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B
TMD Friction Services GmbH
Schlebuscher Str. 99
51381 Leverkusen
Alemania
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Textar es una marca registrada de TMD Friction.
www.textar.com
Evaluación de daños en
Pastillas de freno de disco y Discos de freno
Información técnica
Evaluación de daños en
Pastillas de freno de disco y Discos de freno
Requisitos para el funcionamiento óptimo del freno
Pastillas de freno
■
■
■
Selección de una pastilla de freno según las recomendaciones
de Textar
Procedimiento de recambio (eje) según las directivas
específicas del sector en el manual de montaje
Condiciones de rodaje según la recomendación del fabricante
del vehículo o del manual de montaje
Disco de freno
■
■
■
Superficies funcionales limpias
Desviación frontal, paralelismo, defecto de circularidad y
diferencia de grosor respecto a las recomendaciones de Textar
Procedimiento de recambio (eje) según las recomendaciones
del fabricante del vehículo
Frenos de rueda
■
■
Estado de los frenos con elementos guía limpios
Elementos de accionamiento (pistones, caperuza protectora,
muelles, etc.) en un estado de funcionamiento que no presente
daños
Ruedas
■
■
2
Calibradas según las directivas del fabricante del vehículo
Montaje con los pares de grio determinados por el fabricante
del vehículo y atendiendo al manual de montaje
Pastillas de freno de disco
Introducción
En vehículos de pasajeros se utilizan como frenos de rueda en el eje delantero,
con algunas excepciones, los frenos de disco. Dependiendo de la carga, en el
eje trasero se utilizarán frenos de disco o de tambor. En las siguientes afirmaciones nos limitaremos a los frenos de disco.
Alta carga mecánica y térmica del sistema de frenos
La fuerza ejercida con el pie sobre el pedal de freno actúa en los frenos de las
ruedas, ayudada por el sistema, como una fuerza de apriete que presiona
las pastillas contra los discos de freno. A través de esta fuerza de fricción, la
energía cinética del vehículo se transforma, en su mayor parte y dentro de un
corto período de tiempo, en calor. Las cargas mecánicas y térmicas que actúan
sobre el disco de freno y las pastillas de freno son muy elevadas. La potencia de
frenado que se produce durante el frenado, en casos extremos puede ser varias
veces la potencia máxima del motor.
Requisitos esenciales en el sistema de frenos
Los requisitos esenciales que deben cumplir los sistemas de frenos se puede
resumir de la siguiente manera:
Alta carga mecánica y
térmica del sistema de frenos
Requisitos esenciales
en el sistema de frenos
• Lograr distancias de frenado lo más cortas posible bajo todas las condiciones
de funcionamiento
• Un buen confort de frenado (sin trepidación, sin chirridos, con una buena
sensación sobre el pedal)
• Una razonable vida útil de las piezas de desgaste.
Para discos y pastillas de freno, como elemento funcional esencial para el
proceso de frenado, esto significa:
• Estabilidad de fricción sobre un rango de temperaturas muy amplio
• Baja dependencia del coeficiente de fricción por parte de la presión de
contacto, la velocidad y las influencias ambientales
• Buena resistencia mecánica y estabilidad en cuanto a la forma
• Estado de desgaste dentro de los valores límite establecidos
• Tolerancias de los componentes dentro de los valores límite establecidos
• Comportamiento de desgaste adecuado de las pastillas y los discos de freno.
Los discos y las pastillas de freno son elementos funcionales con gran relevancia
para la seguridad. Los requisitos deberán cumplirse únicamente con componentes que estén diseñados o adaptados para el respectivo vehículo. Mediante
un estado de mantenimiento libre de fallos, se pueden evitar riesgos para la
seguridad y pérdidas en comodidad y vida útil.
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Pastillas de freno de disco
Ruidos de frenado en vehículos de motor
Debido a un aumento de la concienciación del conductor en cuanto a la
calidad, los ruidos de frenado cada vez se toleran menos. ¿De dónde provienen
estos ruidos, en parte desagradables, y cómo pueden contrarrestarse?
