Mecánica del frenado: factores, componentes y fallas comunes

Resumen

El documento repasa las fórmulas básicas de la frenada (deceleración, distancia y tiempo de frenado), el funcionamiento del freno de estacionamiento por poleas reductoras y los elementos de la bomba de freno. También recoge los factores que afectan a la eficacia del frenado y las averías más habituales, como frenado desigual, pedal duro o blando y vibraciones en el volante.

Puntos clave

La deceleración se calcula a partir de la fuerza de frenada y la masa total del vehículo.
La distancia de frenado depende de la velocidad y de la deceleración.
El freno de estacionamiento transmite el movimiento del motor eléctrico mediante piñones, una cadena y un plato oscilante.
La bomba de freno incluye depósito, cilindro, pistón con copela, cámara de presión, orificio de compensación, conductos y muelle tarado.
Desgaste de las pastillas, pérdida o deterioro del líquido de frenos, fallos de la bomba o del servofreno y mal estado de los neumáticos reducen la eficacia del frenado.
Discos alabeados, émbolos agarrotados y fugas de líquido producen frenado desigual, y el aire en el circuito provoca pedal sin tacto.

Ponte a prueba

Deceleración en la Frenada

Deceleración en la frenada: Ecuacion
a = deceleración (m/s²)

f = fuerza de frenada (N)

m = masa total del vehículo (kg)

g = coeficiente de aceleración (9.8 m/s²)

Distancia de Frenado

Distancia de frenado: Ecuacion
e = distancia de frenado (m)

v = velocidad (m/s)

a = deceleración (m/s²)

Tiempo de Frenado

Tiempo de frenado: Ecuacion
t = tiempo de frenado (s)

v = velocidad (m/s)

a = deceleración (m/s²)

Funcionamiento del Freno de Estacionamiento por Poleas Reductoras

Cuando al motor eléctrico le llega una tensión de la UC, envía una señal al primer piñón del conjunto reductor, que gira arrastrando la cadena de transmisión y mueve al segundo piñón del conjunto reductor. Este piñón reductor mueve un plato oscilante que a su vez actúa sobre el otro piñón solidario al émbolo de accionamiento, transmitiéndole un movimiento rotatorio que realiza el frenado.

Factores que Afectan la Eficacia del Frenado

Factores eficacia frenado: Desgaste de elementos de fricción, pérdida de líquido de frenos, mal estado o pérdida de características del líquido de frenos, defecto de funcionamiento de la bomba hidráulica o servofreno, mal estado de los neumáticos, defecto del compensador de frenada trasero, mal funcionamiento de la suspensión.

Elementos de la Bomba de Freno

Elementos bomba de freno:

Depósito
Cilindro
Pistón en el interior del cilindro, accionado por el pedal de freno a través de una varilla. El pistón lleva una copela que asegura la estanqueidad para evitar pérdidas de presión.
Cámara donde el pistón comprime el líquido de frenos para crear la presión.
Orificio de compensación que comunica la cámara con el depósito.
Conductos hacia las ruedas.
Muelle tarado a presión determinada que apoya sobre el pistón.

Frenado Desigual

Frenado desigual: Discos de frenado alabeados, émbolos agarrotados o con pérdida de líquidos de frenos, deficiencias en el corrector de frenado.

No existe tacto en el pedal de freno: Pérdida de características del líquido de frenos, existencia de aire en el interior del circuito hidráulico, fugas de líquido de frenos, rotura o falta de estanqueidad de las copelas de la bomba de freno.

Endurecimiento del pedal de freno: Perforación de la membrana del servofreno, pérdidas de presión de la bomba de vacío, agarrotamiento del émbolo de accionamiento.

Vibraciones en el volante: Discos de freno alabeados o tambor ovalado, holguras en pinzas de freno, holguras en la transmisión del vehículo.

Baja eficacia de los frenos: Desgaste de elementos de fricción o cristalización de las pastillas, pérdida de características del líquido de frenos, avería de la bomba de freno.

Bloqueo de frenos: Incorrecto funcionamiento de la bomba de freno, muelle de retroceso del freno de tambor suelto o sin elasticidad, agarrotamiento de los pistones de las pinzas.

Pedal con demasiado recorrido: Rotura del sistema de reglaje de zapatas, rotura del servofreno, existencia de aire en el circuito de frenado, pérdida de líquido de frenos.

Preguntas frecuentes

¿Qué factores reducen la eficacia del frenado?

Según el documento, influyen el desgaste de los elementos de fricción, la pérdida de líquido de frenos o su mal estado, los defectos de la bomba hidráulica o del servofreno, el mal estado de los neumáticos, el defecto del compensador de frenada trasero y el mal funcionamiento de la suspensión.

¿Por qué el pedal de freno puede no tener tacto?

El documento indica que puede deberse a la pérdida de características del líquido de frenos, a la presencia de aire en el circuito hidráulico, a fugas de líquido o a la rotura o falta de estanqueidad de las copelas de la bomba de freno.

¿Qué causa las vibraciones en el volante al frenar?

Según el texto, las vibraciones pueden deberse a discos de freno alabeados o tambor ovalado, a holguras en las pinzas de freno o a holguras en la transmisión del vehículo.