¿Qué tan calientes deben estar los discos de freno en un automóvil?
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Los discos de freno están diseñados para calentarse. Esta es la única forma de convertir la energía cinética de un automóvil que acelera en calor y luego disiparla en el espacio. Pero esto debería suceder estrictamente a las órdenes del conductor. El calentamiento de los frenos en todos los demás casos indica la presencia de un mal funcionamiento, así como opciones de emergencia, es decir, un sobrecalentamiento excesivo.
Características del sistema de frenos del automóvil.
La tarea de los frenos es detener el automóvil de la manera más rápida y segura posible. La forma más sencilla de hacerlo es con la ayuda de la fuerza de fricción, que se produce en los mecanismos de freno.
En los coches modernos, los frenos están situados en cada rueda para aprovechar al máximo el agarre de los neumáticos en la carretera.
El trabajo utiliza:
- discos o tambores de freno, partes metálicas asociadas a los cubos de las ruedas;
- pastillas de freno, compuestas por una base y forros fabricados con un material que tiene un alto coeficiente de fricción contra el hierro fundido o el acero y al mismo tiempo soporta altas temperaturas con un desgaste mínimo tanto de las propias pastillas como de los discos (tambores);
- accionamiento de freno, dispositivos mecánicos, hidráulicos y electrónicos que transmiten fuerza desde los controles del conductor a los mecanismos de freno.
Hay varios tipos de sistemas de frenos, los frenos de servicio y de estacionamiento juegan un papel importante en el calentamiento de los discos.
Ambos funcionan de la misma manera: el conductor, a través de la transmisión, crea una fuerza mecánica en las pastillas de freno, que se presionan contra los discos o tambores. Hay una fuerza de fricción dirigida contra la inercia del automóvil, la energía cinética disminuye, la velocidad cae.
¿Deben calentarse los discos y tambores de freno?
Si calculamos la potencia de frenado, y esta es la energía liberada en forma de calor durante el frenado por unidad de tiempo, entonces superará muchas veces la potencia del motor.
Cómo se calienta el motor, incluida la energía que se lleva con los gases de escape y se gasta en trabajo útil para mover el automóvil con la carga, es bastante fácil de imaginar.
Es posible asignar una cantidad tan colosal de energía solo con un aumento significativo de la temperatura. Se sabe por la física que la densidad de flujo de energía es proporcional a la diferencia de temperatura, es decir, la diferencia entre el calentador y el refrigerador. Cuando la energía no tiene tiempo de entrar en el frigorífico, en este caso el aire atmosférico, la temperatura sube.
El disco puede brillar en la oscuridad, es decir, ganar varios cientos de grados. Naturalmente, no tendrá tiempo de enfriarse entre frenadas, hará calor durante todo el viaje.
Razones de sobrecalentamiento
Hay una diferencia muy grande entre calentar y sobrecalentar. El calentamiento es un fenómeno regular, es decir, calculado y probado por los desarrolladores de automóviles, y el sobrecalentamiento es una emergencia.
Algo salió mal, la temperatura subió críticamente. En el caso de los frenos esto es muy peligroso, ya que las piezas sobrecalentadas no pueden funcionar con normalidad, pierden resistencia, geometría y recurso muy rápidamente.
Consecuencias de conducir con el freno de mano
Lo más simple con lo que se encuentran casi todos los conductores novatos es olvidarse de quitar el freno de estacionamiento al comienzo del movimiento.
Los ingenieros han luchado durante mucho tiempo y con éxito con este olvido. Había alarmas de luz y sonido que se disparan cuando intentas moverte con las almohadillas apretadas, así como frenos de mano automáticos que se amartillan y sueltan mediante un accionamiento eléctrico cuando el automóvil se detiene y arranca.
Pero si aún conduce con las almohadillas presionadas, la potencia significativa transmitida calentará tanto los tambores que los revestimientos de las almohadillas se carbonizarán, el metal se deformará y los cilindros hidráulicos tendrán fugas.
Esto a menudo se nota solo cuando los neumáticos de los discos comienzan a echar humo. Requerirá reparaciones extensas y costosas.
