¿Qué necesita saber sobre el sistema de frenos de un automóvil?

Para la seguridad vial, todos los vehículos no solo deben poder maniobrar de manera eficiente, sino que también deben poder detenerse a poca distancia. Y el segundo factor es más importante. Para ello, cualquier vehículo dispone de un sistema de frenado.

Sobre el dispositivo y modificaciones de la dirección. dijimos un poco antes. Ahora consideremos los sistemas de frenado: su estructura, mal funcionamiento y principio de funcionamiento.

¿Qué es un sistema de frenado?

El sistema de frenado de un vehículo es un conjunto de piezas y mecanismos, cuyo principal objetivo es frenar la rotación de las ruedas en el menor tiempo posible. Los sistemas modernos están equipados con dispositivos y mecanismos electrónicos que estabilizan el vehículo en condiciones de frenado de emergencia o en carreteras inestables.

Tales sistemas y mecanismos incluyen, por ejemplo, ABS (sobre su estructura Lea aquí) y un diferencial (qué es y por qué se necesita en un automóvil, se dice en otra reseña).

Una breve digresión en la historia

Tan pronto como se inventó la rueda, surgió inmediatamente la pregunta: cómo ralentizar su rotación y hacer que este proceso sea lo más suave posible. Los primeros frenos parecían muy primitivos: un bloque de madera unido a un sistema de palancas. Cuando estaba en contacto con la superficie de la rueda, se creaba fricción y la rueda se detenía. La fuerza de frenado dependía de los datos físicos del conductor: cuanto más se presionaba la palanca, más rápido se detenía el transporte.

A lo largo de las décadas, el mecanismo se fue perfeccionando: el bloque se cubrió con cuero, se cambió su forma y posición cerca del volante. A principios de la década de 1900, apareció el primer desarrollo de un freno de automóvil eficiente, aunque muy ruidoso. Louis Renault propuso una versión más mejorada del mecanismo en la misma década.

Con el desarrollo del automovilismo, se realizaron ajustes significativos en el sistema de frenado, ya que los autos aumentaron la potencia y, al mismo tiempo, la velocidad. Ya en los años 50 del siglo XX apareció el desarrollo de mecanismos realmente efectivos que aseguran la rápida desaceleración de las ruedas de los vehículos deportivos.

En ese momento en el mundo de la automoción ya existían varias opciones para diferentes sistemas: tambor, disco, zapata, correa, hidráulico y fricción. Incluso había dispositivos electrónicos. Por supuesto, todos estos sistemas en diseño moderno son muy diferentes de sus primeros homólogos, y algunos no se utilizan en absoluto debido a su impracticabilidad y baja fiabilidad.

El sistema más confiable en estos días es el de disco. Los autos deportivos modernos están equipados con discos grandes que se combinan con pastillas de freno anchas, y las pinzas tienen de dos a 12 pistones. Hablando de la pinza: tiene varias modificaciones y un dispositivo diferente, pero este es un tema para otra revisión.

Los autos económicos están equipados con un sistema de frenado combinado: los discos se fijan a los bujes delanteros y los tambores se fijan a las ruedas traseras. Los autos deportivos y de élite tienen frenos de disco en todas las ruedas.

Cómo funciona el sistema de frenos

Los frenos se activan presionando el pedal ubicado entre el embrague y los pedales del acelerador. Los frenos se operan hidráulicamente.

Cuando el conductor presiona el pedal, la presión se acumula en la línea llena de líquido de frenos. El fluido actúa sobre el pistón del mecanismo ubicado cerca de las pastillas de freno de cada rueda.

Cuanto más fuerte y más fuerte pisa el pedal el conductor, más claramente se aplica el freno. Las fuerzas que provienen del pedal se transmiten a los actuadores y, según el tipo de sistema, en las ruedas, las pastillas sujetan el disco de freno o se separan y tocan las llantas del tambor.

Para convertir los esfuerzos del conductor en más presión, hay un vacío en las líneas. Este elemento aumenta el flujo de fluido en la línea. Los sistemas modernos están diseñados de modo que si las mangueras de freno están despresurizadas, el freno seguirá funcionando (si al menos un tubo permanece intacto).

Los frenos se detallan en el siguiente video:

Cómo funcionan el sistema de frenos y el amplificador de vacío.

Dispositivo del sistema de frenos

Los frenos de la máquina se componen de dos categorías de elementos:

• Drive: un sistema que impulsa una parte del mecanismo de freno;
• Mecanismo: los esfuerzos provienen del impulso. En él se crea una fuerza que ralentiza la rotación del cubo de la rueda. La inmensa mayoría de los mecanismos de los sistemas modernos operan según el principio de fricción. Es decir, se usa fuerza de fricción para detener la máquina.

