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El principio de
funcionamiento de los frenos no ha variado desde
los primeros automóviles hasta nuestros días.
Sigue estando basado en la transformación de la
energía cinética, la que lleva el vehículo por
moverse, en energía calorífica, la que se
produce en la fricción entre las pastillas con
los discos y los tambores con las zapatas.
La fuerza de frenado necesaria para detener a un
vehículo depende del coeficiente de fricción que
existe entre el suelo y el neumático, además de
ser proporcional la fuerza necesaria, al peso
del vehículo.
Ffrenado= P
· u (Coeficiente de fricción)
En el frenado correcto la fuerza de frenado debe
ser tal que detenga rápidamente la rueda, pero
sin llegar a bloquearla.
Para no bloquear las ruedas es fundamental tener
en cuenta las circunstancias de la vía, el
estado de los neumáticos, de las suspensiones,
etc.
El bloqueo tiene como consecuencia:
Daños en los neumáticos que soportan el esfuerzo
de frenado en lugar de las pastillas-discos.
Pérdida del control del vehículo (sobre todo las
ruedas delanteras).
Aumento de la distancia de parada.
La mayoría de los vehículos del mercado, el
reparto de pesos entre el eje delantero y
trasero es diferente (Ver imagen superior),
además al accionar el freno aparece un momento
de cabeceo aplicado en el centro de gravedad del
vehículo que hace aumentar más aún el peso, en
el eje delantero.
Esto produce los siguientes problemas:
La fuerza que hace bloquear el eje es menor
cuanto menor sea el peso que soporta ese eje.
El eje trasero queda descargado prácticamente en
deceleraciones fuertes.
A igualdad de presión de frenado, bloquearía
antes el eje trasero.
La soluciones que se aportan para conseguir que
el eje trasero no se bloquee, ya que el menor de
sus perjuicios es el deterioro de los
neumáticos, sus efectos más perjudiciales es la
perdida del control direccional.
Las soluciones usuales son:
Dispositivos que modifican la presión de frenado
que llega al eje trasero.
Elementos de frenado de menor tamaño en el eje
trasero.
Dispositivos de frenado de menor eficacia en el
eje trasero.
Características básicas de las pastillas
Presentar un coeficiente de fricción adecuado y
estable en cualquier rango de temperatura y
presión.
Debe mantener un equilibrio entre abrasión y
resistencia al desgaste.
Una cierta compresibilidad que haga que el
material absorba vibraciones e irregularidades
del disco (tambor). No debe ser excesiva, ya que
podría hacer aumentar peligrosamente la carrera
del pedal.
Resistencia al choque y al cizallamiento.
El disco de freno
Paralelismo entre las caras.
Acabado superficial muy bueno.
Buena resistencia a la abrasión.
Buena resistencia al calor.
Capacidad para evacuar calor a la atmósfera.
Están fabricados en fundición perlítica de grano
fino. Presentan excelentes cualidades para
resistir la fricción y las dilataciones.
El tambor
El tambor es la pieza que gira solidaria con la
rueda. Su cara interior es donde friccionan las
zapatas para conseguir la reducción de la
velocidad. Sus principales características son:
Debe de tener un perfecto rectificado de la
superficie interna.
Tener una buena resistencia a la abrasión.
La zapata
Las características básicas coinciden con las
que presenta el material de fricción de las
pastillas. Aunque los requisitos de frenada son
menores.
El soporte en el que va pegado el material de
fricción debe ser robusta y no deformarse con
las altas temperatura de trabajo.
Frenos de disco y frenos de tambor
Los frenos de disco presentan claras ventajas
sobre los frenos de tambor. Entre ellas podemos
destacar:
DISIPA CON MAYOR EFICACIA LA ENERGÍA CALORÍFICA
A LA ATMÓSFERA
FRENADA MÁS ENÉRGICA
MENOR DISTANCIA DE FRENADO
Pero también presenta inconvenientes, que hacen
que no se monten en la totalidad de las
aplicaciones.
Este inconveniente es su coste mayor, ya que las
pinzas de freno sigue siendo mucho más cara de
diseñar y de fabricar, que los bombines.
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