Pistón del cilindro de la pinza atascado
En los mecanismos de disco, no hay dispositivos separados para quitar los pistones de las pastillas. Se elimina la presión en el sistema hidráulico, la fuerza de sujeción se vuelve cero y la fuerza de fricción es igual al producto de la presión sobre el bloque y el coeficiente de fricción. Es decir, "cero" no importa qué número, será "cero".
Pero no siempre funciona de esa manera. El bloque debe retraerse una fracción de milímetro, al menos debido a la elasticidad del manguito de sellado. Pero si se produce corrosión entre el pistón y el cilindro de la pinza, y el pistón se atasca, las pastillas permanecerán presionadas con una fuerza distinta de cero.
Comenzará la liberación de energía y el calentamiento descontrolado. Terminará solo después de que se haya borrado un cierto espesor de la capa de la superposición como resultado del sobrecalentamiento y la pérdida de propiedades. Al mismo tiempo, el disco también se sobrecalentará.
Aire en el sistema de frenado
En raras ocasiones, pero el efecto se notó cuando las almohadillas presionaron espontáneamente contra los discos debido al bombeo deficiente de la unidad de aire.
Se expande por el calor y comienza a presionar las pastillas contra los discos a través de los cilindros. Pero aún así, mucho antes de que se produzca el sobrecalentamiento, el conductor notará que el automóvil prácticamente no reduce la velocidad.
Desgaste del disco de freno
Cuando se desgastan, los discos pierden su forma geométrica ideal. Aparece un relieve notable en ellos, las almohadillas intentan toparse con él.
Todo esto conduce a un contacto impredecible entre las superficies de los discos y las guarniciones, y cualquier contacto significará un sobrecalentamiento con todas las consecuencias consiguientes.
Reemplazo incorrecto de pastillas de freno
Si se viola la tecnología de reemplazo de pastillas, a pesar de su simplicidad en el caso de un freno de disco, las pastillas pueden atascarse en la pinza.
La fricción resultante sobrecalentará el disco y la paleta guía de la pinza, lo que solo empeorará la situación. Esto generalmente termina cuando el conductor nota sonidos extraños y una fuerte disminución en la eficiencia de frenado.
Cómo eliminar los discos calefactores
Hay reglas simples para evitar que los frenos se sobrecalienten:
- use los frenos solo en casos de emergencia y para la parada final, en todas las demás situaciones, en marcha libre con empuje positivo o negativo del motor;
- no use los frenos en bajadas largas en montaña, solo el motor o el freno de montaña, es poco probable que el sistema de servicio sobreviva hasta el punto más bajo de la primera bajada seria, para estar seguro de esto, basta con calcular el potencial energía que tiene el carro en la cima de la montaña;
- mantener en perfecto estado los mecanismos de freno, asegurándose de que no haya corrosión de los hidráulicos y guías con cada cambio de pastillas, utilizando un lubricante especial y su mapa de aplicación;
- reemplace oportunamente los discos con desgaste extremo, sin esperar su completa transparencia.
Los discos sobrecalentados deben ser reemplazados. Han perdido fuerza, su coeficiente de fricción ha cambiado incluso con pastillas nuevas y, lo que es más importante, tiene un área irregular, lo que provocará tirones y un nuevo sobrecalentamiento.
Consecuencias de un funcionamiento inadecuado del sistema de frenos
Los discos sobrecalentados generalmente se reemplazan cuando se siente un golpe en el pedal del freno al ritmo de la rueda. Si se descuida esta medida obligatoria, es posible que se destruya el disco durante el frenado.
Esto generalmente termina con un atasco de rueda catastrófico y el automóvil abandona la trayectoria en una dirección impredecible. Con una corriente densa de alta velocidad, un accidente grave es inevitable, muy probablemente con víctimas.
En cada ITV, los discos se inspeccionan cuidadosamente. No debe haber colores de tinte que surjan del sobrecalentamiento, especialmente un relieve notable, una curvatura o una red de grietas.
Los discos siempre se cambian junto con las pastillas y, en caso de desgaste irregular, también con la revisión de las pinzas.
