Implantaciones de frenos

Los frenos del automóvil han se superar su potencia bastantes veces con respecto a la del motor, pues de su capacidad de detener el vehículo es determinante para la seguridad activa o primaria.

En la evolución del automóvil han ido incrementándose sus prestaciones, lo que ha implicado que los frenos también lo hagan para mantener su eficacia.

Para tener una idea de la evolución de los componentes del sistema de frenos del automóvil vamos a ver diez implantaciones de frenos diferentes en otros tantos automóviles.

Se representan en planta con dibujos sobre los automóviles para resaltar los diferentes elementos, sus posiciones y otras particularidades.

Algunos detalles acompañan a las imágenes de implantaciones de frenos vistas en planta de frente para representar la posición real.

Identificación de los elementos en las implantaciones de frenos

Estos son los elementos que se van a representar de forma didáctica en los coches que vamos a ver:

Elemento de frenado

1. Tambor con zapatas:

  • En perspectiva y planta, esta será la imagen en las implantaciones de frenos sobre los coches, con el bombín
  • Este sistema tiene rápida respuesta al frenar, no precisan demasiada fuerza en el pedal, requiere tacto para evitar el bloqueo y en uso intensivo se fatigan relativamente pronto al no evacuar el calor fácilmente, pues se genera en el interior del tambor por la fricción con las zapatas

2. Disco con pastillas:

  • En perspectiva y planta, de esta forma se verá en los coches
  • Precisa más fuerza sobre el pedal y presenta bastante menos tendencia al bloqueo que el tambor
  • Necesita sistemas de ayuda a la fuerza sobre el pedal, en el automóvil se utiliza el sistema de ayuda a pedal por depresión, conocido como servofreno
  • Soportan mejor el uso intensivo al evacuar fácilmente el calor, pues la fricción entre pastillas y disco se realiza por el exterior en contacto con el aire de la marcha

3. Disco ventilado con pastillas:

  • En perspectiva y planta, es como se ven en los coches
  • Son dos discos unidos por diversos puntos, más refrigeración al pasar el aire también por las superficies interiores entre los dos discos
  • Puede llevar también taladros transversales para aumentar los flujos de aire, en este caso es de más diámetro para compensar la menor superficie de fricción con las pastillas

A continuación se ven diferentes tipos de pinzas, representadas en planta a la izquierda y de frente a la derecha, en este caso con el disco entre las pastillas.

La vista en planta es tal como se van a ver en los coches para que resulte más didáctica la comparación de las diferentes implantaciones de frenos.

Número de bombines

La vista de frente representa la posición real de los bombines y se incluye en detalle con cada implantación.

4. Pinza flotante con un bombín:

  • El líquido de frenos empuja al bombín, este a la pastilla de su lado y al entrar en contacto con el disco se desplaza transversalmente la pinza para que la otra pastilla friccione con el disco

5. Pinza flotante con dos bombines:

  • Al tener dos bombines es más uniforme el empuje sobre la pastilla, se utiliza con discos de gran diámetro y pastillas grandes
  • La imagen de frente es la posición real

6. Pinza fija con dos bombines:

  • Al empujar simultáneamente cada bombín a una pastilla de cada lado ambas friccionan a la vez sobre el disco, en este caso la pinza no se desplaza

7. Pinza fija con cuatro bombines:

  • El empuje es más uniforme y se hace a la vez sobre las dos pastillas
  • Se utiliza con discos y pastillas grandes
  • La imagen de frente es la posición real de los bombines

Identificación de los elementos en las implantaciones de frenos

Tipos de circuito hidráulico y de servofreno

8. Circuito hidráulico simple:

  • El pedal empuja directamente a la bomba de frenos que recibe el líquido frenos del depósito y sale a presión por la única salida del circuito hidráulico, que mediante derivaciones distribuye el líquido a cada uno de los elementos de freno de las ruedas, tambores o discos

9. Servofreno:

  • Está entre el pedal y la bomba de frenos
  • Mediante depresión o vacío aporta fuerza adicional al frenar reduciendo la que ha de hacer el conductor
  • La depresión o vacío se puede obtener del colector de admisión en motores de gasolina con mariposa de gases que se cierra al decelerar, o mediante una bomba específica movida por el motor

