy
 m a y F f

Ff

Fy

Fy

 m a xRear
Ff

Fro n t

Ff
Fy

 m a y

Ff
Rear

 Iz z

 m a x

Fro n t

Ff
Fy

Condición normal

Fy

Condición de bloqueo

 Iz z



M z
 0  estable  oscilación guiñada


CONCLUSIONES DEL BLOQUEO





Bloqueo eje trasero , inestabilidad direccional
Bloqueo eje delantero, pérdida de control direccional
Evitar bloqueo mediante sistemas de control activos
Caso contrario evitar que...
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