Fundamentos Técnicos del Sistema de Frenado Automotriz

1. Accionamiento de los actuadores hidráulicos

Se logra cuando el conductor pisa el pedal de freno, aplicando una fuerza mecánica. Esta fuerza se transmite al émbolo de la bomba de frenos, que se encarga de transformarla en presión hidráulica dentro del circuito. El líquido de frenos transporta esa presión a través de tuberías y latiguillos hasta llegar a los actuadores finales. Una vez allí, la presión empuja los pistones de las pinzas o de los bombines, haciendo que el material de fricción presione contra el disco o el tambor.

2. Funcionamiento de una pinza de freno deslizante

Cuando la pinza recibe presión hidráulica, el pistón se desplaza y empuja la pastilla interior directamente contra el disco. Como la pinza puede moverse sobre sus guías, la fuerza de reacción del pistón hace que todo el cuerpo de la pinza se desplace en sentido contrario. Este movimiento tira de la pastilla exterior, apretándola también contra el disco y logrando que ambas pastillas muerdan el disco por igual.

3. Función de los correctores de frenada

Su misión principal es regular la presión de frenado en el eje trasero para evitar que las ruedas se bloqueen. Esto es necesario porque la fuerza de frenado máxima depende del peso que soporta cada rueda, el cual cambia según la carga del vehículo o la transferencia de masas al frenar. El corrector ajusta la presión para que las ruedas traseras no patinen si el coche va vacío o si el morro se clava mucho al frenar bruscamente.

4. Configuraciones de circuito hidráulico

Los turismos suelen utilizar una bomba tipo tándem con dos circuitos independientes. Las configuraciones más comunes son la paralela (II) y la diagonal (X). Su gran ventaja es la seguridad, ya que si ocurre una fuga en un circuito, el otro sigue funcionando, permitiendo detener el vehículo aunque sea con menos potencia.

5. Diferencia entre tambor Simplex y Dúplex

• Sistema Simplex: Hay un solo actuador (bombín) con dos pistones que empuja ambas zapatas desde un extremo.
• Sistema Dúplex: Se utilizan dos actuadores de un solo pistón, situados de tal forma que cada uno empuja una zapata distinta. Esto permite que ambas zapatas sean "primarias" (se auto-acuñan con el giro del tambor), lo que genera una frenada más potente.

6. Bloqueo de rueda y factores de frenada

Una rueda se bloquea cuando la fuerza de frenado aplicada es mayor al peso que soporta la rueda multiplicado por el coeficiente de fricción con el suelo ($F_{frenado} > P \times \mu$). Los factores que afectan la parada son:

• Resistencia aerodinámica y mecánica.
• Adherencia del neumático (estado de la goma y de la calzada).
• Estado del sistema de frenado (desgaste de pastillas o tipo de pinzas).

7. Efectos de la pérdida de líquido

El primer efecto es una disminución del nivel de líquido en el depósito y una caída de la eficacia de frenada por la pérdida de presión. Si el líquido llega a mojar el material de fricción (pastillas o zapatas), estas pierden su capacidad de agarre. Además, el pedal puede presentar un exceso de recorrido al no poder generarse la presión necesaria para actuar sobre los pistones.

8. Cristalización de componentes

Se denomina así a la formación de una capa superficial dura y brillante en pastillas o discos cuando la materia orgánica se quema al superar los 350ºC. Sus efectos principales son una fuerte disminución del coeficiente de fricción, pérdida de eficacia y la aparición de chirridos molestos al frenar.

9. Freno motor

Se basa en utilizar la resistencia interna del motor para ralentizar el vehículo, especialmente en vehículos industriales. Se puede llevar a cabo de dos formas:

• Sistema ATR: Usa una mariposa en el escape para frenar la salida de gases.
• Freno de Motor Jacobs: Modifica la apertura de las válvulas de escape mediante los balancines para usar la compresión del cilindro como freno.