Sistemas de Frenado: Configuración, Componentes y Funcionamiento

Configuración Dual de Frenos

Sistema II: Las líneas de freno sirven a las ruedas delanteras y otra a las traseras. Se utiliza para vehículos con carga elevada en el eje trasero (vehículos pesados e industriales).

Sistema X (Diagonal): Cada uno de los circuitos alimenta a una rueda delantera de un lado y a la trasera del lado contrario. Se utiliza en vehículos con más carga elevada en el eje delantero, para vehículos ligeros.

Bombas de Freno de Tipo Tándem

Bomba de freno tipo tándem con taladro de compensación: Se utiliza en vehículos antiguos o vehículos que no disponen de un sistema antibloqueo de frenos ABS.

Con válvula central: Se utiliza en aquellos vehículos que disponen de un sistema antibloqueo de frenos ABS con ESP, ASR, etc.

Con émbolo de buzo: Es una bomba tipo tándem evolucionada y mejorada, de dimensiones más reducidas y aplicable a vehículos con sistema antibloqueo de frenos ABS con ESP, ARS, etc.

Canalizaciones del Circuito de Frenos

Las canalizaciones transportan el líquido de frenos. El circuito hidráulico cuenta con tramos metálicos y tramos flexibles, conectados mediante uniones roscadas (fitting) y fijados a la carrocería con grapas.

Tuberías Metálicas

Las tuberías metálicas están hechas de acero cobrizado (recubrimiento de cobreado galvánico). Están protegidas con múltiples capas que les aportan rigidez y las protegen exteriormente contra la corrosión.

Manguitos Flexibles

Formados por una capa interior de goma y dos capas de rayón, que soportan la presión del líquido de frenos. Revestimiento exterior de goma.

Tubos Flexibles

Suelen ser de EPDM. Están diseñados para funcionar a una presión de 100 bares y su presión de rotura es de 4 a 5 bares mayor (500b). La presión durante una parada fuerte puede alcanzar los 1500 psi.

Líquido de Frenos

Es una mezcla de polioxilen glicoles (combinación de alcohol con aceite de origen vegetal).

Características del Líquido de Frenos

• Punto de ebullición de equilibrio en seco.
• Punto de ebullición en húmedo.
• Viscosidad (temperatura de 40º a +100º).
• Comprensibilidad.
• Protección contra la corrosión.
• Ensanchamiento de los elastómeros.

Deformación de los Discos de Freno

Por efecto de la temperatura, los discos de freno tienen tendencia a deformarse de forma cóncava. Para solucionar esto, los fabricantes de discos realizan una entalladura entre el disco y la campana de rueda.

Líquidos de Frenos Específicos

Líquidos Minerales

Uso exclusivo para sistemas coloreados en verde. Su composición es una combinación de aceites base minerales y aditivos como alquilditiofosfato de cinc y alquilmetacrilato. Se utilizan en vehículos que comparten la hidráulica del circuito de freno con la dirección asistida y suspensión hidroneumática. No mezclar con sintéticos.

Líquidos Sintéticos

Compuestos de éteres de poliglicol y aditivos. Evitan la degradación química por las altas temperaturas y la corrosión. Aspecto incoloro.

Pastillas de Freno

Están compuestas por una capa o forro de fricción y otra capa intermedia que va pegada a la placa soporte del forro. Llevan una chapa de amortiguación del ruido.

Frenos de Disco

Freno de Disco de Pinza Fija

Poseen pistones en cada una de las dos partes en que se divide su pinza. Los pistones presionan por ambos lados a cada una de las pastillas de freno contra el disco, repartiendo equitativamente la fuerza de frenado. Si cesa, vuelve a su posición inicial.

Inconvenientes

• Su peso.
• Su gran volumen.
• No se adapta a todos los vehículos.
• Su elevado precio de fabricación.
• Sensible al sobrecalentamiento en frenadas continuas.

Ventajas

• Mayor fuerza de frenado.
• Se instalan en turismos de alta gama (alto par y velocidad).

Freno de Disco de Pinza Flotante

Disponen de un único pistón que presiona una de las pastillas de freno contra la superficie del disco. La fuerza de reacción desplaza la pinza, que empuja la pastilla de freno contra el disco de freno.

Inconvenientes

• Menor tamaño.
• Menor volumen y peso que el de la pinza fija.

Ventajas

• Menos sensible a la temperatura.
• Mantenimiento más sencillo.
• Adecuado para la mayoría de vehículos.

Efecto Fading

Los frenos cogen tanta temperatura que el vehículo tira para adelante. Entonces se refrigeran las pastillas. Suele ser temporal. Cuando se enfrían los forros y el tambor recupera su forma, el problema desaparece (recuperación de frenos). Se recuperan los forros rápidamente y puede provocar la aparición de ruidos, vibraciones y brusquedad al frenar.

Servofrenos

Mastervac

El esfuerzo ejercido sobre el pedal de freno aplicado a la entrada del servofreno se transforma en una fuerza de salida multiplicada que se aplica mediante un vástago de presión a la bomba de freno. Esta fuerza de salida se intensifica de forma proporcional a la fuerza que aplica el pie hasta llegar al punto de saturación del servofreno, cercano a la presión de bloqueo de las ruedas delanteras. Desde ese punto, la única fuerza que se puede aportar a la bomba de freno es la proporcionada por el conductor sobre el pedal de freno.

Servofreno de Dos Cámaras

Cuando el conductor pisa el pedal de freno, se transmite el movimiento generado en el pedal al eje de servofreno. En este momento se suman 3 fuerzas aplicadas al eje de accionamiento de la bomba hidráulica:

• Presión atmosférica.
• La depresión de vacío.
• La fuerza creada por el conductor al accionar el pedal.

Hidromaster

(Funciona solo con presión hidráulica). Una reacción de freno mayor y una presión de saturación notablemente mayor (160b). Reduce el esfuerzo en el accionamiento del pedal de freno. No necesita suministro de vacío. Se puede utilizar en vehículos diésel o vehículos con motores de baja generación de vacío en el colector de admisión. Un peso y un tamaño reducidos a los similares.

Cuando se accionan los frenos, la varilla de empuje y el émbolo válvula se desplazan hacia la derecha, dentro del émbolo de vacío, cerrando el orificio de comunicación de la depresión y abriendo al mismo tiempo el de entrada de presión atmosférica, lo que permite la entrada de aire en la parte izquierda del émbolo de vacío, a través del filtro de aire y de la válvula de control. Al existir depresión en la parte derecha y presión en la parte izquierda de la cámara de vacío, se produce un desequilibrio que empuja hacia la derecha al émbolo de vacío, al vástago de empuje del cilindro principal y al émbolo que, a su vez, produce una fuerte presión en todo el circuito de frenos.

Durante la aplicación de la presión hidráulica por el cilindro principal, una fuerza de reacción actúa, por medio del vástago de empuje y del disco de reacción, sobre el émbolo válvula, que tiende a cerrar el paso de entrada de la presión atmosférica y abrir la comunicación de vacío. Como esta fuerza está en oposición a la fuerza aplicada sobre el pedal de freno por el conductor, permite regular y medir la fuerza aplicada a los frenos. La fuerza de reacción es proporcional a la presión hidráulica existente en el circuito de frenos.