Frenos de disco

En el proceso de frenado de un vehículo se produce un cambio de la energía cinética acumulada debido a la velocidad de movimiento y la energía calorífica del rozamiento de las superficies. Este principio rige para cualquier sistema de frenado de vehículos, tanto frenos de disco como frenos de tambor.
El sistema de frenado usado normalmente para los neumáticos de los vehículos es el freno de disco. En este sistema de freno el disco que gira con la rueda realiza un rozamiento en una de las superficies de las pastillas la cueles ejercen una fuerza la cual es transforma la energía cinética del movimiento en calor ocasionando reducir la velocidad o detener el vehículo.
Con este tipo de freno podemos obtener un menor tiempo de frenado que se traduce en menor distancia de parada.
Este sistema de frenos se fue implementando y mejorando a la vez que iban fabricando automóviles cada vez mas potentes y necesidad de respuesta para la seguridad de los usuarios con una respuesta fiable y rápida cuando se accionara el sistema de frenos, siendo el sistema de frenos de disco una evolución de los sistemas de frenado para los automóviles.
Este sistema constituye un modelo mas compacto, ligero de peso, con menos volumen y mejor ventilados. Otra de las grandes ventajas de este sistema de frenos es que en ellos no se aparecen el fenómeno “fading” que es un fenómeno peligroso que se presenta en el sistema de frenado de tambor y que consiste en la perdida de la eficacia del frenado cuando se calienta.
El desgaste de los disco de freno no se producen tempranamente debido al material con el que fueron fabricados.

Componentes principales…
Aquí puedes ver un diagrama del funcionamiento básico de los frenos de disco.

funcionamiento basico

Cilindro maestro, mangueras y líquido de frenos: Recuerda que el sistema de frenos de disco funciona debido la hidráulica, usan la incompresibilidad de los líquidos para transferir via las mangueras la presión de tu pie en el pedal a las balatas contra el disco, el cilindro maestro es el que está encargado de darle poder adicional a la presión contra el pedal, ya que por si sola la presión de la pierna al pedal no es suficiente para accionar el sistema.

Calipers, balatas (placa o zapata y el material de fricción) y discos: el líquido de frenos presiona via las mangueras el pistón que se encuentra dentro del caliper, este presiona las balatas contra los discos que están girando, la fricción de las balatas contra los discos es la que detiene al vehículo, convirtiendo la energía del giro en calor y perdida de material.

Tipos de frenos de disco
Los frenos de disco pueden variar en varios aspectos, te mencionamos aquí los más comunes.

Caliper:

El elemento que convierte la presión hidraulica del pedal a la presión de los pistones hacia las balatas

Fijo:

Su posición como lo dice es fija , no se mueve respecto al disco, es más vulnerable a las imperfecciones del disco, ovalados o con superficie irregular, requiere de dos pistones para presionar las balatas contra el disco, por lo que su mantenimiento y costo es mayor.

caliper fijo en sistema balatas

Flotantes:

Se mueve de manera paralela al eje de rotación del disco, y con un solo pistón pueden presionar dos balatas al mismo disco dado el desplazamiento que puede tener el caliper, sin embargo, con la falta de mantenimiento pueden llegar a tener el defecto en el que el caliper sigue presionando a la balata, aun cuando no se está presionando el freno.

Caliper flotante en sistema

Los beneficios son mas claros en los flotantes, el sistema requiere menos componentes, es mas fácil su mantenimiento, son mas economicos, y en caso de que el disco este deformado, no son tan afectados los componentes en cada frenada.

vibracion en sistema frenado

Del lado izquierdo, caliper flotante, del lado derecho, caliper fijo

Cantidad de pistones que presionan las balatas:

Lo normal es que un solo pistón presione las balatas, con un caliper flotante, pero en los vehículos deportivos se agregan más pistones para presionar con más presión las balatas contra el disco, hay calipers de hasta 12 pistones.

