ESTUDIO DE LOS PARAMETROS QUE INFLUYEN EN LA EFICACIA DE LAS PASTILLAS DE FRENO

Abstract

El sistema de frenos más utilizado en la actualidad es, sin dudas, el de discos, los cuales secaracterizanpor una rápida respuesta debido al accionamiento mediante pistones de freno, así como una buena disipación de calor debido al aire que circula alrededor del discoy por tener un mantenimiento rápido,mayordurabilidady un ajuste automáticoa medida que se van desgastando las pastillas. El funcionamiento del sistema de frenado es muy sencillo. El disco de freno es la parte móvil del sistema, contra este elemento rozarán las pastillas, las cuales se encargan de la fricción y transforman la energía cinética en térmica, disminuyendo la velocidad o deteniendo por completo el vehículo. La estructura que empujan las pastillas contra el disco son los caliper o pinza de freno. El núcleo del sistema de frenos es el cilindro maestro, el cual realiza la amplificación de la fuerza de frenado y conecta el sistema de control con las pinzas.Un últimoelemento es el servofreno, el cual ayuda al conductor en la acción de frenado incrementado la fuerza ejercida sobre el pedal, lo que mejora considerablemente la frenada. Para que todo este sistema funcione correctamente, se necesitael depósito de líquido de freno, elcualevita queentre aire en el circuitoy,además, actúa como aliviador de presión.Finalmente, se requiere de líquidode frenos, que se encarga de transmitir la fuerza realizada. Las pastillas de frenodeben soportar altas temperaturassin deformarse, ser resistentes a la abrasión, mantener el coeficiente de rozamiento(μ)estable, incluso a altas temperaturas y disponer de buena conductividad térmica.Pueden sercompuestas por diferentes proporciones delos siguientes elementos: -Cargas minerales: aportan resistencia a la abrasión, a cortadura y a las altas temperaturas. -Componentes metálicos:buscan homogeneizar el coeficiente de fricción,así como la transferencia de calor de la pastilla al cáliper. -Lubricantes o modificadores de coeficiente:realizan una variación del coeficiente de fricción, dependiendo de la T° de funcionamiento. -Materiales orgánicos:a cierta temperaturafluye y lija el resto de los materiales. -Abrasivos:incrementan el coeficiente de friccióny renuevan/limpian la superficie del disco.-Fibras:ligan los demás elementos. Entre las funciones de losdiscos estánmover el aire a su alrededor como un ventilador, y transmitir su energía a la atmósfera como undisipador.Cabe destacar que la forma circular, es decir, la geometría, es adecuada y se presta perfectamente para esta doble función, ya que cuando gira el disco, mueve la capa laminar de aire, con la cual está en permanente contacto. Con relación ala fuerza de frenado, esta se entiende como fuerzaejercida al frenar un vehículo en movimiento, la cual es una aceleración negativa (desaceleración). Se calcula multiplicando la masa [m]del vehículo por la desaceleración [d], cuyo resultado es expresado en Newtons[N].Aunque esta fórmula no considera el coeficiente de roce ni la temperatura de funcionamiento de las pastillas y discos,la fórmula que sí considera el coeficiente de rocede las pastillases la del par de frenado, que se puede definir como el momento que producen las fuerzas de rozamiento respecto al centro de la rueday su principalfunción es generar un esfuerzo de torsión en función de lafuerza de fricción creada en la superficie de las pastillas de freno, produciendo así la acción del frenado.La norma internacional SAE J661 establece seis niveles de coeficiente de fricción, ordenados de manera creciente: C, D, E, F, G y H. Los cuales permiten medir las características de la guarnición de la pastilla de freno.Mientras mayor sea el coeficiente de roce, mayor será elpar defrenado, y, por consiguiente, una mayor fuerza de frenado.