Los forros de freno son las superficies consumibles en los sistemas de frenos , como los frenos de tambor y los frenos de disco que se utilizan en los vehículos de transporte.
Historia
Las pastillas de freno fueron inventadas por Bertha Benz (la esposa de Karl Benz ; Karl inventó el primer automóvil patentado) durante su histórico primer viaje en automóvil de larga distancia en el mundo en agosto de 1888, cuando ordenó a un zapatero que clavara cuero en las zapatas de freno. Los primeros forros de freno de amianto fueron desarrollados en 1908 por Herbert Frood . [1] Aunque Frood fue el primero en implementar el uso de forros de freno de asbesto, las propiedades de disipación de calor de las fibras fueron probadas por varios científicos, incluido el conocido químico de materiales Dr. Gwilym Price, quien realizó la mayor parte de su investigación y pruebas desde Cambridge . Reino Unido y varios institutos financiados por Cambridge.
Estructura y función
Los forros de freno se componen de un material relativamente blando pero resistente y resistente al calor con un alto coeficiente de fricción dinámica (e idealmente un coeficiente de fricción estática idéntico) normalmente montado en un respaldo de metal sólido utilizando adhesivos o remaches de alta temperatura . El conjunto completo (incluido el forro y el respaldo) a menudo se denomina pastilla de freno o zapata de freno . El coeficiente de fricción dinámica "μ" para la mayoría de las pastillas de freno estándar suele estar en el rango de 0,35 a 0,42. Esto significa que una fuerza de 1000 Newtons sobre la pastilla dará como resultado una fuerza de frenado cercana a los 400 Newtons. Hay algunas pastillas de carreras que tienen un μ muy alto de 0,55 a 0,62 con un excelente comportamiento a altas temperaturas. Estas almohadillas tienen un alto contenido de hierro y normalmente superarán a cualquier otra almohadilla utilizada con discos de hierro. Desafortunadamente, nada es gratis, y estas almohadillas de alto μ se desgastan rápidamente y también desgastan los discos a un ritmo bastante rápido. Sin embargo, son una alternativa muy rentable a los materiales más exóticos / costosos.
Usando un freno de bicicleta típico como ejemplo, el respaldo sería la carcasa de metal que proporciona soporte mecánico, y el revestimiento sería la parte de goma que contacta con las llantas cuando se aplican los frenos. En la mayoría de las aplicaciones vehiculares modernas, el sistema es conceptualmente idéntico, excepto que las llantas se reemplazarían con un disco de acero sólido (o, a veces, de metal exótico) . Además, normalmente se incorpora una espiga de metal en el conjunto de la almohadilla. La espiga entra en contacto con los rotores cuando los forros están desgastados, lo que provoca un ruido molesto diseñado para alertar al conductor de que se requiere el mantenimiento de los frenos.
Dado que el revestimiento es la parte del sistema de frenado que convierte la energía cinética del vehículo en calor, el revestimiento debe ser capaz de sobrevivir a altas temperaturas sin un desgaste excesivo (lo que lleva a un reemplazo frecuente) o desgasificación (que causa el desvanecimiento de los frenos , una disminución en el frenado). potencia del freno).
Debido a su eficacia, el amianto crisotilo solía ser un componente de las pastillas de freno. Sin embargo, estudios como un artículo de los Institutos Nacionales de Salud de 1989 mostraron que una proporción excepcionalmente alta de mecánicos de frenos padecía mesotelioma pleural y peritoneal , ambos relacionados con la exposición al crisotilo y al amianto. [2] Las autoridades de salud pública generalmente recomiendan no inhalar el polvo de frenos, [3] el crisotilo se prohibió en muchos países desarrollados, como Australia a fines de 2003, [4] y el crisotilo se ha reemplazado progresivamente en la mayoría de los forros y pastillas de freno por otras fibras como las aramidas sintéticas .
Mantenimiento
Cuando el revestimiento está desgastado, el respaldo o los remaches entrarán en contacto con los rotores o tambores durante el frenado, lo que a menudo causará daños que requieren un nuevo mecanizado o reemplazo de los tambores o rotores. Un chillido molesto causado por la espiga de advertencia está diseñado como una alerta audible típica de que las almohadillas deben ser reemplazadas; Algunos vehículos también pueden tener indicadores eléctricos de desgaste de los frenos. Si el indicador de chirrido o desgaste se ignora durante demasiado tiempo, el resultado será el daño del tambor o del rotor (generalmente acompañado de un sonido o sensación de chirrido desagradable) junto con una capacidad de frenado degradada.
El forro de freno también puede contaminarse con aceite o líquido de frenos derramado. Los síntomas típicos serán la vibración de los frenos, donde las pastillas vibran cuando el revestimiento agarra y suelta la superficie del rotor. La solución es reparar y limpiar la fuente de contaminación, reemplazar las almohadillas dañadas y posiblemente también hacer que los rotores se vuelvan a desnatar o se reemplacen si están dañados.
En la industria de reparación de automóviles, los consumidores pueden comprar pastillas de freno con garantía de por vida. [ cita requerida ] Estas pastillas utilizan un revestimiento mucho más duro que las pastillas de freno tradicionales y tienden a causar un desgaste excesivo de los rotores o tambores mucho más caros. Por esa razón, los consumidores deben asegurarse de que las nuevas pastillas de freno instaladas sean las especificadas o suministradas por el fabricante del vehículo.
Las pastillas de freno siempre deben reemplazarse en pares en ambos lados de un vehículo, ya que los diferentes espesores de revestimiento (y posiblemente los tipos de material) causarán un frenado desigual, haciendo que el vehículo tire en la dirección del freno más efectivo. Para la mayoría de los vehículos, reemplazar las almohadillas (y por lo tanto los revestimientos) es fácil para un mecánico, ya que requiere un mínimo de herramientas y tiempo; los revestimientos están diseñados para ser consumibles y, por lo tanto, deben ser fáciles de mantener.
Los forros de freno también se pueden encontrar en casi todas partes donde haya sistemas de frenado y embragues, desde frenos de seguridad para ascensores hasta frenos de husillo dentro de una videograbadora . La forma y los materiales suelen ser diferentes, pero el principio es el mismo.
Catalogación
Existen diferentes sistemas para la catalogación de pastillas de freno. El sistema más utilizado en Europa es el sistema de numeración WVA . [5]
Ver también
Referencias
- ^ TP Newcomb y RT Spurr, Una historia técnica del automóvil (Bristol / Nueva York: Adam Hilger, 1989)
- ↑ Huncharek, M; Muscat, J; Capotorto, JV. "Mesotelioma pleural en un mecánico de frenos" . Br J Ind Med . 46 : 69–71. doi : 10.1136 / oem.46.1.69 . PMC 1009728 . PMID 2920147 .
- ^ http://egilman.com/Documents/Asbestos/Experts/Paustenbach/Exponent [ enlace muerto permanente ] Production / teta062006asbex5.pdf
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 6 de octubre de 2011 . Consultado el 11 de agosto de 2011 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ Sistema de numeración WVA