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El efecto freno en el automóvil se hace mediante la fricción entre elementos que giran con las ruedas, tambores o discos, con otros estáticos, zapatas o pastillas.
La fuerza de empuje de las zapatas sobre los tambores y pastillas sobre los discos se obtiene desde el pedal del freno, que comprime el líquido en la bomba enviándolo a presión a los bombines de rueda que actúan directamente sobre zapatas y pastillas.
Los frenos del automóvil de la imagen tienen estas características:
- Discos delante y tambores detrás
- Servofreno (situado a continuación del pedal multiplica la fuerza de frenada)
- Bomba de frenos independiente (son dos bombas una detrás de otra), con alimentación cada una independiente del depósito de líquido de frenos
- El circuito hidráulico es en diagonal o “X”, una bomba alimenta a la rueda delantera derecha y trasera izquierda y la otra a la delantera izquierda y trasera derecha
- Este sistema permite que en caso de fuga quede operativa siempre una rueda delantera
- Al frenar son las ruedas delanteras las más eficientes por el reparto dinámico de pesos
Fading de frenos
Al frenar, la fricción entre zapatas – tambores y pastillas – discos reduce la velocidad del automóvil, transformando en calor la energía disipada.
A más deceleración por frenada más calor se ha de disipar.
El calor se genera en las zonas de contacto entre zapatas – tambores y pastillas – discos.
En uso intensivo de los frenos, por conducción rápida en zona de curvas o bajando un largo puerto de montaña por ejemplo, se genera mucho calor que puede llegar a producir fatiga, “fading”, en los elementos más expuestos de los frenos.
Hay dos tipos genéricos de fatiga de frenos, cristalización de las superficies de fricción de pastillas o zapatas y ebullición del líquido de frenos.
Estos son los efectos:
Cristalización de pastillas o zapatas
- Al llegar a un valor crítico de temperatura las superficies de fricción se cristalizan, se forma una lámina dura con tacto de cristal, que no ofrece rozamiento con respecto al disco o tambor
- Se va notando como progresivamente se endurece el pedal sin lograr una retención efectiva
- Si se continua exigiendo a los frenos los discos llegaran a alabearse y ovalizarse los tambores
- Si al percibir los primeros síntomas se deja de frenar dentro de los posible y se sigue circulando para refrigerar los frenos, pueden llegar a recuperarse
- De no ser así habrá que lijar las superficies cristalizadas comprobando que no haya deformación en los elementos implicados
Ebullición del líquido de frenos
- Si su temperatura sube hasta el punto de ebullición se forman bolsas de aire en el líquido, y el aire se puede comprimir
- El pedal de freno baja y hay que “bombear”, frenar repetidamente, para comprimir el aire hasta lograr eficacia de frenada
- Al detectarlo lo mejor es circular sin frenar para refrigerar los frenos, si es posible por la seguridad
- Tras parar durante unos minutos puede que se evacue el aire generado en la ebullición hacia el depósito
- En caso de seguir el pedal esponjoso habrá que realizar una purga del circuito de frenos
- El líquido de frenos ha de ser sustituido periódicamente pues se va saturando de agua del aire ambiente, lo que reduce el punto de ebullición original (unos 260º C) y llega a oxidar a componentes metálicos del circuito de frenos
En los discos el calor se genera en el exterior y su refrigeración es rápida.
En los tambores se produce el calor en su interior siendo más lenta su refrigeración.