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Freno de tambor
El freno de tambor, que sustituyó al de zapatas exteriores, ha sido el sistema de freno más utilizado a lo largo del tiempo. Fue inventado por Wilhelm Maybach en el año 1899 y se ha convertido en el sistema de freno más antiguo utilizado en la actualidad. Hasta los años setenta, el freno de tambor no fue reemplazado parcialmente por el sistema de freno de disco. El freno de tambor se denomina también freno de zapatas interiores, ya que estas se encuentran en el interior del tambor de freno.Final del formulario
Tambor de freno: Pieza cilíndrica que gira solidaria con la rueda y contra la cual actúan las zapatas.
Zapata primaria y secundaria: Elementos recubiertos de material de fricción (ferodo) que presionan contra el tambor.
Forro o ferodo: Material de fricción adherido a las zapatas.
Cilindro de rueda: Dispositivo hidráulico que empuja las zapatas hacia el tambor.
Muelles de retorno: Devuelven las zapatas a su posición inicial al soltar el freno.
Plato portazapatas: Soporte donde se montan las zapatas y demás componentes.
Mecanismo de ajuste: Compensa el desgaste de las zapatas.
Palanca del freno de estacionamiento: Permite accionar el freno de mano.
Freno de tambor Simplex
Tiene una zapata primaria y una secundaria. La zapata primaria aprovecha el efecto de autoreforzamiento. Es el más común en el eje trasero.
Freno de tambor Duplex
Ambas zapatas actúan como primarias, aumentando la fuerza de frenado. Se utilizó en algunos vehículos antiguos y de mayor peso.
Freno de tambor Duo-servo
Las zapatas se apoyan entre sí, generando un fuerte efecto de autoreforzamiento en ambos sentidos de giro. Muy usado en frenos traseros con freno de estacionamiento. Freno de tambor Uni-servo
Solo una zapata se beneficia del efecto servo; la otra actúa como secundaria. Menor potencia que el duo-servo.
Mantenimiento de los frenos de tambor
Inspección del tambor: Verificar desgaste, rayaduras, ovalamiento y fisuras.
Revisión de zapatas: Comprobar el espesor del ferodo y su desgaste uniforme.
Limpieza interna: Eliminar polvo y residuos con productos adecuados.
Revisión del cilindro de rueda: Detectar fugas, corrosión o sellos dañados.
Comprobación de muelles: Revisar tensión y estado de los resortes de retorno.
Ajuste del freno: Regular la separación zapata–tambor (manual o automático).
Lubricación: Aplicar grasa especial en puntos de apoyo y contacto.
Revisión del freno de estacionamiento: Verificar cables y mecanismo.
Mantenimiento según el tipo de freno de tambor
- Simplex: Revisión periódica del ajuste, ya que una zapata se desgasta más rápido.
- Duplex: Control más frecuente del desgaste por mayor potencia de frenado.
- Duo-servo: Especial atención al mecanismo de autoreforzamiento y al ajuste.
- Uni-servo: Inspección regular del desgaste desigual entre zapatas.
- De leva o cuña (vehículos pesados): Revisión del sistema mecánico, levas, cuñas y holguras.
Un mantenimiento adecuado evita el bloqueo de ruedas, la pérdida de eficacia, ruidos anormales y el desgaste prematuro, garantizando seguridad y mayor vida útil del sistema de frenos.
Freno de disco
El freno de disco es más ligero, sencillo y eficaz que el freno de tambor, por lo que se utiliza en la mayoría de los vehículos actuales. Su menor peso mejora el comportamiento del vehículo al reducir el peso no suspendido. Funciona mediante un sistema hidráulico basado en el principio de Pascal, donde las pinzas presionan las pastillas contra el disco solidario a la rueda. Destaca por su rápida respuesta, mejor disipación del calor y menor riesgo. su mantenimiento es sencillo, limitándose principalmente al cambio de líquido de frenos y a la sustitución de pastillas y discos desgastados.
