TIPOS DE FRENOS DE TAMBOR
En el freno Simples, ambas zapatas se aprietan en un extremo contra el tambor de freno mediante un dispositivo de tensado común; el otro Extremo está alojado de forma fija o móvil. El dispositivo de tensado puede ser un cilindro de doble efecto, parra Turismos, y una cua de expansión con una leva en ese en los ve!"culos #ndustriales. El retroceso de las zapatas se efectúa $racias a los %esortes recuperadores. &as caracter"sticas más si$nificativas en esta confi$uración del Tambor son' ( El auto reforzamiento de las zapatas es pe)ueo. ( *ermite fácilmente inte$rar el mecanismo tensor del freno de Estacionamiento.
En este freno, cada zapata tiene su propio dispositivo de tensado en forma de cilindro de freno de simple efecto. Este sirve de punto apoyo El cilindro !idráulico entre ambos cilindros es común y produce la misma presión en los cilindros. *uesto )ue la superficie )ue los +mbolos tiene i$ual tamao, tambi+n podrán ejercer la misma fuerza de s" pues, las caracter"sticas más importantes son' ( En comparación con el freno simplex, el freno dúplex tiene un mejor Efecto de frenado !acia delante puesto )ue utiliza el auto reforzamiento En las dos zapatas.
En marc!a atrás disminuye el efecto de frenado, ya )ue las zapatas se -onvierten en secundarias. ( El montaje de freno de estacionamiento es complicado. Es un sistema muy poco utilizado. -onsiste en un freno de de tambor con dos cilindros de freno de doble d oble efecto como elementos de tensado. Sus caracter"sticas principales son' (ismo efecto de frenado !acia delante y a t r á s . (-omplicado montaje de freno de estacionamiento SE%/01%E20 Es un sistema muy parecido al freno simplex. -onsiste en un cilindro 3e freno doble )ue sirve como dispositivo de tensado para ambas zapatas. El servofreno se caracteriza por presentar un $ran efecto de frenado $racias al autor reforzamiento. En marc!a atrás frena i$ual )ue el freno
un sistema muy parecido al freno simplex. -onsiste en un cilindro de freno doble )ue sirve como dispositivo de tensado para ambas zapatas.
El servofreno se caracteriza por presentar un $ran efecto de frenado $racias al autor reforzamiento. En marc!a atrás frena i$ual )ue el freno
l i$ual )ue en el Servofreno, Servofreno, un cilindro de doble efecto realiza la función de dispositivo de tensado. Entre otras caracter"sticas, el freno 3úo(Servo tiene mayor efecto de frenado tanto !ac"a delante como !ac"a detrás. *osee un $ran auto reforzamiento y en el se puede instalar el freno de mano.
Frenos de zapata internas y externas Frenos de zapata Los frenos de zapata son muy utilizados en la maquinaria en general y especialmente para los frenos de los automóviles automóviles y y ferrocarriles. En todos los casos, estos frenos funcionan haciendo rozar con fuerza una zapata, o bien de hierro fundido, fundido, o bien de acero acero recubierta recubierta de un material especial de fricción, con un tambor metálico, generalmente generalmente de hierro fundido, especialmente tratado, tratado, en movimiento, con la intensión de detenerlo o en caso tal, mantenerlo detenido. detenido. En algunas aplicaciones, como en los trenes la zapata roza directamente sobre la rueda. Estos frenos pueden ser de dos tipos según su construcción: . !on !on zapat zapatas as e"te e"terio riores res #. !on !on zapat zapatas as inter interior iores es
El esquema de la izquierda representa un freno de zapatas del tipo de zapatas interiores. El aro e"terior de color negro es el tambor ob$eto del frenado, los dos semi% c&rculos ro$os, las zapatas que pueden girar utilizando como como centro centro de rotación los puntos azules inferiores, una leva representada con color azul en la parte superior colocada entre los e"tremos libres de las zapatas y por último un resorte de color negro, que mantiene a las l as zapatas apretadas contra la leva. El mecanismo tal y como se representa no está e$erciendo ninguna fuerza de frenado sobre el tambor que gira libremente ya que las zapatas están separadas del tambor atra&das por el resorte una a la otra a acercarse, acercarse, debido a la posición de la leva separadora.
