Desgaste de pastillas, discos y tambores de freno (motivos del rápido desgaste de partes del sistema de frenos)
contenido
- El principio de funcionamiento del sistema de frenado en el automóvil.
- Por qué se desgastan las pastillas, discos y tambores de freno
- ¿Cuál es el peligro de desgaste de las partes del sistema de frenos?
- Comprobación de las pastillas sin desmontar la rueda
- Recomendaciones para cambiar las pastillas de freno
Piezas de desgaste en el sistema de frenos de un automóvil, y estas son discos, tambores y pastillas que no están sujetas a reemplazo programado debido a su recurso impredecible. Todo depende de la situación del tráfico, los hábitos del conductor y la calidad de los materiales. Por lo tanto, es vital evaluar el estado de las piezas con una periodicidad estricta para corregir a tiempo un cambio crítico en las dimensiones de control.
El principio de funcionamiento del sistema de frenado en el automóvil.
El principio general de los frenos es la organización del rozamiento entre partes rígidamente conectadas a los elementos de suspensión y partes que giran con las ruedas.
La ocurrencia de esta fuerza extingue la energía de un automóvil en movimiento, reduciendo la velocidad.
Frenos de disco
El mecanismo de freno tipo disco consta de una pinza unida a los brazos de suspensión a través de otras partes, que gira coaxialmente con el cubo de la rueda del disco y las pastillas de freno.
Con un aumento de presión en los cilindros de freno hidráulico que componen la pinza, sus pistones comienzan a moverse, desplazando las pastillas que cubren el disco en ambos lados. El área de la almohadilla es varias veces más pequeña que el área lateral del disco, es decir, capturan solo un pequeño sector del mismo.
La cantidad de cilindros en la pinza puede variar, según la eficiencia de frenado requerida y otras razones, pero siempre hay dos pastillas moviéndose una hacia la otra.
Su precarga es proporcionada por cilindros de contraoperación o por el llamado soporte de tipo flotante, cuando no hay necesidad de un segundo cilindro.
Esquema de funcionamiento de una pinza con estructura flotante:
- 1 - soporte.
- 2 - guía.
- 3 - anillo de sellado.
- 4 - pinza con cilindro.
- 5 - pistón.
- 6 - manguito.
- 7 - almohadillas.
- 8 - disco de freno.
- 9 - líquido de frenos.
- 10 - ajuste.
Calibre con diseño fijo:
- 2 - pernos de montaje.
- 4 - pinza con cilindros.
- 5 - pistones.
- 6 - puños de sellado.
- 7 - almohadillas.
- 8 - disco de freno.
- 9 - líquido de frenos.
- 10 - ajuste.
El freno de disco tiene varias ventajas que han asegurado su uso en la gran mayoría de coches:
- Alta eficiencia térmica, ya que el disco está casi completamente abierto y disponible para refrigeración por aire exterior.
- Simplicidad y diseño compacto.
- Facilidad de monitorear el estado de las superficies de desgaste de pastillas y discos.
- Posibilidad de utilizar ventilación adicional con la ayuda de la estructura interna del disco y su perforación.
- Baja sensibilidad a la suciedad y la entrada de humedad debido a las buenas condiciones para la autolimpieza.
El material para los discos suele ser hierro fundido, que tiene propiedades de fricción y estabilidad satisfactorias, menos frecuentemente acero, y para aplicaciones deportivas se utilizan materiales compuestos que permiten operar a altas temperaturas sin pérdida de resistencia y geometría.
Las almohadillas consisten en un sustrato de acero, sobre el cual se fijan forros de fricción hechos de un material seleccionado por muchos años de investigación con pegamento especial y púas moldeadas.
La dificultad aquí radica en el compromiso entre numerosas propiedades en conflicto, alto coeficiente de fricción en hierro fundido y acero, resistencia al desgaste, la capacidad de proteger los discos del desgaste, estabilidad de la temperatura y un nivel mínimo de ruido acústico.
Frenos de tambor
Incluyen tambores de freno en forma de cilindros cerrados por un lado y pastillas de freno que trabajan en su superficie interna.
Los cilindros hidráulicos de trabajo también están adentro; cuando presiona el pedal, separan las pastillas y las presionan contra los tambores. El área de la almohadilla es solo un poco más pequeña que la superficie cilíndrica interna.
El uso de tales mecanismos es limitado, debido a algunas deficiencias fundamentales:
- imperfecciones de enfriamiento, las almohadillas funcionan en una cavidad cerrada;
- poca resistencia de los forros cuando el agua penetra en el freno;
- dimensiones y peso significativos de toda la estructura.
Al mismo tiempo, los tambores tienen sus propias ventajas, en particular, resistencia a la contaminación, larga vida útil y facilidad tecnológica de fabricación.
Por qué se desgastan las pastillas, discos y tambores de freno
La fricción, actuando como principal factor de trabajo en la eficiencia de los frenos, tiene una esencia física bien definida. Esta es una colisión entre las más mínimas irregularidades, la rugosidad de las superficies de fricción, que no siempre queda sin consecuencias para ellos.
Y estas consecuencias son tanto más tristes cuanto mayor es el coeficiente de fricción, es decir, cuanto más rápido se detiene la máquina. Tenemos que elegir un compromiso entre la calidad del frenado y la durabilidad de las piezas.
Con base en muchos años de experiencia, los materiales del revestimiento y del disco se seleccionan de tal manera que el disco promedio puede sobrevivir tres o cuatro juegos de almohadillas. Este es el óptimo en términos de la relación entre el precio de un disco masivo y costoso y el costo de las almohadillas relativamente económicas, que se consideran consumibles.
Causas del desgaste rápido
La reducción de la vida útil de los elementos de fricción del freno se debe a varios factores.
