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Sistema de frenos

Elementos del sistema: está conformado por el pedal, la bomba, el depósito de líquido, la tubería, las mangueras, los cilindros de rueda, los discos y los elementos de fricción (pastillas y bandas).

Con el propósito de hacer más efectiva la fuerza del frenado, los automóviles modernos y vehículos más pesados traen incorporado al sistema de frenos hidráulicos un dispositivo de ayuda accionado por vacío -el servofreno, el booster, o suavizador de pedal-.

Cada rueda tiene dos bandas de frenos, las cuales están conformadas por una pasta de asbesto (ya sea pegada o remachada) incrustada en una zapata de hierro.

Cómo funciona el freno hidráulico: al pisar el pedal del freno, un pistón ubicado dentro del cilindro maestro se desplaza ejerciendo presión sobre el líquido. Este, a su vez, transmite dicha fuerza hasta los cilindros de rueda, cuyos pistones se encargan de empujar las pastillas y las bandas contra los discos y campanas, respectivamente. Cuando se suelta el pedal del freno baja la presión del líquido y los resortes de las zapatas pierden tensión, volviendo todo a su posición normal.

El freno de mano es un dispositivo mecánico que permite accionar el sistema trasero de frenos mediante una guaya. Se utiliza principalmente al estacionar, aunque en una emergencia puede ayudar a bajar o a detener la marcha. En los países escandinavos, se les enseña a los conductores a utilizar este dispositivo para mejorar el control del vehículo o corregir su trayectoria sobre piso con nieve o hielo.

Líquido de frenos

Este fluido se encarga de transmitir la presión ejercida desde el pedal del freno hasta los cilindros de la rueda, para que la fricción entre pastillas, discos, bandas y campanas reduzca la velocidad del vehículo.

Características del líquido de frenos

Un buen líquido debe:

- Mantener su viscosidad (capacidad para fluir) tanto a temperaturas altas como bajas.

- Ser compatible con las partes de caucho para evitar reacciones como hinchamiento, ablandamiento excesivo o rotura, con lo que se ocasionan atascamientos en el sistema y fugas de líquido.

- No permitir la corrosión o el ataque químico a piezas metálicas, pues esto puede bloquear el sistema o permitir peligrosas fugas.

- Mantener el punto de ebullición alto, es decir, soportar altas temperaturas sin hervir. La resistencia a la temperatura de un líquido se define según su clasificación DOT(Departament Of Traffic), entre más alto se este número, mayor será la resistencia del líquido al calor, ejemplo un DOT 3 tendrá menor resistencia que un DOT 4 o 5.

Factores que afectan la calidad del líquido de frenos

El líquido de frenos se puede deteriorar por el calor, el paso del tiempo, la humedad ambiental (es hidrófilo) y la contaminación con residuos de caucho de los pistones, lo que afecta el funcionamiento general del sistema.

En particular, el exceso de temperatura es el peor enemigo del líquido de frenos, ya que provoca su evaporación y la invasión del circuito hidráulico con aire comprimido, lo que ocasiona un recorrido largo del pedal.

Recomendaciones para tener en buen estado el sistema hidráulico de frenos

Para el líquido de frenos:

- Purgue el sistema de frenos como mínimo cuatro veces al año, con el fin de eliminar las burbujas de aire que se forman; pues este es uno de los factores principales por los que se pierde eficiencia en la frenada.

La presencia de aire en el circuito se da por causa de un nivel bajo en el dispositivo del líquido de frenos, bajas especificaciones del punto de ebullición del líquido, fugas en el circuito o por uso excesivo del pedal de freno en descensos prolongados.

- A medida que se produce desgaste de pastillas o bandas, el espacio resultante debe ser ocupado por el líquido, lo que hace que el nivel en el depósito baje. En este caso, debe ser completado, para evitar la presencia de líquido en el sistema.

- Cambie completamente el líquido de frenos cada vez que se cambien las pastillas. O cada seis meses.

Freno neumático o de aire

Principio de funcionamiento: este sistema emplea el aire comprimido para accionar el conjunto de zapatas de cada tambor o campanas. Es utilizado, por lo general, en vehículos pesados, como camiones y buses.

Elementos del sistema: al accionarse, un compresor suministra el aire a presión al depósito para su almacenamiento. El aparato que evita que la presión del aire aumente en forma excesiva es el gobernador (regulador), que permite la salida del aire.

La bomba del freno hidráulico es el elemento del sistema que tiene por función impulsar el líquido a través del circuito hidráulico con la presión y la cantidad necesaria para accionar el sistema de freno, de acuerdo con las condiciones de marcha del vehículo.