'i a trav(s de algún mecanismo, mecanismo, hacemos girar la leva )* venciendo la fuerza del resorte, las que se apretarán con f El modo de separar las zapatas puede ser de diferente nat . !on la utiliza utilización ción de una una leva como como en este este caso, caso, ac aire comprimido. #. +tilizando +tilizando una una leva leva acciona accionada da por una una palanca palanca que . +tilizando +tilizando un un peque-o peque-o cilindro cilindro hidráu hidráulico lico de doble doble p . +tilizando +tilizando un un $uego de de palancas palancas entre entre una una y otra otra za cable
En la figura que sigue, hay una animación del proceso de frenado, se ha prescindido del resorte.
En los frenos reales, el movimiento de las zapatas es muy peque-o. /ara los frenos de zapatas sometidos a grandes esfuerzos de frenado, el tambor de frenos, pueden tener aletas de enfriamiento para disipar el intenso calor generado durante el rozamiento rozamiento.. El material de rozamiento que recubre en la mayor parte de los casos las zapatas de frenos, es comúnmente un pol&mero termoestable pol&mero termoestable de tipo fenólico, relleno con fibras de refuerzo y en algunos casos, polvos metálicos o negro de humo humo para aumentar la conductividad de calor.
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Frenos de zapatas de expansión interna (de tambor)
Los frenos de tambor tienen dos zapatas semicirculares que presionan contra la superficie interna de un tambor metálico que gira con la rueda. Las zapatas están montadas en un plato de anclaje; este plato está sujeto en la funda del eje trasero en la suspensión para que no gire. Cuando el conductor pisa el pedal del freno, la presión hidráulica aumenta en el cilindro maestro y pasa a cada cilindro de rueda. Los cilindros de rueda empujan un extremo de cada zapata contra el tambor, y un piote, llamado ancla, soporta el otro extremo de la zapata. !n el ancla, generalmente hay un ajustador de freno. Cuando las balatas, que an unidas a las zapatas, se desgastan, hay que acercar más las zapatas al tambor con un ajustador de rosca para mantener la máxima fuerza de frenado. !n algunos automóiles se debe hacer un ajuste manual a interalos de ",### a $#,### %ilómetros.
ajustador de rosca para mantener la máxima fuerza de frenado. !n algunos automóiles se debe hacer un ajuste manual a interalos de ",### a $#,### %ilómetros. contra el disco.
La mayor&a de los frenos de disco tienen pinzas corredizas. 'e montan de modo que se puedan correr unos mil&metros hacia ambos lados. (l pisar el pedal del freno, la presión hidráulica empuja un pistón dentro de la pinza y presiona una pastilla contra el rotor. !sta presión muee toda la pinza en su montaje y jala tambi)n la otra pastilla contra el rotor.
0renos de disco
En los automóviles automóviles,, los frenos de disco suelen encontrarse dentro de las ruedas. Un freno de disco es un dispositivo cuya función es detener o reducir la velocidad de rotación de una rueda. Hecho normalmente de acero acero,, está unido a la rueda o al eje. Para detener la rueda dispone de unas pastillas unas pastillas que que son presionadas mecánica o hidráulicamente contra los laterales de los discos. La fricción fricción entre entre el disco y las pastillas hace que la rueda se frene. Los frenos de disco son utilizados en automóviles, motocicletas y alunas !icicletas.
