El sistema de frenos es una parte fundamental en cualquier vehículo, ya que garantiza la seguridad de los pasajeros y el control del coche durante la conducción. Sin embargo, no todos los sistemas de frenos son iguales, sino que existen diversos tipos, presentando componentes diferentes.
En Neumáticos KM0 te contamos qué es un sistema de frenos, los tipos existentes, cómo funcionan y los componentes que lo conforman.
¿Qué es un sistema de frenos?
El sistema de frenos es el encargado de reducir o detener el movimiento de un vehículo. Así, el sistema de frenos actúa sobre las ruedas, los elementos en contacto con el suelo, convirtiendo la energía cinética del vehículo en calor debido a la fricción. Gracias a esto, con solo pisar el pedal del freno reducimos la velocidad del coche o lo detenemos por completo.
¿Cómo funciona un sistema de frenos?
La mayoría de los sistemas de frenos funcionan mediante el principio de fricción. Al presionar el pedal de freno, se activa un mecanismo que aplica fuerza a las ruedas del vehículo, generando fricción con los discos o tambores de freno.
La forma de frenar el vehículo difiere dependiendo del sistema de frenos que utilicemos. Así, existen 3 tipos de sistemas de frenos:
- Frenos de disco.
- Frenos de tambor.
- Frenos antibloqueo.
Además, podemos diferenciar entre frenos delanteros y traseros. Los frenos delanteros (los que se encuentran en el eje anterior), juegan un gran papel a la hora de parar o disminuir la velocidad del vehículo, mucho más que los traseros. Esto es debido a que la frenada arroja el peso del coche hacia la parte delantera.
En la actualidad la mayoría de los vehículos presentan frenos de disco en el eje delantero, y frenos de tambor en el eje trasero. Los vehículos de gama media-alta y alta usan el sistema de frenos de disco en todos los ejes.
Los coches modernos tienen frenos en las cuatro ruedas, operados por un sistema hidráulico.
Sistema de frenos: la parte hidráulica
El circuito del sistema de frenos es hidráulico debido a que contiene fluidos en su interior, que empujan cilindros conectados por tubos.
El cilindro principal transmite la presión a los cilindros secundarios, situados en cada rueda. Cuando se empuja el pedal de freno, deja caer un pistón en el cilindro principal, el cual fuerza que el fluido vaya a través del tubo.
Este fluido, llamado líquido de frenos viaja a través de los tubos hasta llegara a los cilindros de cada rueda y los llena, lo que obliga a los pistones a ejercer fuerza sobre los frenos.
Muchos de los coches modernos están equipados con un circuito doble de sistema de frenos, con dos cilindros maestros, en caso de que uno falle.
A veces, un circuito trabaja en los frenos delanteros y el otro en los frenos traseros; o cada circuito trabaja en los dos frenos delanteros y el otro en los traseros, o incluso un circuito trabaja para los cuatro frenos y el otro sólo para los delanteros.
Bajo una frenada fuerte, mucho peso se transmitirá desde el eje trasero al delantero, pudiendo ocasionar que las ruedas traseras se puedan bloquear, generando una situación como peligrosa.
Es por esta razón, que los frenos traseros están deliberadamente fabricados para que tengan menos fuerza que los delanteros.
Así mismo, muchos vehículos en la actualidad tienen una válvula que limita la presión. Esta se cierra al realizarse una fuerte frenada, de modo que la presión provocada por el líquido de frenos pueda bloquear las ruedas traseras.
Sistema de frenos: los frenos asistidos
Muchos coches tienen asistencia de fuerza para reducir el esfuerzo que se necesita para aplicar al pedal del freno.
Usualmente, el recurso de la fuerza es la diferencia de presión que hay entre la succión parcial de la válvula de admisión y el aire del exterior. La unidad del servo que provee de asistencia tiene un tubo conectado a la válvula de admisión.
La unidad de servo está anclada entre el pedal del freno y el cilindro. El pedal del freno empuja una barra que ésta a la vez empuja el pistón.
Pero el pedal del freno también trabaja en un set de válvulas de aire, y hay un gran diafragma de goma conectado también al cilindro maestro.
Cuando los frenos están sin funcionamiento, ambos lados del diafragma están expuestos a la succión de la admisión.
Si la succión falla debido a que el motor se para, los frenos siguen funcionando debido a que hay un enlace mecánico entre el pedal y el cilindro maestro. Pero habrá que ejercer más fuerza en los pedales del freno para que estos funcionen.
¿Cómo funcionan los servo frenos?
Algunos coches tienen una servo indirecta que están situadas en las líneas hidráulicas que hay entre el cilindro maestro y los frenos. Esta unidad puede estar montada en cualquier sitio en el bloque motor en vez de tener que estar directamente enfrente del pedal.
