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Frenos de disco y de tambor: tipos, componentes y funcionamiento

Una de las características más importantes que tienen todos nuestros coches como equipamiento básico son los frenos, un equipamiento muy importante, diría yo que el más importante, por lo que vamos a hablaros de la diferencia entre los dos tipos de sistemas de freno que utilizan los fabricantes y sus diferencias.

Comenzaremos por el sistema de frenos más antiguo de la era moderna y que se aplica sobre todo en los vehículos de los segmentos A y B. Vamos a comentaros como funcionan, de qué se componen y que tipos hay.

Frenos de tambor

Este tipo de frenos, está compuesto por una parte móvil, llamada tambor, que está montado sobre el buje de la rueda por medio de unos espárragos y tuercas, y un elemento fijo, llamado plato, el cual, lleva instalados los forros y los mecanismos de accionamientos para que puedan desplazarse las zapatas.

Antes de entrar a describir los diferentes tipos de frenos de tambor, haremos una breve descripción de cada uno de sus componentes, para que tengamos una idea más clara a la hora de entender  cómo es el funcionamiento de este sistema.

Cuando desmontamos una rueda que esté provista de estos frenos, lo primero que nos vamos a encontrar va a ser el tambor. Esta pieza es la parte giratoria del freno y la que se va a llevar prácticamente todo el calor generado en el frenado. Normalmente está fabricado en fundición, ya que es un material de bajo costo y con un alto coeficiente de absorción de calor.

plato-frenos

El tambor se tornea interior y exteriormente para conseguir un equilibrado dinámico, mediante un mecanizado muy fino en su parte interna para que los ferodos acoplen de una forma óptima sin que se agarroten. En su zona central, el tambor, lleva unos taladros pasantes que servirán para acoplar los espárragos de fijación de la rueda, además de otros orificios que nos servirán como guía de centrado de la rueda al buje.

 

El segundo elemento externo que veremos será el plato de freno, que junto con el tambor, completa el conjunto de freno de tambor.

El plato de freno está compuesto por un plato portafrenos, sobre el que se monta un bombín de accionamiento hidráulico, las zapatas de freno y los demás elementos de fijación y regulación de las zapatas.

Por otra parte, las zapatas se unen en uno de sus extremos al bombín hidráulico y por el otro a un soporte que puede ser fijo o regulable. Al mismo tiempo se unen con el plato de freno mediante un muelle que permite su movimiento hacia el tambor manteniéndolas fijas durante su desplazamiento. Este muelle, permite que las zapatas vuelvan a su estado original un vez ha dejado de actuar el bombín.

plato-freno2

En tercer lugar tenemos las zapatas. Elementos que, generalmente, están formadas por dos chapas de acero soldadas con forma de media luna, y recubiertas en su parte externa por los forros de freno, los cuales están unidos a la zapata mediante remaches embutidos o pegados con cola de contacto. Éstos serán los encargados de frenar mediante fricción con el tambor.

Estos forros, al alcanzar grandes temperaturas por rozamiento, deben ser capaces de soportarlas sin deformaciones ni desgastes prematuros, por lo que deberán cumplir una serie de características (son aplicables a los frenos de disco), como por ejemplo los siguientes.
  • Dureza inferior al disco o tambor para no dañar las zonas de frenado.
  • Resistir la abrasión y ser estables con la variación de temperatura.
  • Tener un coeficiente de rozamiento uniforme.
  • Conductibilidad térmica adecuada.
  • Estar lubricadas para que la adherencia sea suave a cualquier velocidad.
  • El material tiene que ser homogéneo para que no se formen zonas calientes.
  • Deben ser indeformables
  • Tener mucha resistencia a la compresión, choque y cizallamiento.

Vamos a clasificar los diferentes modelos de freno de tambor en función de cómo actúan los forros sobre el tambor y que fuerza de frenado ejercen, por lo que vamos a encontrar.

Freno de tambor simplex

Este tipo de freno, cuenta con las zapatas montadas sobre el plato, donde uno de sus extremos está fijado al soporte de articulación y accionadas mediante un solo bombín de doble pistón. Su funcionamiento, es muy sencillo, ya que, durante el frenado una de las zapatas llamada primaria, se apoya en el tambor en sentido contrario al mismo, efectuando gran presión sobre el tambor. La zapata secundaria, tiende a ser expulsada por efecto del giro del tambor, por lo que su presión de frenado es inferior.

Freno de tambor twinplex

Bombines en un FrenoEste freno, dispone las zapatas de forma que ambas son primarias, para obtener una mayor fuerza de frenado. Las zapatas están accionadas por un doble bombín de un solo pistón para cada zapata, de modo que la presión es la misma por ambos lados del tambor. Es un sistema muy eficaz pero muy sensible a la variación del  coeficiente de rozamiento.