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] Historia Los e"perimentos con los frenos de disco comenzaron en #nlaterra so!re $%&' $%&'.. El primer automóvil con frenos de disco fue patentado por (rederic) *illiam Lanchester en su fá!rica de +irminham +irminham en en $&' $&',, aunque tuvo que pasar medio silo para que esta innovación se utilizara ampliamente. Los primeros dise-os de frenos de disco modernos comenzaron en el eino Unido so!re $&/' y $&0' $&0'.. 1frec2an mucho mejor rendimiento en la frenada que los frenos de tam!or3 ten2an mucha mejor resistencia al so!recalentamiento 4 fadding fadding 5 y no perd2an su eficacia al sumerirlos en aua, importante en los veh2culos todo6terreno. 7demás son mucho más fia!les que los frenos de tam!or de!ido a su simplicidad mecánica, tiene menos piezas y son más sencillos de ajustar. #nicialmente los frenos de disco fueron introducidos en los veh2culos deportivos que demanda!an una mayor capacidad de frenada. 7lunos esta!an colocados dentro del veh2culo, junto al diferencial diferencial,, pero la inmensa mayor2a de los actuales se colocan dentro de las ruedas. Los posicionados dentro del veh2culo permiten disminuir la masa suspendida y el calor transmitido a las ruedas, importante en la alta competición. En la actualidad los frenos de disco han sido introducidos prácticamente en la totalidad de los veh2culos, si !ien se siuen utilizando los frenos de tam!or en el eje trasero en las amas !ajas, como forma de reducir costes y simplificar el funcionamiento del freno de mano. 8ado que la mayor2a del esfuerzo de frenada se produce en el eje delantero, esta solución ofrece un compromiso razona!le entre coste y seuridad.
Mecanismo y componentes Sistema de frenado de un sólo pistón.
El líquido de frenos circula por el circuito hidráulico hasta presionar presionar el pistón y empujar la pastilla contra el disco (azul). La presión contra el disco hace que la pastilla se aleje del pistón empujando la otra pastilla contra el disco. El rozamiento entre las pastillas y el disco frena la rueda.
Frenos de Disco
(reno de disco. E"isten diferentes tipos de discos de freno. 7lunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen aujeros que los atraviesan. Estos 9ltimos, denominados discos ventilados, ayudan a disipar el calor. 7demás, los aujeros ayudan
a evacuar el aua de la superficie de frenado. Las ranuras sirven para eliminar con más facilidad el residuo de las pastillas.
Mordazas (Calipers) La mordaza es el soporte de las pastillas y los pistones de freno. Los pistones están eneralmente hechos de aluminizado o cromado. Hay dos tipos de mordazas3 flotantes o fijas. Las fijas no se mueven, en relación al disco de freno, y utilizan uno o más pares de pistones. 8e este modo, al accionarse, presionan las pastillas a am!os lados del disco. En eneral son más complejas y caras que las mordazas flotantes. Las mordazas flotantes, tam!i:n denominadas ;mordazas deslizantes;, se mueven en relación al disco< un piston a uno de los lados empuja la pastilla hasta que esta hace contacto con la superficie del disco, haciendo que la mordaza y con ella la pastilla de freno interior se desplacen. 8e este modo la presión es aplicada a am!os lados del disco y se lora la acción de frenado. Las mordazas flotantes pueden fallar de!ido al enclavamieto de la mordaza. Esto puede ocurrir por suciedad o corrosión, cuando el veh2culo no es utilizado por tiempos prolonados. =i esto sucede, la pastilla de freno de la mordaza hará fricción con el disco a9n cuando el freno no est: siendo utilizado, ocasionando un desaste acelerado de la pastilla y una reducción en el rendimiento del com!usti!le, junto con una p:rdida de la capacidad de frenado de!ida al recalenamiento del respectivo conjunto de frenado 4tam!or6!alata o disco6pastilla5 provocando además desequili!rio en el frenado, ya que la rueda con freno recalentado frenará menos que su contraparte.
Pistones y cilindros Los pistones cuentan con una fijación que va alrededor y sellos que impiden el escape de la presión ejercida por el l2quido de frenos, a trav:s del cual son accionados. La mordaza lleva un conducto por el cual entra el l2quido de frenos y eso hace que la mordaza empuje la pastilla contra el disco y, a la vez, que se corra la mordaza para frenar con am!as y se lore uniformizar el frenado y el desaste.
