Frenos de disco

Este tipo de freno adoptado en la mayoria de los vehículos de turismo, tiene la ventaja sobre el freno de tambor de que su acción se frenado es mas enérgica, obteniendo, por tanto, un menor tiempo de frenado que se traduce en una menor distancia de parada. Ello es debido a que elementos de fricción van montados al aire, al disponer de una mejor refrigeración, la absorción de energía y transformación en calor se puede realizar más rapidamente.

Otra de las ventajas de estos frenos es que en ellos no aparece el fenómeno de "fading" que suele presentarse en los frenos de tambor. Este efecto se produce cuando por un frenado enérgico o frenados sucesivos, el tambor no tiene tiempo de avacuar el calor absorbido en la transformación de energía. En estas condiciones, el tambor se dilata alejando la superficie de adherencia del contacto con las zapatas, quedando momentaneamente el vehículo sin frenos.
En los frenos de disco al mejorar la evacuación del calor no existe calentamiento crítico y por tanto dilatación, pero en caso de haberla el disco se aproximaria más a las pastillas de freno, lo cual favoreceria la presión y efecto de frenado.

ConstituciónEl freno de disco esta formado por un disco que se une al buje de la rueda o forma parte de él, girando con la rueda y constituyendo el elemento móvil de frenado. Sobre este disco, abarcando aproximadamente la quinta parte de la superficie del mismo, va montada una mordaza sujeta al puente o mangueta en cuyo interior se forman los cilindros por los que se desplazan los pistones. A estos pistones se unen las pastillas de freno de un material similar a los ferodos de las zapatas utilizadas en los frenos de tambor.

Por el interior de la mordaza (2) van situados los conductos por donde se comunica el liquido de freno a los cilindros (3), acoplando en (A) el latiguillo de freno y en (B) el purgador. El liquido a presión, procedente del circuito de frenos y que entra por (A), desplaza a los pistones (4) hacia el interior, aplicando las pastillas de freno (5) sobre el disco (1), las cuales, por fricción, detienen el giro del mismo.

 

Los discos de freno pueden ser:

Discos clasicos o macizos
Estos discos poseen una superficie de friccion solida y lisa, no poseen ningun tipo de ventilacion y son muy propensos a acumular calor, suciedad y tienden a cristalizar las pastillas. Tienen la ventaja de ser economicos de fabricar y como desventaja es que tienden a recalentarse impidiendo una frenada efectiva y a cristalizar las pastillas. Se doblan bajo el estres continuo.

Discos ventiladosLos discos ventilados son como si se juntasen dos discos, pero dejando una separación entre ellos, de modo que circule aire a traves de ellos, del centro hacia afuera, debido a la fuerza centripeta. Con ello se consigue un mayor flujo de aire sobre los discos y por lo tanto mas evacuación de calor.

Discos perforadosLos discos perforados aumentan la superficie del disco con las perforaciones y ademas llevan aire fresco a la pastilla del freno. Una perforación es como un pequeño tunel, las paredes del tunel seria el aumento de superficie capaz de disipar calor, ademas de cuando la perforación llega a la zona de las pastillas, llega con aire fresco que las refresca evitando el calentamiento en exceso.

Normalmente se usan discos ventilados en vehiculos de serie de media potencia. Para altas potencias se utilizan los perforados.

Discos estriadosEstos discos se podrian clasificar dentro de los "perforados" ya que la finalidad del estriado o rayado es mejorar la refrigeración de los mismos. El estriado tiene la funcion principal de remover el aire caliente y de limpiar la pastilla de polvo y crear una superficie idonea para el frenado, con la unica desventaja que desgasta mas rapido la pastilla en pro de una mejor y mas efectiva frenada.

Discos ceramicosLos discos de frenos Carbo-Ceramicos, tienen sus origenes en la industria de la aviacion, mas tarde a principio de la decada de los 80 se utilizaron en las competiciónes de F1, actualmente algunos automoviles muy exclusivos y de altas prestaciones tambien los utilizan como el Porche 911 Turbo.
Estan hechos de compuesto de Carbono en una base Ceramica para darle la resistencia tan alta a las temperaturas que estos operan..
Los discos son de color negro (por el carbono) y ceramica como compuesto base, por eso a medida que se desgastan se desprende un polvo negro. Las pastillas que usan estos discos son tambien de carbo-ceramica o de carbono.
La principal ventaja de estos frenos es su bajisimo peso, su altisimo poder de frenado por la alta friccion y su gran poder estructural que evita roturas grietas y fallas a altisimas temperaturas. Pueden detener un vehiculo de 320 Kms/h a 0 en menos de 30 metros
Su desventaja es su alto precio.

Pastillas de freno
Para cumplir con la normativa vigente de la fabricación de vehículos, la composición de las pastillas cambia dependiendo de cada fabricante. Aproximadamente 250 materiales diferentes son utilizados, y pastillas de calidad utilizan entre 16 a 18 componentes.

Ejemplo de composición:

·                     20% aglomerantes: Resina fenólica, caucho

·                     10% metales: Lana de acero, virutas de cobre, virutas de zinc, virutas de latón, polvo de aluminio

·                     10% fibras: Fibras de carbón, fibras orgánicas, lana mineral, fibras químicas

·                     25% material de relleno: Óxido de aluminio, óxido de hierro, sulfato sódico

·                     35% deslizantes: Grafito, sulfuro de cobre, sulfuro de antimonio