CÓMO EVITAR PROBLEMAS CON LOS DISCOS DE FRENO

¿Por qué algunos conductores experimentan una vibración en el volante o en el pedal del freno durante el frenado? ¿Por qué los discos de freno se vuelven azules o se agrietan?

LA FÍSICA DEL FRENADO

Primero, algo de teoría. Al frenar, las pastillas de freno se presionan contra el disco de freno y provocan fricción. En este caso, el disco de freno se calienta a medida que la energía cinética creada al frenar se convierte en calor.

Otra función del disco de freno es disipar el calor generado durante el frenado. El material de fricción de la pastilla de freno contiene abrasivos que interactúan con la superficie del disco: una irregularidad se adhiere a otra. También aparece el rozamiento adhesivo, en el que una superficie tiende a pegarse a otra.

Es importante tener en cuenta estos dos fenómenos durante el frenado.

1. SOBRECALENTAMIENTO DE LOS DISCOS DE FRENO

La primera causa del desgaste del disco de freno es el sobrecalentamiento. El sobrecalentamiento es destructivo. La estructura de hierro fundido de un disco de freno estándar comienza a cambiar cuando se alcanza la temperatura crítica alrededor de los 650°C. Esta temperatura se supera fácilmente si el conductor no permite que los discos se enfríen después de repetidas frenadas bruscas a alta velocidad. Además, el sobrecalentamiento del disco de freno puede ser el resultado de una fricción excesiva debido a una mala colocación de las pastillas nuevas.

La cantidad de energía liberada durante una frenada a una velocidad de 90 km/h es suficiente para hervir dos litros de agua en tres segundos. En el caso de un camión, esta energía es suficiente para hervir 53 litros de agua en 4 segundos.

Con frenadas intensas, la temperatura de las pastillas y los discos puede alcanzar los 500-550°C. Un aumento adicional de la temperatura conlleva una disminución de la eficiencia de frenado. Si la temperatura alcanza el punto crítico de alrededor de 650°C, la superficie del disco cambia su estructura cristalina y la estructura de hierro fundido se convierte en una fase mucho más dura llamada cementita. Al mismo tiempo, en las capas internas del material donde se ha producido un sobrecalentamiento, el hierro fundido conserva una estructura más blanda.

La combinación de hierro fundido blando y cementita dura crea un efecto de corteza de hielo. La cementita tiene un coeficiente de fricción más bajo en comparación con el hierro fundido, por lo que el bloque presionado contra ella se deslizará en relación con otra parte de la superficie del disco. El resultado es un frenado desigual, que se nota claramente en el pedal. En este caso, el descentramiento del disco no siempre excederá los valores críticos, que no superan los 0,1 mm a lo largo de la periferia exterior del disco.

La estructura de un disco normal, que consta de hierro fundido gris, y la estructura modificada de cementita, difieren notablemente cuando se observan al microscopio. Los cristales de cementita en la superficie parecen úlceras en la superficie del disco de freno. Los primeros signos visuales de sobrecalentamiento local pueden ser puntos azules claramente visibles en la superficie del disco.

MANCHAS AZULES EN LA SUPERFICIE DEL DISCO DE FRENO

La intensificación del sobrecalentamiento extremo conduce a una mayor propagación de la estructura cristalina de cementita en la superficie del disco de freno, provocando un cambio en su geometría. El disco se hunde y el conductor nota el desgaste.

La longitud de las grietas no debe ser superior a 25-30 milímetros. Cuanto más larga es la grieta, más profunda es, lo que también afecta la geometría del disco y la probabilidad de desgaste. El sobrecalentamiento del disco, que puede no ser perceptible visualmente, puede determinarse indirectamente por la erosión de bordes blancos de la pastilla de freno.

SOLUCIÓN

Sigue las reglas de rodaje de los frenos: durante los primeros 300 km es importante frenar moderadamente. Debe evitarse frenar brusco en la fase de rodaje, de lo contrario, los discos no tendrán tiempo de enfriarse y podrían alcanzar una temperatura crítica en la que el riesgo de sobrecalentamiento aumenta considerablemente.

Mantén limpias las guías de la pinza. Si están ácidas u oxidadas, es posible que la pinza no se abra y que las pastillas no se separen de la superficie del disco. La fricción en este caso será constante y el disco se sobrecalentará.

 2. DISCOS DESGASTADOS

Además, muy a menudo el disco se sobrecalienta o se agrieta debido a que está desgastado y tenía que haber sido reemplazado hace tiempo.

ESPESOR MÍNIMO DEL DISCO DE FRENO

Mucha gente cree que el disco de freno debe ser reemplazado cuando su grosor ha alcanzado el valor mínimo, independientemente del grosor de las pastillas de freno.

Otro punto de vista permite el uso de un disco de freno con un grosor mínimo junto con pastillas de freno nuevas. Tan pronto como se desgasten, puedes poner nuevos discos y pastillas. Esto es incorrecto y no es seguro.

Quien cambia el disco cuando se alcanza el grosor mínimo, está haciendo lo correcto.

El grosor mínimo recomendado del disco de freno se basa en la física. Si el espesor es insuficiente, el disco no puede disipar el calor que se genera durante el frenado. Tampoco puede mantener la fuerza requerida. Las temperaturas son significativamente más altas de lo permitido y existe un alto riesgo de sobrecalentamiento e incluso destrucción física. Además, un disco de freno desgastado es más propenso a efectos de resonancia que causan ruido de freno.