Debido a la fricción en seco, durante el frenado se producen inevitablemente
vibraciones que, dependiendo de la frecuencia, se describirán con varias
expresiones.
A bajas frecuencias reciben el nombre de, p.ej., crujido, trepidación o zumbido
y, en el rango de frecuencia media y alta, de chirrido o cepillo de alambre.
Para contrarrestar estos fenómenos en TMD, el fabricante de pastillas de
frenos líder en Europa, se lleva a cabo una investigación fundamental intensiva
desde hace muchos años. En una fase muy temprana del desarrollo de un
nuevo vehículo, los resultados también contribuyen a la optimización en
cuanto al confort.
De esta forma, ya durante el desarrollo de nuevos materiales para pastillas
de freno, su comportamiento de autooscilación y sus características de
amortiguación son comprobadas detalladamente. A continuación, con los
resultados obtenidos, se analizará e influenciará en bancos de pruebas
especiales para ruidos, parcialmente con prototipos completos de piezas del
eje y frenos, los niveles acústicos de los nuevos vehículos y sus componentes.
Durante esta etapa inicial de desarrollo aún pueden introducirse cambios en
el freno de la rueda y el borde de la pastilla.
Posteriormente se incluirán también pruebas prácticas en vehículos, donde
se determinará la intensidad, la frecuencia y la incidencia de posibles ruidos.
Las pruebas de resistencia en España pertenecen igualmente al ámbito de
pruebas como la evaluación durante diversos circuitos urbanos de carreras y
los ensayos de trepidación de alta velocidad. Aquí es de particular importancia
determinar qué componente vibra en qué frecuencia para, a continuación,
poder poner en marcha medidas específicas de confinamiento. Ahora se
pueden efectuar ajustes con precisión mediante pequeños cambios en el
borde, tales como ranuras y/o biseles. También la compresibilidad de las
pastillas de freno podrá cambiarse dentro de las bandas de tolerancia.
4
Pastillas de freno de disco
La capa intermedia con forma de cuña, patentada por TMD, contribuye también
a la optimización en función del tipo de aplicación. En el mejor de los casos, se
puede prescindir de las llamadas medidas secundarias, como la goma laca, las
láminas adhesivas, las hojas de amortiguación, los contrapesos, etc. Aunque,
dado el caso, estos recursos puedan contribuir a la mejora, sin embargo, también
ejercen una influencia en la sensación del pedal, el volumen de desgaste y, por
supuesto, el coste.
Es por esto que con las pastillas de freno siempre hay que encontrar el equilibrio
entre seguridad, comodidad y economía.
La correcta asignación de los diferentes materiales de las pastillas de freno
es aquí igual de esencial que la evaluación del estado general del freno de la
rueda en su totalidad y del resto de las piezas del eje y de la suspensión de
la rueda.
Además, también hay que ser conscientes de que cualquier modificación del
vehículo, p. ej., neumáticos anchos, cambios de vía, rebajamiento, etc., tendrá
un impacto significativo sobre el comportamiento del ruido y del confort del
vehículo.
