Frenos De Disco. Tipos, Importancia, Función, Mantenimiento Y Más

Todo en la vida tiene que tener un freno, dado esto en los vehículos no puede ser diferente. Tanto los que usan  combustible como los que no. Existe en la actualidad lo que llamamos los frenos, de hecho hay muchos tipos de frenos. Pero que sabemos de los frenos de disco ? Existen potros tipos de frenos ? Para que se usan los frenos?

En este particular hablaremos de los frenos de disco, su funcionamiento sus principales características, sus Ventajas y desventajas. No dejes de leer todo el contenido que hemos traído para ti. Todo acerca de los Frenos de disco.

¿Qué son los Frenos?

Freno del término latino frēnum. Es el mecanismo, que permite que un dispositivo se detenga o reduzca su avance. Los frenos se encargan de transformar, a  su vez la energía cinética de un objeto (como un automóvil), en trabajo o calor.

Un ejemplo:

“El accidente se produjo porque al Fiat le fallaron los frenos. Y su conductor. No pudo detener el vehículo”, “Mañana voy a llevar el coche. Al mecánico. Para que revise los frenos”, “Creo que los frenos. De la bicicleta funcionan mal”.

Utilizando este término que nos ocupa, en algunos países también está lo que se conoce como cinta de frenos. Esta no es ni más ni menos que el material que se utiliza para llevar a cabo lo que es el forrado de las zapatas de los mencionados frenos. Un material que suele estar formado por hilos metálicos y amianto.

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Tipos de Frenos

Existen diversos tipos de freno. Los frenos de fricción son aquellos que actúan justamente a través de fuerzas de fricción, cuentan con un elemento fijo, que ejerce presión sobre el objeto que se pretende desacelerar. Dentro de este grupo es posible distinguir entre los frenos de tambor (la fricción es producida por pastillas, que realizan una presión sobre el interior de un tambor que gira, y que está adherido al eje o la rueda).

Los frenos de cinta (con una banda flexible que ejerce tensión sobre un cilindro, solidario al eje que se desea manipular). Frenos de llanta (habituales en las bicicletas) y los frenos de disco (actúan sobre la rotación de la rueda).

Otras clases de frenos son los frenos eléctricos (crean corriente eléctrica para el frenado). Frenos mecánicos (transmiten la fuerza, a través de cables o palancas). Los frenos neumáticos (que funcionan con aire comprimido). Los frenos hidráulicos (con un líquido, que se transmite vía pistones).

En los Automóviles

En el ámbito automovilístico hay que subrayar el protagonismo que desde hace unas décadas tienen los llamados frenos ABS. Que son un sistema antibloqueo de las ruedas de los vehículos. Gracias al mismo, lo que se consigue es que durante el proceso del frenado, de aquellos, los neumáticos consigan una mayor adherencia. De esta manera se apuesta de manera contundente por la seguridad de todos los individuos que vayan en el interior de dichos vehículos.

Asimismo no hay que obviar la existencia de multitud de expresiones que utilizamos y que utilizan el término que ahora estamos tratando. De esta manera nos encontramos por ejemplo, con “voy sin frenos” que viene a determinar que una persona en cuestión. Está viviendo a un ritmo vertiginoso, que le está haciendo disfrutar de todo tipo de placeres.

Elementos Involucrados en la Frenada

El proceso de frenado no se limita tan solo al sistema hidráulico. El que transmite la fuerza que ejercemos sobre el pedal y lo convierte en presión sobre los discos de fricción y disipación de calor, por decirlo así. Un vehículo frena correctamente si tanto ese sistema de frenos como las suspensiones y los neumáticos funcionan bien.

Es muy importante. Que las ruedas estén correctamente equilibradas o balanceadas. Que las suspensiones no presenten holguras ni signos evidentes de deterioro. Y que los neumáticos tengan las presiones correctas. De hecho. Por mucha potencia de frenado de que dispongamos. Si los neumáticos no son capaces de satisfacer la exigencia de los frenos. Nuestro vehículo no responderá adecuadamente. Al deseo de frenar.

