¿Cómo funcionan los frenos de los automóviles y cómo saber cuándo se estropean?

Los frenos son los más importantes de su vehículo sistema de seguridad. En condiciones normales, un conductor ejerce alrededor de 70 libras de fuerza en el pedal del freno (aproximadamente la misma cantidad de esfuerzo que se necesita para morder un bistec) para detener miles de libras de metal y plástico en movimiento de forma rápida y controlada. Un sistema de frenos impecable es absolutamente crucial para la seguridad del conductor, los pasajeros y los peatones.

Siga leyendo para conocer cómo funciona un sistema de frenos automotriz moderno y algunos de los más comunes. problemas del sistema de frenos.

¿Cuáles son los diferentes tipos de frenos de automóvil?

• Todos los vehículos modernos vienen con frenos hidráulicos. Los sistemas de frenos hidráulicos presurizan y transfieren líquido de los frenos a los conjuntos de frenos de rueda. Los conjuntos de freno (disco o tambor) utilizan el líquido presurizado para aplicar el material de fricción del freno que genera la fricción necesaria para frenar.
• Los frenos antibloqueo utilizan sensores de velocidad de las ruedas, un módulo de control por computadora y un actuador electrohidráulico para evitar que los sistemas de frenos hidráulicos se bloqueen durante una frenada brusca.
• Trabajando en conjunto con los frenos hidráulicos, los vehículos híbridos cuentan con un sistema de frenado regenerativo que utiliza la línea de transmisión eléctrica para desacelerar inicialmente un automóvil. Los frenos hidráulicos finalmente detienen el vehículo.
• Frenos de estacionamiento, independientes del sistema de frenado hidráulico o regenerativo, se utilizan para aplicar los conjuntos de frenos traseros.

¿Cuáles son las partes principales del sistema de frenado hidráulico?

Cilindro maestro

Cuando presiona el pedal del freno, la articulación del freno (varilla) empuja los sellos internos del pistón del cilindro maestro, presurizando y forzando el líquido de frenos hacia las líneas de freno, pinzas de freno y cilindros de rueda. Esto hace que las pastillas de freno presionen hacia adentro contra los rotores y fuercen a las zapatas a presionar hacia afuera contra los tambores de freno.

Amplificador de potencia de freno

Reforzadores de freno ayudar a los conductores multiplicando la fuerza que aplican al pedal del freno. Estos impulsores utilizan vacío del motor, una bomba eléctrica (motores diesel producir poco o ningún vacío en el motor) o presión hidráulica (generalmente la presión del dirección asistida bomba). Esto aumenta el rendimiento de frenado al tiempo que reduce el esfuerzo del pedal, lo que hace que la conducción sea más segura y placentera.

Líneas de freno y mangueras

Fabricadas con acero de doble pared y compuestos sintéticos y de caucho multicapa, las líneas y mangueras de freno transfieren líquido presurizado desde el cilindro maestro a los conjuntos de rueda de freno.

Conjuntos de freno de disco

A freno de disco El conjunto consta de una pinza de freno, pastillas de freno, rotor de disco y tornillería de montaje.

Conjuntos de freno de tambor

A freno de tambor El conjunto consta de una placa de respaldo, cilindro de rueda, zapatas / forros de freno, resortes de sujeción y retroceso, tambor de freno y un mecanismo de ajuste automático del freno automático.

Interruptores de freno

Los sistemas de frenos modernos incluyen un interruptor de luz de advertencia de frenos que le dice al conductor si el cilindro maestro tiene poco líquido de frenos o si hay un problema con el sistema de frenos. También hay una luz de advertencia del freno de mano que le permite saber si el freno de mano está activado.

Freno de mano

La aplicación del freno de estacionamiento bloquea mecánicamente los conjuntos del freno trasero para mantener un automóvil estacionado cuando está estacionado en una colina. También ayuda a detener un vehículo debido a una falla del sistema hidráulico.

Los frenos hidráulicos de un híbrido incluyen las mismas piezas que un sistema de frenos hidráulicos estándar.

¿Cómo funciona el sistema de frenos?

Los sistemas de frenos hidráulicos convierten la energía mecánica (las ruedas que giran) en energía térmica al transformar y amplificar la fuerza ejercida sobre el pedal del freno. El pedal del freno actúa como una palanca. Junto con el servofreno, multiplica en gran medida la fuerza aplicada sobre el líquido de frenos en el cilindro maestro.

El cilindro maestro también aumenta la presión del líquido de frenos, luego envía líquido de frenos presurizado, a través de las líneas y mangueras de los frenos, a las pinzas de freno y los cilindros de las ruedas. El fluido presurizado actúa sobre el pistón de la pinza, apretando las pastillas de freno de disco hacia adentro, sujetando las pastillas contra la rotores de freno.