5
Índice de contenidos
Evaluación de daños en
Pastillas de freno de disco
Desprendimiento del material de la pastilla
• Por corrosión
8–9
• Por destrucción térmica
10
• Por influencias mecánicas
10
• Por producción defectuosa
11
Desprendimiento del material de la pastilla de la placa de soporte de la pastilla
12 – 13
Daños provocados por el uso
• Resquebrajamiento superficial
14
• Roturas de los bordes
15
• Separación de las capas/Desprendimiento de los bordes
16
• Patrón de contacto insuficiente
17 – 18
Error de producción
19 – 20
Error de montaje
21 – 24
Daños por influencias medioambientales
Indicaciones especiales de montaje
6
25
26 – 27
Índice de contenidos
Evaluación de daños en
Discos de freno para frenos de turismos
Trepidación al frenar
28
Trepidación térmica
28 – 29
Trepidación fría
30 – 32
Trepidación causada por manchas de inactividad
33
Chirrido durante el proceso de frenado
33
Otros posibles defectos
34
Los discos de freno presentan resquebrajamientos
34
Los discos de freno son rugosos
35
La vida útil de los frenos es demasiado corta
35
Resumen y sección de imágenes
36
Trepidación térmica
37
Trepidación fría
37
Manchas de inactividad
38
Disco de freno resquebrajado
38
Disco de freno rugoso
39
Pastillas de freno completamente desgastados
39
Discos de freno corroídos
40
Diferentes grosores del anillo de fricción interno y externo
40
Diferencia de grosor del anillo de fricción
41
Alto grado de oxidación en la superficie del sistema
41
Daños de fundición
42
Resquebrajamiento en el área de la recámara de
los discos de freno
42
Contacto y servicio
43
Notas
44 – 47
7
Pastillas de freno de disco
Desprendimiento del material de la pastilla
por corrosión
Causas:
• Desprendimiento de los
bordes por el uso de nuevas
pastillas de freno sobre
discos de freno rodados en
exceso
• Fuerza elástica insuficiente
del muelle de retención
(carga sobre el borde lateral)
• Otro tipo de sobrecarga
mecánica
• Elevada carga térmica
permanente de las pastillas
de freno de los discos
Desprendimiento de los bordes
• El material de la pastilla se
vuelve poroso (completa o
parcialmente)
• El material de la pastilla se
fragmenta a causa del óxido
• La placa de soporte de la
pastilla presenta claros
signos de oxidación
• Restos de adhesivo
• Capa intermedia y material de
la pastilla visibles en la placa
de soporte de la pastilla
Alto grado de oxidación
8
Pastillas de freno de disco
Desprendimiento del material de la pastilla
por corrosión
No hay indicaciones
de una sobrecarga por
temperaturas demasiado
elevadas
Vista: sección transversal
Claros signos de
carga térmica
Vista: sección transversal
Explicación:
Están disponibles los
componentes ópticamente
reconocibles de la preparación.
El lote de grafito que contiene
elastómero, así como el
carbono de fricción y la fibra
de aramida se conservan aún
hasta justo debajo de la capa
de fricción.
Explicación:
El lote de grafito que contiene
elastómero ya no se encuentra
y el carbono de fricción se
conserva aún hasta justo por
encima de la capa intermedia.
La fibra de aramida se encuentra
a partir de aprox. 4 mm por
debajo de la capa de fricción.
Bajo la capa intermedia puede
encontrarse corrosión.
9
Pastillas de freno de disco
Desprendimiento del material de la pastilla
por destrucción térmica
Explicación:
Las pastillas de freno de disco
han sobrepasado durante más
de 15-20 minutos la temperatura
máxima permitida.
En este caso, los componentes
que contribuyen significativamente a la dureza serán
dañados.
El material se descompone, se rompe parcialmente y/o
se daña la capa intermedia y el adhesivo. La pastilla se
desprende continuamente, la pintura se descascarilla.
Decoloración parcial de la placa de soporte de la pastilla.
El material de la pastilla está endurecido, hace un
sonido duro, presenta una decoloración marrón rojiza,
parcialmente con ceniza blanca.
por influencias mecánicas
Explicación:
Las pastillas de freno de
disco se han dejado caídas,
se instalaron inclinadas o se
han deformado a causa de
“sacudidas” extremas en la
pinza de freno.
10
El material de la pastilla
se desprende de la placa de
soporte de la pastilla. Llegan
a producirse separaciones de
las capas.
Las pastillas de freno de disco
son nuevas, separación por
encima del adhesivo o la capa
intermedia. Daños
reconocibles en la placa de
soporte de la pastilla.
Daño reconocible en la placa
de soporte de la pastilla a
causa de cargas de flexión.
Sacudidas excesivas en el
soporte del freno.