Discos.
De ahí eL nombre sistema de frenos de disco, el hecho de que funcione con discos y no con tambor cambia todo el sistema

Sólidos:

El disco es una pieza sólida, no tiene espacio dentro de el,

Ventilados:

El disco tiene un espacio dentro de el, al cual se le agregan ductos bien diseñados para que pase el aire y enfrié los discos.

Hiperventilados:

Además de el espacio dentro de el disco, se le suelen hacer al disco perforaciones o ranuras para ayudar al enfriamiento del disco, pero reducen el área de frenado y con mayor facilidad se pueden deformar.

freno disco solidos, ventilados, hiperventilados

1.-Sólidos 2.-Ventilados 3-Hiperventilados

 

Carbono-Cerámicos: al igual que los calipers con muchos pistones, estos discos solo se usan en los coches de alto performance, que además de buscar reducir la temperatura de frenado al máximo y mayor duración, buscan que sean ligeros, solo con estos materiales se puede lograr un disco perfecto, sin embargo, el costo es muy elevado y hay pocos fabricantes que los puedan hacer.

Balatas.

Las balatas varian en solo forma, accesorios y materiales. la forma y accesorios, los determina el fabricante del automovil, los materiales pueden variar en el mercado.Como has visto en los discos, existen diferentes materiales para obtener nuevos beneficios en los frenos de disco, las balatas no son la excepción, a continuación te mencionamos los diferentes componentes.

Semimetalicas:

Es la tecnología que siguió después de que se prohibiera el asbesto en las balatas por ser material cancerígeno, son las más económicas que se pueden encontrar en el mercado ya que carecen de algunas ventajas de las balatas más modernas (duración, resistencia a la temperatura, cantidad de polvo liberado), sin embargo para autos no tan pesados o conductores no tan exigentes, siguen siendo una buena solución. También las podemos encontrar en las balatas de uso rudo con ciertos materiales que ayudan a que en este segmento sean funcionales. El problema mayor de las balatas semimetalicas es que requieren del periodo de asentamiento, si no se hace bien pueden generar rechinidos y perder fricción, si se hace bien el asentamiento, o si las balatas tienen el proceso previo del escorchado, (que es un pre asentamiento de fábrica), no tendrán ningún problema. SELECTRUM, COBREQ y OE SUPERMETALLIC PLUS serian la marca que podemos ofrecer con estos beneficios.

Bajos Metales:

Son la evolución de las balatas semimetalicas en el mercado europeo, son las balatas preferidas por los fabricantes europeos dado que el frenado es más agresivo, la duración es un poco baja debido a la alta fricción de estas balatas y por los materiales que contienen, principalmente el grafito que ayuda a mantener una temperatura estable, liberan polvo obscuro lo que puede molestar a varios clientes, de igual manera requiere de un periodo de asentamiento, el cual si se realiza bien no generara ningún rechinido en el frenado, TEXTAR es la balata que podemos ofrecer con estas características.

Ceramicas:

Son la evolución de las balatas semimetalicas en el mercado estadounidense y asiático. Operan a menor temperatura que las balatas antes mencionadas por sus materiales orgánicos, son menos abrasivos, ofrecen mayor duración y no liberan polvos claros que no manchan los rines, no requieren periodo de asentamiento. AKEONO Y OE SUPER CERAMIC serian nuestras marcas con estas características.

Hibridas:

Es la más reciente tecnología, combina las propiedades de fricción de las balatas de bajos metales, con los polvos claros y baja temperatura de las cerámicas, TEXTAR EPAD seria la marca que ofrecemos con esta tecnología, además tiene la tecnología regenerativa, la cual con cada frenada en lugar de perderse el polvo en el medio ambiente o en los rines, se adhiere a los discos en cada frenada, y de nuevo a las balatas en la siguiente frenada, creando un efecto regenerativo el cual hace que los discos y balatas duren mucho mas.