TIPOS DE DISCOS DE FRENO
Disco sólido
Es una sola pieza maciza. Se utiliza en vehículos ligeros y en el eje trasero. Es económico y de fácil mantenimiento.
Disco ventilado
Formado por dos caras unidas por canales internos que permiten la circulación de aire. Disipa mejor el calor y se usa principalmente en el eje delantero.
Disco perforado (taladrado)
Posee orificios que mejoran la evacuación del calor, gases y agua. Ofrece mejor respuesta en frenadas intensas.
Disco ranurado
Tiene ranuras en la superficie que limpian las pastillas y mejoran la fricción. Muy usado en conducción deportiva.
Disco ventilado y perforado
Combina ventilación interna con orificios para máxima disipación térmica.
Disco ventilado y ranurado
Mejora la refrigeración y el rendimiento en condiciones severas.
Disco de carbono–cerámico
Utilizado en vehículos de alto rendimiento. Soporta altas temperaturas, es muy ligero y muy resistente .
MORDAZA DE FRENO
La pinza de freno, también llamada caliper o mordaza, es el elemento fijo que sujeta el disco y se une a la mangueta del vehículo. Alberga los pistones que, mediante la presión del líquido de frenos, empujan las pastillas contra el disco. Además, cuenta con sellos, conductos internos, purgador, conexión del latiguillo y elementos de protección que garantizan la estanqueidad y el correcto funcionamiento del sistema.
Existen tres tipos principales de pinzas de freno
fija flotante y deslizante. La pinza fija permanece inmóvil y la presión sobre las pastillas la ejercen directamente los pistones.
La pinza flotante se desplaza al accionar el freno, permitiendo que la pastilla interior contacte el disco mediante un solo pistón.
La pinza deslizante es similar a la flotante, pero más compacta, y permite el uso de pistones más largos o múltiples para aumentar la fuerza de frenado.
PATILLAS DE FRENO
La pastilla de freno es el elemento principal de frenado en el sistema de freno de disco y debe resistir altas temperaturas y fricciones sin perder eficacia. Está fabricada con un material de fricción diseñado para mantener un coeficiente de rozamiento estable y evacuar rápidamente el calor. Según su dureza, las pastillas se clasifican en blandas o duras. Su composición incluye fibras de refuerzo, materiales de relleno, deslizantes, aglutinantes y metales. Algunas incorporan sensores que indican al conductor cuándo es necesario sustituirlas.
FUNCIONAMIENTO
Al accionar el freno, la bomba genera presión hidráulica que actúa sobre los émbolos interior y exterior, los cuales presionan las pastillas contra el disco con igual fuerza. Al liberar el freno, los retenes permiten el retroceso de los émbolos y las pastillas se separan del disco, evitando el rozamiento. En el freno de disco con pinza fija, la pinza permanece inmóvil y cuenta con un cilindro de freno a cada lado del disco, lo que requiere mayor espacio de montaje.
LA BOMBA DE FRENO
La bomba de freno o cilindro maestro genera la presión hidráulica del sistema al accionar el pedal, transformando la fuerza aplicada por el conductor en presión. Su eficacia depende del diámetro del cilindro, ya que uno menor produce mayor presión con menor caudal. Las bombas se diferencian por el número de cámaras y émbolos, el tipo de retén y el uso de válvula de presión residual. Actualmente se emplean principalmente bombas tándem de dos émbolos, que permiten un doble circuito de freno para mayor seguridad.
Cuerpo o cilindro: Aloja los componentes internos y guía el movimiento del émbolo.
Émbolo o pistón: Genera la presión hidráulica al desplazarse.
Muelle de retorno: Devuelve el émbolo a su posición inicial.
Retenes o sellos de estanqueidad: Evitan fugas de líquido y mantienen la presión.
Depósito de líquido de frenos: Almacena el fluido del sistema.
Orificio de compensación: Permite el paso del líquido entre el depósito y el cilindro.