10. Servofreno doble o tándem:

  • Son dos servofrenos uno a continuación de otro
  • Se utilizan para lograr más ayuda a la frenada sin aumentar en exceso el diámetro de un único servofreno

11. Regulador de frenada trasera:

  • Al frenar aumenta el peso en las ruedas delanteras, más adherencia, y disminuye en las traseras que la reduce
  • Para evitar que se bloqueen las traseras se intercala en el circuito hidráulico trasero un sistema que limita la frenada en estas ruedas para impedir que lleguen a bloquearse
  • Hay varios sistemas, en el artículo lo identificamos genéricamente como regulador de frenada trasera
  • Al ser de funcionamiento mecánico se ajusta para pisos deslizantes, la peor situación, lo que implica merma de capacidad de frenada trasera en pisos adherentes

12. Función regulador de frenada trasera asumida por el ABS:

  • Con la incorporación del sistema antibloqueo de ruedas por frenada, ABS, y tras su evolución con más frecuencia de actuación fue posible prescindir del regulador mecánico de frenada trasera, encargándose el ABS de esta función, lo que permite disponer de más colaboración de las ruedas traseras en la frenada

13. Circuito hidráulico independiente con servofreno:

  • Se ve que la bomba de frenos está dividida en dos partes hidráulicamente independientes, pero con empuje mecánico entre ambas
  • Cada parte hidráulica de la bomba se alimenta de un depósito diferente de líquido, puede ser uno con separación en su interior para cada parte de la bomba
  • Se ve una salida de cada parte de la bomba que permiten circuitos hidráulicos independientes, delante – atrás, en diagonal “X” o doble

14. Circuito hidráulico independiente delante – atrás con circuito trasero de emergencia y servofreno:

  • En cada parte de la bomba hay una salida para circuitos hidráulicos independientes, en este caso uno para las ruedas delanteras (izquierda en rojo) y el otro para las traseras (derecha en verde)
  • Además, hay otra salida al final del circuito trasero por el lado opuesto (verde oscuro)
  • En la imagen 14 de la izquierda el circuito de emergencia está cerrado y en la de la derecha abierto, al llegar al máximo recorrido la parte de la bomba del circuito delantero (rojo) debido a la fuga de líquido; en este caso el liquido a las ruedas traseras no pasa por el regulador de frenada, se verá en una implantación

15. Circuito hidráulico independiente con servofreno doble (tándem):

  • Las dos salidas de cada parte de la bomba alimentan a dos circuiros, que pueden ser independientes o doble, según a los bombines de rueda a que lleguen los conductos de frenos

Testigos de frenos

16. Freno de estacionamiento puesto:

  • Se apaga al quitarlo

17. Nivel mínimo de líquido de frenos:

  • El nivel va bajando según se van desgastando las pastillas, zapatas, discos y tambores, sin que habitualmente llegue al nivel mínimo
  • Se recupera el nivel al sustituirlos, por lo que en principio no se ha de rellenar
  • Si hay fuga de líquido se llegará al nivel mínimo, lo que hace iluminarse el testigo

18. Nivel mínimo de líquido de renos y freno de estacionamiento:

  • Está el testigo compartido para estas dos informaciones

19. Desgaste de pastillas de freno:

  • Informa con cierta aproximación que se está llegando al limite de desgaste de pastillas

20 y 21. Freno de estacionamiento respectivamente de la rueda del lado izquierdo y derecho:

  • Esta solución permite parar la rueda de un lado lo que hace que la otra siga girando al acelerar, esta solución resulta útil en determinadas situaciones extremas de uso fuera de carretera en vehículos todoterreno

22. Funcionamiento del freno de estacionamiento eléctrico:

  • Para que se sujete bien el coche con el freno de estacionamiento con discos y en rampas pronunciadas hace falta bastante presión
  • Con el freno de estacionamiento eléctrico este se acopla hasta que las ruedas sujetan el automóvil asegurando su eficacia
  • Además, suele actuar de forma automática al parar el automóvil e iniciar la marcha sin que tenga que intervenir el conductor
  • Este testigo informa del correcto funcionamiento del sistema

23. Funcionamiento de los frenos eléctricos:

  • Se sustituye el circuito hidráulico por motores eléctricos, entonces es preciso disponer de información de su correcto funcionamiento

