Publicado el 19 de noviembre de 2010 por el Equipo de Conducción Defensiva / en Consejos de Conducción Defensiva
Frenos de disco
Aunque hay varios tipos diferentes de frenos de disco, el más común es la pinza flotante de un solo pistón. Verás lo que esto significa en un minuto. Este tipo de freno tiene tres componentes principales: las pastillas de freno, la pinza y el rotor. (Véase la figura 8.)
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Figura 8: freno de disco
Las pastillas de freno son la superficie de fricción rugosa que se presiona contra el rotor para detener la rueda. El rotor es una placa redonda unida al cubo. El pistón presiona una pastilla de freno contra la rueda, mientras que la pinza presiona la otra. La pinza está «flotando» porque se mueve en una pista que le permite centrarse sobre el rotor. A medida que el líquido de frenos llena el cilindro, empuja el pistón hacia la izquierda; sin embargo, también empuja la pinza hacia la derecha. Esto permite que ambas pastillas de freno presionen contra la rueda simultáneamente. Tenga en cuenta que las pastillas de freno en realidad no se retraen del rotor cuando se suelta el pistón. Más bien, continúan presionando ligeramente contra el rotor.
Recuerde que los frenos producen mucho calor. Como resultado, es importante que todo el sistema sea ventilado. Además, los rotores están construidos con respiraderos internos que disipan el calor. Mientras que una vez fueron hechas de asbesto, hoy en día las pastillas de freno están hechas de varias combinaciones de compuestos orgánicos, metálicos y cerámicos.
Los frenos de disco son mucho más efectivos que sus primos, los frenos de tambor. Sin embargo, los frenos de disco son más caros de fabricar y deben fabricarse y alinearse con mayor precisión. Si se salen de la alineación, notará un estremecimiento dramático cuando frene. Por esta razón, muchos automóviles usan frenos de disco solo en los frenos delanteros. A continuación, utilizan frenos de tambor en las ruedas traseras. Si bien los frenos de tambor tienen más piezas y son más difíciles de mantener, son más baratos y pueden acomodar fácilmente un mecanismo de freno de emergencia.
Frenos de tambor
Al igual que un freno de disco, un freno de tambor utiliza fricción para detener el automóvil. El freno de tambor también se activa con pistones; en este caso, los pistones hacen que dos zapatas de freno curvadas presionen contra el interior de un tambor de hierro, que a su vez está ubicado dentro de la rueda (Ver Figura 9).
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Figura 9: Freno de tambor
Observe, sin embargo, que el sistema es un poco más complejo que un freno de disco. Cuando los pistones activan el freno de tambor, el borde superior de la zapata de freno es la primera parte que entra en contacto con el tambor giratorio. El movimiento giratorio del tambor tira de las zapatas de freno hacia afuera, aumentando la fuerza con la que las zapatas presionan el tambor. Como resultado, los pistones de un freno de tambor pueden ser más pequeños que los de un freno de disco.
Cuando se suelta el freno, los resortes en el freno de tambor tiran de las zapatas del tambor de nuevo; de lo contrario, las ruedas no podrían girar debido a la acción de «tracción» del tambor contra las zapatas de freno. Al conducir en marcha atrás, sucede lo contrario, es decir, la parte inferior de la zapata de freno se tira contra el tambor.
Al igual que en un freno de disco, las zapatas de freno se desgastarán con el tiempo. Un freno de tambor compensa este desgaste mediante un mecanismo de ajuste.Este mecanismo tiene dos partes: un engranaje que está roscado en un eje, como un tornillo, y una palanca (naranja en el diagrama) que está unida a la zapata de freno.
Cuando el automóvil se detiene en reversa, la palanca tira contra el ajustador mientras el tambor tira de la parte inferior de la zapata contra el borde. Si el espacio entre la zapata de freno y el tambor es demasiado grande, la palanca tirará del ajustador lo suficiente para que se deslice hacia adelante, alargando el eje del ajustador. Esto empuja la parte inferior de las zapatas de freno hacia afuera, haciendo que el espacio entre la zapata y el tambor sea más pequeño.
Como puede ver en el diagrama de arriba, es fácil agregar un mecanismo de freno de emergencia a un freno de tambor. La mayoría de los frenos de emergencia se activan mediante un sistema de cable y palanca, como el que se muestra arriba.
Aunque los frenos de disco pueden incorporar frenos de emergencia, estos sistemas suelen ser más complicados y costosos. En los automóviles que solo tienen frenos de disco, se debe agregar un segundo mecanismo a los frenos para acomodar la función de freno de emergencia. Esto puede tomar la forma de un segundo sistema de pinza modificado O una especie de freno de tambor, integrado en el sistema de freno de disco.
La válvula combinada
Por lo tanto, tiene sentido usar una combinación de frenos de disco y tambor en un automóvil. Sin embargo, recuerde que los frenos de disco siempre están en contacto con el rotor, mientras que las zapatas de freno de tambor se alejan de las paredes del tambor. Por esta razón, los frenos de tambor deben moverse más para hacer contacto con la rueda. En automóviles con frenos de disco y de tambor, la válvula dosificadora ayuda a compensar esta diferencia. La válvula dosificadora solo permite que la presión pase a los frenos de disco cuando se alcanza una presión umbral. Esto significa que la energía va primero a los frenos de tambor. Sin embargo, el umbral suele ser bastante bajo, de modo que los frenos de disco se enganchan solo un poco después de los frenos de tambor.
La válvula dosificadora es una parte de una válvula combinada, que también contiene varias otras válvulas.
La válvula de dosificación o ecualizador explica el hecho de que hay una mayor fuerza en las ruedas delanteras cuando se detiene. Tenga en cuenta que las ruedas solo pueden tomar mucha fuerza antes de que se «bloqueen», es decir, dejen de girar. Por esta razón, el atascamiento de los frenos de forma demasiado repentina puede hacer que se meta en un patín. Para evitar que las ruedas traseras se bloqueen cuando se aplica más presión a los frenos delanteros, la válvula dosificadora asegura que se transmita más presión a los frenos delanteros que a los traseros.
La válvula diferencial de presión se utiliza para detectar fugas en el sistema de frenado. Esta válvula consiste en un pistón dentro de un cilindro. Cada lado de este cilindro se une a un lado u otro del cilindro maestro. Por lo tanto, la presión debe ser igual en ambos lados del pistón, manteniéndolo en su lugar. Si la presión cambia, el pistón se moverá en una dirección u otra. Esto activa un interruptor, que hace que se encienda una luz de advertencia de freno en el salpicadero.
Lea sobre los fundamentos de los frenos en la primera parte de esta serie.Lea sobre Frenos de Potencia y Frenos Antibloqueo en la tercera parte de esta serie.