El accionamiento del freno es de los siguientes tipos:

• Mecánico: en los automóviles modernos, se usa en el sistema de freno de estacionamiento. Su diseño incluye una palanca y un cable que lo conecta a los frenos de las ruedas traseras. Algunos modelos de automóviles están equipados con una contraparte electrónica. En este caso, los esfuerzos no dependen de los datos físicos del propietario del automóvil;
• Hidráulico es el principio por el cual funcionan la mayoría de los sistemas modernos. El diseño de dicha unidad incluye un pedal, un amplificador de vacío, cilindros de trabajo y maestros, una línea (tubos);
• Neumática: se utiliza principalmente en el transporte de mercancías. Este sistema funciona con aire comprimido. Su dispositivo incluye: un compresor, un receptor, un pedal y otros elementos que aseguran una presión de aire constante en el sistema;
• Rara vez se utiliza un accionamiento electroneumático u otro tipo de accionamiento combinado porque tiene un dispositivo complejo y un mantenimiento costoso.

El dispositivo de frenado incluye:

• Calibre: se instala un cilindro de trabajo, que reacciona a las fuerzas del líquido de frenos y sujeta el disco. Dicho mecanismo está incluido en el diseño de frenos de disco. En cuanto a la opción económica, el freno de tambor no tiene pinza y el cilindro esclavo está ubicado entre dos pastillas. Por un lado y por el otro, la pieza tiene un pistón que expande las pastillas, de modo que tocan contra las paredes del tambor;
• Disco: se instala en los cubos de las ruedas (con mayor frecuencia en la parte delantera). Están hechos de metal grueso y duradero que puede soportar altas temperaturas y una presión significativa. Algunos modelos están perforados para un mejor rendimiento de frenado. El enfriamiento de los discos después del frenado es proporcionado exclusivamente por corrientes de aire;
• Los autos viejos de tambor solo tenían tales frenos, y los autos económicos producidos hoy están equipados con tales frenos solo en el eje trasero. El frenado en tales mecanismos no es tan efectivo como en las contrapartes de disco, pero en términos de confiabilidad tienen un nivel más alto (un objeto extraño, por ejemplo, una rama, no puede ingresar al mecanismo y bloquear su funcionamiento), por lo que los fabricantes no tienen prisa por sacarlos de sus automóviles;
• Las pastillas son otro elemento que interviene en el frenado de las ruedas. Esta es una pieza de metal con un revestimiento de fricción. Algunos modelos tienen una capa de color y sonido para indicar el desgaste de la superficie de fricción. En caso de que el entusiasta de los automóviles se olvide de prestar atención al estado de los frenos, las pastillas desgastadas se harán sentir, un chirrido constante durante el frenado.

Engranajes de freno

El coche desacelera con dos tipos de frenos:

• Frenos de tambor: la gran mayoría de los automóviles (principalmente modelos económicos y de clase media) están equipados con tales mecanismos en el eje trasero. Son muy fiables y estables. En tales frenos, debido al desgaste de las pastillas, se forma una mayor holgura entre la superficie de fricción y las paredes de los tambores. El mecanismo incluye un regulador que compensa esta distancia moviendo las almohadillas lo más cerca posible de las paredes del tambor. El proceso de autoajuste del mecanismo se produce principalmente durante un frenado brusco. Los frenos se enfrían mediante nervaduras en el propio tambor y una gran cantidad de piezas metálicas;
• Freno de disco: se usa en el eje delantero, y en autos deportivos y autos premium y superiores, también se usa en el eje trasero. La pinza sujeta el disco de freno en ambos lados. Esta disposición requiere menos esfuerzo para desacelerar la rueda, por lo que este sistema es más eficiente que la contraparte del tambor. Debido a esto, los mecanismos experimentan cargas térmicas mucho más altas. En los discos modernos, se hacen ranuras especiales que mejoran la disipación del calor. Tales modificaciones se denominan ventiladas.

Estos dos tipos de mecanismos están incluidos en el dispositivo del sistema de freno principal del automóvil. Funciona como de costumbre, cuando el conductor quiere detener el automóvil. Sin embargo, todos los vehículos también tienen sistemas auxiliares. Cada uno de ellos puede trabajar individualmente. Aquí están sus diferencias.

