¿QUE ES UN SISTEMA DE FRENOS?

 SISTEMA DE FRENOS 

Funciones y exigencias

La función de los sistemas de frenos consiste en reducir la velocidad del vehículo o de parar el mismo totalmente. Adicionalmente, el sistema de frenos debe mantener el vehículo estacionado. 

Frecuentemente el sistema completo se expone a esfuerzos máximos: Por ejemplo, el sistema de frenos de un vehículo de clase mediana debe aportar una fuerza de frenado de más de 500 kW cuando realiza un frenado total a 130 km/h. ¡Si se parte de un vehículo de 50 kW, la fuerza de frenado es más de 10 veces la potencia del motor! 

Durante este proceso se pueden alcanzar entre las pastillas y el disco de freno, temperaturas de varios cientos de grados centígrados. La fuerza de frenado necesaria para ello se transmite mediante una alta presión a través del líquido de frenos. 

Sin embargo, las distintas situaciones que se producen en la circulación de los vehículos hacen necesario distintas intensidades de frenado. En estos casos el conductor espera además de una seguridad 100% un máximo confort de frenado: una buena respuesta de los frenos, capacidad de dosificación, ausencia de ruidos y un efecto siempre uniforme. Por otra parte los componentes del sistema de frenos se hallan expuestos permanentemente a influencias ambientales (humedad, sal, polvo, suciedad).

Tipos de Construcción

En función de las exigencias y tipo de vehículo se emplean sistemas con distintas fuerzas de transmisión. En vehículos de turismo se emplean casi siempre sistemas de frenos hidráulicos (“frenos de pedal”) y frenos de estacionamiento mecánicos (“frenos de mano”).

Sistema de frenos hidráulicos 

Con el sistema de frenos hidráulicos se reduce la velocidad del vehículo o se frena el vehículo hasta que éste se para completamente. 

El líquido de freno transmite en este proceso la fuerza del dispositivo de actuación al freno de rueda. Para reducir a un mínimo los riesgos de que falle este dispositivo de seguridad, el sistema de frenos de servicio se divide en dos circuitos independientes. 

De esta manera cuando falla uno de los circuitos de freno, se mantiene la efectividad del segundo.

Sistema de frenos de estacionamiento

El sistema de frenos de estacionamiento (“freno de mano”) fija el vehículo en su posición – también en posiciones inclinadas y en la ausencia del conductor. Este sistema de frenos se puede escalonar y sólo actúa sobre las ruedas de un eje. Por razones de seguridad entre el dispositivo de actuación y el freno de rueda debe existir la unión mecánica completa. El cable del freno de mano es el encargado de realizar está unión.

Dispositivo de actuación

El amplificador de fuerza de frenado aumenta la fuerza del pie al activar el freno, incrementando el efecto de frenado con el mismo despliegue de fuerza. Este amplificador es parte integrante, junto con el cilindro principal del freno, de la mayoría de los sistemas de frenos de los vehículos de turismo. Lo más usual es el amplificador de fuerza de frenado por depresión.

Servo freno (Booster)

Los sistemas de frenos hidráulicos generalmente estan equipados con un amplificador de fuerza de frenado que actúa bajo depresión del motor, también conocido como booster o servo freno. Él aprovecha la depresión generada por la cámara de combustión (0,5...0,8 bar) para incrementar la fuerza del pie del conductor del vehículo. Amplifica la fuerza del pedal de freno en hasta 5 veces.

Bomba de vacío

En los motores diesel las depresiones en el múltiple de admisión son insuficientes para la actuación del sistema de freno convencional, por lo tanto se instala adicionalmente una bomba de vacío. 

Ella genera el vacío que el amplificador de frenado por depresión necesita para su actuación.

Cilindro maestro

El cilindro principal de freno (cilindro maestro) genera la presión hidráulica en el circuito de freno y controla el proceso de frenado. Recibe la presión de pedal de freno a través del auxilio del amplificador de fuerza de frenado y presiona el líquido de freno hasta los cilindros de las ruedas. 

CUANDO REEMPLAZAR – Al presentar desgaste, corrosión, fugas, atasco, gran esfuerzo en el pedal o carrera del pedal larga, generalmente provocados por la mala calidad o contaminación del líquido de freno que pueden causar además daños a los sellos.

Cilindro de rueda

El cilindro de rueda recibe el líquido de freno bajo presión hidráulica y genera presión mecánica (fuerza). Esa fuerza mecánica presiona las zapatas de freno hacia los tambores creando una fricción que obligará el vehículo a reducir la velocidad y hasta pararlo. 

CUANDO REEMPLAZAR – Siempre que presente desgaste, corrosión, fugas, atasco, gran esfuerzo en el pedal o carrera del pedal larga, generalmente provocados por la mala calidad o contaminación del líquido de freno que pueden causar además daños a los sellos.

Tambor de freno

Los frenos de tambor generan las fuerzas de frenado en el interior de la superficie del tambor. La fricción reduce el movimiento giratorio de las ruedas hasta pararlas completamente. 

Normalmente los frenos de tambor sólo se utilizan en los ejes traseros.

Los tambores de freno son componentes de elevada precisión. Son construidos con materiales de elevada calidad, pues deben soportar elevadas presiones y variaciones de temperatura. 

La eficiencia del frenado depende de la calidad y condiciones del tambor, por lo tanto se recomiendan revisiones periódicas de ese componente.