Cómo funciona?: al accionar el freno, la válvula deja pasar el aire comprimido del depósito hacia las cámaras de freno de las campanas, las cuales, mediante levas de accionamiento, desplazan las zapatas y forros contra el tambor en su interior. Al soltar el pedal, la válvula corta el paso del aire a presión y permite a la vez que salga el aire acumulado en las tuberías y cámaras de freno. La acción de la bomba depende de la presión ejercida por el conductor sobre el pedal de freno.

Revisión del sistema de frenos

La revisión del sistema de frenos debe incluir:

- Desmonte de las cuatro ruedas.

- Revisión visual del desgaste de las pastillas o bandas.

- Cambio de pastillas si hay desgaste excesivo.

- Revisión y cambio del líquido de frenos.

Sistema de frenos ABS

Los frenos ABS (Anti Lock Breaking System) fueron introducidos en 1981. En español se conocen como frenos antibloqueo. Es un sistema electrónico que regula la fuerza de frenado y sirve como complemento al sistema de frenos tradicional. Está conformado por elementos de regulación que evitan el bloqueo de las llantas y permiten al conductor conservar el dominio y la estabilidad del vehículo.

Principio de funcionamiento:

Cada rueda lleva un sensor de vueltas, con el objeto de que todas giren a la misma velocidad y que si una tiende a bloquearse rebaje su velocidad hasta impedir el bloqueo. El ABS nivela y obliga a las demás ruedas a llevar la velocidad de la que tiende a bloquearse.

El sistema funciona frenando y soltando las ruedas entre cuatro y diez veces por segundo de acuerdo con la superficie por la que rueda el vehículo y su nivel de adherencia.

Frenar un vehículo con ABS es una operación común y corriente. Es decir, se aplica al pedal del freno la fuerza que usted siempre acostumbra de acuerdo con la situación.

Este sistema se puede instalar en las cuatro llantas, pero algunos modelos sólo lo traen en las traseras para evitar un posible trompo durante la frenada de emergencia.

El sistema de frenos ABS se activa sólo cuando las llantas van a bloquearse, es decir, no actúan en una frenada normal.

Todos los vehículos con ABS tienen un testigo de funcionamiento en el tablero de instrumentos. Si el sistema ABS falla este indicador luminoso se encenderá, pero los frenos seguirán funcionando como los de un vehículo común sin ABS.

Tipos de sistemas ABS

Existen diferentes formas de captar la información de las ruedas y del funcionamiento del sistema.

Los equipos más sofisticados son los de cuatro canales y cuatro sensores, que se distribuyen de manera diagonal o adelante/atrás.

Los de tres canales y dos o tres sensores utilizan una repartición adelante/atrás.

Los de dos canales cuentan con dos o tres sensores con distribución adelante/atrás y diagonal.

El repartidor de fuerza, dispositivo complementarios al ABS: Es un limitador que distribuye la presión de frenado de manera electrónica. Se programa a la par con el ABS y es capaz de evitar el funcionamiento prematuro de este en algunas situaciones. Calcula la velocidad de las cuatro ruedas y la compara con la del vehículo. Así mide el agarre de las llantas. Cuando el deslizamiento excede el límite durante el frenado, el sistema actúa restringiendo la presión de la tubería de los frenos.

Este sistema mejora la tenida del vehículo cuando se frena en una curva. En esta situación en particular, reparte la presión de manera tal que frene más la rueda exterior delantera, compensando de esta forma la tendencia a un viraje excesivo.

En la actualidad, este sistema de frenos va acompañado de otros dispositivos de seguridad activa, como controles automáticos de tracción, suspensiones inteligentes y dirección asistida. Esto permite obtener una gran confiabilidad en términos de seguridad.

Principales ventajas del ABS

- Mayor control de dirección y estabilidad.

- Se reduce la tendencia a 'planear' sobre piso mojado.

- Reduce el desgaste de las llantas, al evitar frenadas bruscas y patinadas.

- Aumenta el recorrido de frenado sobre superficies con poca adherencia.

El funcionamiento del sistema ABS sobre el asfalto es sorprendente. Según las pruebas experimentales, un vehículo equipado con el dispositivo recorre un 25 por ciento menos de distancia cuando frena, si viaja a 120 kilómetros por hora.

Un vehículo que circula con dos ruedas sobre el pasto y dos sobre asfalto presenta una respuesta diferente si tiene ABS, pues registra un frenado más largo pero más efectivo, ya que evita patinar.

