No hace falta decir cuán importantes son los frenos de un vehículo, y no se necesita una imaginación vívida para considerar las consecuencias de una falla. Sin embargo, se presta poca atención a los sistemas vitales cada vez que pisa el pedal de freno.
Esto es lo que sucede cuando suelta el acelerador y le pide a su automóvil que disminuya la velocidad con el pedal de la izquierda.
EL PRINCIPIO BÁSICO DE FRENADO
En términos más simples, un sistema de frenado convencional convierte la energía cinética de su vehículo en movimiento en energía térmica a través de la fricción. Si la energía térmica generada excede la energía que hace que el automóvil se mueva, se ralentizará.
En un poco más de detalle: cuando presiona el pedal del freno, la presión hidráulica se alimenta a los conjuntos de freno en cada rueda a través de líneas de freno de metal. En cada esquina, la presión generada por el pie fuerza una superficie de revestimiento que se fija a la suspensión, contra la superficie de fricción que gira con la rueda.
PROBLEMAS
El calor acumulado debe disiparse al aire circundante. Si no es así, la superficie de fricción seguirá aumentando de temperatura hasta que comience a “desvanecerse”, el punto en el que el material (comúnmente hierro fundido) no puede absorber más energía de la fricción.
El desvanecimiento puede ser causado por frenadas fuertes frecuentes, como descender una colina empinada o conducir con fuerza, mientras que las condiciones atmosféricas, como las altas temperaturas del aire ambiente, pueden impedir el enfriamiento de los frenos, aumentando el potencial.
El conductor percibe el desvanecimiento como una reducción de la eficacia de los frenos a medida que el material de fricción alcanza su temperatura máxima.
El bloqueo de vapor es otro síntoma de temperaturas excesivas en los frenos y es causado por el fluido hidráulico que fuerza a las superficies de fricción juntas a hervir. A medida que el líquido se convierte en vapor, se vuelve compresible y el pedal del freno comienza a sentirse esponjoso, pero en el peor de los casos, el pedal no puede tener ningún efecto.
La clasificación DOT incorrecta del líquido de frenos o el mantenimiento deficiente aumentan la probabilidad de bloqueo de vapor al permitir que la humedad atmosférica sea absorbida por el líquido, lo que reduce su punto de ebullición. Como siempre, la clave es un buen régimen de mantenimiento y revisar el sistema de frenos con la frecuencia recomendada por el fabricante.
TIPOS DE FRENO
Para el sistema de frenado de automóvil más común, un disco proporciona la superficie de fricción que gira con la rueda, mientras que una pinza aprieta el rotor con el revestimiento de fricción, o pastillas, para generar la fricción y reducir la velocidad de la rueda.
Los frenos de tambor son menos frecuentes en los vehículos de pasajeros (todavía se usan principalmente en los hatchbacks urbanos baratos), pero son comunes en muchos vehículos comerciales donde brindan un mejor frenado para transportar cargas pesadas.
En este caso, un tambor forma la superficie de fricción, mientras que un par de zapatas semicirculares, alojadas en el interior del tambor, son empujadas hacia afuera y hacia la superficie interna mediante un cilindro hidráulico.
Los frenos de disco son mucho más eficientes para disipar el calor en aplicaciones de alta demanda y generalmente son más livianos, lo que reduce el peso no suspendido para obtener características de manejo más favorables, pero son más costosos.
Los frenos de tambor son una opción más barata, pero no tan eficientes en aplicaciones de alto rendimiento, lo que limita su uso a vehículos de rendimiento más modesto.
Con la llegada de los vehículos híbridos y eléctricos, el frenado convencional, tal como lo conocemos, dio un salto cualitativo llamado frenado regenerativo. Independientemente del tipo de sistema, el frenado por fricción es un proceso de pérdida total en el sentido de que desperdicia energía cinética. Sin embargo, los vehículos eléctricos y los híbridos pueden reciclar esa energía en forma de electricidad y devolverla a las baterías de almacenamiento.
Cuando se presiona el freno, en lugar de que la presión hidráulica fuerce las superficies de fricción juntas, los frenos regenerativos utilizan el motor de accionamiento eléctrico para generar electricidad a partir del movimiento de avance del vehículo.
Cuando se le pide a un generador o alternador que produzca electricidad, responde con una resistencia exponencial que se utiliza para reducir la velocidad del vehículo.
Si se requiere más fuerza de frenado, los frenos de fricción convencionales se hacen cargo a medida que se presiona el pedal con más fuerza. Las ventajas incluyen una mayor economía de combustible y una mayor vida útil de los componentes del freno, aunque algunos conductores encuentran que la sensación del pedal de freno ligeramente esponjosa requiere algunos ajustes.
PONIÉNDOSE EXÓTICO
En las aplicaciones de alto rendimiento más extremas, los sistemas de discos básicos instalados en muchos vehículos de pasajeros no pueden hacer frente al mayor estrés de la pista y la conducción rápida por carretera. Pero los materiales y la tecnología más exóticos pueden hacerlo.
Los discos convencionales se pueden perforar en cruz y ranurar, lo que aumenta el área de la superficie de enfriamiento y permite que el disco se enfríe más rápidamente cuando está bajo carga. También proporcionan un lugar para que escape el agua para mejorar el rendimiento en condiciones de humedad.
Los discos de hierro tradicionales de una sola pieza pueden intercambiarse por rotores compuestos que retienen el anillo de fricción de hierro para una alta capacidad de calor, pero usan un cubo de aluminio más ligero que tiene mejores cualidades de disipación de calor. El disco compuesto también es más ligero que un componente de hierro fundido puro.
Más allá de eso, algunos fabricantes ofrecen sistemas de frenos de disco de carbono-cerámica que utilizan un rotor que no está hecho de metal, sino de una sofisticada mezcla de materiales de carbono y cerámica. Estos discos poseen una tolerancia extrema a la temperatura, pero también pueden disipar el calor mucho más rápido que el metal para una potencia de frenado prolongada en condiciones extremas.
In both cases, the higher-performance discs are more expensive, especially the carbon-ceramic version, but they also have another disadvantage. Metal rotor thickness needs to be periodically measured to determine when they have worn to their minimum thickness and need to be replaced, but the wear of ultra-hard carbon-ceramic discs is almost undetectable.
Instead, the material becomes lighter as the resin holding the special materials together vapourises. The discs must be removed, and weighed, to determine when replacement is necessary.
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Calipers can also upgrade for added braking performance. While basic disc brakes use a single-piston caliper that ‘floats’ as it pinches the disc, fixed position versions using multiple pistons increase clamping pressure and surface area with larger pads to generate heat faster and provide more braking force.
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One of the world’s leading high-performance brake component brands, Brembo, offers a caliper with 10 pistons for the ultimate in clamping force.
Alloy high-performance calipers are also lighter than the equivalent cast iron version, offering more weight-saving potential.
Artículo fuente: https://www.whichcar.com.au/car-advice/your-cars-brakes-explained
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