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Estudio eficiencia en frenado con empaques de fricci�n local e importados en veh�culos de categor�a N1 bajo norma EC13H

 

Study of efficiency in braking with local and imported friction packaging in vehicles of category N1 under standard EC13H

 

Estudo da efici�ncia de travagem com juntas de fric��o locais e importadas em ve�culos da categoria N1 segundo a norma EC13H

 

 

�

 

 

 

 

Correspondencia: keyugsili@uide.edu.ec

Ciencias t�cnicas y aplicadas

Art�culo de investigaci�n

 

*Recibido: 10 de abril de 2021 *Aceptado: 03 de mayo de 2021 * Publicado: 01 de junio de 2021

                               I.            Egresado de Ingenier�a Mec�nica Automotriz, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

                            II.            Egresado de Ingenier�a Mec�nica Automotriz, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

                         III.            Ingeniero Mec�nico Especialidad Automotriz, Mag�ster� Sistemas Automotrices, Coordinador Investigaci�n EIA Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

                         IV.            Ingeniero de Ejecuci�n En Mec�nica Automotriz, Magister En Gesti�n De Empresas Menci�n Peque�as y Medianas Empresas, Docente Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador. �

Resumen

El mercado automotriz ecuatoriano oferta diferentes empaques de fricci�n que se utilizan en todos los veh�culos que poseen freno de zapatas, sin embargo, no todos los empaques tienen los mismos beneficios de frenado en condiciones reales de manejo, el estudio del presente art�culo emplea empaques locales y regionales para evaluar su rendimiento y seguridad bajo las mismas condiciones al frenar. La investigaci�n aborda el tema desde un segmento particular automotriz hacia observaciones espec�ficas, se analiza los datos obtenidos mediante las pruebas de laboratorio y de campo seg�n la normativa EC-13H estableciendo como material referencial los empaques de freno originales de la camioneta Amarok pick up que pertenece a la categor�a N1 correspondiente a la normativa INEN 2185 que permite estudiar los materiales de fricci�n que ingresan o se fabrican en el Ecuador. Las pruebas de laboratorio realizadas respecto al material original mantienen un �ndice est�ndar de frenado, las pruebas en pista corroboran que la temperatura alcanzada y la distancia recorrida al frenar se mantiene dentro de los par�metros permisibles con una temperatura m�xima de 66℃ y eficiencia en el eje posterior de 55.38%, el material local reacciona mejor con media carga obteniendo una eficiencia en el eje posterior de 61,8%� mejorando tiempo de freno con 6.1 segundos y distancia de 13.4mts a 90km/h, el material regional en pista obtiene un aumento de temperatura de 79.3℃ con carga la mayor temperatura alcanzada sin alterar su eficiencia de frenado con 60% en el eje posterior. Los materiales en prueba demuestran una alternativa factible y admisible para un cambio con respecto al material original, generando seguridad en lo materiales de fricci�n que se ofertan a nivel local.

Palabras Clave: Material de fricci�n; empaque de zapatas; pruebas de laboratorio; normativa EC13H.

 

Abstract

The Ecuadorian automotive market offers different friction gaskets that are used in all vehicles that have shoe brakes, however, not all gaskets have the same braking benefits in real driving conditions, the study of this article uses gaskets local and regionals to evaluate their performance and safety under the same conditions when braking. The research found the issue from a particular automotive segment to specific observations, the data obtained through laboratory and field tests according to the EC-13H regulation is analyzed, establishing as reference material the original brake gaskets of the Amarok pickup truck which belongs to category N1 corresponding to the INEN 2185 standard that allows the study of friction materials that enter or are manufactured in Ecuador. The laboratory tests carried out with respect to the original material maintain a standard braking index, the tests on the track corroborate that the temperature reached and the distance traveled when braking remains within the permissible parameters with a maximum temperature of 66 ℃ and efficiency in the rear axle of 55.38%, the local material reacts better with half load obtaining an efficiency in the rear axle of 61.8% improving braking time with 6.1 seconds and distance of 13.4mts at 90km / h, the regional material on track obtains a temperature rise of 79.3 ℃ with load the highest temperature reached without altering its braking efficiency with 60% on the rear axle. The materials under test demonstrate a feasible and admissible alternative for a change with respect to the original material, generating security in friction materials that are offered locally.

Keywords:� Friction material; shoe packing; laboratory tests; EC-13H regulation.

