Tecnología de Frenos Automotrices: Funcionamiento y Tipos de Frenos de Tambor

Sistemas de Frenado en Automóviles

Concepto y Principio Físico

El dispositivo de frenado de un automóvil reúne aquellos elementos para disminuir o anular progresivamente la velocidad del vehículo, o para mantenerlo inmovilizado cuando está detenido.

El efecto de frenado consiste en absorber la energía cinética producida por el vehículo en movimiento, energía que es transformada en calor por el rozamiento entre los elementos de frenado, como los discos y pastillas, así como las zapatas y tambores.

Componentes del Circuito de Frenos

• Pedal de accionamiento
• Depósito de líquido, servofreno y bomba de frenos
• Canalizaciones (latiguillos y tuberías)
• Émbolos, pinzas, pastillas y discos de freno (eje delantero)
• Bombines, zapatas y tambores de freno (eje trasero)

Funcionamiento del Sistema Hidráulico

El conductor, al pisar el pedal, genera una fuerza sobre el émbolo de la bomba, lo desplaza produciendo una presión en el circuito hidráulico. Los receptores de la presión (émbolos y bombines) transforman esta presión en fuerza, que se aplica sobre las pastillas y zapatas. El rozamiento de las pastillas sobre los discos y de las zapatas sobre los tambores genera la fuerza de frenado que detiene el vehículo.

El Freno de Tambor

Componentes Principales del Freno de Tambor

El freno de tambor está compuesto por los siguientes elementos:

• Un plato portazapatas
• Un tambor de freno
• Dos zapatas de freno con forros
• Un bombín de freno con tornillo de purga
• Muelles o resortes recuperadores
• La palanca del freno de mano
• Un dispositivo de reajuste (manual o automático)

Características Constructivas y Materiales

Los tambores de freno van montados sobre rodamientos de rodillos cónicos y se ajustan con precarga de montaje para impedir que se bloqueen cuando aumente la temperatura por la fricción. Se fabrican en fundición gris aleada, un material capaz de absorber altas temperaturas. Además, son equilibrados para eliminar vibraciones durante la marcha del vehículo.

Tipos y Variantes de Frenos de Tambor

Accionamiento de Zapatas con Fuerzas Desiguales

Se logra mediante un bombín de cilindros escalonados o bombín diferencial. Las distintas áreas de las superficies de los émbolos permiten que cada émbolo realice una fuerza de trabajo distinta en cada zapata, optimizando la frenada.

Modificaciones en los Dispositivos de Fijación al Plato

• Zapatas flotantes (tambor simplex): Las zapatas apoyan en su extremo inferior en un soporte o patín en lugar de unirse al plato en un eje de giro, lo que mejora la adaptación al tambor.
• Zapatas decaladas: Se disponen de manera que los desgastes de ambas queden mejor repartidos, prolongando la vida útil de los forros.

Modificaciones en los Dispositivos de Mando de las Zapatas

• Interposición de una biela flotante (tambor Duo-servo): El efecto de acuñamiento de la zapata primaria puede ser aprovechado para distribuir las acciones de frenado entre las dos zapatas, aumentando la eficacia.
• Freno dúplex: Utiliza bombines de un solo émbolo, donde ambas zapatas actúan como primarias.
• Freno dúo dúplex: Emplea bombines de doble émbolo, y al igual que en el dúplex, ambas zapatas son primarias, proporcionando una frenada potente.

Reglaje y Ajuste de las Zapatas

Objetivo del Reglaje de Aproximación de las Zapatas

El objetivo es aproximar las zapatas al tambor todo lo posible sin que haya rozamiento entre ambos. Esto es necesario debido al desgaste que se produce en las frenadas como consecuencia del rozamiento de las zapatas contra el tambor. Si no se ajustan, las zapatas quedan cada vez más separadas en la posición de reposo, lo que supone un mayor recorrido muerto en la acción de frenado y la necesidad de enviar más líquido desde la bomba para compensar.

Sistemas de Reglaje o Ajuste en los Frenos de Tambor

• Mecánico de regulación manual: Se realiza mediante una biela de longitud variable, manipulable desde el interior o el exterior del tambor.
• Mecánico de regulación automática: Este sistema ajusta automáticamente la separación de las zapatas mediante un trinquete, una excéntrica o una biela autoajustable, eliminando la necesidad de intervención manual.