Frenos de disco

Descripción

Al igual que el freno de tambor, el freno de disco es un dispositivo de freno que genera la fuerza de frenado por fricción.

Es un sistema más sencillo, preciso, ligero y eficaz que el freno de tambor, siendo empleado en la actualidad siempre en el eje delantero y en la mayoría de casos también en el eje trasero del vehículo. El peso del conjunto es inferior al de los frenos de tambor, por lo que se mejora la masa no suspendida del vehículo y, en consecuencia, el comportamiento y confort del automóvil. Debido a su constitución, los frenos de disco disponen de una mejor refrigeración y dosificación que los frenos de tambor, lo cual conlleva un rendimiento y fiabilidad de funcionamiento superior.

El conjunto de freno de disco se componen de los siguientes elementos:

  • Disco de freno
  • Pastillas de freno
  • Pinza o mordaza
Elementos del conjunto de frenos de disco
Elementos que constituyen el conjunto de frenos de disco

El funcionamiento de los frenos de disco consiste en transformar la energía cinética del vehículo en calor mediante la fricción entre el disco y las pastillas. Los discos de freno se encuentran fijados a las ruedas, girando de manera solidaria a estas mientras que las pastillas están dispuestas en las pinzas de freno, mecánicamente fijadas a la mangueta o puente del vehículo. Cuando se acciona el pedal de freno, la presión hidráulica generada por la bomba de freno se transmite hasta las pinzas de freno por las tuberías. En el interior de la pinza, la superficie plana de los pistones transforma la presión hidráulica en fuerza que provoca su desplazamiento, empujando las pastillas contra el disco y provocando la fricción entre ambos para reducir la velocidad de giro.

Para una misma presión de accionamiento hidráulico, la fuerza de frenado desarrollada depende de los siguientes factores:

  • El diámetro del disco de freno: un mayor diámetro proporciona un efecto de palanca mayor sobre el eje de giro de la rueda, generando una mayor fuerza o par de frenado. La fuerza de frenado debe contrarrestar la desarrollada por la energía cinética del vehículo que actúa en forma de par de giro de las ruedas.
Diagrama de fuerzas en disco de freno  y rueda
Diagrama de fuerzas en disco de freno y rueda
  • La superficie de contacto entre la pastilla y el disco: cuanto mayor sea dicha superficie, más fricción se provocará durante la frenada, reduciendo en mayor medida la velocidad de giro de la rueda.
  • La superficie de trabajo hidráulico entre el líquido de frenos y los émbolos receptores: por lo general dicha superficie depende del diámetro (superficie) y número de pistones de las pinzas de freno.
Calculo de las áreas de trabajo hidráulico con diferente número de pistones
Cálculo de las áreas de trabajo hidráulico con diferente número de pistones