CUANDO REEMPLAZAR – Siempre que presente ruidos y desgaste excesivo (ranuras, centro alto, cóncavo, etc.). El reemplazo también debe ocurrir cuando el tambor se encuentre ovalado o con puntos duros por sobrecalentamiento.

Pinza fija

En el freno de disco de pinza fija, cada pistón se encuentra en cada mitad de la pinza. Durante el proceso de frenado, actúa una presión hidráulica sobre los dos pistones. Cada pistón aprieta la pastilla resultando en el proceso de frenado. 

Los frenos de pinza fija contra el disco de freno son muy sólidos, por lo que se emplea en vehículos rápidos y pesados.

Pinza flotante

El freno de disco de pinza flotante sólo utiliza el pistón de un lado de la pinza, que cuando se acciona aprieta la pastilla de freno correspondiente contra el disco de freno. 

En lugar de dos pistones opuestos, la pinza de freno se aloja de forma flotante. La fuerza con la que el pistón aprieta la pastilla contra el disco genera una fuerza opuesta. Esa fuerza opuesta desplaza la pinza de freno opuesta contra el disco. 

Si en el eje trasero se monta un sistema pinza flotante, éste se puede utilizar también como freno de estacionamiento por activación mecánica.

Disco de freno

Los discos de freno son componentes de extremada precisión, son fabricados según los más rigidos estándares de mecanización. El material utilizado en su fabricación es sometido a un riguroso control de calidad. Fijado en las ruedas, su función es disminuir la revolución de las propias ruedas cuando recibe la fricción de las pastillas (acción de frenar). La durabilidad de los discos depende mucho de la dureza de las pastillas. 

CUANDO REEMPLAZAR – Existe la posibilidad de desgaste prematuro o ruidos cuando las pastillas son demasiado “duras” (mala calidad). Otras verificaciones que determinan el reemplazo.

Pastillas

Las pastillas deben satisfacer especialmente 4 exigencias: 

• Seguridad 
• Confort 
• Vida útil 
• Resistencia

Seguridad Para la seguridad lo importante es la resistencia y la potencia de frenado de las pastillas. La potencia de frenado viene determinada decisivamente por la estabilidad del factor de fricción. 

Cuando baja el factor de fricción, cambia considerablemente el comportamiento de los frenos y puede prolongarse claramente la distancia de frenado. Por esta razón el factor de fricción debe mantenerse elevado durante toda la vida útil de las pastillas.

Confort 

Una de las exigencias de los fabricantes del vehículo es que las pastillas no “suenen” cuando se utilizan los frenos, es decir que el frenado sea seguro y sin ruidos. También durante el frenado, las pastillas no deben transmitir vibraciones al volante del vehículo, eso se asegura con medidas de amortiguación de ruidos en el lomo de la pastilla. 

Resistencia 

La unión especial entre el material de la pastilla y el soporte metálico mantiene unidos ambos componentes incluso en las condiciones más extremas (resistencia al cizallamiento)

CUANDO REEMPLAZAR – Cuando estén cristalizadas o tengan desgastes irregulares como ranuras, centro alto o cóncavo (muchas veces causas de ruido) y cuando se llegue al espesor mínimo.

Bloques y Bandas (Zapatas)

Los bloques y bandas (zapatas) son fabricados con los mismos estándares de calidad de las pastillas de frenos, por cumplir con los más rigurosos ensayos y pruebas de seguridad, resistencia, vida útil y confort. Por lo tanto reciben las mismas aprobaciones de las ensambladoras. 

CUANDO REEMPLAZAR – Cuando estén cristalizados o tengan desgastes irregulares como ranuras, centro alto o cóncavo (muchas veces causas de ruido) y cuando se llegue al espesor mínimo.

Líquido de freno

Cuando se acciona el pedal de freno, se comprime el líquido que se dirige hasta los cilindros de rueda accionando las zapatas y pastillas de freno. Una de las características del líquido de freno es que el no se comprime, por lo tanto él comprime los accionadores de los frenos en las ruedas (pastillas y zapatas). 

CUANDO REEMPLAZAR – El líquido de freno es hidroscópico, es decir absorbe agua, por lo tanto su vida útil es limitada. Eso indica que cuando hay mucha absorción de agua por el líquido, se pierden sus propiedades de compresibilidad. Eso significa que el líquido yá no cumple su funcción como deberia, dificultando el proceso de frenado. Debido a su importancia para el sistema de freno, se recomienda cambiarlo por lo menos una vez al año.

¿Cuándo se presenta agua en el líquido de freno? 

• Cuando se abre un envase y no se utiliza todo el contenido, hay el riesgo de contaminar lo que se quedó. 
• Si el depósito del líquido de freno del vehículo no está bien cerrado 
• En situaciones donde se exigen “frenadas” de emergencia, (incluso hay casos en que el disco de freno se pone al “rojo vivo”) es normal que el líquido de freno se caliente mucho, cuanto más se calienta el líquido mayor es la posibilidad de producir burbujas de vapor que se transformarán en agua. 
• Líquido de freno de baja calidad, donde el punto de ebulición es bajo y rápidamente se produce agua..

Por todos estos puntos se puede observar que la calidad del líquido de freno es de suma importancia. Hay diferentes clases de líquido de freno, que son “clasificados” según su viscosidad y punto de ebullición. Cuanto mayor es el número, más “aguanta” la temperatura, es decir menor es la posibilidad de “producir” agua. 

En EUA existe un departamento de transporte que reglamenta los líquidos de freno según las normas de viscosidad y punto de ebullición. Son identificados por DOT (DOT 3, DOT 4 ...)

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