Orificio de alimentación: Suministra líquido al circuito hidráulico.
Válvula de presión residual (si equipa): Mantiene una ligera presión en el circuito.
Conexiones de salida: Envían el líquido a los circuitos de freno.
Varilla de empuje: Transmite el movimiento del pedal al émbolo.
LA VÁLVULA DE PRESIÓN
residual se utiliza principalmente en sistemas de freno de tambor para mantener una presión constante de 0,7 a 0,9 bar en el circuito, evitando la entrada de aire ante posibles fallos de estanqueidad. En los sistemas de freno de disco no es necesaria su instalación.Principio del formulario
EL PEDAL DE FRENO es una palanca que transmite la fuerza del conductor a la bomba de freno para activar el freno de servicio. Su relación mecánica permite multiplicar la fuerza aplicada, generando altas presiones en el circuito hidráulico. Además, incorpora un interruptor para accionar la luz de freno y un muelle que asegura el retorno del pedal a su posición de reposo.Final del formulario
EL SERVOFRENO
sirve para multiplicar la fuerza que el conductor aplica sobre el pedal de freno, reduciendo el esfuerzo necesario para frenar el vehículo.
Ø Aumenta la fuerza transmitida a la bomba de freno.
Ø Permite una frenada más suave y eficaz.
Ø Reduce la fatiga del conductor.
Ø Mejora la respuesta del sistema de frenado.
Servofreno por vacío
Es el más común en automóviles. Utiliza el vacío del motor o una bomba de vacío para multiplicar la fuerza aplicada al pedal.
Servofreno hidráulico
Emplea la presión del sistema hidráulico (generalmente de la dirección asistida). Se usa en vehículos pesados o con motores que generan poco vacío.
Servofreno neumático
Utiliza aire comprimido. Es característico de camiones, autobuses y vehículos industriales.
Servofreno eléctrico
Funciona mediante un motor eléctrico controlado electrónicamente. Se usa en vehículos modernos, híbridos y eléctricos.
CANALIZACIONES
Las canalizaciones permiten la circulación del líquido de frenos y conectan la bomba con los actuadores del sistema hidráulico. Pueden ser rígidas (tuberías de acero) o flexibles (latiguillos de caucho reforzado) para absorber los movimientos del vehículo. Las uniones se realizan mediante rácores y terminaciones abocardadas para asegurar la estanqueidad, y se fijan a la carrocería con abrazaderas que evitan vibraciones, ruidos y posibles roturas.
LÍQUIDO DE FRENOS
El líquido de frenos es el elemento activo del circuito de freno y transmite la presión
entre la bomba y los bombines. Este tiene que cumplir ciertos requisitos para
que su función se realice con seguridad y eficacia.
- DOT3
A base de glicol. Uso común en vehículos ligeros. Punto de ebullición medio y absorbe humedad con el tiempo. - DOT4
También a base de glicol, pero con mayor punto de ebullición que el DOT 3. Más resistente a altas temperaturas. Muy utilizado en vehículos modernos. - DOT5
A base de silicona. No absorbe humedad y tiene alto punto de ebullición. No es compatible con sistemas DOT 3 y DOT 4. Uso limitado. - DOT5.1
A base de glicol, similar al DOT 5 en prestaciones, pero compatible con DOT 3 y DOT 4. Usado en vehículos de alto rendimiento.
Luz de freno y testigos luminosos
La luz de freno se activa al pisar el pedal de freno mediante un interruptor, alertando a los conductores que circulan detrás sobre la desaceleración del vehículo y contribuyendo a la seguridad vial.
Los testigos luminosos del sistema de frenos informan al conductor sobre el estado y posibles fallas del sistema. Entre los más comunes se encuentran el testigo de freno de estacionamiento activado, nivel bajo de líquido de frenos, desgaste de pastillas y fallos en sistemas como el ABS. Estos indicadores permiten una detección temprana de problemas y ayudan a prevenir situaciones de riesgo.