Tipos de sistemas de frenos
Sistema de frenos de disco
Los frenos de disco tienen un disco que gira junto a la rueda. El disco está montado por un calibre, en los cuales hay pequeños pistones hidráulicos que trabajan para presionar el cilindro maestro.
El pistón presiona las pastillas de freno, las cuales causan fricción contra el disco desde cada lado para ayudar a parar o frenar la inercia del vehículo. Puede haber más de un par de pistones, especialmente en los circuitos de frenos dobles.
Los pistones se mueven solo una corta distancia para accionar los frenos, y las pastillas casi ni se mueven cuando los frenos son liberados. No tienen muelles de retorno.
Las gomas de estanqueidad que rodean a los pistones están diseñadas para dejar que los pistones se desplacen gradualmente mientras que las pastillas se desplazan hacia abajo, para que la distancia se mantenga constante y los frenos no necesiten ajuste.
Todos los coches actuales llevan sensores en las pastillas de freno. Cuando las pastillas están a punto de llegar al fin de su vida útil, los sensores o cables se quedan expuestos. Esto provoca pequeño cortocircuito en el disco metálico, haciendo que se ilumine un testigo en el cuadro de instrumentos.
Sistema de frenos de tambor
Los frenos de tambor incluyen un tambor como su propio nombre indica, zapatas y el cilindro de la rueda. El mecanismo funciona de la siguiente manera: el cilindro empuja las denominadas zapatas en el tambor para poder realizar la frenada.
Algunos vehículos usan de forma parcial frenos de tambor en el sistema de frenos. Se llaman así debido a que usan el método de fricción contra el metal que está junto a las ruedas para parar la inercia del vehículo.
¿Qué partes hay en los frenos de tambor?
Las partes que componen los frenos de tambor son las siguientes:
- Plato: provee una base sólida para otros componentes en los frenos de tambor.
- Freno: atornillado a la rueda, gira y acompaña a ésta. Casi siempre son fabricadas en hierro, por lo que son muy resistentes a las altas temperaturas y condiciones meteorológicas. Esta es la parte que aprecias cuando ves un freno de tambor que está montado, y es la parte que ejerce la presión para frenar al vehículo.
- Cilindro: contiene dos pistones, uno en cada cilindro, para poder operar las denominadas zapatas. El cilindro aplica presión a los pistones, que empujan a las zapatas a través del tambor. Un cilindro es necesario por rueda.
- Zapatas: son aquellas que empujan dentro del tambor para generar la fricción necesaria y parar el vehículo. Están apretadas al plato, pero son capaces de deslizarse cuando la presión del cilindro es aplicada. Presentan una película en la parte interna realizada con una mezcla de metales orgánicos; esta es la que entra en contacto con el tambor. Cada freno contiene dos zapatas. La zapata primaria se encuentra en la parte más cercana al frente del vehículo, mientras que la secundaria en la parte trasera. Dependiendo del fabricante, pueden ser intercambiables o no.
- Ajustador automático: mantiene las zapatas en una distancia considerable del tambor.
- Muelles de retorno: tira de las zapatas hacia atrás del tambor cuando se deja de hacer presión sobre el pedal del freno.
¿Cómo funcionan los frenos de tambor?
Los frenos de tambor, estando en buen estado, deben funcionar de forma instantánea. Cuando se aplica presión sobre el pedal del freno, el pistón que se encuentra dentro del cilindro presuriza líquido hidráulico en las líneas del freno.
Es entonces cuando actúan sobre el cilindro de la rueda y empujan las zapatas al tambor. Cuanta más fuerza se aplique al pedal, mejor será la presión dentro de las líneas de freno, y más presionarán las zapatas contra el tambor.
Cabe destacar que la distancia que recorren las zapatas hasta el tambor es muy corta.
¿Qué diferencias hay entre el sistema de frenos de tambor y de disco?
El conocimiento es poder. Cuanto más conozca el dueño el funcionamiento de su vehículo, mejores decisiones de compra podrá hacer a la hora de realizar el cambio de un componente.
Tal y como hemos explicado con anterioridad el funcionamiento del freno de tambor, el funcionamiento del freno de disco y sus componentes son completamente diferentes.
Los frenos de disco están formados por un disco metálico que está atornillado a la rueda y gira a la vez que ella. Cuando se aplica presión sobre el pedal del freno, una pinza apretará las pastillas de freno contra el disco.
Esto hará que la rueda disminuya su velocidad hasta que el vehículo realice una parada completa. Y esta es una de las causas más habituales de desgaste de las pastillas de freno.
De hecho, una consulta recurrente es cuándo cambiar las pastillas o los discos de freno. Para ello contamos con dos artículos que explican:
Si quieres saber más acerca de qué sistema de frenada es la más óptima, o que frenos te recomendamos que montes en tu vehículo, sólo tienes que hacérnoslo saber.
Y si necesitas ayuda profesional, no dudes en contactar con nosotros.
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