Funcionamiento y Componentes del Sistema de Frenado en Vehículos

Definición y función

El sistema de frenado es el conjunto de piezas cuya función es:

• Disminuir progresivamente la velocidad.
• Detener el vehículo.
• Mantenerlo inmóvil.

Transformación de energía

El proceso consiste en la conversión de energía cinética (movimiento) en energía calorífica, la cual se produce por el rozamiento entre los elementos del sistema.

Componentes básicos

• Mando: Pedal o maneta (accionado por el conductor).
• Transmisión: Lleva la energía del mando a los frenos.
• Dispositivo de freno: Donde se genera la fuerza que se opone al movimiento.

Clasificación según su función

• Freno de servicio (principal): Controla el movimiento, detiene el vehículo de forma segura, rápida y eficaz, y debe ser graduable.
• Freno de socorro (auxiliar): Actúa si falla el freno de servicio y debe detener el vehículo en una distancia razonable.
• Freno de estacionamiento (de mano): Mantiene el vehículo inmóvil en pendientes (ascendentes o descendentes), incluso sin conductor, mediante un bloqueo puramente mecánico.

Tipos de dispositivos de freno

Frenos de fricción (los más comunes)

• Freno de tambor: Utiliza zapatas que rozan el interior del tambor, el cual gira con la rueda.
• Freno de disco: Utiliza pastillas de freno que presionan ambas caras del disco, el cual gira con la rueda, ofreciendo una mejor disipación de calor.

Otros tipos

• Eléctricos
• Hidráulicos
• De motor
• Aire comprimido (vehículos pesados)

Transmisión del esfuerzo de frenado

• Mecánica: Cables o varillas (común en freno de estacionamiento).
• Hidráulica: Líquido de frenos que transmite presión (estándar en turismos).
• Neumática: Aire comprimido (vehículos industriales y pesados).
• Eléctrica: Señales eléctricas que activan actuadores.

Física y dinámica del frenado

Fuerza de frenado (Ff)

Es la fuerza necesaria para detener el vehículo.

Adherencia y coeficiente (μa)

Está limitada por la adherencia neumático-suelo. Si la fuerza de frenado supera la adherencia, la rueda se bloquea y se pierde el control.

Reparto de carga dinámica

Al frenar, el centro de gravedad se desplaza hacia adelante:

• Eje delantero: +20% peso.
• Eje trasero: -20% peso.

Consecuencias: Frenos delanteros más potentes, uso de correctores de frenada y necesidad de evitar el bloqueo trasero.

Estabilidad y eficacia

Bloqueo de ruedas

• Delanteras: Se pierde la dirección (el vehículo sigue recto).
• Traseras: Se produce un trompo o sobreviraje.

Efecto fading

Es la pérdida de eficacia por exceso de temperatura:

• En disco: Menor efecto, ya que el disco se expande hacia las pastillas.
• En tambor: Mayor efecto, ya que el tambor se aleja de las zapatas al dilatarse.

Distancia de parada

Depende de la velocidad inicial y la deceleración aplicada.

Sistemas de asistencia

Servofreno

Normalmente de vacío, multiplica la fuerza del pedal y reduce el esfuerzo físico del conductor.

Inspección y diagnosis (ITV)

Equipos

Frenómetros de rodillos o de placas.

Mediciones

• Fuerza de frenado por rueda.
• Eficacia total.
• Equilibrio entre ruedas del mismo eje.

Criterios ITV

• Defecto leve: Desequilibrio > 20%.
• Defecto grave: Desequilibrio > 30% o eficacia por debajo del mínimo legal.