En los frenos de tambor, los cilindros de las ruedas se deslizan hacia afuera, forzando las zapatas de freno contra el tambor mediante una acción de acuñamiento y atasco, similar a cómo funciona un freno de montaña de bicicleta. La energía de las pastillas que se sujetan contra los rotores y las zapatas de freno que empujan contra los tambores genera fricción y calor. Esta fricción térmica, junto con la fricción generada entre el neumático y la superficie de la carretera, ralentiza la rotación del rotor y el eje (y la rueda) y, en última instancia, detiene el automóvil.

En un sistema de frenado regenerativo, pisar el acelerador o presionar el pedal del freno hace que el motor de propulsión eléctrica de un automóvil híbrido funcione hacia atrás. El motor de propulsión que gira hacia atrás arrastra las ruedas y ralentiza el automóvil, a la vez que produce electricidad que recarga las baterías de alto voltaje de un híbrido. Mientras que el frenado regenerativo proporciona prácticamente toda la potencia de frenado inicial, el sistema hidráulico se activa durante las paradas de pánico o las paradas bruscas a altas velocidades.

Señales de que el sistema de frenos no funciona correctamente

Rectificado (metal con metal), frenos ruidosos

• Pastillas de freno desgastadas o dañadas o zapatos (posiblemente clavando y marcando los rotores de disco o tambores de freno), o pastilla de freno indicador de desgaste rozando contra el rotor.
• Herrajes de freno desgastados, oxidados, faltantes o rotos, acumulación excesiva de polvo en los frenos, acumulación de óxido en los rotores o tambores, o una piedra, óxido o algún otro objeto extraño atascado entre un rotor y una pastilla.

El volante o el pedal del freno vibran al detenerse

• Exceso de "descentramiento" del rotor (el grosor varía a lo largo de la cara del rotor) o los tambores están "deformados", rotores o tambores muy oxidados, forros de freno contaminados, rotores agrietados, dañados o vidriados o tambores.

Pedal de freno esponjoso o descolorido

• Líquido de frenos bajo, aire atrapado en el líquido de frenos o una fuga en el sistema hidráulico.

Freno bajo, recorrido excesivo del pedal

• El mecanismo de autoajuste del freno no funciona, pastillas de freno bajas o forros de zapata, varilla de empuje del cilindro maestro mal ajustada.

Tirando hacia un lado al detenerse

• Pinzas de freno o cilindros de rueda atascados o con fugas, forros de freno contaminados, mecanismo de ajuste del autofreno defectuoso, acumulación de exceso de polvo en los frenos o una alineación del extremo delantero desajustada.

Frenos de arrastre

• Herrajes de freno débiles, dañados u oxidados, pinzas de freno atascadas o cilindros de rueda, manguera de freno colapsada, cables de freno de estacionamiento mal ajustados o varilla de empuje del cilindro maestro mal ajustada.

Agarrar o bloquear los frenos

• Herrajes de freno pegados o atascados, sensores de velocidad de rueda antibloqueo defectuosos o defectuosos, superficies de fricción del forro de freno contaminadas con grasa o líquido de frenos o servofreno defectuoso.

Esfuerzo excesivo en el pedal de freno

• Pinzas de freno o cilindros de rueda atascados, mangueras de freno obstruidas o colapsadas, forros de freno contaminados o cilindro maestro defectuoso, o vacío del servofreno, problemas mecánicos o eléctricos.

Un sistema de frenado regenerativo tiene una sensación de pedal única, pero puede presentar todos estos mismos síntomas.

Los frenos son uno de los sistemas de seguridad más esenciales de su automóvil. Nunca descarte un luz de advertencia de freno o problemas del sistema de frenos. Hacer caso omiso de los problemas de los frenos puede ser peligroso y conducir a reparaciones mucho más costosas. Cuando se trata de los frenos de su automóvil, siempre es mejor prevenir que curar.

Bob Lacivita es un galardonado técnico automotriz, educador y escritor independiente de ASE y General Motors que ha escrito sobre reparaciones de automóviles DYI y temas de mantenimiento de vehículos. Su trabajo ha aparecido en The Family Handyman, un libro Reader's Digest y la revista Classic Bike Rider. Ha sido un educador técnico y de carrera durante 25 años enseñando tecnología automotriz, así como también escribiendo subvenciones de fundaciones estatales, federales y organizacionales. También ayudó a diseñar un modelo de ejecución de currículo único que integra estándares académicos rigurosos y relevantes a la perfección en la educación técnica y profesional.