 

Resumo

O mercado autom�vel equatoriano oferece diferentes juntas de fric��o que s�o utilizadas em todos os ve�culos que t�m sapatas de trav�o, no entanto, nem todas as juntas t�m os mesmos benef�cios de frenagem em condi��es reais de condu��o, o estudo deste artigo utiliza juntas locais e regionais para avaliar o seu desempenho e seguran�a nas mesmas condi��es de frenagem. A investiga��o aborda o assunto desde um determinado segmento autom�vel at� observa��es espec�ficas, analisa os dados obtidos atrav�s de testes de laborat�rio e de campo de acordo com o regulamento EC-13H estabelecendo como material de refer�ncia as juntas de trav�es originais da camioneta Amarok que pertence � categoria N1 correspondente ao regulamento INEN 2185 que permite estudar os materiais de fric��o que entram ou s�o fabricados no Equador. Os testes de laborat�rio realizados em rela��o ao material original mant�m uma taxa padr�o de travagem, os testes de pista corroboram que a temperatura atingida e a dist�ncia percorrida na travagem permanece dentro dos par�metros admiss�veis com uma temperatura m�xima de 66℃ e efici�ncia no eixo traseiro de 55. 38%, o material local reage melhor com carga m�dia obtendo uma efici�ncia no eixo traseiro de 61,8% melhorando o tempo de travagem com 6,1 segundos e dist�ncia de 13,4mts a 90km/h, o material regional em pista obt�m um aumento de temperatura de 79,3℃ com carga a temperatura mais alta atingida sem alterar a sua efici�ncia de travagem com 60% no eixo traseiro. Os materiais em teste demonstram uma alternativa vi�vel e admiss�vel para uma mudan�a em rela��o ao material original, gerando seguran�a nos materiais de fric��o que s�o oferecidos a n�vel local.

Palavras-chave: Material de fric��o; embalagem de sapatos de trav�o; testes de laboratorio; norma EC13H.

 

Introducci�n

El mercado ecuatoriano oferta varios materiales de fricci�n para el reempaque de zapatas de freno, sin embargo, no todos los empaques tienen los mismos beneficios de frenado en condiciones reales de manejo es por tal motivo que el estudio abarca pruebas de laboratorio con empaques locales y regionales para evaluar su rendimiento y seguridad bajo las mismas condiciones al frenar. El mundo econ�mico del mercado de materiales de fricci�n ha crecido significativamente (Carter, 2021) por lo tanto se ofertan varios materiales del cual elegir sin conocer sus beneficios o defectos que se adquieren, las autoridades responsables de aceptar que material se aprueba para la importaci�n o creaci�n de materiales es el servicio ecuatoriano de normalizaci�n el cual establecen par�metros de fricci�n y m�todos de ensayo para el material no ensamblado (Servicio Ecuatoriano de normalizacion, 2017).

Por tal motivo es necesario realizar estudios que comprueben el estado del material en condiciones de trabajo para verificar la eficiencia de frenado creando as� un aporte de seguridad para los ocupantes del veh�culo, es necesario efectuar pruebas de campo y de laboratorio bajo normas ya establecidas. Los datos para evaluar tambi�n ser�n establecidos en la revisi�n t�cnica vehicular el cual especifica que es un mantenimiento legal preventivo del veh�culo inspeccionado peri�dicamente por un ente certificador (Agencia metropolitana de transito, 2013), se verifica el cumplimiento de las normas de seguridad y se define los par�metros de frenado necesarios para lograr cumplir con los requisitos necesarios para poder circular sin ning�n problema.

La investigaci�n se llevar a cabo bajo pruebas de laboratorio con procesos ya respaldados en base al reglamento Ec13H, el documento normaliza las pruebas en ruta como por medio de un freno-metro permitiendo respaldar resultados bajo las mismas condiciones en veh�culos categor�a M, N y O en lo relativo al equipo de frenado (Miguel Granja Paredes, 2018). Los datos adquiridos con las pruebas se comparan con los datos que nos ofrece la misma categor�a de veh�culo en la revisi�n t�cnica vehicular, los datos adquiridos con las pruebas realizadas se establecen en tablas y se comparan los valores para analizar los resultados.

El comercio de repuestos automotrices en el ecuador ocupa una cantidad significativa en ventas con lo que respecta a seguridad como elementos de fricci�n, existe una alta demanda de consumo al igual que de importaci�n, un estudio realizado por la universidad t�cnica de valencia determina que el mayor importador de materiales de fricci�n y servofrenos hacia el ecuador es de procedencia china, estados unidos y Alemania con una participaci�n continua desde el a�o 2014 (Dillon Guevara, 2019).

