Los frenos de automóvil se mejoran constantemente para aumentar el rendimiento de seguridad del vehículo. Este es uno de los sistemas automotrices esenciales en los que los fabricantes invierten y desarrollan. Cuando los frenos funcionan suave y eficientemente, los conductores pueden sentirse seguros en cada viaje. Los coches equipados con sistemas de frenos modernos suelen tener más ventajas competitivas en el mercado. Por lo tanto, este artículo proporcionará información sobre 5 tipos de frenos de automóvil comúnmente utilizados en vehículos modernos.
5 tipos de frenos de automóvil comúnmente utilizados en coches actuales
Los frenos son dispositivos mecánicos que limitan el movimiento de las ruedas creando fricción. Como resultado, los frenos de automóvil en funcionamiento ayudan a controlar la velocidad o detener el vehículo según el juicio del conductor. En las primeras etapas del desarrollo automotriz, los frenos eran solo un tronco unido a la llanta de un carro de carga. Cuando el conductor empujaba la palanca, una cuña de madera limitaba la velocidad de rotación de las ruedas. Posteriormente, para reducir el peso, el sistema de frenos de madera fue reemplazado por acero y cuero.
Sin embargo, aún no proporcionaban el efecto de frenado deseado y causaban ruidos molestos. El problema impuesto a los fabricantes de automóviles fue la necesidad de mejorar el sistema de frenos para garantizar seguridad, estética y brindar comodidad al conductor. Hasta la fecha, los coches modernos están equipados con sistemas de frenos avanzados para aumentar la seguridad durante el uso.
Cada tipo de freno de automóvil tiene ventajas y desventajas específicas. Por lo tanto, para evaluar y comparar qué sistema es el mejor, debemos basarnos en sus pros y contras y elegir el tipo de freno adecuado comparando con nuestras necesidades y hábitos de control. En la siguiente parte del artículo, exploremos en detalle las características de estos diferentes tipos de frenos.
Frenos de tambor
Los frenos de tambor se utilizan comúnmente en vehículos de dos o cuatro ruedas. Los frenos de tambor del coche suelen utilizar frenos hidráulicos que emplean aceite hidráulico para empujar las zapatas de freno. Cuando el conductor pisa el pedal del freno, la presión empuja dos zapatas de freno contra el tambor. Esto crea fricción, lo que ralentiza y detiene el coche. Los frenos de tambor incluyen muchas partes, como zapatas de freno, revestimientos de freno, pastillas, resortes y tambor de freno, que desempeñan diferentes roles en el sistema de frenado.
- Zapatas de freno: Fabricadas en aluminio fundido, son livianas y tienen buena disipación de calor. Hay muchos modelos diferentes de zapatas de freno, cada uno hecho específicamente para un modelo y año de fabricación particular. Generalmente tienen forma circular con dos extremos semicirculares. Esta parte se encuentra dentro del freno de tambor, pero las zapatas de freno no tocan ni contactan directamente con el tambor.
- Cilindro de rueda: Actúa como una cámara que contiene pistones y aceite, transmitiendo la presión del fluido al movimiento mecánico.
- Resorte de retorno: Cuando la presión hidráulica disminuye, el resorte de retorno fuerza a los pistones a volver a su posición original.
- Pistón: Parte conectada a las zapatas de freno. Cuando hay presión hidráulica, esta parte se empuja hacia afuera, ayudando a presionar el revestimiento contra el tambor de freno para detener el vehículo.
Ventajas:
- Alta durabilidad, diseño cerrado se adapta a muchos climas y terrenos diferentes, evitando factores ambientales como la suciedad.
- Ahorra costos de mantenimiento, reemplazo e instalación.
- El tambor de freno tiene una estructura simple, por lo que es fácil de desmontar. Y tiene un costo bajo.
- Garantiza la seguridad necesaria, el coche no patina al frenar.
Desventajas:
- En comparación con los frenos de disco, los frenos de tambor son más pesados y tienen un tiempo de desaceleración más lento.
- El diseño cerrado resulta en baja capacidad de disipación de calor, reduciendo el rendimiento de frenado, especialmente durante frenadas de emergencia.
Frenos de disco
Los frenos de disco, que tienen muchas ventajas superiores en comparación con los frenos de tambor, están equipados en las ruedas delanteras de muchos vehículos comerciales. Cuando el conductor pisa el pedal del freno, la presión hidráulica en las tuberías y el cilindro de rueda aumenta, empujando los pistones y las pastillas de freno contra el disco de freno, creando fricción para reducir la velocidad de la rueda.
Entonces, ¿cómo es su estructura? Los frenos de disco consisten en cuatro partes principales: rotor, pinza, pastillas y pistones. Esta combinación de frenos está diseñada de forma abierta, las partes trabajan juntas flexiblemente para detener o reducir efectivamente la velocidad del coche.
- Rotor: Actualmente, la mayoría de los rotores están hechos de acero al carbono. Este es un material con excelente resistencia al calor, a la carga y durabilidad.
- Pinza: Sujeta las pastillas de freno y las presiona contra el disco de freno para generar suficiente fuerza de frenado, ayudando efectivamente al vehículo a reducir la velocidad o detenerse suavemente.
- Pastillas de freno: Las pastillas de freno son bloques integrados hechos de materiales resistentes al calor, como cerámica, metálicas u orgánicas. Esta parte de la estructura del freno de disco del automóvil consiste en dos abrazaderas que agarran el disco de freno.
- Pistón: El principio de funcionamiento del freno de disco es utilizar un fluido especial para transmitir fuerza. Cuando el pistón se activa, presiona las pastillas de freno contra el disco de freno, ayudando a reducir la velocidad o detener el vehículo.