Pastillas de freno Las pastillas están dise-adas para producir una alta fricción con el disco. 8e!en ser reemplazadas reularmente, y muchas están equipadas con un sensor que que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. 7lunas tienen una pieza de metal que provoca que suene un chillido cuando están a punto de astarse, mientras que otras llevan un material que cierra un circuito el:ctrico que hace que se ilumine un testio en el cuadro del conductor. Hasta hace poco tiempo las pastillas conten2an as!esto as!esto,, que ha sido prohi!ido por resultar carcinóeno carcinóeno.. Por lo tanto, al tra!ajar con veh2culos antiuos se de!e tener en cuenta que no se de!e inhalar el polvo que pueda estar depositado en las inmediaciones de los elementos de frenada. 7ctualmente las pastillas están li!res al $''> de este material, ya que fue cataloado como carcinóeno.
Daños en los discos de freno Los discos pueden sufrir diferentes da-os3 ala!eado, rayado, rotura y cristalización.
] Alabeado El ala!eado se produce por un so!recalentamiento de la superficie de frenado que provoca una deformación en el disco. Esto provoca provoca vi!raciones en la frenada y una disminución en la potencia de frenado. El ala!eado puede ser prevenido con una conducción menos e"iente con los frenos, aprovechando el freno motor con un uso inteliente de la caja de cam!ios para reducir la cara del freno de servicio. Pisar el freno continuamente provoca una ran cantidad de calor, por lo que de!e evitarse. para verificar se mide con micrómetro 4el espesor5 y con un comparador de dial o carátula 4para medir la deformación5.
Rotra La rotura está en todos los tipos de discos, en los que pueden aparecer rietas entre los aujeros 4para los ventilados y super ventilados5, y rietas en la superficie de fricción que tiene el disco.
Rayado Es producido cuando las pastillas de freno no están !ien instaladas o son de material más duro que el material proveniente de los discos, esto al frenar provoca un rayado en el cual hace que el disco, en la superficie de fricción se deforme. la solución para este pro!lema es el rectificado de am!os discos.
Cristalizaci!n El disco se cristaliza cuando, al momento de frenar, el material de fricción del disco con las pastillas eneran una mayor temperatura 4por ejemplo, al frenar desem!raado en la !ajada de una cuesta5, provocando que el disco se queme, quedando quedando de un color azulado. Para este da-o hay que reemplazar el disco de freno por uno nuevo. =in em!aro esta pelirosa práctica puede dejar al veh2culo sin frenos, ya que puede causar el ;desvanecimiento; de estos, es decir la p:rdida momentánea de ran parte o la totalidad de la capacidad de frenado en tanto los frenos no se enfr2en. Este percance puede sucederle a quien inore la teor2a del frenaje, la que podr2a resumirse as23 ;para poder cumplir su cometido los sistemas de freno tienen que ejecutar dos funciones, la primera es convertir la ener2a cin:tica, es decir la que posee todo veh2culo en movimiento, en otra forma de ener2a que pueda ser sacada del móvil, causando la reducción de la velocidad o la detención en caso necesario, en la mayor2a de los casos la ener2a cin:tica es convertida en calor por medio del roce entre zapatas y tam!ores o entre discos y pastillas. La seunda función es la de disipar el calor producido por el roce antes mencionado en el medio am!iente, por lo tanto puede decirse que la capacidad de los frenos está limitada por la cantidad de calor que puedan disipar al medio am!iente, tam!i:n es necesario sa!er que con cada frenada se reduce momentáneamente la capacidad de frenado, razón por la cual los frenos de!en usarse lo estrictamente necesario y nunca para ir ;auantando; o refrenando un veh2culo en el
descenso de una lara o empinada cuesta, cuestión que podr2a resultar fatal, no sólo para el conductor y sus acompa-antes, sino que tam!i:n para muchas otras personas. La ;cristalización; de zapatas y pastillas es una evidencia concluyente de que los frenos fueron a!usados y por lo tanto recalentados.