- Estilo de conducción. Es natural que con el uso frecuente del pedal, el desgaste vaya más rápido, especialmente si los frenos no tienen tiempo de enfriarse.
- Desviaciones en las propiedades de los materiales. No siempre con los reemplazos actuales, los discos (tambores) y las almohadillas se instalan exactamente igual que en la fábrica. Los discos pueden estar hechos de hierro fundido de dureza y contenido de carbono variables, y las pastillas se fabrican utilizando diferentes tecnologías, utilizando materiales tradicionales sin amianto, inclusión de metales o fibras orgánicas. Como resultado, es posible, con igual eficacia en varias combinaciones, cambiar las pastillas o los discos con mayor frecuencia.
- Suciedad en las superficies de trabajo. El polvo y la arena funcionan como abrasivos, lo que acelera el desgaste.
- Corrosión del disco y degradación del material de revestimiento. Pueden ocurrir tanto por el uso raro de los frenos, como viceversa, por sobrecalentamiento constante.
- Mal funcionamiento del aparato de guía del freno. Las almohadillas no presionarán uniformemente, lo que provocará un desgaste anormal de un lado.
- Problemas con los cojinetes de las ruedascuando la rueda de juego provoca un roce constante de las pastillas sobre el disco.
- Violaciones en el mantenimiento de brechas. Descuido de los ajustes de los frenos de tambor o desgaste de los pistones en los frenos de disco.
Como puede ver, el desgaste acelerado puede ocurrir tanto por razones naturales como por la falta de atención del conductor.
¿Por qué aparece el desgaste desigual de las piezas?
Esto se debe con mayor frecuencia a la corrosión interna de los pistones y cilindros del accionamiento hidráulico. Especialmente en mecanismos multipistón. También hay agrio en el aparato de guía de la pinza.
El soporte se deforma, lo que hace que las almohadillas se presionen con más fuerza en un borde que en el otro. La pinza debe desmontarse, limpiarse y lubricarse, evitando que el lubricante entre en contacto con las superficies de fricción. Pero es mejor recurrir a la sustitución de piezas.
¿Cuál es el peligro de desgaste de las partes del sistema de frenos?
Cuando las piezas alcanzan dimensiones críticas, la eficiencia de frenado cae, lo que no siempre se nota debido a las reservas incorporadas en el sistema de frenado. Esto es un cierto engaño, los frenos pueden fallar repentinamente con consecuencias irreparables.
En la carrera máxima de las pastillas, con un desgaste inaceptable, los pistones se extienden demasiado fuera de los cilindros, cayendo en áreas corroídas y previamente no trabajadas. Existe una alta probabilidad de atasco con un aumento en el desgaste similar a una avalancha y una falla completa.
Esto se ve agravado por una disminución en el grosor del disco por debajo del límite permitido. Cada automóvil tiene su propio estándar de tamaño mínimo, que debe controlarse en cada mantenimiento programado.
Comprobación de las pastillas sin desmontar la rueda
No siempre es posible hacer esto sin quitar la rueda. El disco debe tener una distancia suficientemente grande entre los radios para proporcionar control visual. A veces necesitas usar un espejo y una linterna.
Si consideramos la zona de contacto entre la pastilla y el disco, con buena luz se puede ver el tamaño del forro de fricción que queda en el sustrato de la pastilla.
Por lo general, el valor límite es de 2-3 mm. Es peligroso conducir más lejos. Y mejor no subirlo a este valor, pasados los 4 mm restantes toca cambiar las pastillas.
El problema se complica aún más por la irrealidad casi total de evaluar la almohadilla interna oculta debajo de la pinza.
Incluso si se puede ver desde el final del disco, dará poca información, esta zona se desgasta de manera desigual, además, está oculta por el borde formado durante el desgaste en la circunferencia del disco. Es decir, con un desgaste desigual de las almohadillas, estudiar solo el exterior no dará nada.
Afortunadamente, los diseñadores suelen proporcionar un indicador de límite de desgaste electrónico o acústico. El bloque comienza a crujir de manera característica o enciende el indicador en el tablero.
Recomendaciones para cambiar las pastillas de freno
El diseño de los frenos en todas las máquinas es similar, por lo que se pueden distinguir las siguientes características del mantenimiento de las unidades.
- Las pastillas se cambian siempre por juegos en el mismo eje. Es inaceptable cambiarlos uno a la vez con un desgaste desigual.
- Al reemplazar las almohadillas, es necesario lubricar todo su aparato de guía con una composición especial para altas temperaturas.
- Una verificación obligatoria está sujeta a la libertad de movimiento de los pistones en los cilindros hidráulicos.
- En caso de desgaste desigual del disco o superación de los límites de su geometría, el disco debe ser reemplazado incondicionalmente.
- Al empujar los pistones debajo de las nuevas pastillas, se deben tomar medidas para aumentar libremente el nivel de líquido en el depósito del cilindro maestro y luego llevar el nivel a la normalidad.
- La primera vez que presiona el pedal después de instalar las pastillas, se cae, por lo que no puede comenzar a moverse sin presionar el freno varias veces.
- Al principio, las pastillas se deslizarán, por lo que la efectividad de los frenos no se restablecerá de inmediato.
- Los mecanismos de tambor del eje trasero requerirán el ajuste del freno de mano.
No puede haber insignificancias en el mantenimiento del sistema de frenos. No espere que reemplazar las almohadillas resuelva todos los problemas.
En casos especialmente severos, deberá actualizar significativamente todos los elementos del sistema, mangueras, fluido de trabajo, hasta reemplazar las pinzas, sin importar lo costoso que sea. En cualquier caso, las consecuencias serán más caras.