En esta situación particular, el sistema toma como parámetros los valores que captan los sensores que están sobre el cesped porque indican menor adherencia. De esta manera no se bloquean las ruedas que van sobre sobre la superficie adherente.

En cambio, en una situación igual, un vehículo sin ABS bloquea las llantas que ruedan sobre el asfalto, produciendo un giro violento (trompo) del vehículo hacia ese lado. Las ruedas que se bloquean son las que tienen mayor adherencia.

Cuando se frena bruscamente, incluso cuando el conductor se 'para' sobre el pedal y el auto cuenta con ABS, el vehículo ofrece mayor maniobrabilidad gracias al principio de tira y afloje del sistema. Esto incluso permite esquivar un obstáculo durante el recorrido de frenado, lo que no sucede si se carece de ABS, ya que las ruedas se traban e impiden casi por completo la maniobra.

Inconvenientes del ABS

A veces, el ABS causa dificultades. Es el caso del sistema que se monta en los vehículos de tracción en las cuatro ruedas, en los que el conductor intenta frenar en barro o arena. Allí el funcionamiento prematuro alarga la distancia de frenado. El sistema recibe la información sobre ruedas que se bloquean, porque están patinando, y entra en funcionamiento.

Pero las suelta antes que frenen lo suficiente. En algunas situaciones específicas, es necesario bloquear las llantas, para que opongan mayor resistencia al deslizamiento. Por ejemplo, en piso suelto (superficies como gravilla o arena) y en descensos pronunciados y peligrosos, donde se necesita disminuir la distancia de frenado.

Actualmente la única alternativa para desactivar el ABS y acometer travesías fuera del camino es la de retirar su fusible eléctrico, ya que no existe un botón que permita hacerlo a voluntad, como sucede en algunas motos. Sin embargo, al retirar dicho fusible seguramente se alterará el funcionamiento de otros dispositivos del vehículo.

Preguntas frecuentes sobre el ABS

¿Qué pasa si el sistema se moja?
Nada grave. Incluso, puede encenderse alguna luz en el tablero pero no es grave. Cuando se seque el testigo, se apagará.

¿El ABS puede romperse?
Si sucede, se deberá a falla electrónica. Se debe soltar el pedal cuando rebota, no se debe bombear el pedal con el vehículo detenido.

Si se rompe, ¿los frenos funcionan?
Sí. Es un sistema de seguridad y si se rompe, se desconecta de manera automática, independientemente del sistema de frenos. Algunas veces y en algunos vehículos, el sistema deja de funcionar cuando se funde una luz de stop.

¿Por qué el pedal rebota cuando se pisa a fondo?
Porque ese es su tipo de funcionamiento normal, agarra y suelta las ruedas muchas veces por segundo.

¿Se puede poner un sistema ABS en un vehículo que no lo trae?
Sí, pero no deja de ser una adaptación. Además, resulta muy costoso. Lo más aconsejable es cambiar de carro.

Recomendaciones

"No hay mayor mentira que atribuirle los accidentes a fallas de frenos, cuando en realidad son faltas de responsabilidad y mantenimiento".

Es importante seguir las recomendaciones de los expertos y, por supuesto, las que trae el manual del vehículo, ya que –de acuerdo con las especificaciones del fabricante– el técnico puede determinar el momento oportuno para un cambio de disco, de campanas o, simplemente, el ajuste de alguna de las partes.

¿Cada cuánto tiempo se debe cambiar el líquido de frenos de un automovil?
Una vez al año, siempre por el de mejor especificación y el de marca más reconocida. Mínimo, que diga DOT4, lo cual indica que su punto de ebullición es muy alto y se producirán burbujas. El líquido es higroscópico, lo cual quiere decir que absorbe humedad del medio ambiente y esa agua que se va fijando deteriora su punto de ebullición y genera óxido en las partes del sistema.

¿Quiere decir que el líquido de frenos no se debe estar completando?
Cierto. La dos únicas razones para agregar líquido es porque hay una fuga en el sistema, momento en el cual la única acción es reponer el líquido e ir inmediatamente al taller porque hay una fuga hidráulica que puede motivar un colapso súbito del sistema. La segunda, porque lo cambia o hizo un servicio en el sistema. De resto, es normal que el nivel baje a medida que se gastan las pastillas y cuando éstas se cambian ( también se debe reemplazar el líquido) y se retraen a su posición original, el líquido vuelve a subir a su nivel normal. Si ha rellenado el depósito, se vomita y daña la pintura y nunca podrá saber cuándo cambiar pastillas.