24. Frenos eléctricos con circuito hidráulico de emergencia:

  • El empuje sobre las pastillas se hace por motores eléctricos
  • Se mantiene el circuito hidráulico que entra en acción si falla el sistema eléctrico

Implantaciones de frenos 1

Coche de la imagen superior con esta implantación; motor longitudinal delantero de cuatro cilindros en línea, 4×4 permanente con diferencial central bloqueable por el conductor:

  • Delante; discos con pinzas flotantes y un bombín. Se ve también de frente en el detalle
  • Detrás; tambores
  • Circuito hidráulico; independiente delante – atrás con regulador de frenada trasero
  • Servofreno; por depresión desde el colector de admisión
  • Freno de estacionamiento; mecánico por palanca entre los asientos delanteros a los tambores traseros
  • Testigos; freno de estacionamiento y nivel mínimo de líquido de frenos

Coche de la imagen inferior; motor longitudinal delantero por delante del eje de dos cilindros horizontales opuestos refrigerado por aire y aceite, ruedas delanteras motrices:

  • Delante; tambores a la salida del diferencial
  • Detrás; tambores
  • Circuito hidráulico; simple con regulador de frenada trasera
  • Servofreno; no tiene
  • Freno de estacionamiento; mecánico por palanca en el salpicadero a los tambores delanteros
  • Testigos; el mismo para freno de estacionamiento y nivel mínimo de líquido de frenos

Implantaciones de frenos 1

Implantaciones de frenos 2

Coche de la imagen superior; motor longitudinal delantero de cuatro cilindros en línea, ruedas traseras motrices permanentes y las delanteras conectables por el conductor:

  • Delante y detrás; tambores
  • Circuito hidráulico; independiente delante – atrás con regulador de frenada trasero. Cuenta con circuito adicional de emergencia trasero si hay fuga en el delantero; se ven las dos situaciones en las imágenes de detalle de la bomba, a la izquierda sin fuga de líquido en el circuito delantero y circuito de emergencia trasero cerrado, a la derecha fuga en el circuito delantero y abierto el de emergencia a las ruedas traseras directo, sin pasar por el regulador de frenada como de ve en la imagen del coche
  • Servofreno; por depresión desde el colector de admisión
  • Freno de estacionamiento; mecánico por palanca entre los asientos delanteros a un tambor en el árbol de transmisión trasero. Si con el motor parado está la transmisión en 4×4 el freno de estacionamiento actúa sobre las cuatro ruedas
  • Testigos; nivel mínimo de líquido de frenos

Coche de la imagen inferior; motor longitudinal delantero de ocho cilindros en V, 4×4 permanente con diferencial central bloqueable por el conductor:

  • Delante; discos ventilados con pinzas fijas y dos bombines. Se ve de frente en el detalle
  • Detrás; discos ventilados con pinzas deslizantes y un bombín. También se ve de frente en el detalle
  • Circuito hidráulico; independiente en diagonal “X”. Dos reguladores de frenada trasera o el ABS hace sus funciones
  • Servofreno; doble (tándem) por depresión mediante bomba de vacío movida por el motor
  • Freno de estacionamiento; sobre tambores específicos uno en cada palier trasero. Accionado cada tambor por una palanca mecánica a la izquierda y derecha del puesto del conductor Al deslizar una rueda del eje trasero el diferencial le daría toda la velocidad y la otra del eje permanecería parada. Al poder bloquear una rueda la otra recibe par motor y el vehículo puede seguir avanzando. Este sistema es útil en un todoterreno como es este automóvil
  • Testigos; freno de estacionamiento del lado derecho y del izquierdo, nivel mínimo de líquido de frenos y desgaste de pastillas

Implantaciones de frenos 2

Implantaciones de frenos 3

Coche de la imagen superior; motor longitudinal delantero de ocho cilindros en V, ruedas traseras motrices:

  • Delante; discos ventilados con pinzas fijas y dos bombines. Se ve detalle de frente
  • Detrás; discos ventilados con pinzas deslizantes y un bombín. Vista en detalle de frente
  • Circuito hidráulico; independiente en diagonal “X” con dos reguladores de frenada traseros
  • Servofreno; por depresión desde el colector de admisión
  • Freno de estacionamiento; sobre los discos traseros, mecánico por pedal situado en el piso
  • Testigos; el mismo para nivel mínimo de líquido de frenos y freno de estacionamiento, otro para el desgaste de pastillas