La caracter�stica de diferentes tipos de materiales en la fabricaci�n de empaques de freno puede ayudar con la eficiencia de frenado debido a sus caracter�sticas. Los materiales fabricados con fibras de acero obtienen un coeficiente positivo en temperatura ambiente, pero a altas temperaturas tiende a formar resistencia a la decoloraci�n y no es compatible con ciertas superficies de fricci�n a diferencia de materiales con fibras de cobre (Jang, 2004). El estudio general de los materiales de fricci�n comprende tanto en el momento de rozamiento sobre la pastilla y en las zapatas, pero el dise�o que ofrece las zapatas con el tambor al frenar se obtiene predicciones inexactas de frenado (Day A. H., 1979), en el estudio de elementos finitos demuestra las �reas de contacto que no cubren toda el �rea y por lo tanto genera m�s temperatura y presi�n sobre esa �rea del cual no se calcula y se genera un freno no equitativo sobre las ruedas posteriores.

Al analizar el fading de freno se prioriza las caracter�sticas de funcionamiento sobre los nuevos empaques de zapata que act�an en el tambor y las condiciones de trabajo en el freno, las medidas obtenidas son los efectos que act�an sobre el veh�culo como sobrecalentamiento y fallo (Day T. , 2018). Las pruebas se realizaron en veh�culo categor�a N1 bajo pruebas normalizadas ECE13H.

 

Fundamento te�rico

Los frenos est�n expuestos a grandes esfuerzos t�rmicos durante el frenado de rutina y a esfuerzos t�rmicos extraordinarios durante el frenado brusco, los materiales muestran deformaciones pl�sticas que afectan secuencialmente a los componentes de freno. Se sabe que las desaceleraciones de alta g t�picas de los veh�culos de pasajeros generan temperaturas de hasta 900 � C en una fracci�n de segundo (Mackin, 2002).El freno de servicio deber� funcionar de manera eficaz para cada momento de su uso, el conductor deber� accionar el pedal de freno sin retirar las manos del volante, el freno garantiza� seguridad al accionarse de manera secuencial durante la marcha normal, este circuito est� constituido por un pedal de accionamiento, una bomba hidr�ulica con dep�sito de l�quido de freno, servofreno, discos de freno, pinzas de freno, zapatas de freno y tambores de freno (PEREZ, 2014). El sistema de freno hidr�ulico se divide diagonalmente en el sistema ABS o sin el sistema (Parera, 1993), adem�s cuentan con un freno de estacionamiento de efecto manual que se utiliza para inmovilizar al veh�culo cuando est� parado. El freno se transmite desde la bomba hacia los cilindros por medio de tuber�as r�gidas de acero, en algunos veh�culos en la parte posterior hay limitadores de presi�n la cual ayuda a frenar con m�s presi�n a mayor carga o menor presi�n si se tiene menor carga (Digest, 1971).

 

Elementos de seguridad

Los veh�culos poseen seguridad activa y pasiva el cual nos permite protegernos de cualquier imperfecto ocurrido en el manejo o descuido al manejar, Seguridad activa: Los sistemas ABS con los sensores activados son los responsables de mantener un trayecto uniforme con la actuaci�n activa de las partes del freno, el SP servofreno activo, unidad de control hidr�ulica y aceleraci�n lateral que ayuda al conductor a realizar la compensaci�n necesaria para obtener confort y seguridad al manejar. Seguridad pasiva: En este sistema de seguridad los elementos fundamentales son la estructura del veh�culo y el sistema de retenci�n, los cuales su funci�n principal es evitar da�os en los ocupantes al momento de un impacto tomando en cuenta los airbags, cinturones de seguridad y reposacabezas del veh�culo (PEREZ, 2014).�

 

Sistema de freno

El mecanismo de frenos contempla par�metros de absorci�n de energ�a y calor que logra detener las ruedas, la ejecuci�n del freno se basa bajo la ley de pascal el cual establece que al aplicar presi�n sobre un l�quido confinado en un recipiente cerrado la fuerza se transmitir� equitativamente (SanJuan, 1996). El accionamiento de los frenos de tambor es un mecanismo de accionamiento mec�nico, hidr�ulico o neum�tico el cual ejercer� un esfuerzo sobre las zapatas desplaz�ndolas para que entren en contacto con la pared interna del tambor, el frenado se produce gracias a la fricci�n que existe entre la banda de fricci�n y el tambor. Luego de dicho proceso y una vez desactivado el mecanismo de mando las zapatas retornan a su posici�n original gracias al resorte de recuperaci�n (Esteban Jose Dominguez, 2012). Los frenos de tambor que se va a estudiar tienen los siguientes componentes: zapatas de freno con sus empaques de fricci�n, tambor de freno met�lico, resortes de ajuste, porta frenos.

