Calidad de frenada

Los frenos son protagonistas en la seguridad activa primaria, dando por sentado que los neumáticos son los adecuados y están en perfectas condiciones de estado, desgaste y presión. La potencia de frenado ha de ser bastante superior a la potencia del motor, pues los frenos han de ser capaces de detener el automóvil lo antes posible en situaciones de emergencia.

Actualmente se dispone de ayudas electrónicas a los frenos que mejoran sensiblemente su capacidad de respuesta y eficacia. En la sección del blog “Nuevas tecnologías” se explican en tres artículos; “ABS y sus derivados I, II y III”.

Se representa en la imagen “Calidad de frenada; controles” el sistema de frenos simplificado en un automóvil y se resaltan estos elementos; servofreno, bomba de freno con circuitos independientes y sobre esta el depósito con dos compartimentos separados, circuitos hidráulicos, pinzas u horquillas y discos de freno. Entre las pinzas y los discos están las pastillas de freno.

La calidad de frenada se mide, según las pruebas de automóviles, por la distancia y tiempo que recorre y tarda el automóvil en detenerse partiendo de una circulación en llano a velocidades desde 140 km/h, 120, 100, 80 y 60. No se mide el tiempo de reacción del conductor pues está preparado para el ensayo. El tiempo de reacción es un factor trascendental que afecta en gran manera a poder detener el automóvil rápidamente, pero depende de muchos factores y variables.

Los sistemas electrónicos de detección de obstáculos son sumamente eficaces al estar siempre vigilando, además suelen ser actualmente activos, si el conductor no reacciona ante sus avisos comienzan a frenar el automóvil.

Las pruebas de frenada se hacen en seco y con firme en buen estado para que el resultado sea de referencia. Otro aspecto de la calidad de frenada es el mantenimiento de trayectoria, en lo que influye la geometría de suspensión y dirección. Hay también ensayos de frenada con firmes de adherencia variable para apreciar los diferentes comportamientos, que se hacen generalmente para comparar neumáticos distintos.

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En la imagen “Resistencia de los frenos” se ve una situación de máxima exigencia para los frenos en carretera, no en competición, bajada de un puerto de montaña frenando fuerte y asiduamente. La fricción entre pastillas y discos produce calor que puede no tener tiempo de disiparse en los recorridos sin frenar.

Si sube mucho la temperatura se pueden producir dos tipos de fatiga o “fading” de frenos;

    • Ebullición del líquido; por la elevada temperatura se generan burbujas de aire que se comprimen al pisar el pedal de freno, que baja sin respuesta, pedal esponjoso, se ha de pisar y soltar repetidamente “bombear” para comprimir el aire y lograr cierto efecto de frenada. La causa puede ser que el líquido no se ha sustituido en su momento y ha bajado su temperatura de ebullición. También se puede producir esta situación con líquido en buen estado si se abusa de los frenos en función del tipo de automóvil. Otra posible causa es exceso de temperatura por discos muy gastados (espesor al mínimo).
    • Cristalización de las pastillas; si la superficie de las pastillas por exceso de temperatura se cristaliza, se reduce drásticamente el rozamiento con el disco, el pedal está muy duro pero no hay respuesta suficiente de frenada. Las causas pueden ser; pastillas al límite de desgaste, discos con el mínimo espesor lo que reduce su disipación térmica, y también uso abusivo de los frenos para ese automóvil.

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Imágenes “Reparto de pesos en frenada según implantación”; como complemento a la información sobre la calidad de frenada se incluyen a continuación cinco automóviles con implantaciones técnicas distintas y se resalta el reparto de pesos entre ejes con el conductor y en parado, es el reparto de pesos estático y se indica con flechas en azul, 1 y 2 respectivamente para las ruedas delanteras y traseras.

Al frenar se transfiere más peso sobre las ruedas delanteras a la vez que se reduce sobre las traseras, en las imágenes se representa con flechas de color rojo con textos 1F para las delanteras y 2F para las traseras.

Cuanto mayor sea el peso de frenada en las ruedas delanteras (1F flechas rojas) con respecto a las traseras (2F flechas rojas) más riesgo de fatiga “fading” en esas ruedas en uso intensivo de los frenos. Cuanto menor sea el peso de frenada en las ruedas traseras (2F flechas rojas) con respecto a las delanteras (1F flechas rojas) menor colaboración de estas ruedas en la detención del automóvil.

Si se bloquean las ruedas traseras se pierde la trayectoria, por lo que se dispone de algún sistema que lo evita, antes del ABS y su evolución, se hacía mecánicamente con los reguladores de frenada trasera, actualmente es una función más integrada en el ABS (control electrónico de frenada trasera).

    • Vehículo A con motor delantero longitudinal y propulsión; se ha representado un reparto de pesos estático simétrico entre ejes, aunque no todos los coches con esta implantación lo consiguen. Al frenar de descargan las ruedas traseras que frenan menos. Con más ocupación detrás mejora el reparto de pesos en frenada.

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    • Vehículo B con motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión; el eje trasero soporta el mayor peso, permitiendo que se mantenga bastante en frenada lo que ofrece un excelente equilibrio de reparto de pesos al frenar en recta.

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    • Vehículo C con motor transversal central y propulsión; se parte de un reparto de pesos estático bastante bueno desde el punto de vista dinámico, aunque solamente dispone de dos plazas. Al frenar se logra un reparto equilibrado de pesos entre ejes que favorece la eficacia de frenada.

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    • Vehículo D con motor delantero longitudinal por delante del eje y tracción; el eje delantero soporta bastante más peso que el trasero, diferencia que se incrementa al frenar con poca intervención de las ruedas traseras, excepto con mayor ocupación.

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    • Vehículo E con motor delantero y transversal y tracción; hay más peso estático delante aunque está más o menos centrado sobre el eje. Al frenar se incrementa más la diferencia con menor implicación de las ruedas traseras en la frenada. Con más ocupación se equilibra mejor el reparto de pesos al frenar.

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