• Categoría de la entrada:NUEVAS TECNOLOGIAS
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Para no hacer demasiado extenso este artículo «De los frenos hidráulicos a los eléctricos» lo dividimos en dos entregas, I y II, que publicaremos seguidas.

El circuito hidráulico de frenos sustituyó hace muchos años a los frenos de accionamiento mecánico (por varillas o cables flexibles de acero).

En este artículo vamos a seguir la evolución del circuito hidráulico de frenos hasta desembocar en su nuevo sustituto, los frenos eléctricos.

En cualquier caso genéricamente la frenada se obtiene por fricción, aplicando sobre un elemento que gira con la rueda otro estático accionado por el sistema de frenos.

Los dos que existen son el tambor con zapatas y disco con pastillas.

Como el objetivo de este artículo es explicar la evolución del circuito hidráulico y la llegada de los frenos eléctricos, se representa en las animaciones el efecto de frenada tal como se ha explicado genéricamente, un elemento de fricción estático contra otro móvil.

Reparto de frenada delante – atrás con circuito hidráulico

Al frenar la inercia incrementa el peso sobre las ruedas delanteras y disminuye sobre las traseras, lo que afecta al comportamiento del automóvil como se refleja en la animación siguiente:

  • Al frenar la fuerza sobre el pedal se transmite a la bomba de frenos, alimentada de líquido desde el depósito
  • El líquido a presión continua desde la bomba por el circuito hidráulico a los bombines de rueda, empujando a los elementos estáticos de fricción contra los que giran con las ruedas
  • Identificación de los elementos:
    • Depósito de líquido de frenos; contiene el líquido de frenos que sirve como reserva según se van desgastando los elementos de fricción
    • Bomba de frenos; por un lado recibe la fuerza de frenada desde el pedal y por el opuesto envía el líquido a presión al circuito hidráulico
    • Circuito hidráulico; está compuesto por la tuberías o conexiones entre la bomba y los bombines de rueda
    • Bombines de rueda; reciben el líquido a presión del circuito hidráulico. Utilizan esta presión para empujar el elemento estático de fricción (zapatas/pastillas) contra el elemento móvil que gira con la rueda (tambores/discos)
  • El efecto de frenada aumenta el peso sobre las ruedas delanteras a la vez que se reduce sobre las traseras
  • La adherencia rueda – suelo es proporcional al peso que soporta, por lo que las ruedas traseras tenderán a bloquearse en frenadas fuertes, dejar de girar, lo que implica la pérdida de trayectoria del automóvil, como se refleja en la imagen inferior
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El efecto del bloqueo de las ruedas traseras es un sobreviraje, difícil de corregir.

Veremos a continuación como se evita el bloqueo de las ruedas traseras al frenar.

Regulador de frenada trasera

La causa del bloqueo de las ruedas traseras al frenar es que reciben demasiada fuerza de frenada para el peso que soportan, menor que las delanteras, en esta situación.

La animación nos presenta la solución;

  • Se intercala en el circuito hidráulico que alimenta a las ruedas traseras un regulador de frenada
  • Al frenar el regulador limita la fuerza de frenada que reciben las ruedas traseras, evitando su bloqueo lo que permite mantener la trayectoria del automóvil, como se resalta en la imagen inferior
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Circuito hidráulico simple CH “I”

El primer sistema de conexión hidráulica de frenos es el circuito simple “I” tal como se ve en esta animación:

  • El pedal de freno acciona la bomba, que cuenta con su depósito de líquido de frenos
  • Desde la bomba el líquido continua por el circuito hidráulico hasta los bombines de rueda
  • En el circuito trasero se intercala el regulador de frenada
  • Un testigo en el cuadro informa si el nivel de frenos desciende por debajo del mínimo
  • Vemos el funcionamiento del circuito hidráulico simple “I”
  • A continuación se representa una pérdida de líquido lo que supone que se vacíe el circuito, el testigo se enciende y el coche no frena
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Si hay una fuga de líquido se producirá al someterle a presión frenando, es entonces cuando se vacía el circuito y el testigo de nivel se enciende.

Hasta este momento el conductor no aprecia síntomas del incidente, por lo que el aviso llega cuando se está produciendo el fallo de frenos con el riesgo que esto implica.

Circuito hidráulico independiente delante – detrás CH “II”

Para evitar la total pérdida de eficacia de frenada en caso de fuga de líquido en el circuito hidráulico simple “I”, se ofrecen diversas soluciones.

Empezamos por el circuito hidráulico independiente delante – atrás “II”, representado en la animación que sigue:

  • El pedal mueve dos bombas de frenos, unidas mecánicamente pero aisladas hidráulicamente
  • Se ve que cada una de las bombas tiene su propio depósito, puede ser el mismo con un tabique de separación
  • Una bomba de frenos alimenta a la parte del circuito de las ruedas delanteras y la otra bomba a la parte del circuito de las traseras, pasando por el regulador de frenada
  • El circuito es independiente para delante y detrás
  • Se ve el funcionamiento
  • A continuación se simula fuga de líquido en el circuito trasero; se vacía el circuito de estas ruedas y el testigo se enciende
  • Se mantiene operativo el circuito delantero, siendo estas ruedas las que más eficacia de frenada aportan al no tener regulador que limite la fuerza de frenada
  • Seguidamente se reproduce una fuga solamente en el circuito hidráulico delantero; se vacía su circuito y el testigo se enciende
  • Las ruedas traseras frenan de forma limitada por el regulador, ¿es suficiente?, evidentemente no pues se reduce sensiblemente la eficacia de frenada
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Se puede decir que con el circuito independiente delante – atrás “II” se han solucionado la mitad de los posibles incidentes por pérdida de líquido, pues si la fuga de líquido se produce en el circuito delantero el frenado remanente trasero es insuficiente por la actuación del regulador de frenada.

En la segunda parte de este artículo “De los frenos hidráulicos a los eléctricos II”,se continúa con la evolución del circuito hidráulico de frenos y la llegada de los frenos eléctricos con estos temas:

  •     Circuito hidráulico independiente delante – detrás CH “I + I” (con “by pass”)
  •     Circuito hidráulico independiente en diagonal CH “X”
  •     Doble circuito hidráulico CH “DI”
  •     Frenos eléctricos Fe

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