Las pastillas de freno nuevas no pueden mejorar esta situación. La vida útil de un disco de freno desgastado es menor que la de unas pastillas de freno nuevas. Si el grosor del disco está dentro de las especificaciones, pero cerca del valor mínimo permitido, debe reemplazarse al instalar pastillas de freno nuevas.

3. SUCIEDAD ENTRE EL BUJE Y EL DISCO DE FRENO

El tercer problema, que a menudo se olvida, es la contaminación de la superficie del buje y la superficie interior del disco de freno. Una capa de óxido puede no ser evidente, pero solo 2-3 granos de arena en el buje y ya tiene 0,1-0,15 milímetros en el radio exterior, lo que provoca una desviación notable. Si hay suciedad en el buje, límpialo o cámbialo.

SOLUCIÓN

Al reemplazar un disco de freno, es importante limpiar a fondo la superficie del buje. Un pequeño grano de 0,05 mm es suficiente para empezar a sentir vibraciones en el volante. En un sistema de frenos de disco, la holgura media entre las superficies de la pastilla y el disco es de alrededor de 0,1 mm. Un grano de 0,05 mm en el buje, da 0,1 mm en la periferia y provoca un contacto entre la pastilla y el disco durante la conducción. Esto puede provocar ruido al frenar.

4. VARIACIÓN DEL GROSOR DEL DISCO DE FRENO

La cuarta razón del desgaste de los discos de freno es la falta de uniformidad en el grosor del disco. La razón de esto es la transferencia desigual del material de fricción de la pastilla a la superficie del disco. Esto ocurre a menudo cuando no se siguen las instrucciones de rodaje de los frenos. Un disco de freno desalineado también puede causar una variación del grosor del disco (DTV).

Con el fin de comprender que el grosor del disco de freno es desigual, es necesario medirlo con un micrómetro en 8 zonas alrededor de la circunferencia del disco con un intervalo de 45 grados en cada punto. Se debe medir el exterior, el medio y el interior del disco. Este método de medición del disco de freno te permite determinar el DTV del freno en toda la superficie de trabajo.

De todos los valores obtenidos, se seleccionan el mínimo y el máximo, después de lo cual se calcula la diferencia entre ellos. Consideremos la dispersión de valores entre 0.025-0.035 mm. Esto es suficiente para medir el grosor del nuevo disco en tres puntos, y luego debe compararse con el parámetro especificado en las instrucciones de instalación del disco. La información sobre el grosor mínimo máximo permitido se debe encontrar en las recomendaciones del fabricante del automóvil o en el borde del propio disco.

Mira este video para aprender a medir el grosor del rotor del freno.

5. INSTALACIÓN INCORRECTA DEL DISCO DE FRENO

El descentramiento del disco de freno puede deberse a un asiento oblicuo en relación al buje, que a su vez puede ser el resultado de la contaminación de la superficie del asiento o de una deformación. Otra causa de desalineación es la holgura de los rodamientos de las ruedas o la desalineación de la pinza.

La deformación de la superficie de contacto con el buje se produce por un apriete excesivo o insuficiente de los tornillos o tuercas de rueda, así como por el incumplimiento del par y secuencia de apriete recomendado por el fabricante. Otras causas son el apriete excesivo de los pernos o tuercas de las ruedas, el estrés mecánico por desplazamiento y el montaje o instalación inadecuados de la pinza y el disco. La consecuencia puede ser ruido, vibración o incluso la desconexión de la superficie de contacto del buje.

SOLUCIÓN

Reemplaza el disco aplicando el par de apriete de forma cruzada de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.  Antes de instalar los discos, debes comprobar el correcto montaje e instalación de la carcasa de la pinza.

6. CALIDAD DEL DISCO DE FRENO

Los discos de freno de mala calidad no siempre se pueden reconocer por su apariencia. Las principales razones son la calidad y composición del material, el incumplimiento de la tecnología de producción o el uso de tecnologías obsoletas.

SOLUCIÓN

Evita las piezas baratas de origen desconocido y, en su lugar, elige discos de freno de calidad de fabricantes conocidos.

Los discos de freno Ferodo se fabrican utilizando solo la mejor metalurgia, procesos de fundición de la más alta calidad, niveles de construcción de Equipo Original y estrictas medidas de control de calidad. Todo probado y aprobado por los ingenieros de Ferodo que desarrollan soluciones de frenado para proveedores de sistemas de frenos y fabricantes de vehículos.

RECUERDA

• Cambia los discos de freno tan pronto como alcancen el espesor mínimo recomendado.
• Elige discos de freno de calidad, evita productos de origen desconocido.
• Recurre a un técnico cualificado para asegurarte de que el disco de freno esté colocado correctamente.
• Durante el montaje, solicita a un especialista que realice el mantenimiento de la pinza de freno.
• Después de la instalación, preocúpate de realizar el rodaje de los frenos frenando levemente y con frecuencia durante los primeros 300 km.

Para obtener más información sobre las averías de los discos de freno, consulta la Guía de Resolución de Problemas de Discos de Freno:

El contenido de este artículo tiene únicamente fines de entretenimiento, información y promoción, y no debe utilizarse en sustitución del asesoramiento profesional de un técnico o mecánico certificado. Te invitamos a consultar a un técnico o mecánico certificado si tienes preguntas o inquietudes específicas relacionadas con cualquiera de los temas tratados en este documento. Bajo ninguna circunstancia seremos responsables de ninguna pérdida o daño causado por tu confianza en cualquier contenido