¿Conoces tu sistema de frenos? ¿Sabes cómo funciona todo el conjunto y cuáles son los principales problemas que nos pueden dar los frenos? Para esto estamos aquí, para contarte todo lo que necesitas saber del sistema de frenos, y que sepas identificar sus principales signos de degradación.

Es muy improbable que nos encontremos en situaciones que provoquen la rotura de un disco de freno, pero sí que podemos experimentar fading u otros problemas menores. Por eso vamos a ver todo en detalle, para arrojar algo de luz al interesante mundo del sistema de frenado.

 

Tipos de freno y funcionamiento del sistema

 

Los frenos más comunes hoy en día son los frenos de disco. Antiguamente los frenos de tambor se montaban en todos los coches, tanto en las ruedas delanteras como en las traseras. Con la aparición de los frenos de disco, el tambor se fue dejando de lado por su menor eficacia, pasando primero a montarse en las ruedas traseras, y posteriormente desapareciendo completamente.

Una clasificación clásica de los sistemas de frenado podría ser esta:

• Frenos de Tambor: consiste un tambor girando solidariamente a la rueda que tiene un material de fricción capaz de frenar el coche cuando se empuja contra el tambor.
• Frenos de Disco: consta de un disco rotor metálico sobre el que se ejerce presión a través de las pinzas de freno (que tienen montadas unas pastillas de material de fricción) mediante un sistema hidráulico, normalmente. Estas pastillas son las que se aplican contra la superficie del disco para generar fuerza de frenado.
• Freno de Estacionamiento: el freno de mano, que actúa solamente sobre las ruedas posteriores y sirve para mantener el coche parado en un estacionamiento.

 

Cómo funciona el sistema de frenos

Los autos modernos tienen frenos en las cuatro ruedas, las cuales funcionan a través de un sistema hidráulico. Los frenos pueden tener forma de disco o tambor.

Los frenos delanteros, a la hora de detener el auto, tienen mayor importancia que los traseros porque al frenar, el peso del auto recae en las ruedas delanteras.

Muchos autos tienen frenos de disco en el eje delantero, que generalmente son más eficientes, y frenos de tambor en el eje trasero.

Los sistemas completos de freno de disco, son utilizados principalmente en autos de alta gama o de alto rendimiento y los sistemas completos de freno de tambor, son utilizados en autos viejos o pequeños.

 

Frenos hidráulicos

 

En un circuito de frenos hidráulicos se encuentran conectados por caños un cilindro maestro y cilindros auxiliares.

Cuando se pisa el pedal de freno, éste presiona un pistón en el cilindro maestro forzando la circulación del aceite a través de un caño.

El aceite viaja hacia los cilindros auxiliares de cada una de las ruedas, llenandolos y forzando a los pistones a accionar los frenos.

La presión del aceite se distribuye uniformemente alrededor del sistema.

La superficie combinada de “presión” de todos los pistones auxiliares, es más grande que la del pistón en el cilindro maestro.

Constantemente el pistón maestro debe viajar varios centímetros, para ser capáz de mover la fracción de centímetro que necesita el pistón auxiliar para accionar los frenos.

Esta disposición permite que los frenos ejerzan una gran fuerza, de la misma manera en la que una palanca de mano puede levantar fácilmente un objeto pesado a corta distancia.

La mayoría de los autos modernos están equipados con circuitos hidráulicos dobles, con dos cilindros maestros en tándem en caso de que uno de ellos falle.

Algunas veces uno de estos circuitos funciona en los frenos delanteros y el otro en los traseros, en otras oportunidades ambos circuitos funcionan en los dos frenos delanteros y uno de los frenos traseros, y a veces un circuito funciona en los cuatro frenos y el otro solamente en los delanteros.

En una frenada de emergencia, un exceso de peso puede bloquear las ruedas traseras causando posiblemente un derrape peligroso.

Por este motivo los frenos traseros tienen deliberadamente menos potencia que los delanteros.

Hoy en día la mayoría de los autos cuentan con una válvula sensible a la sobrecarga de presión. Ésta se cierra cuando una frenada de emergencia aumenta la presión hidráulica a un nivel que podría causar que los frenos traseros se bloqueen, y evita cualquier movimiento adicional de aceite hacia éstos.

Autos nuevos pueden incluso tener sistemas complejos de autobloqueo, que detectan de varias maneras cómo el auto se desacelera y si alguna rueda se encuentra bloqueada.

Dichos sistemas accionan y liberan los frenos en una rápida sucesión evitando que los mismos se bloqueen.

 

Frenos de potencia asistida

Muchos autos cuentan también con potencia asistida para reducir el esfuerzo necesario para accionar los frenos.

Normalmente, la fuente de energía se halla en la diferencia de presión entre el vacío parcial del colector de admisión y el aire exterior.

La unidad de servo que proporciona la asistencia tiene una conexión de cañería hacia el colector de admisión.

 

Un servo de acción directa se instala entre el pedal de freno y el cilindro maestro. El pedal de freno empuja una varilla, la cual empuja al pistón del cilindro maestro.

El pedal de freno también funciona en un conjunto de válvulas de aire. Existe también un gran diafragma de goma conectado al pistón del cilindro maestro.