Sistema auxiliar (emergencia)

Toda la línea de freno se divide en dos circuitos. Los fabricantes a menudo conectan las ruedas a un circuito separado a lo largo de la diagonal del automóvil. El tanque de expansión, instalado en el cilindro maestro del freno, tiene un deflector en el interior a un cierto nivel (corresponde a un valor mínimo crítico).

Mientras los frenos estén en orden, el volumen del líquido de frenos está por encima del deflector, por lo que las fuerzas del vacío se aplican simultáneamente a las dos mangueras y funcionan como una sola línea. Si la manguera se rompe o el tubo se rompe, el nivel de TOR descenderá.

Un circuito dañado no se puede presurizar hasta que se repare la fuga. Sin embargo, gracias a la partición en el tanque, el líquido no se escapa por completo y el segundo circuito continúa funcionando. Por supuesto, en este modo, los frenos funcionarán el doble de mal, pero el automóvil no estará completamente desprovisto de ellos. Esto es suficiente para llegar con seguridad al servicio.

Sistema de estacionamiento

Este sistema se llama popularmente simplemente freno de mano. Se utiliza como mecanismo de retroceso. El dispositivo del sistema incluye una varilla (una palanca ubicada en la cabina cerca de la palanca de cambios) y un cable ramificado en dos ruedas.

En la versión clásica, el freno de mano activa las pastillas de freno principales de las ruedas traseras. Sin embargo, hay modificaciones que tienen sus propios pads. Este sistema no depende en absoluto del estado del TJ en la línea o mal funcionamiento del sistema (mal funcionamiento del vacío u otro elemento de los frenos principales).

Diagnóstico y mal funcionamiento del sistema de frenos.

La falla más importante de los frenos es el desgaste de las pastillas de freno. Es muy fácil de diagnosticar, la mayoría de las modificaciones tienen una capa de señal que, al entrar en contacto con el disco, emite un chirrido característico durante el frenado. Si se utilizan almohadillas económicas, se debe verificar su estado en el intervalo especificado por el fabricante.

Sin embargo, esta regulación es relativa. Todo depende del estilo de conducción del conductor. Si le gusta acelerar bruscamente en pequeñas secciones de la carretera, estas partes se desgastarán más rápido, ya que los frenos se aplicarán de manera más activa de lo habitual.

Aquí hay una pequeña tabla de otras fallas y cómo se manifiestan:

Mal funcionamiento:	¿Cómo se manifiesta?	Reparar
Desgaste de la capa de fricción en las pastillas; Rotura de los cilindros de freno principal o de trabajo; Rotura del vacío.	La eficiencia del sistema de frenado ha disminuido notablemente.	Reemplace las pastillas (si el estilo de conducción es muy activo, entonces se deben usar mejores modelos); Verifique el estado de todo el sistema e identifique el elemento roto; Si se instalaron llantas no estándar (por ejemplo, de mayor diámetro), el sistema de frenos también deberá actualizarse, como una opción, instale una pinza para pastillas más grandes.
La aparición de una esclusa de aire; Despresurización del circuito; Sobrecalentamiento y ebullición de la TJ; Fallo del cilindro de freno principal o de rueda.	El pedal falla o se vuelve inusualmente suave.	Purgar los frenos (cómo hacerlo correctamente, Lea aquí); No viole el procedimiento de reemplazo de TJ especificado por el fabricante; Reemplace el elemento desgastado.
Daños en el vacío o rotura de mangueras; casquillos TC desgastados.	Se necesita mucho esfuerzo para pisar el pedal.	Repare el elemento fallado o diagnostique la línea.
Las pastillas de freno se desgastan de manera desigual; Desgaste rápido de los elementos del cilindro de freno; Despresurización de la línea de freno; Los neumáticos se desgastan en diversos grados (esta manifestación rara vez afecta a los frenos, las principales razones del desgaste desigual discutido en otro artículo); Presión de aire diferente en las ruedas.	Cuando se está frenando, el automóvil se desplaza hacia un lado.	Verifique la presión de los neumáticos; Durante el reemplazo, instale correctamente las pastillas de freno; Diagnostique todos los elementos del sistema de frenos, identifique una falla y reemplace la pieza; Use piezas de calidad (compre a proveedores confiables).
Disco de freno desgastado o dañado; Llanta rota o desgaste de los neumáticos; Ruedas mal equilibradas.	Se siente vibración al frenar.	Equilibrar las ruedas; comprobar las llantas y el desgaste de los neumáticos; comprobar el estado de los discos de freno (si frena urgentemente a alta velocidad, los discos se sobrecalientan, lo que puede provocar deformaciones).
Pastillas desgastadas o recalentadas; Pastillas obstruidas; Calibrador se ha movido.	Ruido constante al conducir o su aparición cada vez que frena (chirrido, rechinar o chirriar); si la capa de fricción se borra por completo, entonces durante el frenado escuchará claramente el sonido de las partes metálicas frotando y la vibración en el volante.	Compruebe el estado de las pastillas, ya sea que estén sucias o gastadas; reemplace las pastillas; al instalar la pinza, lubrique la placa antichirridos y los pasadores.
Rotura del sensor ABS; Pinza de freno obstruida; Oxidación de los contactos del sensor ABS o rotura de cables; Fusible quemado.	En un vehículo equipado con ABS, la luz de advertencia se enciende.	Compruebe el funcionamiento del sensor (en lugar del dispositivo sospechoso, se ha instalado uno que funciona); Si está obstruido, limpie; Reemplace el fusible; Diagnostique la unidad de control del sistema.
El freno de mano está levantado (o se presiona el botón del sistema de estacionamiento); El nivel del líquido de frenos ha disminuido; Fallo del sensor de nivel TJ; Rotura del contacto del freno de estacionamiento (o su oxidación); Pastillas de freno delgadas; Problemas en el sistema ABS.	Si la máquina está equipada con un sistema de control de este tipo, la luz de freno está encendida constantemente.	Verificar el contacto del freno de estacionamiento; Diagnosticar el sistema ABS; Verificar el desgaste de las pastillas de freno; Verificar el nivel del líquido de frenos; Tener el hábito de verificar la posición del freno de mano antes de conducir.

