Frenos

Un freno es un dispositivo utilizado para detener o disminuir el la velocidad de algún cuerpo, generalmente, un eje de trasmision o tambor . Los frenos son transformadores de energia, por lo cual pueden ser entendidos como una maquina ya que transforman la energia cinetica de un cuerpo en calor o trabajo y en este sentido pueden visualizarse como “extractores“de energía. A pesar de que los frenos son también máquinas, generalmente se les encuentra en la literatura del diseño como un elemento de máquina y en literaturas de teoria de control pueden encontrarse como actuadores.

Tipos de frenos

Frenos de Tambor

Este es un dispositivo de  freno  con  un tambor girando en el cual la  rueda  y neumático  son  montados. Interiormente,  este  tambor  es  un  mecanismo  con material de fricción que genera fuerza de frenado cuando se empuja contra el tambor.

Frenos de Disco

Este es un dispositivo de frenado con un plato redondo de rotación (disco rotor) en el cual la rueda es montada. Los calipers con materiales de fricción sobre ellos son presionados contra el disco en ambos lados para generar fuerza de frenado.

Freno de Estacionamiento, Freno Central y Freno Mecánico

Este freno es usado para estacionamiento. Es un freno mecánico que traba solamente las ruedas posteriores. Este opera jalando la palanca de freno de estacionamiento o presionando el pedal de freno del mismo.Es un freno de tambor que es montado entre el eje principal de transmisión y el árbol de propulsión. Es usado exclusivamente para estacionamiento. Este tipo opera los frenos en cada una de las ruedas usando cables. Puesto que es dificultoso para que la fuerza de frenado actuante en cada una de las ruedas sea uniforme, este tipo de freno  casi nunca usado en estos días, excepto como un freno de estacionamiento

Freno Hidráulico

Este tipo de sistema de frenos usa presión hidráulica para operar los frenos en cada una de las ruedas. Casi todos los vehículos usan este tipo de sistema de frenos, por el freno de pedal.

Cilindro Maestro

Este es un sistema que genera presión hidráulica desde la fuerza de presión del pedal de freno. EI sistema hidráulico dual o Tandem, consiste en dos cilindros uno primario y otro secundario. Al pisar el pedal del freno la fuerza se transmite al pistón primario del cilindro maestro. El pistón secundario también avanzará y será impulsado por un resorte   del pistón primario como consecuencia aumenta la presión hidráulica por igual en ambos circuitos. Al soltar el pedal ambos liberan la presión.

Tipos de tuberias o cañerias

Tubería Convencional
La tubería del freno es distribuida separadamente para las ruedas delanteras y las ruedas posteriores

Tubería Diagonal
La tubería del freno es distribuida a la rueda delantera derecha y a la rueda posterior izquierda y la rueda delantera izquierda y rueda posterior derecha

Partes del freno de tambor

El freno de tambor es un sistema que aplica la fuerza de frenado usando material de fricción que es empujado contra la superficie interior de un tambor que gira conjuntamente con el neumático. Una gran fuerza de frenado puede ser obtenida comparativamente con una pequeña fuerza de presión en el pedal.

Cilindro de Rueda

Este cilindro convierte la presión hidráulica del cilindro maestro en una fuerza que mueve la zapata de freno.

Zapata de freno y forro

La zapata de freno tiene la misma forma circular como el tambor de freno y tiene un  forro  de  zapata  de  freno  (material  de  fricción)  fijado  a  su  circunferencia exterior. El forro de la zapata de freno es un material de fricción que obtiene fuerza de frenado de la fricción entre este y el tambor de freno cuando este rota. Materiales con excelente resistencia al calor y resistencia al desgaste son usados

Tambor de Freno

El tambor de freno es hecho de hierro fundido. Hay una pequeña holgura establecida  entre  el  tambor  y  el  forro  de  la  zapata.  El  tambor  de  freno  rota juntamente con el neumático.  Cuando los frenos son aplicados, el forro de zapata de freno es empujado contra el interior del tambor, estableciendo la fricción que genera la fuerza de frenado.

Partes de frenos de disco

Los frenos de disco son un sistema que obtiene fuerza de frenado por el uso de almohadillas de freno (material de fricción), empujando contra ambos lados del disco rotor cuan este rota con el neumático. Estos frenos tienen un excelente efecto de radiación de calor y una fuerza estable de frenado que es obtenida uniformemente cuando los frenos son usados frecuentemente.

Disco Rotor

Este es un plato redondo hecho de hierro fundido que rota con el neumático. Hay dos tipos de disco rotor, el tipo sólido y el tipo ventilado. El tipo sólido consiste en un simple disco rotor, mientras que el tipo ventilado tiene agujeros en la mitad del disco rotor, haciendo esto un interior hueco.

Estos agujeros amplían la vida de las almohadillas de freno por la mejora de la radiación de calor

Calipers

Son dispositivos que reciben la presión hidráulica del cilindro maestro y obtienen fuerza de frenado por el empuje de los pistones de las almohadillas de disco contra el disco rotor. Comúnmente, los calipers flotantes son usados (con un pistón en uno de los lados del freno de disco solamente). Cuando los pistones empujan las almohadillas contra el disco rotor, los calipers aplican fuerza a los lados opuestos del disco, agarrando y ajustando al disco rotor y de este modo creando la fuerza de frenado.

Ventajas y Desventajas del freno de tambor