Pastillas de freno de disco
Desprendimiento del material de la pastilla
por producción defectuosa
Explicación:
• La placa de soporte de la
pastilla está lisa o la capa
intermedia y el adhesivo solo
son visibles parcialmente.
• Adhesivo defectuoso. La capa
intermedia está distribuida de
forma deficiente.
El material de la pastilla ya se ha disuelto con una carga
reducida. No se dispone de una cantidad suficiente de
adhesivo.
11
Pastillas de freno de disco
Desprendimiento del material de la pastilla
de la placa de soporte de la pastilla.
Atención:
A menudo los defectos se
presentan en combinación
con otros.
12
Desprendimiento por
Causas
Corrosión
1. Desprendimiento de los
bordes por discos de
freno rodados en exceso;
muelle de retención
insuficiente (carga sobre
el borde lateral)
2. Elevada carga térmica
permanente de las pastillas de freno de disco
Producción defectuosa
Adhesivo defectuoso
La capa intermedia está distribuida de forma deficiente
El adhesivo, la capa
intermedia y el material
de la pastilla están
dañados térmicamente
Las pastillas de freno de
disco han sobrepasado
durante más de 15–20
minutos la temperatura
máxima permitida. En este
caso, los componentes
que contribuyen
significativamente a la
dureza serán dañados.
Destrucción mecánica
Las pastillas de freno
de disco se han dejando,
p. ej., caídas
Pastillas de freno de disco
Consecuencias
Características de
reconocimiento
El material de la pastilla se
vuelve poroso, completa o
parcialmente, el material de
la pastilla se fragmenta a
causa del óxido
La placa de soporte de la
pastilla presenta claros
signos de oxidación, restos
de adhesivo, la capa intermedia y el material de la pastilla
son visibles en la placa de
soporte de la pastilla
La pastilla se disuelve incluso
con una carga reducida.
La placa de soporte de la
pastilla está lisa o la capa
intermedia y el adhesivo solo
son visibles parcialmente
El material se descompone,
se rompe parcialmente y/o
se daña la capa intermedia
y el adhesivo. El material se
desprende completamente
La pintura se descascarilla,
coloración parcial azul de la
placa de soporte de la pastilla,
el material de la pastilla está
endurecido, hace un sonido
duro, presenta una decoloración marrón rojiza, parcialmente con ceniza blanca
El material de la pastilla
se suelta de la placa de
soporte de la pastilla, llegan
a producirse separaciones
de las capas
Las pastillas de freno de
disco son nuevas, separación
por encima del adhesivo o
la capa intermedia. Daños
reconocibles en la placa de
soporte de la pastilla
Atención:
• El desprendimiento puede
tener diversas causas, a cuyo
efecto únicamente recae en
nuestra área de influencia la
producción defectuosa y, por
lo tanto, se reconocerá como
reclamación.
• Básicamente, en primer lugar,
se calentará el freno de la
rueda y, a continuación, se
dañará la pastilla.
• Una pastilla de freno cizallada
nunca es la causa de que
un freno de ruedas tenga un
rodaje caliente.
13
Pastillas de freno de disco
Daños provocados por el uso
Grietas superficiales
Las grietas superficiales carecen de importancia, no
representan riesgos de seguridad. Incluso con pastillas de
frenos acanaladas no hay ninguna desventaja en términos
de resistencia de la pastilla.
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Pastillas de freno de disco
Daños provocados por el uso
Rotura de los bordes
Explicación:
• Consecuencias relacionadas
con el diseño que,
dependiendo de la carga
térmica o mecánica, pueden
estar marcadas de forma
completamente diferente.
• La rotura de bordes está
permitida en hasta un máx.
del 10% de la superficie de
fricción total.
Las roturas carecen de importancia, no representan
riesgos de seguridad.
Con todo, las roturas en el área destacada están permitidas
en un máx. del 10% de la superficie total de la pastilla.
15
Pastillas de freno de disco
Daños provocados por el uso
Separación de las capas /
Desprendimiento de los bordes
Explicación:
• En esta zona las roturas o los
desprendimientos no están
permitidos.
