Sistema De Freno Del Automóvil

El sistema de frenos es sin duda, el mas importante para la seguridad vial del automóvil. Por tal motivo las autoridades de los diferentes países establecen reglas y parámetros a cumplir por los automóviles en cuanto a distancia y estabilidad de la carrera de frenado. Por su parte los fabricantes y desarrolla dores del automóvil, se esfuerzan cada día más en lograr sistemas de frenos seguros y duraderos.

En todos los vehículos el sistema de frenos incluye dos posibilidades:

1.- Frenos de marcha: Un sistema que puede manipular el conductor, generalmente con el uso de un pedal y que sirve para para disminuir la velocidad del vehículo o detenerlo y poder mantenerlo inmóvil. La fuerza de frenado de este sistema la puede establecer el conductor de acuerdo a la presión que ejerza sobre el pedal de accionamiento.

2.- Frenos de estacionamiento: Los que sirven para mantener el automóvil detenido cuando no está en movimiento o cuando se deja solo aparcado. Este sistema aplica una fuerza de frenado fija y suficientemente elevada como para bloquear la rueda. Normalmente en los vehículos ligeros se acciona a través de un pedal o con el uso de una palanca que se aplica manualmente. Para los grandes camiones y autobuses es común que sea de tipo neumático al retirar la presión de aire de las cámaras de frenado como se verá mas adelante.

Ambos sistemas pueden ser completamente independientes, no obstante, en la mayoría de los vehículos es común encontrar que los dos sistemas accionen los mismos elementos de frenado con diferente vía de accionamiento.

Salvo raras excepciones, los sistemas de frenos producen una resistencia al movimiento de las ruedas por rozamiento entre una o varias piezas especialmente diseñadas para ello en cada rueda, y su accionamiento puede ser de tres formas básicas:

1.- Hidráulico: el que se acciona con la ayuda de un líquido.
2.- Neumático: el que utiliza aire comprimido.
3.- Manual: se acciona a través de un cable de acero.
4.- Combinaciones de las anteriores.

Mecanismos utilizados para producir el rozamiento.

Con independencia del modo de accionamiento de los frenos, en la práctica se utilizan tres formas principales para producir la fuerza de rozamiento en la rueda que conduce al frenado:

1.- Frenos de zapata.

2.- Frenos de disco.

3.- Frenos de banda.

Hagamos una breve descripción de cada uno:

Frenos de zapata

Los frenos de zapata son muy utilizados en la maquinaria en general y especialmente para los frenos de los automóviles y ferrocarriles.

En todos los casos estos frenos funcionan haciendo rozar con fuerza una zapata, o bien de hierro fundido, o bien de acero recubierta de un material especial de fricción, con un tambor metálico cilíndrico solidario a la rueda en movimiento con la intensión de detenerlo, o en caso tal, mantenerlo detenido. El tambor generalmente es de hierro fundido, especialmente tratado térmica mente y recibe el nombre de tambora. En algunas aplicaciones, como en los trenes la zapata roza directamente y sobre el exterior de la rueda de acero.

Estos frenos pueden ser de dos tipos según su construcción:

1.- Con zapatas exteriores que rozan con la superficie exterior del tambor.

2.- Con zapatas interiores que rozan en la superficie interior de tambor.

Frenos de disco

El freno de disco, es un sistema de frenado usado normalmente para ruedas de vehículos, en el cual una parte móvil (el disco) solidario con la rueda que gira es sometido al rozamiento de unas superficies de alto coeficiente de fricción (las pastillas) que ejercen sobre ellos una fuerza suficiente como para transformar toda o parte de la energía cinética del vehículo en movimiento, en calor, hasta detenerlo o reducir su velocidad, según sea el caso. Esta inmensa cantidad de calor ha de ser evacuada de alguna manera, y lo más rápidamente posible. El mecanismo es similar en esto al freno de tambor, con la diferencia de que la superficie frenan te es menor pero la evacuación del calor al ambiente es mucho mejor, compensando amplia mente la menor superficie frenan te.

Los frenos de disco no tienen una aplicación tan universal como los de zapata. Su principal campo de aplicación es en frenos de automóviles y motocicletas.

Este tipo de frenos necesita una mayor fuerza de accionamiento para obtener la misma fuerza de frenado, comparada con los otros tipos de frenos, por esta razón es muy poco utilizado en la industria.

La capacidad de auto regulación para compensar el desgaste de los materiales de fricción, la simplicidad  de construcción,  el bajo costo de las piezas de fricción y su elevada durabilidad sin fallo, son, entre otras, las ventajas que lo han llevado a ser los frenos por excelencia de los vehículos.

Frenos de banda

(Figura 8)

El freno de banda es muy utilizado en la industria para frenar e inmovilizar partes en rotación, dada su simplicidad y seguridad, y se usan en variadas aplicaciones, desde pequeños frenos para dispositivos domésticos hasta en lugares de alta responsabilidad y tamaño como: elevadores tirados por cables, grúas, maquinaria de minas y otras muchas. Su aplicación en los frenos de automóviles es reducida pero se ha utilizado para frenos de estacionamiento.

El esquema de la izquierda (figura 8) representa un típico freno de banda simplificado. El objetivo es  frenar el tambor mostrado en amarillo que puede girar en ambas direcciones.

El elemento de trabajo es una banda metálica elástica, generalmente de acero, que rodea el tambor. Esta banda está recubierta con un material especial con alto coeficiente de fricción para aumentar la fuerza de frenado.

Cuando se aplica la fuerza P a la palanca, esta tenderá a girar en el pivote, y apretará la banda fuertemente contra el tambor para frenarlo.

En la esquina superior derecha de la (figura 8) se muestra una sección de la banda, donde pueden apreciarse algunos detalles constructivos.

Unas bandas de freno reales lucen como sigue en la (figura 9).

(Figura 9)