¿Es cierto que los frenos de campana se deben graduar periódicamente?
Totalmente. Es imprescindible estar pendiente de ajustarlos porque el sistema no tiene un mecanismo que mantenga las bandas a la distancia exacta de la campana, como sí sucede con las pastillas y los discos (que siempre están en contacto). Por lo tanto, hay que graduar para compensar el desgaste. Lo que sucede es que la gran mayoría de los sistemas de frenos de bandas se gradúan automáticamente al echar reverso. Un ingenioso mecanismo se activa y va saltando trinquetes que acercan las bandas a medida que se necesita. Por eso, antes de meter las manos, eche un buen reversazo para ajustar sus frenos.

¿Por qué los frenos de algunos vehículos son tan malos?
Por las mismas razones que hay personas que no saben usar los frenos o los sobreutilizan y recalientan. A veces hay malos materiales de fricción, malos cálculos hidráulicos, piezas muy pequeñas como discos y pastillas de capacidad insuficientes, pero todo eso se resume en absurdos e imperdonables errores de ingeniería. No se concibe un carro con malos frenos o inferiores al rendimiento y peso del carro.

¿Cómo se puede detener un vehículo cuando los frenos no responden?
Primero, acuda al freno de mano; si hay falla hidráulica este debe funcionar por ser un sistema mecánico. Después, trate de rebajar progresivamente los cambios, pero tenga en cuenta que el freno más malo que tiene el carro es la caja de velocidades y si pone primera a 100 por hora, además de que se estrella de todas maneras, rompe el motor. Lo más importante en una emergencia de éstas es buscar alternativas de espacio para desacelerar y si usted genera una frenada de emergencia, piense en abrirle espacio a quien viene atrás porque puede estar en problemas. La otra medida infalible para estas emergencias, es hacer un cuidadoso y responsable mantenimiento preventivo de todo el sistema. No hay mayor mentira como cuando atribuyen los accidentes a fallas de frenos, cuando en realidad son fallas de responsabilidad, servicio y mantenimiento. Las piezas de frenos son ultra seguras, mientras no se abuse de ellas.

¿El freno de mano debe quedar con poco recorrido?
Debe quedar con el recorrido justo que es así: cuando está suelto, no debe estar generando fricción de las bandas, y esto se ve al empujar el carro suavemente o dejándolo rodar a mínima velocidad. Cuando esté enganchado, el carro debe quedar frenado. Cabe anotar que como el freno de mano actúa generalmente sobre las bandas traseras, una manera de graduarlas es acercándolas uno o dos clicks del freno de mano, mientras se ajustan por su propio sistema o en el taller.

¿Los ajustes del sistema de freno de mano sólo se necesitan cuando se cambia la guaya?
El freno de mano no es tan exigente debido a que el recorrido de su mecanismo es muy largo y siempre alcanza a actuar. En cambio, en el hidráulico hace que a medida que hay desgaste, el pedal coja cada vez más abajo. Al cambiar la guaya, hay que rehacer todos los juegos y graduar.

¿Es verdad que las pastillas se cristalizan?
Totalmente. Pero no sólo las pastillas se cristalizan que es el término popular de un fenómeno llamado vitrificación que quiere decir que cuando hay exceso de calor entre las partes, éstas quedan como un vidrio y no hay fricción, deteriorando el frenado. Se ven los discos y pastillas como espejos. Por eso algunos carros de alto rendimiento tienen huecos o ranuras en los discos que raspan esa película 'de cristal' para que no se deteriore el frenado. La gente cree que sirven para refrigerar pero no tienen nada qué ver con esa función. Nunca permita que cojan las pastillas a rastrillarlas contra el andén para arreglarlas; haga siempre esa operación en un banco, sobre superficie plana, y utilice un protector para nariz y boca porque muchos de esos materiales de frenos son cancerígenos.

¿Cómo funcionan los testigos y qué quieren decir?
Los testigos básicos se refieren al desgaste de pastillas, y el elemental es un medidor de nivel de líquido con una especie de flotador. Cuando éste baja mucho, prende el bombillo, razón por la cual no se debe agregar líquido ya que se anula le información sobre este hecho. El otro es un contacto eléctrico en la pastilla, que hace masa cuando toca el disco e indica que el material se acabó. Ahora hay otros testigos que se refieren principalmente al funcionamiento del ABS, pero sus problemas suelen ser de tipo electrónico.

¿Cómo se sabe que las pastillas llegaron a su fin si en el tablero no hay testigo que lo indique?
Dos maneras: la primera, quitando una rueda y visualmente comprobando si hay material de fricción disponible. La segunda, es cuando el líquido de frenos baja en el recipiente. Eso indica que ese líquido que falta está supliendo la distancia del material en las pastillas.

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