El accionamiento de los frenos de disco es un mecanismo mediante el cual la presi�n que se env�a desde la bomba maestra se distribuye equitativamente a los �mbolos de las pinzas de freno ocasionando una fricci�n de la pastilla de freno sobre el disco y as� se reduce el giro con bastante fuerza absorbiendo la energ�a cin�tica de aquel momento (SanJuan, 1996).

 

Din�mica de frenado

Neum�ticos

Para el uso eficaz de los neum�ticos es necesario que el montaje de los neum�ticos sea seg�n las normas que la f�brica espec�fica, los neum�ticos con alto perfil nos ayudara a una concentricidad optima y a una disminuci�n de prolongaci�n de recorrido de freno (Robert Bosch, 2003). El deslizamiento de los neum�ticos es la distancia que especifica como la diferencia entre la distancia te�rica y la real recorrida por el autom�vil (Robert Bosch, 2003), el proceso f�sico mediante la cual la goma de la llanta, el asfalto crea un proceso el�stico en el neum�tico y dependiendo de las condiciones de la calzada en conjunto con las condiciones ambientales generara deslizamiento.

 

Desplazamiento y distancia de parada

El movimiento de los neum�ticos genera una fuerza de impulsi�n que transmite a la masa del veh�culo y generamos el desplazamiento. La fuerza de frenado m�xima sin deslizamiento por otro lado necesitamos la fuerza de impulsi�n, el peso del veh�culo y el coeficiente de adherencia del neum�tico con el terreno tomando en cuanto el desgaste del neum�tico.

La ecuaci�n para utilizar al medir la distancia que recorre el veh�culo cuando se aplica el freno y se detiene en su totalidad influye fuerza de freno, adherencia de neum�tico y la velocidad del veh�culo (Esteban Jose Dominguez, 2012).

[Ec. 1]

e = Distancia de detenci�n en metros

E = La eficacia del sistema de frenos en %

v = Velocidad en km/h

2.4 Fuerzas presentes

En la figura 1 se puede visualizar las fuerzas que act�an sobre el tambor que pueden ser medidos por medio de la ecuaci�n a continuaci�n (Esteban Jose Dominguez, 2012)

Figura 1: Fuerza que act�an sobre el tambor

Fuente: (Esteban Jose Dominguez, 2012)

 

[Ec. 2]

Donde:

�= Fuerza de frenado real

K = Coeficiente de acoplamiento

� = Coeficiente de rozamiento entre el ferodo de la zapata y el tambor

En base a esta f�rmula podemos determinar la fuerza m�xima del freno de banda que podemos utilizar para colocar en cada banda de freno con la misma ecuaci�n y as� tener un control de fuerza estandarizada.

 

Elementos de fricci�n

Los elementos que componen el tambor para que exista fricci�n son las superficies de fricci�n que entran en contacto, el medio de transmisi�n del par de torsi�n y el mecanismo de accionamiento, cuando se habla de fricci�n se entiende que las limitaciones de los materiales de fricci�n se expresan en t�rminos de la presi�n mayor permisible en el forro, el dise�ador debe pensar en t�rminos (Nisbett, 2008):

[Ec. 3]

�=Presi�n m�xima.

= Presi�n es proporcional a la tensi�n en la banda.

bD= �rea de anchura por el di�metro.

 

Los materiales de fricci�n en los veh�culos tienen una nomenclatura en la cual lo estableci� la SAE en base a la letra griega � que significa que hay fricci�n m�xima entre los coeficientes.