Intervalos de reemplazo de pastillas y discos de freno

La verificación de las pastillas de freno debe realizarse durante los cambios de neumáticos estacionales. Esto hace que sea más fácil diagnosticar el desgaste a tiempo. A diferencia de los fluidos técnicos, que deben cambiarse a intervalos regulares, las pastillas de freno se cambian en caso de una falla aguda (por ejemplo, debido a escombros, la superficie de fricción se ha desgastado de manera desigual) o cuando se desgastan hasta una cierta capa.

Para aumentar la seguridad del sistema de frenos, muchos fabricantes equipan las pastillas con una capa de señal especial (los frenos chirrían cuando se desgasta la capa base). En algunos casos, el propietario del automóvil puede determinar el desgaste de los elementos mediante la indicación de color. La eficacia de las pastillas de freno disminuye cuando tienen menos de dos o tres milímetros de grosor.

Prevención de frenos

Para que el sistema de frenos no se descomponga abruptamente y sus elementos funcionen con todos los recursos que se supone que deben tener, debe cumplir con las reglas básicas y simples:

1. Los diagnósticos no deben realizarse en un servicio de garaje, sino en una estación de servicio con equipo de precisión (especialmente si el automóvil está equipado con un sistema electrónico complejo) y en el que trabajan especialistas;
2. Cumplir con las regulaciones para reemplazar el líquido de frenos (indicadas por el fabricante; básicamente, este es un período de cada dos años);
3. Después de reemplazar los discos de freno, debe evitarse el frenado activo;
4. Cuando aparecen señales de la computadora de a bordo, debe comunicarse con el servicio lo antes posible;
5. Al reemplazar componentes, use productos de calidad de fabricantes confiables;
6. Al reemplazar las pastillas de freno, lubrique todas las partes de la pinza que lo necesiten (esto se indica en las instrucciones de uso e instalación del mecanismo);
7. No utilice ruedas que no sean estándar para este modelo, ya que en este caso las pastillas se desgastarán más rápido;
8. Evite frenar bruscamente a altas velocidades.

Seguir estas sencillas pautas no solo prolongará la vida útil de los frenos, sino que también hará que cualquier viaje sea lo más seguro posible.

Además, este video describe la prevención y reparación del sistema de frenos del automóvil:

Rio, Solaris correcto mantenimiento del sistema de frenos + reemplazo de pastillas.

Preguntas y respuestas

¿Qué tipo de sistemas de frenado existen? Los sistemas de frenado del automóvil se dividen en: trabajo, repuesto, auxiliar y estacionamiento. Dependiendo de la clase del automóvil, cada sistema tiene sus propias modificaciones.

¿Para qué sirve el sistema de freno de mano? Este sistema también se llama freno de mano. Su objetivo principal es evitar que un automóvil se desplace cuesta abajo. Se activa durante el estacionamiento o para un arranque suave en una colina.

¿Qué es un sistema de frenado auxiliar? Este sistema proporciona un control adicional de una velocidad constante del vehículo durante un largo descenso (utilizando el freno motor).