• Los resquebrajamientos o
los desprendimientos en la
zona de unión del material de
fricción no están permitidos.
Zona protegida de unión de la pastilla por
debajo de la marca
Pastilla con desprendimiento no permitido
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Pastillas de freno de disco
Daños provocados por el uso
Patrón de contacto defectuoso
Causas:
• Disco de freno
desgastado o falso.
• Defecto/impureza
en el frenado.
• Tensión de frenado
insuficiente.
• Véase también Error de
Montaje/Error de producción.
Pastilla con patrón de contacto insuficiente
Daño por carga sobre el borde lateral
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Pastillas de freno de disco
Daños provocados por el uso
Explicación:
• Destrucción del material de
la pastilla por sobrecarga
mecánica y térmica puntual.
Uso de pastillas de freno nuevas sobre discos de freno
altamente rugosos/rodados en exceso.
Explicación:
• Accesibilidad insuficiente
de las pastillas de freno por
defectos en los frenos.
• Puede aparecer tanto a nivel
de la rueda como a nivel del
eje.
Funcional
Elevada carga térmica unilateral
18
Defectuoso
Pastillas de freno de disco
Producción defectuosa
Explicación:
• Fallo de prensado no
permitido.
• En principio, los
resquebrajamientos paralelos
a la placa de soporte de la
pastilla están permitidos.
Separación/resquebrajamiento de las capas en la nueva
pastilla de freno
Explicación:
• Una dureza insuficiente del
material de fricción a causa
de un fallo de prensado dará
como resultado porosidad y
roturas en la superficie.
Roturas en la superficie, sin indicios reconocibles de
cargas térmicas elevadas
19
Pastillas de freno de disco
Producción defectuosa
Causas:
Fallo de prensado no permitido.
Roturas en los bordes
Causas:
Salientes de prensado causados
durante la construcción con el fin de
un uso completo del anillo de fricción
del disco de freno.
Saliente de prensado permitido
Explicación:
En principio, los cuerpos extraños no
están permitidos, en proporciones
de mezcla no homogéneas están
permitidos en hasta un máx. del 5%
de la superficie.
Cuerpo extraño en el material de la pastilla
20
Pastillas de freno de disco
Error de montaje
Causas:
No se respeta la posición de
instalación.
Funcional
Defectuoso
Marca/signos visibles en la placa de soporte de la pastilla
Causas:
Manipulación inadecuada
antes o durante la instalación
Muelle del pistón deformado, no permitido
21
Pastillas de freno de disco
Error de montaje
Causas:
Pastilla de freno instalada de
forma inadecuada.
Muelle de retención dañado
Causas:
Accesorio sometido al desgaste
debido al uso y, dependiendo del
modelo, se incluye en el suministro.
Placas enganchables desgastadas
Causas:
No se respeta la protección
contra torsión
Atención:
Respetar el correcto
posicionamiento de la pinza de
freno para poder garantizar un
funcionamiento libre de fallos.
Huella del pistón en la protección contra torsión
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Pastillas de freno de disco
Error de montaje
Causas:
El eje del freno no está libre de
suciedad y corrosión.
Variación dimensional de la
placa de soporte de la pastilla.
Daños significativos por influencias externas
Causas:
El pistón del freno no está
libre de suciedad y corrosión;
engrasado en exceso.
Oquedad en la chapa aislante fuera de servicio
por suciedad
Causas:
Modificación no permitida
durante el montaje.
Geometría de la pastilla modificada inadecuadamente
23
Pastillas de freno de disco
Error de montaje
Causas:
Posicionamiento incorrecto de
la pastilla en la mordaza.
Huella del pistón no homogénea en toda la superficie
Causas:
Pistón diferencial en la
pinza de freno desajustado.
Controlar el pistón diferencial con un medidor
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Pastillas de freno de disco
Daños por influencias medioambientales
Causas:
Patrón de contacto
insuficiente, frenado de
limpieza defectuoso
tras una sobrecarga de
temperatura.