 

Tabla 1: Nomenclatura coeficiente de fricci�n

Fuente: (Servicio Ecuatoriano de normalizacion, 2017)

 

Normativa t�cnica 2185 y EC13H

Los requisitos para homologar un elemento de fricci�n al ecuador como: pastillas de freno, empaques de zapata se rigen bajo esta normativa t�cnica demostrando par�metros de dureza y fricci�n en la que toda empresa que fabrique o importe material tiene que aprobar la normativa, entre los requisitos hay que tomar en cuenta los materiales no deber� tener imperfecciones ni deformaciones que afecten el funcionamiento y no deber� sufrir alteraciones a un lapso no menor a un a�o (Servicio Ecuatoriano de normalizacion, 2017). Bajo estos requisitos se deber� realizar m�todos de ensayo para que un elemento de fricci�n logra ingresar al mercado ecuatoriano y ser parte del funcionamiento del sistema de frenos. La eficacia prescrita para los sistemas de frenado estar� basada en la distancia de frenado y en la deceleraci�n media estabilizada (Diario Oficial de la Uni�n Europea, 2015), la eficacia de un sistema de frenado se determinar� midiendo la distancia de frenado en relaci�n con la velocidad inicial del veh�culo, para la homologaci�n del cualquier veh�culo la eficacia del frenado se determinar� en ensayos en pista y laboratorio efectuados en las condiciones siguientes: El ensayo deber� llevarse a cabo a las velocidades indicadas para cada tipo de ensayo (Diario Oficial de la Uni�n Europea, 2015), cuando la velocidad m�xima por fabricaci�n del veh�culo sea inferior a la prescrita para un ensayo �ste deber� efectuarse a la velocidad m�xima del veh�culo.

 

 

Materiales y m�todos

M�todo

La presente investigaci�n abarcara el tema desde un segmento particular automotriz hacia observaciones espec�ficas, analizando los datos que se obtiene mediante las pruebas de laboratorio y de campo seg�n la normativa EC-13H en relaci�n con las variable dependientes e independientes que son parte de la investigaci�n.� Los datos obtenidos se evaluar�n siguiendo un criterio objetivo a la investigaci�n creando una descripci�n evaluativa descriptiva del funcionamiento de los materiales.

 

Materiales

Veh�culos

Las camionetas a nivel nacional tienen diferente capacidad de carga y distribuci�n de freno para lo cual siguiendo criterios de seguridad y normativas europeas se escogi� la camioneta pick up Amarok categor�a N1, es considerada uno de los veh�culos con m�s acogida en Europa contando con galardones como �International Van of the year� (Hernandez, 2017), se analiza la eficiencia de frenado por su dise�o debido a sus resultados favorables y sus sistemas como ABS y ASR (Pule Vel�squez, 2013). Debido a su trascendencia en el mercado los elementos que conforman la camioneta Amarok permiten ser estudiados creando un enfoque hacia el funcionamiento did�ctico de la camioneta (Fraga Portilla, 2014). Siendo una de las camionetas con mejor aceptaci�n para el trabajo en Latinoam�rica con fabricaci�n en Argentina (La Cronica del quindio., 2010)

 

Figura 2: Vw. Amarok TDI

Fuente: Autores

 

Zapatas de freno

A nivel local se tiene diferentes proveedores de elementos de fricci�n por ello es importante tener tres variables de referencia originales, local y local estas medidas ser�n establecidas a trav�s de pruebas de campo y laboratorio, para este an�lisis se utiliz� las placas de acero con medidas 294 x 57 originales de la marca, al igual que el material OW-1667-ZV.

 

Figura 3: Zapatas de freno original

Fuente: Autores

 

Los empaques de freno a estudiar son de varios compuestos a continuaci�n en la figura 4 una breve descripci�n de los materiales

 

Figura 4: Materiales para elaborar empaques de zapatas

Fuente: (Jang, 2004)

 

�El material original tiene compuestos exclusivos de la marca diferentes a los homologados que pueden diferir en su rendimiento debido a los materiales y componentes utilizados que pueden desgastarse m�s r�pido que otros (Jang, 2004), se determina si afecta directamente a la eficiencia en la prueba con el ensamble de los diferentes tipos de materiales que se logran encontrar en el mercado local.

 

 

 

 

Material de fricci�n original

El c�digo del material original que viene por defecto en la camioneta es OW-1667-ZV las dimensiones son 294*57 con coeficiente de rozamiento FF la cual establece 0.35-0.45 en operaci�n regular y en corta duraci�n caliente.

 

Tabla 2: Coeficiente de fricci�n material original

Fuente: Volkswagen 2021, s.f.

