LOS DISCOS DE FRENO DE DOS PIEZAS EN EL VEHÍCULO

Los vehículos más pesados o de mayor potencia precisan de una instalación de frenos de mayores prestaciones. Por este motivo, sus discos de frenos son mayores en su diámetro y la cámara del disco se ha realizado con materiales más resistentes. Con una carga térmica muy elevada, estos discos de freno son propensos a sufrir desviaciones en el grosor, en el desplazamiento del eje y en su protección. Las ventajas que ofrecen los discos de freno de dos piezas, también llamados discos de freno compuestos, es que se consigue, gracias al uso de distintos materiales y a su procedimiento especial de unión, un desacoplamiento del flujo térmico que discurre hasta el cubo de la rueda.

Dependiendo del tipo de vehículo y del ámbito de utilización, en la mayoría de los discos de freno de fabricación en serie se utiliza grafito laminar (p.ej. fundición gris GG 15) como elemento estándar. Las propiedades de la fundición gris pueden mejorarse si se le añaden otros materiales. El molibdeno y el cromo mejoran su comportamiento ante fisuras por calor y también la resistencia de la mezcla al desgaste. La capacidad de absorción térmica también mejora al aumentar la proporción de carbono. Los discos de freno de dos piezas de HELLA se componen de una cámara de disco de aluminio y una superficie de fricción de fundición gris con alto porcentaje de carbono. Ambas piezas se aseguran a la unión soldada mediante remaches de acero inoxidable para garantizar la transferibilidad del par de giro, ya que la superficie de fricción, si se produce un calentamiento, puede dilatarse de modo axial, independientemente de la cámara del disco. De esta manera se minimizan las deformaciones térmicas y se reducen las fisuras por calor en la transferencia desde la superficie de fricción hasta la cámara del disco.

Además, al emplear aluminio en la cámara del disco de freno se reduce el peso del disco de freno en un 20%.

Durante la acción de frenar, la energía del movimiento se convierte en energía térmica debido a la fricción. El disco de freno absorbe hasta el 90% de esta energía transformada y la disipa en el aire exterior. De este modo y en condiciones extremas, la temperatura en los discos de freno puede llegar a alcanzar los 700°C.

Además de la carga física, los discos de freno también están expuestos a las influencias medioambientales, a la suciedad, al agua y a la sal. El fabricante de discos de freno debe tener en cuenta todos estos factores a la hora de la fabricación.

Los discos de freno de dos piezas presentan una ventilación interna, tienen, por ello, una mayor capacidad de acumular calor debido a su mayor masa física y se refrigeran más rápidamente a través de los canales de corriente de aire. Estos canales radiales se encuentran entre las dos superficies de fricción. Al girar el disco de freno, surge un efecto ventilador que crea una corriente de aire continua a través del disco de freno. Además, los discos de freno de dos piezas pueden ir provistos de ranuras o carriles, o pueden estar horadados de manera axial. Los restos de abrasión de la frenada, el agua y la suciedad se acumula en las ranuras o en las hendiduras y se expulsa hacia afuera gracias al movimiento giratorio. Los orificios axiales favorecen la disipación del calor, aunque ofrecen una reducida capacidad de autolimpieza, ya que los restos de abrasión de los frenos pueden acumularse en los orificios.

Dependiendo del fabricante del vehículo, los discos de freno de dos piezas pueden variar mucho entre sí en su diseño, en la composición de los materiales y en el procedimiento de unión de dichos materiales. La unión entre la cámara del disco de aluminio y la superficie de fricción de fundición gris también puede ser diferente según quién sea el fabricante. Aquí pueden utilizarse distintos procedimientos de soldado, pegado o prensado, así como distintas uniones mecánicas con remaches, pinzas, pasadores o tornillos.

Mercedes Benz utiliza en algunos de sus modelos de vehículo discos de freno compuestos, con una cámara de freno de chapa de acero y una superficie de fricción de hierro fundido. Gracias a una fabricación o a un engranaje especiales, ambos elementos se unen mediante un ajuste prensado. El perfil de los dientes de la mitad exterior de la cámara del disco de freno se sirven de un perfil dentado complementario en la superficie de fricción para la transmisión del par de giro. La cámara del disco de freno de chapa de acero sólo tiene 2,5 mm de grosor. Una cámara de freno convencional suele tener un grosor de pared de entre 7,5 y 9 mm.

Debido a las elevadas cargas mecánicas y térmicas, el estado de los discos de freno de dos componentes deberá revisarse periódicamente, tal y como se hace con los discos de freno convencionales de una sola pieza, siguiendo la inspección que haya prescrito el fabricante. El límite de desgaste del disco de freno también es algo que establece el fabricante teniendo en cuenta el grosor mínimo de la superficie de fricción. Este valor, expresado en milímetros, puede verse en el borde exterior o en la cámara del disco de freno.

Como medida adicional, también pueden realizarse los procesos de revisión habituales indicados para un disco de freno, como la comprobación de la marcha circular (alabeo del disco) y la diferencia en el grosor (distintos grosores del disco). El fabricante del vehículo indica los valores de tolerancia correspondientes y éstos deben ser respetados necesariamente.

Para garantizar un correcto funcionamiento de la instalación de frenos se recomienda seguir las siguientes instrucciones:

• Sustituir siempre los discos de freno por parejas
• Montar los nuevos discos de freno con nuevas pastillas de freno
• La superficie de contacto del cubo de la rueda deberá encontrarse lisa, limpia, sin aristas, sin óxido y sin presentar ningún daño
• En los discos de freno con ventilación interna deberá tenerse en cuenta el sentido de giro en los casos necesarios
• Respetar el par de apriete prescrito
• Debido a que los discos y las pastillas de freno deben ajustarse entre sí, deberá realizarse una conducción de rodaje moderada. Respetar las instrucciones de rodaje del fabricante del vehículo
• Siempre deberán tenerse en cuenta las especificaciones del producto que se incluyen en el envase, así como las instrucciones de seguridad del fabricante del vehículo
• Los trabajos de reparación en sistemas de frenos únicamente pueden ser efectuados por personal debidamente cualificado