Cuando los frenos no están funcionando, ambos lados del diafragma están expuestos al vacío del colector.

Al presionar el pedal de freno, se cierra la válvula que une el lado posterior del diafragma al colector y se abre una válvula que permite la entrada de aire desde el exterior.

La gran presión del aire exterior fuerza al diafragma a ir hacia adelante y empujar al pistón del cilindro maestro, facilitando de esta manera la acción de frenado.

Si el pedal se mantiene presionado, la válvula de aire no admitirá más aire del exterior por lo tanto la presión sobre los frenos seguirá siendo la misma.

Cuando se suelta el pedal, el espacio detrás del diafragma se vuelve a abrir al colector, la presión desciende y el diafragma retrocede.

Si el vacío falla debido a que el motor se detiene, los frenos seguirán funcionando porque la conexión entre el pedal y el cilindro maestro es mecánica. Sin embargo mucha más fuerza deberá ser empleada sobre el pedal de freno para poder accionarlo.

 

Freno de disco

Un freno de disco tiene un disco que gira con la rueda. El disco es montado con una pinza, la cual cuenta con pequeños pistones hidráulicos que funcionan por presión del cilindro maestro.

Los pistones presionan las pastillas de freno, que se encuentran sujetas sobre cada lado del disco, para disminuir la velocidad o detenerse. Las pastillas están diseñadas para cubrir un amplio sector del disco.

Puede haber más de un par de pistones, especialmente en ciruitos dobles de frenos.

Los pistones se mueven sólo una pequeña distancia para accionar los frenos y las pastillas apenas se despegan del disco cuando los frenos son liberados. Éstas no cuentan con resortes para volver a su lugar.

 

 

Los anillos de sellado de goma, que se encuentran alrededor de los pistones, están diseñados para dejar que los pistones se deslicen gradualmente hacia adelante a medida que las pastillas se desgastan, de modo que el pequeño espacio permanezca constante y los frenos no necesiten ajuste.

Muchos autos nuevos tienen adheridos a las pastillas de freno sensores que indican su desgaste. Cuando una de éstas se ha desgastado practicamente del todo, el sensor queda expuesto al disco de metal y la fricción entre éstos envía una señal de advertencia al tablero de instrumentos.

 

Frenos de tambor

Un freno de tambor cuenta con un tambor hueco que gira con la rueda. Su parte posterior abierta está cubierta por una placa posterior inmóvil, en donde se encuentran dos zapatas curvas que se encargan de la fricción.

Las zapatas son empujadas hacia afuera por presión hidráulica, moviendo los pistones en los cilindros de freno de las ruedas, haciendo de esta manera que los forros de rozamientoso ejerzan presión sobre el interior del tambor para disminuir la velocidad o detenerse.

Cada zapata de freno tiene un pivote en un extremo y un pistón en el otro. La zapata principal tiene el pistón en el borde principal, en relación a la dirección en la cual el tambor gira.

La rotación del tambor tiende a tirar firmemente la zapata principal contra éste cuando hace contacto, mejorando el efecto de frenado.

Algunos tambores tienen dos zapatas principales, cada una con su propio cilindro hidráulico. Otros tienen una principal y una de arrastre, con el pivote al frente.

Este diseño permite que las dos zapatas sean forzadas a separarse una de la otra por un único cilindro, con un pistón en cada extremo.

Esto es más sencillo pero menos potente que el sistema de dos zapatas principales y normalmente se utiliza solamente en los frenos traseros.

En cualquiera de los casos, resortes de retorno retraen un poco las zapatas cuando los frenos se liberan.

El movimiento de la zapata se mantiene tan corto cómo sea posible por un ajustador. Los sistemas viejos tienen ajustadores manuales que necesitan ser girados de vez en cuando mientras se utilizan los forros de fricción. Los sistemas de frenos más recientes tienen ajuste automático por medio de un trinquete.

Los frenos de tambor pueden desgastarse si son accionados repetidamente en un lapso corto de tiempo, debido a que se recalientan y pierden su eficiencia hasta que se vuelven a enfriar. Los discos debido a su construcción más abierta son menos propensos al desgaste.

 

 

El freno de mano

Además del sistema de frenos hidráulicos, todos los autos tienen un freno de mano mecánico que actúa sobre dos de las ruedas. Generalmente las traseras.

El freno de mano brinda un freno limitado en caso de que el sistema hidráulico falle completamente, aunque su función principal es como inmovilizador al estacionar.

La palanca del freno de mano tira de un cable o un par de cables conectados a los frenos por medio de un conjunto de pequeñas palancas, poleas y guías. Éstas pueden variar enormemente entre auto y auto.

El trinquete en la palanca del freno de mano permite que el freno se mantenga una vez accionado. Un pulsador desconecta el trinquete y libera la palanca.

En los frenos de tambor, el sistema de freno de mano presiona los forros del freno contra los tambores.

Los frenos de disco a veces tienen un vínculo particular con el freno de mano. Debido a que es difícil colocar el enlace en una pinza compacta, puede haber un conjunto completamente separado de pastillas de freno de mano para cada disco.

 

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