Sistemas de Frenado Vehicular: Composición, Tipos (Disco y Tambor) y Componentes Esenciales

Composición General del Sistema de Frenado

La composición de un sistema de freno se divide en tres elementos principales:

1. Mando

Es el dispositivo accionado por el conductor con el pie, o puede provenir de otra fuente de energía.

2. Transmisión

Es la combinación de componentes que se encuentran entre el mando y el freno. Los tipos de transmisión son:

• Mecánica
• Eléctrica
• Neumática
• Hidráulica
• Mixta

3. Dispositivo de Freno

Es la pieza sobre la que se ejerce la fuerza que se opone al movimiento del vehículo. Los tipos de dispositivos de freno son:

• Fricción
• Eléctrico
• Hidráulico
• De motor

Diferenciación y Refrigeración de Sistemas

Criterios de Diferenciación

Los sistemas de frenado se diferencian por:

• Características del componente
• Tamaño
• Forma
• Materiales
• Montaje

Refrigeración de Elementos

La refrigeración de los elementos se logra mediante:

• Discos autoventilados
• Tambores con aletas
• Mayor tamaño del conjunto
• Carrocería que canalice el aire hasta el conjunto

Componentes Hidráulicos Esenciales

El sistema hidráulico dispone de bomba, depósito, canalización, émbolos, correctores y ayuda de frenada.

Bomba de Freno

Genera la presión en el circuito al pisar el pedal, transformando el empuje en presión hidráulica.

Características de la Bomba

• Número de cámaras y émbolos.
• Tipo de retén.
• Tener o no válvula residual.

Válvula Residual

Mantiene una presión de 0,7 a 0,9 bar.

Servo Freno

Amplifica la fuerza que el conductor ejerce sobre el pedal.

• Servo por vacío: Utiliza la depresión.

Corrector de Frenada

El circuito delantero se dimensiona sabiendo que recae la mayor parte del peso para ejercer más fuerza de frenada delante. En el eje trasero se modula para evitar que reciba la misma presión que en el delantero.

Freno de Tambor

El freno de tambor sustituyó al de zapatas.

Constitución del Freno de Tambor

• Porta Freno: Chapa embutida donde van los dispositivos de tensado, el bombín, las zapatas y los elementos de fijación y regulación.
• Tambor: Cilindro torneado de fundición gris aleada, diseñado para absorber altas temperaturas.
• Zapata: Dos placas de acero en forma de media luna, unidas al dispositivo de tensado y, por el otro lado, a un soporte fijo.

Mecanismos de Accionamiento

Dispositivo de Tensado de la Zapata

Realiza el desplazamiento de la zapata. Los más empleados son los de tipo S o Z, accionados por la palanca de freno.

Cuña de Expansión

Utiliza rodillos cilíndricos como punto de apoyo. Para abrir las zapatas se usa una varilla de cuña que las desplaza.

Bombín

Transforma la presión hidráulica por el desplazamiento de su émbolo, generando la fuerza de empuje que mueve la zapata contra el tambor.

Componentes del Bombín

• Guardapolvos
• Émbolo
• Purgador
• Entrada
• Orificio del purgador
• Muelle
• Tornillo de apoyo

Funcionamiento del Freno de Tambor

Al activar el freno, las zapatas se aprietan contra el tambor. La Zapata 1 se desplaza en sentido de giro del tambor (auto-reforzamiento). La fricción de la Zapata 2 disminuye la fuerza de apriete.

Características

• Auto-reforzamiento de la Zapata 1.
• Fuerza de accionamiento.
• Capacidad sensible a oscilaciones de rozamiento y temperatura.
• Mala autolimpieza y poca protección.

Freno de Disco

Es el sistema más empleado, siendo ligero, sencillo, efectivo, y capaz de evacuar el calor eficientemente, evitando el efecto fading.

Funcionamiento

La bomba transmite la presión al circuito. Los émbolos de las pinzas transforman la presión en fuerza que empuja las pastillas contra el disco.

Tipos de Discos

• Disco Macizo: Formado por un anillo con dos superficies de fricción opuestas. Acumula calor, suciedad y puede cristalizar las pastillas.
• Disco Ventilado: Su ventaja es que disipa bien el calor mediante canales en el medio del disco, o mediante perforaciones (agujeros o ranuras) sobre la superficie de fricción.
• Disco Cerámico: Fabricado en carburo de silicio reforzado con carbono. Proporciona alta dureza, resistencia al desgaste y buena estabilidad química y térmica.

Pinza de Freno

Es el armazón que abraza el disco por su periferia. La pinza va sujeta a la mangueta.

Tipos de Pinzas

• Pinza Fija: No tiene movimiento.
• Pinza Flotante: Se desplaza al compás del disco.
• Pinza Deslizante: Más compacta que la flotante. Permite montar un pistón más largo o dos pistones más pequeños.

Pastillas de Freno

Elemento de fricción que actúa directamente sobre el disco.

Procedimientos de Purgado

Purgado con Equipo a Presión

Se aplica líquido nuevo a presión por el depósito. El líquido usado saldrá por el purgador al abrirlo. Se conecta un tubo transparente al purgador para verificar la salida.

Purgado Manual

Requiere dos personas: una dentro que bombea el pedal. Con el pedal pisado, la persona que está fuera abre los purgadores para que salga el líquido viejo y el aire. Con el purgador cerrado, se suelta el pedal y la bomba toma líquido del depósito.