Calzada y Suspensiones

Siendo el único punto de contacto Entre el vehículo  y la calzada, el neumático tiene un límite de adherencia que es el que sitúa. A su vez el límite en la capacidad de frenado del vehículo. Si sobrepasamos ese límite en frenada los neumáticos patinarán, o bien entrará en funcionamiento el ABS (que será lo normal). De forma que la distancia de frenado aumentará por tanto, el buen estado de los neumáticos, sus correctas presiones y también la calidad del mismo serán decisivos a la hora de garantizar, una buena frenada.

Del mismo modo Las suspensiones son los elementos del vehículo que mantienen las ruedas en contacto con la calzada. Simplificando mucho si las suspensiones no son capaces, de absorber las irregularidades del terreno correctamente. Es posible que los neumáticos no estén totalmente en contacto con la carretera y entonces la eficacia de la frenada se ve comprometida.

Historia de los Frenos de Disco

Inicialmente los frenos de disco, Fueron introducidos en los vehículos deportivos que demandaban una mayor capacidad de frenada, algunos estaban colocados dentro del vehículo junto al diferencial, pero la inmensa mayoría de los actuales se colocan dentro de las ruedas. Los posicionados dentro del vehículo, 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 en el eje delantero de prácticamente la totalidad de los vehículos. Si bien se siguen utilizando los frenos de tambor en el eje trasero en las gamas bajas, como forma de reducir costos y simplificar el funcionamiento del freno de mano dado que la mayoría del esfuerzo de frenada se produce en el eje delantero, esta solución ofrece un compromiso razonable entre costo y seguridad.

¿Cómo Funcionan Los Frenos de Disco?

Los frenos son el sistema de seguridad activa más importante del vehículo. Por este motivo, debemos vigilar el estado de nuestro sistema de frenado. Actualmente los frenos de disco son los más comunes en nuestros vehículos.

Es conveniente recordar que el sistema de frenos, es el mejor salvavidas de tu vehículo. Por esta razón debes mantenerlo en perfecto estado de funcionamiento ya que es el máximo responsable de detener el vehículo, en el menor tiempo posible cada vez es más frecuente que los vehículos lleven incorporados frenos de disco y no de tambor. Aunque algunos modelos aún los incorporen. Para aclarar algunas dudas que existen. Sobre el sistema de frenado te vamos a explicar cómo funcionan los frenos de disco.

Sus Componentes Internos

Los frenos de disco se componen de un disco rotor metálico, sobre el que se ejerce presión a través de las pinzas de freno éstas tienen que llevar montadas unas pastillas, de material de fricción la presión que realizan las pinzas de freno normalmente, Se realiza mediante un sistema hidráulico. Las pastillas son las que ejercen presión contra la superficie del disco y generan la fuerza de frenado. Es tan importante que el material de fricción esté en correcto estado y sea de calidad, como que la pinza se deslice correcta y suavemente en sus guías.

¿De qué se Componen los Frenos de Disco?

Actualmente, los frenos de disco son los más comunes en el eje delantero del vehículo. Por lo general, el freno de tambor ha quedado relegado al eje trasero y a los vehículos más antiguos por su menor eficacia, son la superficie contra la que actúan las pastillas para frenar el vehículo, Giran a la vez que la rueda mientras nuestro vehículo circula y soportan temperaturas de hasta 500ºC.

Existen diferentes y variados tipos de discos de freno. Algunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los atraviesan. Estos últimos denominados discos ventilados, que ayudan a disipar el calor.

Mordazas Calipers o Pinzas

La mordaza es el soporte tanto de las pastillas como de los pistones de freno. Los pistones están generalmente hechos de hierro dulce y luego son recubiertos por un cromado. Hay dos tipos de mordazas, las Flotantes o las fijas. Las fijas no se mueven en relación al disco de freno y utilizan uno o más pares de pistones, de este modo, al accionarse presionan las pastillas a ambos lados del disco, en general son más complejas y costosas que las mordazas flotantes.

Las mordazas flotantes también denominadas "mordazas deslizantes", se mueven en relación al disco, un pistón 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. De este modo la presión es aplicada a ambos lados del disco y se logra la acción de frenado.