 

Freno de tambor dúplex

Este freno es una variante del tipo TWINPLEX, con la diferencia de que las zapatas, en este caso son secundarias, accionadas mediante un sistema de articulación en posición flotante, acoplando al tambor en toda su superficie ejerciendo una presión uniforme sin que se produzcan acuñamientos.

Freno de tambor dúo-servo

BombinEstá compuesto por dos zapatas primarias montadas en serie, con lo que se aumenta el efecto de autobloqueo. En este tipo de freno, una zapata empuja a la otra a través de una biela de acoplamiento. Tiene el mismo defecto que el modelo SIMPLEX, y es que es muy eficaz pero muy sensible a las variaciones en el coeficiente de rozamiento.

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Frenos de disco

Este sistema es el más utilizado en la mayoría de los vehículos turismo, ya que su frenado es más enérgico en comparación con los frenos de tambor, obteniéndose un menor tiempo de frenado y por tanto una menor distancia de frenada. Esto es debido a que los elementos de fricción están montados al aire con lo que mejora la refrigeración, por lo que la absorción de energía y su transformación se realizan más rápidamente.

Una gran ventaja que tiene los frenos de disco frente a los de tambor es que no aparece el tan temido efecto fading, que se produce por un frenado muy enérgico o muy continuado, como en la bajada de un puerto de montaña, ya que en los frenos de tambor, el tambor se dilata de modo que las zapatas no llegan a entrar en contacto con la superficie de adherencia, dejando al vehículo temporalmente sin frenos (perdida transitoria de frenado). En el caso del sistema de discos, al mejorar la evacuación de calor, no se produce este calentamiento crítico y por lo tanto dilatación. En el caso de que se produjera, el disco se aproximaría más a las pastillas, favoreciendo la presión y el efecto de frenado.

Este sistema de frenado es de construcción más sencilla que la de tambor, ya que consta de un disco, dos placas de fricción y una pinza (abrazadera)

Componentes disco de Freno

Su funcionamiento es el siguiente: el disco es solidario con el eje de la rueda y está situado dentro de la pinza, sobre cuyos brazos están colocadas las placas de fricción. Cuando pisamos el pedal de freno, se genera una presión sobre los émbolos situados en los cilindros de la pinza, empujando las placas de fricción que entran en contacto con el disco, produciéndose el efecto de frenado gracias al rozamiento de éstas sobre el disco.

Partes del freno de disco

Ahora que ya sabemos cómo funcionan y de qué están compuestos los frenos de disco, vamos a clasificarlos en función de la sujeción de su abrazadera y del tipo de disco (abordaremos en otro artículo).

Si atendemos a la primera clasificación, nos encontraremos dos tipos de freno:

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.

Abrazadera Freno de Disco

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. También obtendremos el mismo efecto con dos émbolos dispuestos sobre el mismo cilindro, de modo que uno de los émbolos actúa sobre una pastilla y el otro sobre la pinza que mueve a su vez la otra pastilla.

Abrazaderas del FrenoFreno de pinza oscilante: En este tipo de freno la pinza se halla sujeta con un perno que sirve de eje de giro. Al aplicar presión al líquido para accionar el pistón se 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, ya que 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.

Para que os vamos a poner una tabla en la que veremos las ventajas y desventajas entre los frenos de disco y de tambor.

 

VENTAJAS

DESVENTAJAS

DISCO

Capacidad de refrigeraciónFrenada progresiva

Estabilidad

Dilatación de disco favorece la frenada

Facilidad instalación y cambio de pastillas

Mas esfuerzo de pedalNecesita servofreno

Material de fricción más duro

Menor eficacia en frío

Necesita freno de mano adicional

Mayor coste

TAMBOR

Efecto autofrenanteMayor superficie frenante

Posibilidad de usar material de fricción más blando

Posibilidad sencilla de freno de mano

Menor costo

Mala evacuación de calorMayor recorrido de pedal por dilatación

Alta posibilidad de bloqueo de rueda

Alta posibilidad de fading

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Fuente: I.S.B.N 84-7721-501-4

Una de las características más importantes que tienen todos nuestros coches como equipamiento básico son los frenos, un equipamiento muy importante, diría yo que el más importante, por lo que vamos a hablaros de la diferencia entre los dos tipos de sistemas de freno que utilizan los fabricantes y sus diferencias. Comenzaremos por el sistema de frenos más antiguo de la era moderna y que se aplica sobre todo en los vehículos de los segmentos A y B. Vamos a comentaros como funcionan, de qué se componen y que tipos hay. Frenos de tambor Este tipo de frenos, está compuesto…
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