Tipos de Frenos y sus Sistemas de Accionamiento

Disipadores de energía: FRENOS

Se llama freno a todo dispositivo capaz de modificar el estado de movimiento de un mecánico mediante fricción, pudiendo incluso detenerlo completamente, absorbiendo la energía cinética de sus componentes y transformándola en energía.

El dispositivo de frenado se compone de un mando, de una transmisión y del freno propiamente dicho.

Frenos de zapata exterior:

Este dispositivo está constituido por una zapata que se obliga a entrar en contacto con un cilindro solidario al eje cuya velocidad se pretende controlar, la zapata se construye de forma tal que su superficie útil, recubierta de un material de fricción, calza perfectamente sobre el tambor. Al forzarse el contacto entre zapata y tambor, las fuerzas de fricción generadas por el deslizamiento entre ambas superficies producen el par de frenado.

Frenos de tambor:

El freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas o pastillas que presionan contra la superficie interior de un tambor (cilindro hueco) giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda. Las zapatas son de hierro fundido, o bien de acero recubierto de un material especial de fricción muy resistente al calor) y que pueden presionar contra la periferia interna del tambor.

Las zapatas van montadas en el plato, que no gira, y es el tambor que gira con las ruedas el que queda frenado por el frotamiento con las zapatas.

Los frenos de tambor con zapatas internas tienen poca capacidad de disipar el calor generado por la fricción, lo que hace que se sobrecalienten fácilmente. En esos casos los materiales se vuelven más endebles y es necesario presionar con más fuerza para obtener una frenada aceptable.

Frenos de disco:

Frenos de disco: sustituyen el tambor por un disco, que también se une a la rueda por medio de tornillos.

Este disco puede ser frenado por medio de unas plaquetas o pastillas, que son accionadas por un émbolo o pistón. Suelen ir convenientemente protegidos y refrigerados, para evitar un calentamiento excesivo de los mismos.

Las pastillas están diseñadas para producir una alta fricción con el disco. Deben ser reemplazadas regularmente, y muchas están equipadas con un sensor que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. Algunas tienen una pieza de metal que provoca que suene un chirrido cuando están a punto de gastarse, mientras que otras llevan un material que cierra un circuito eléctrico que hace que se ilumine un testigo en el cuadro del conductor.

Accionamiento hidráulico

Al pisar el pedal del freno, un cilindro o pistón maestro, envía líquido o fluido con igual presión, a cada cilindro de la rueda, cuyos pistones, presionan las pastillas o zapatas contra los discos o tambores.

Accionamiento neumático

El freno neumático es un tipo de freno cuyo accionamiento se realiza mediante aire comprimido. Se utiliza principalmente en trenes, camiones, autobuses y maquinaria pesada.

Utiliza pistones que son alimentados con depósitos de aire comprimido mediante un compresor, cuyo control se realiza mediante válvulas. Estos pistones actúan como prensas neumáticas contra los tambores o discos de freno.

Accionamiento eléctrico

El freno eléctrico es un dispositivo que permite desacelerar o detener una máquina mediante accionamiento eléctrico. Hay dos tipos de frenos:

- Un freno regenerativo o KERS es un dispositivo que permite reducir la velocidad de una máquina transformando parte de su energía cinética en energía eléctrica.

Esta energía eléctrica es almacenada en baterías.

Durante el frenado, se modifican las conexiones del motor eléctrico mediante un dispositivo electrónico, para que funcione a la inversa, como un generador eléctrico. y los terminales del motor se convierten en suministradores de energía, la cual se conduce hacia una batería.

- Un freno reostático es cuando la electricidad generada es disipada en forma de calor por medio de resistencias, en lugar de almacenarse.

Control electrónico

Este sistema de frenado está configurado como un sistema con control electrónico a partir de la información que recogen varios sensores. Los sensores miden la tasa de velocidad a la que están girando cada una de las ruedas de la máquina.

Con la información recogida de los sensores se impulsará la actividad de los frenos, siempre en función de las necesidades y de forma que quede controlado el porcentaje de frenado que recibe cada una de las ruedas de la máquina. De esta manera al accionar el dispositivo de control, controlaremos la intensidad de la frenada haciendo que esta sea más o menos fuerte y en base a nuestros requerimientos.