 

Material de fricci�n regional

El material para estudiar es de procedencia brasile�a, el empaque a estudiar tiene como coeficientes de fricci�n F y E el cual permite tener una operaci�n de 0.35-0.45 en operaci�n regular y con un rango de 0.45-0.55 en corta duraci�n caliente.

 

Tabla 3:� Coeficiente de fricci�n material regional

Fuente: (Frasle, s.f.)

 

Material de fricci�n local

El material es fabricado en Ecuador y tiene su trascendencia a trav�s de los a�os, si bien parte de sus materiales son importados la fabricaci�n es ecuatoriana, se establece que el material que a empacar tiene un coeficiente G en condiciones normales de uso el cual indica que su coeficiente de rozamiento ser� de 0.45 a 0.55 y en condiciones de temperatura alta F que va de 0.35 a 0.45.

 

Tabla 4: Coeficiente de fricci�n material local

Fuente: (EGAR S.A, s.f.)

 

Normativa

La normativa EC13H que se utilizara menciona principalmente procesos para las pruebas de campo y pruebas de laboratorio el cual ayuda a verificar si los datos en ruta ayudan a subir el rango est�ndar con referencia a el material original de zapatas. En la tabla 4 se observa las condiciones para las pruebas, velocidad promedio, tiempo y numero de pruebas. Donde por seguridad tiene un l�mite de 120 km/h.

 

Tabla 5: Condiciones para prueba de ruta

Fuente: (Diario Oficial de la Uni�n Europea, 2015)

 

El ensayo en el freno-metro obtiene caracter�sticas de inercia necesaria, los frenos montados son id�nticos a los del tipo de veh�culo inicial, obtiene un registro continuo de la velocidad de giro del disco o del tambor y tiempo de frenado.

Equipo

Para el siguiente an�lisis se utiliz� el freno metro brak3000 el cual cumple con la normativa Inter local ISO 376 (Chaemthet, 2013) es la �nica a nivel local que cubre la calibraci�n de los dinam�metros y su �rea de utilizaci�n original.

 

Tabla 6: L�nea de Inspecci�n T�cnica de Veh�culos ligeros 4Tm

Fuente: (VTEQ, 2021)

 

Los valores que determina el freno metro son datos de funcionamiento bajo rodillos de alto desempe�o que mide la eficiencia de frenado y porcentajes de ajuste sobre las zapatas (Miguel Granja Paredes, 2018). La calibraci�n de celda de carga es mensual el cual especifica se utiliza un instrumento con caracter�sticas metrol�gicas que garanticen una incertidumbre de m�xima de 0.5 mm (Centro nacional de metrologia., 2015)

 

Resultados y discusi�n

Datos de entrada

En la tabla 6 detalla los valores que se utilizan en cada una de las pruebas realizadas manteniendo la categor�a del veh�culo y colocando datos importantes para el desarrollo de las pruebas, las pruebas son ejecutadas por una sola persona para mantener los datos con la misma presi�n de frenado y peso establecido con el conductor.

 

Tabla 7: Datos de entrada

Fuente: Autores

 

 

 

 

Pruebas de laboratorio

Pruebas de Adherencia

Las pruebas de laboratorio realizadas con el material original, regional y local a tres diferentes cargas determinan la eficiencia de freno por el aumento de adherencia en la superficie de frenado, los resultados de los materiales originales, locales y regional pueden estar determinados por el material de composici�n en la fabricaci�n.

 

Prueba de laboratorio, material original

Los resultados detallados en la tabla 7, indican un aumento en la eficacia en el eje posterior de freno sin carga alguna, un aumento de temperatura con carga completa y una fuerza de adherencia mayor con carga.

 

Tabla 8: Resultado prueba de laboratorio empaque original

Fuente: Autores

 

Prueba de laboratorio, material regional.

Los resultados detallados en la tabla 8, indican un aumento en la eficacia en el eje posterior de freno sin carga, un aumento de temperatura con carga completa y una fuerza de adherencia mayor con carga.

 

Tabla 9: Resultado prueba de laboratorio empaque Regional

Fuente: Autores

 

 

Prueba de laboratorio, material local

Los resultados detallados en la tabla 9, indican un aumento en la eficacia en el eje posterior de freno con media carga, un aumento de temperatura con carga completa y una fuerza de adherencia mayor con carga.