Mordazas Flotantes (Fallas)

Las mordazas flotantes pueden fallar debido al enclavamieto de la mordaza. Esto puede ocurrir por suciedad o corrosión cuando el vehículo, no es utilizado durante tiempos prolongados. Si esto sucede la pastilla de freno de la mordaza, hará fricción con el disco aún cuando el freno no esté siendo utilizado, ocasionando un desgaste acelerado de la pastilla, y una reducción en el rendimiento del combustible junto con una pérdida de la capacidad de frenado, debida al recalentamiento del respectivo conjunto de frenado provocando además desequilibrio en el frenado ya que la rueda con freno recalentado, frenará menos.

Posición de Montaje

Los discos de freno van típicamente, montados de manera solidaria con el buje de la rueda, aunque de manera muy minoritaria. Algunos fabricantes han optado por montajes sobre el exterior de la llanta (su perímetro), recibiendo esta opción el nombre de frenos perimetrales.

Pistones o Cilindros

Los pistones cuentan con una fijación, que va alrededor y sellos que impiden el escape de la presión ejercida por el líquido de frenos, a través del cual son accionados. La mordaza lleva un conducto por el cual entra el líquido de frenos haciendo que la mordaza, empuje la pastilla contra el disco a la vez, que se corra la mordaza para frenar con ambas y se logre uniformizar el frenado y el desgaste.

Pastillas de Freno

Las pastillas están diseñadas, para producir una alta fricción con el disco. El material del que estén compuestas determinara la duración, potencia de frenado y su comportamiento. En condiciones adversas deben ser reemplazadas regularmente y muchas están equipadas con un sensor que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. Algunas tienen una pieza de metal que provoca que suene un chillido, cuando están a punto de gastarse mientras que otras llevan un material que cierra un circuito eléctrico, que hace que se ilumine un testigo en el cuadro del conductor.

Hasta hace poco tiempo Las pastillas contenían asbesto, que ha sido prohibido por resultar carcinógeno. Por lo tanto, al trabajar con vehículos antiguos, se debe tener en cuenta que no se debe inhalar el polvo que pueda estar depositado en las inmediaciones de los elementos de la frenada.

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Tipos de Pastillas de Freno

• Cerámicas:  Este tipo de pastillas están compuestas, obviamente por cerámica y fibra de cobre. Lo que permite que las pastillas de este tipo controlen, la tendencia del freno a perder potencia a temperaturas más altas, y se recuperen de manera más rápida luego de detener el vehículo, o móvil del disco.

• Orgánicas:  Están compuestas por materiales comunes y algunos con el grafito, resinas y fibras. Estas son de una inmejorable calidad y adherencia al frenar, generan menos calor que las metálicas y este tipo de pastillas necesita un rodaje en los primeros kilómetros

• Semi Metálicas o Metálicas: Están compuestas por materiales de fricción, como el hierro, la fricción en condiciones de seco y mojado no varían demasiado, Por lo que tiene mejor frenada en condiciones de mojad, que los otros tipos de pastilla. La duración es muy elevada, llegando a alcanzar los 15 000 kilómetros. El calor desprendido, es mucho mayor que los otros tipos.

¿Cómo Funcionan los Frenos de Disco?

Al ponernos en contacto con el pedal de freno, Se activa una bomba hidráulica que conduce el líquido de frenos, hacia las pinzas de freno la presión del líquido de frenos hace que los pistones empujen las pastillas, las pastillas hacen fricción contra el disco de freno donde la energía cinética se convierte en calor disipado. Logrando de esta manera que el conjunto del vehículo desacelere progresivamente con el paso del tiempo. Según el tipo de vehículo y la forma de conducir los frenos se irán desgastando progresivamente.

Mantenimiento de los Frenos

Cuando se cambian los discos de freno se hace necesario sustituir también las pastillas. Ya que tendrán el mismo nivel de desgaste. Todos los componentes del sistema de frenos, se deben reemplazar por ejes, solo así se asegura una frenada equilibrada, a las dos ruedas del mismo eje. Y se garantiza la estabilidad del vehículo. Los elementos del sistema de frenado, están interrelacionados entre sí.