Vitrificación de la superficie de fricción
Causas:
Con frecuencia no se alcanza
la temperatura de funcionamiento,
no se lleva a cabo la autolimpieza.
Suciedad de la superficie de
fricción por, p. ej., óxido,
impurezas, pintura o sal.
Suciedad de la superficie de fricción
Estriamiento excesivo en la superficie de la pastilla
Causas:
Uso de un disco de freno rugoso.
Acceso al disco por parte de
cuerpos extraños: suciedad, sal
o corrosión.
Distribución insuficiente del
granulado de fricción en el
material de la pastilla.
Causas:
Transferencia de material del
disco de freno a la pastilla de freno
a causa de, p. ej., diferencias de
desgaste, condiciones climáticas
y/o incompatibilidad del material.
Formación de impurezas – inclusiones metálicas en la
superficie de revestimiento
25
Pastillas de freno de disco
Indicaciones especiales de montaje
Atención:
Se deberá cumplir con las
instrucciones especiales de
montaje de las diferentes medidas
secundarias para evitar los ruidos,
la aparición de trepidación, el
resquebrajamiento de los discos y
el desgaste por inclinación.
Instrucciones especiales de montaje de las diferentes
medidas secundarias
26
Pastillas de freno de disco
Todas las imágenes sobre daños presentadas sirven de ilustración y pueden
tener diferentes consecuencias dependiendo del modelo de frenos/vehículo.
Estas representan una guía, pero no pueden sustituir a la evaluación de daños
por parte de un experto in situ. A menudo se presentan en combinación con otros.
27
Discos de freno para frenos de turismos
Trepidación al frenar
Diferenciación entre
“Trepidación térmica” y
“Trepidación fría”
Con “trepidación al frenar” se entiende la manifestación de pares de frenado
desiguales y, con ello, la aparición de fluctuaciones en la potencia de frenado
durante el proceso de frenado, más específicamente, durante una rotación
del disco de freno. En cuanto a su causa, estos fenómenos se dividirán en:
trepidación térmica, la cual tienen lugar durante el frenado a altas velocidades,
y trepidación fría, la cual puede ocurrir en todos los rangos de velocidad.
Trepidación térmica
El fenómeno de “trepidación térmica” se puede describir de la siguiente
manera:
■
■
Normallage
Sonido retumbante en un rango de frecuencia entre 100 y 250 Hz, el
retumbar puede experimentar intensidades cambiantes durante el
proceso de frenado. El efecto de frenado no se verá afectado por esto.
Fluctuación del par de giro y/o vibraciones en el volante, así como
pulsaciones en el pedal de freno y vibraciones en las piezas del chasis.
Durante el proceso de frenado las incidencias de estos fenómenos dependerán
del efecto de la potencia de frenado en ese momento (fuerza del pedal). Los
efectos de la trepidación térmica pueden reconocerse típicamente por las
manchas dispuestas en forma de anillos sobre las superficies de fricción de
los discos de freno. Debido a la influencia de los picos de temperatura locales
durante la proceso de frenado, tiene lugar una transferencia de material de la
pastilla de freno de disco al disco de freno y/o se produce un cambio estructural permanente en el material de fundición del disco de freno. Normalmente,
se puede volver a eliminar una transferencia de material a través del frenado
en el rango de carga normal; a través del cambio estructural que tiene lugar
puntualmente, el cual también se conoce como formación de martensita,
la estructura se vuelve más dura que la estructura inicial y solo puede ser
eliminada mediante un proceso de trabajo de corte. Es por esto que se debe
prestar atención a que la estructura endurecida se retire completamente.
Sin embargo, para evitar riesgos, se recomienda un cambio de disco de freno.
El fenómeno de formación de manchas a causa del sobrecalentamiento a
nivel local tiene varias causas:
■
Schirmungseffekt
■
■
28
No siempre está asegurada la estabilidad dimensional del disco de freno
bajo las condiciones térmicas que se producen durante el proceso de
frenado. Bajo estas condiciones, la superficie del anillo de fricción del
respectivo disco de freno puede inclinarse reversible o irreversiblemente.