 

 

Tabla 10: Resultado prueba de laboratorio empaque Local

Fuente: Autores

 

Pruebas de campo

Las pruebas de campo bajo normativa establecen lo siguiente: Realizar pruebas en pista del material original, materiales de procedencia regional y local como referencia, se realizan pruebas de freno con diferentes cargas en la camioneta comparando tiempo de freno, distancia de freno, temperaturas iniciales y finales a 50km/h y 90km/h.

 

Prueba de campo, material de fricci�n original

De acuerdo con los resultados detallados en la tabla 10 se puede observar un incremento de temperatura directamente proporcional a el peso y la velocidad, el recorrido del pedal de freno conforme a el tiempo de freno es el ideal para mantener una distancia uniforme y segura.

 

Tabla 11: Resultado prueba de campo empaque original

Fuente: Autores

 

Prueba de campo, material de fricci�n regional

Los resultados en la tabla 11 muestran un incremento de temperatura conforme se eleva las revoluciones del veh�culo al aumentar la carga, el material tiene un buen agarre en la carretera, pero tarda en detenerse por completo.

 

Tabla 12: Resultado prueba de campo empaque regional

Fuente: Autores

 

Prueba de campo, material de fricci�n local

La prueba permiti� definir rangos de temperatura y tiempos, en la tabla 12 detalla una elevada temperatura con un aporte mayor al freno si el veh�culo esta sin carga, a mediana y alta carga el veh�culo no tarda en detenerse por completo, pero logra una mejor adherencia a la carretera en bajas revoluciones.

 

Tabla 13: Resultado prueba de campo empaque local

Fuente: Autores

 

Resultados

El desarrollo de las pruebas de los diferentes empaques indican como referencia un rango nominal del empaque original y en base a ese resultado en la figura 5 se muestra un margen alto sobre el empaque regional en eficiencia de freno, tiempo de parada y distancia recorrida, la nomenclatura en la tabla S, sin carga M media carga y T carga total es un punto importante en la comparativa de resultados debido que en funci�n de las cargas podemos establecer que el material local es similar en las pruebas generadas sobre la original.

 

Figura 5: Prueba de laboratorio vs prueba de campo

Fuente: Autores

 

Conclusiones

A partir de los� ensayos realizados con carga y materiales de empaque diferentes se tiene resultados favorables hacia los materiales alternos que existen en el mercado automotriz, los valores de temperatura y distancia de frenado con el material regional logran valores similares con el empaque original, por otro lado los valores de los empaques locales mantienen un perfil constante en las pruebas sin elevar demasiado la temperatura y mejorando la distancia de freno generando un margen de freno casi equitativo con el material original.

Los resultados de los ensayos sobre el material regional determinan un porcentaje mayor de eficiencia en el eje posterior sin carga llegando a obtener hasta 66.4% con una temperatura 66,88℃, la temperatura en pista con el material regional es directamente proporcional a la distancia recorrida aplicando el freno, el material local reacciona mejor con media carga obteniendo una eficiencia en el eje posterior de 61,8%� mejorando tiempo de freno con 6.1 segundos y distancia de 13.4mts a 90km/h, el margen est�ndar con las zapatas originales mejora en pista la distancia de frenado a 90km/h sin carga y sin elevar demasiado la temperatura llegando a 72.4℃ a diferencia del empaque regional llegando a 77.4℃, el material con mejor agarre de frenado bajo las diferentes pruebas es el material regional.

Los materiales mantienen un coeficiente de fricci�n similar al original en pista y en las pruebas de laboratorio debido a su composici�n y nomenclatura de rozamiento, las zapatas originales al tener un coeficiente FF determina buenas condiciones de freno sin elevar demasiado su temperatura por otro lado el material local GF y regional FE permiten elevar m�s su temperatura en uso y mejorar el agarre de frenado, el ajuste generado con un haz de luz de agarre entre zapata y tambor de 2mm, permite un mejor porcentaje de eficiencia de freno en pruebas de laboratorio y pista creando una fuerza en el laboratorio para el material regional con 3518,6KN posterior izquierdo y 3179,2 KN posterior derecho, las cargas en todos los materiales conforme aumenta el peso mayor es el agarre y crea mayor temperatura, por otro lado descienden los niveles de eficiencia de frenado y demora el tiempo de parada del veh�culo total, Los materiales en prueba demuestran una alternativa factible y admisible para un cambio con respecto al material original, generando seguridad en los materiales de fricci�n que se ofertan a nivel local.

 

Referencias

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2.                  Agencia metropolitana de transito. (2013). Revision tecnica vehicular. Quito.

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