Recuerda que los discos no solo se pueden desgastar, obviamente por el efecto de las pastillas. Sino que también se pueden deteriorar al curvarse por un excesivo calentamiento, entre otras causas.

Vibraciones al Frenar

Al escuchar una fuerte vibración en la dirección al frenar, es posible que sea el momento de cambiar los discos de freno. Las pastillas de freno deben estar marcadas. Normalmente con un número de homologación ECE R-90, el cual aparece enmarcado en las parte superior de la caja de la misma.

Cambio de los Frenos de Disco

No existe una cifra exacta en kilómetros, para hacer el cambio de pastillas ni de discos de freno. Básicamente dependerá en gran medida del vehículo. Se recomienda controlar el desgaste de discos y pastillas cada 20.000 km. Se puede afirmar que en ciudad, indiscutiblemente parece que las pastillas se desgastan, con una mayor rapidez, cuando se viaja por carretera.

Los vehículos actuales suelen incorporar, un testigo de desgaste en el panel de instrumentos que se activa, con cierto margen de tiempo Cuando las pastillas van llegando a su fin.

El Líquido de Frenos

El líquido de frenos en buen estado evita la corrosión, aumentando la vida útil de los componentes, resultando un buen aliado de tus frenos. Básicamente el líquido de frenos hierve, el pedal de freno se vuelve esponjoso efecto llamado Vapour Lock.  Conclusión cambia el líquido de frenos de tu vehículo, a no menos de los dos años.

Tipos de Frenos de Disco

Frenos de Disco de Abrazadera Fija o de Doble Acción:

En este tipo la pinza va rígidamente sujeta de forma, que su posición con respecto al eje sobre el que está montado el disco, no varía.  La abrazadera contendrá varios pistones en su interior,  llegando a alojar entre 2 y 4 émbolos. Un sistema de regulación automática, de holgura entre el disco y las pastilla nos va a compensar, el desgaste de éstas últimas.

Frenos de Disco de Abrazadera Deslizante:

Consta de un solo cilindro, que aloja un émbolo que actúa directamente, sobre una de las pastillas de freno. La presión que ejerce del líquido de frenos sobre el cilindro, desplaza a la abrazadera, que con su movimiento guiado, hace que se accione la otra pastilla. Es posible que obtengamos el mismo efecto, con dos émbolos dispuestos sobre el mismo cilindro. De manera tal que uno de los émbolos actúa sobre una pastilla. Y el otro sobre la pinza que mueve a su vez la otra pastilla.

Frenos de Pinza Oscilante:

En este tipo de frenos la pinza se halla sujeta con un perno, que sirve de eje de giro. Al aplicar presión al líquido para accionar el pistón, este ejerce una presión igual y opuesta sobre el extremo cerrado del cilindro, lo que obliga a la pinza a desplazarse en dirección opuesta a la del movimiento del pistón. Quizás describe un pequeño giro alrededor del perno, con lo que la pinza empuja a la otra pastilla contra el disco. Quedando aprisionada entre las pastillas.

Ventajas de los Frenos de Disco

• Capacidad de Refrigeración-Frenada progresiva
• Estabilidad
• Dilatación de Disco .Favorece la frenada
• Facilidad instalación y cambio de Pastillas

Desventajas de los Frenos de Disco

• Es posible que necesites más esfuerzo del pedal
• Necesita servofreno
• Material de fricción más duro
• Menor eficacia en frío
• Adicionalmente freno de mano adicional
• Mayor coste

Conclusión  

Al frenar:

• Le quede poco líquido de frenos.
• Las pastillas estén desgastadas (oirás chirridos).
• Los discos estén desgastados.
• Probablemente el freno está más duro. Puede que haya un problema con el servofreno.
• El vehículo frena mal y pierde líquido. Es posible que la bomba de freno esté en mal estado.
• Normalmente al frenar el vehículo tiende a ladearse, puede ser  la presión compruébala. El desgaste y la alineación de los neumáticos, puede deberse a que las pastillas de freno estén mal asentadas o que el ajuste de los frenos sea desigual.
• Es posible que el pedal de freno este un poco blando. Probablemente que se haya introducido aire en el circuito o que el líquido de freno sea escaso.