Además de las cuatro partes principales anteriores, los frenos de disco también tienen resortes y filtros de aire, que ayudan a que el sistema de frenos de disco funcione sin problemas y de manera eficiente. Además de usar frenos de disco en coches modernos, la mayoría de los fabricantes de automóviles equipan las mejores tecnologías de asistencia al frenado, como sistemas de frenos antibloqueo y sistemas de asistencia al frenado.
Ventajas:
- Debido a una mayor fuerza de fricción, la eficiencia de desaceleración es mucho mejor que la de los frenos de tambor.
- Los materiales son resistentes al calor, tienen excelente resistencia a la carga y durabilidad, son menos propensos a daños y son más livianos que los frenos de tambor.
- Los frenos de disco tienen una estructura abierta que aumenta la disipación de calor y el drenaje de agua. Esto mejora el rendimiento y permite a los técnicos observar fácilmente los defectos para limpieza o reparación.
Desventajas:
- Dado que los frenos de disco están diseñados expuestos, el polvo se adhiere fácilmente y la eficiencia disminuye después de un uso prolongado. Por lo tanto, los conductores deben prestar atención a la limpieza regular o llevar a mantenimiento para evitar daños en estas partes.
- La fricción entre las pastillas y el disco puede causar ruido durante la conducción del vehículo.
- Los frenos de disco están hechos de materiales de alta calidad para garantizar la seguridad del vehículo. Sin embargo, el costo de mantenimiento y reemplazo de los frenos de disco es mucho mayor que el de los frenos de tambor.
Freno de emergencia
El freno de emergencia, también conocido como freno de estacionamiento, funciona mecánicamente y se utiliza para mantener el vehículo en su lugar al estacionarse, incluso cuando el vehículo está estacionado en diferentes pendientes.
Cuando la fricción entre los neumáticos y la superficie de la carretera es insuficiente, el freno de estacionamiento evita el movimiento de las ruedas. Según los factores de conducción y los métodos de control, los frenos de estacionamiento se dividen en dos tipos: mecánicos y electrónicos. Cada tipo tiene una estructura, principio de funcionamiento y aplicación diferentes.
Freno de estacionamiento mecánico
Estos consisten en cables conectados a las dos ruedas traseras. Cuando el conductor tira del freno, el cable actúa sobre una palanca giratoria, convirtiendo la fuerza de tracción en una fuerza que empuja las zapatas de freno dentro del tambor, limitando la rotación de la rueda para detener el coche. Si las ruedas traseras usan frenos de disco, el freno de estacionamiento mecánico utiliza este mecanismo para detener el vehículo.
Ventajas:
- Diseño simple resulta en bajos costos de producción
- Fácil de desmontar, fácil de reparar cuando está dañado
- La vida útil de las piezas es más larga que la de los frenos electrónicos
Desventajas:
- Estructura voluminosa ocupa un área amplia en el coche
- Muchos detalles y operaciones hacen que sea difícil de usar para los conductores
- Costos de mantenimiento regulares demasiado altos para evitar el bloqueo de los frenos
Freno de estacionamiento electrónico
El freno de estacionamiento electrónico se inventó más tarde y se usa comúnmente porque tiene ventajas modernas superiores. Tiene una estructura que consiste en actuadores de motor de CC y EPB (freno de estacionamiento electrónico) montados en las dos ruedas traseras. El funcionamiento del freno de estacionamiento electrónico está asegurado por motores eléctricos. Cuando se tira del freno, una señal eléctrica se transmite a través del EPB a los motores eléctricos de las ruedas traseras, deteniendo el vehículo. Los conductores deben tener cuidado de pisar el pedal del freno antes de activar el freno y luego tirar de la palanca de control.
Ventajas:
- Diseño compacto ahorra significativamente espacio en el coche
- Estructura moderna hace que la operación sea simple
- Evita accidentes innecesarios cuando los conductores olvidan liberar el freno
- Limita la situación de bloqueo de frenos que ocurre en frenos mecánicos
Desventajas:
- Si la batería se agota, el freno de estacionamiento no funciona
- El pedal del freno vibra ligeramente durante el movimiento
- Vida útil corta de las piezas
Sistema de frenos antibloqueo (ABS)
El sistema de frenos ABS es un sistema de seguridad activa común en la mayoría de los coches actuales. Este sistema funciona para reducir la velocidad, detener y estacionar el coche cuando es necesario. Cuando un coche frena bruscamente en carreteras resbaladizas, es probable que ocurra el fenómeno de bloqueo de ruedas. Esto hace que las ruedas patinen sobre la carretera al frenar, poniendo en peligro al conductor. Los frenos antibloqueo se desarrollaron para resolver este problema. El ABS contribuye a reducir el riesgo de accidentes mediante un control de frenado óptimo. El sistema de frenos ABS del coche consiste en partes como sensores de velocidad, válvulas hidráulicas y el sistema de control.
- Sensores de velocidad: Parte que ayuda al sistema ABS a detectar si las ruedas se están bloqueando. Estos sensores de velocidad están instalados en cada rueda o en el diferencial.
- Válvulas hidráulicas: Válvulas que controlan las pastillas de freno de cada rueda. Básicamente tienen tres posiciones. Válvula abierta (la fuerza aplicada por el conductor, la presión de frenado genera una fuerza equivalente transmitida directamente a la rueda). Válvula bloqueada (la presión de frenado recibida es mayor que la fuerza aplicada por el conductor). Válvula liberada (la presión de frenado recibida es menor que la fuerza aplicada por el conductor).
- Sistema de control: Recibe la tarea de recopilar información y datos de los sensores de velocidad, calcula la presión de frenado óptima para cada rueda y realiza los ajustes apropiados.