Coche de la imagen inferior; motor transversal delantero de cuatro cilindros en línea, ruedas delanteras motrices:

  • Delante; discos ventilados con pinzas fijas y dos bombines. Se representa en el detalle de frente
  • Detrás; discos ventilados con pinzas deslizantes y un bombín. Con vista de frente en el detalle
  • Circuito hidráulico; independiente en diagonal “X” con dos reguladores de frenada traseros o sustituidos por esta función con ABS
  • Servofreno; por depresión mediante bomba de vacío movida por el motor
  • Freno de estacionamiento; sobre los discos traseros. Accionamiento eléctrico y actuación automática, al parar el coche y el motor se acopla y al arrancar el motor e iniciar la marcha se quita. Si el coche dispone de auto arranque en rampa (“Auto Hill Holder”) se puede utilizar para evitar el retroceso al arrancar en subida
  • Testigos; nivel mínimo de líquido de frenos, freno de estacionamiento, fallo del freno de estacionamiento eléctrico y desgaste de pastillas

Implantaciones de frenos 3

Implantaciones de frenos 4

Coche de la imagen superior; motor longitudinal delantero de seis cilindros en V, ruedas traseras motrices:

  • Delante; discos ventilados con dos pinzas fijas y dos bombines cada una. Vista de frente complementaria en los detalles
  • Detrás; discos ventilados con dos pinzas deslizantes y un bombín cada una. Se ve en los detalles de frente
  • Circuito hidráulico; doble circuito en las cuatro ruedas con dos reguladores de frenada trasera, uno para cada uno de los dos circuitos
  • Servofreno; por depresión desde bomba de vacío movida por el motor
  • Freno de estacionamiento; accionado por pedal con circuito hidráulico específico, sobre las pinzas de uno de los circuitos en los discos traseros
  • Testigos; nivel mínimo de líquido de frenos, freno de estacionamiento y desgaste de pastillas

Coche de la imagen inferior; motor longitudinal central – delantero de cuatro cilindros en línea, ruedas delanteras motrices:

  • Delante y detrás; tambores
  • Circuito hidráulico; simple sin regulador de frenada trasera
  • Servofreno; no tiene
  • Freno de estacionamiento; mecánico por palanca bajo el salpicadero en los tambores traseros
  • Testigos; no tiene

Implantaciones de frenos 4

Implantaciones de frenos 5

Coche de la imagen superior; motor longitudinal central de seis cilindros horizontales opuestos, ruedas traseras motrices:

  • Delante; discos ventilados con pinzas fijas y cuatro bombines. Vista frontal en el detalle
  • Detrás; discos ventilados con pinzas deslizantes y dos bombines. Detalle representándolo en vista de frente
  • Circuito hidráulico; independiente en diagonal “X” con dos reguladores de frenada traseros o sustituidos por esta función integrada en el ABS
  • Servofreno; por depresión mediante bomba de vacío movida por el motor
  • Freno de estacionamiento; sobre los discos traseros, accionamiento mecánico por palanca entre los asientos
  • Testigos; nivel mínimo de líquido de frenos, freno de estacionamiento y desgaste de pastillas

Coche de la imagen inferior; motor longitudinal central de ocho cilindros en V, ruedas traseras motrices:

  • Delante y detrás; discos ventilados
  • Accionamiento eléctrico de los frenos; el pedal da señal al calculador electrónico que hace funcionar unos motores eléctricos junto a cada pinza que hacen el efecto de frenada al empujar a las pastillas, la frenada es proporcional a la actuación del conductor sobre el pedal que simula resistencia
  • Circuito hidráulico de emergencia; entra en acción si falla el sistema eléctrico de frenada. Delante y detrás pinzas deslizantes con un bombín. Se ve en detalle de frente; disco ventilado, pinza con el bombín y el empujador sobre la pastilla accionado por un motor eléctrico
  • Testigos; nivel mínimo de líquido de frenos, freno de estacionamiento, desgaste de pastillas y fallo del sistema eléctrico de frenada

Implantaciones de frenos 5

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Un comentario

  1. antonio cerezo

    ¡Gran artículo compañero!

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