Se crea un efecto paraguas frente al estado normal del cuerpo del disco
de freno.
El grosor mínimo del disco de freno no es alcanzado (véase la recomendación
del fabricante) y la capacidad de acumulación de calor se ve por lo tanto
reducida en gran medida.
Las pastillas de freno de disco instaladas están extremadamente desgastadas y solo cuentan con un efecto amortiguador insuficiente.
Discos de freno para frenos de turismos
■
■
■
Los discos de freno no se corresponden, en cuanto al material de fundición y las
tolerancias, con las especificaciones del fabricante.
Las pastillas de freno de disco instaladas no son adecuadas para este tipo de uso
y/o no se corresponden con el equipamiento original o con unos estándares de
calidad equiparables.
No se indica el correcto funcionamiento del sistema de frenos o partes del mismo
tienen un tamaño insuficiente.
Además de las causas descritas para el proceso de “trepidación térmica” como
resultado del sobrecalentamiento puntual, se deberán considerar también otros
factores como ruedas calibradas insuficientemente o partes desgastadas de los
cojinetes de la suspensión y la dirección, así como un eje delantero ajustado de forma
deficiente, los cuales pueden desencadenar o amplificar la aparición de la trepidación.
Durante la aparición de trepidación, por lo general se dan múltiples causas al mismo
tiempo y es por esto que no se puede determinar una única causa fácilmente.
Es por esto que es necesario proceder cautelosamente con el fin de analizar las
causas con la consiguiente subsanación de los daños. Convenientemente, esto se
dejará en manos del potencial de experiencia de talleres especializados.
Sin embargo, básicamente existen los siguientes procedimientos de comprobación:
■
■
■
■
■
■
■
■
Proceso de comprobación
En primer lugar, se determinará claramente si los efectos de interferencia provienen
del eje delantero o del trasero .
Se determinará el nivel de los daños de los componentes funcionales a través de
una comprobación visual. En todos los casos, los discos de freno o las pastillas de
freno de disco muy dañados tienen que ser reemplazados en cada eje.
Se deberá comprobar el permiso de idoneidad técnica de las pastillas de freno de
disco instaladas de conformidad con las recomendaciones orientadas al fabricante .
Se deberá controlar el estado funcional de los frenos de disco, en particular el
estado de las partes lisas, y, dado el caso, efectuar reparaciones profesionales.
Se debe comprobar el rodaje de las ruedas con respecto al desequilibrio y,
dado el caso, volver a equilibrarlas.
Se deberá comprobar el estado funcional de la suspensión y de las piezas de la
dirección y sustituir las piezas dañadas.
Los componentes individuales de los cojinetes del alojamiento de las ruedas
deberán controlarse en busca de defectos y, dado el caso, sustituirlos (set de
cojinetes).
Se deberá comprobar la geometría del eje en cuanto a los valores de referencia del
fabricante del vehículo y corregirla si fuera necesario.
En principio, se puede influenciar favorablemente la trepidación térmica mediante la
elección de un material de fricción adecuado, siempre que el estado de los otros
componentes mencionados del vehículo no presenten fallos. Sin embargo, en este
contexto hay que indicar que tales optimizaciones deberán ser tomadas en
consideración de acuerdo con los requisitos generales de un sistema de frenos.
29
Discos de freno para frenos de turismos
Trepidación fría
El fenómeno de “trepidación fría” puede determinarse durante frenadas
normales a través de pulsaciones en el pedal de freno, vibraciones del volante
y/o vibraciones y oscilaciones de las piezas del eje o del chasis.
Como característica diferenciadora frente a la “trepidación térmica”, se debe
indicar que los efectos de la trepidación fría pueden ocurrir durante casi todos
los procesos de frenado y que, en ella, el rango de frecuencia es significativamente menor (alrededor de 5-50 Hz). Las diferentes intensidades pueden
producirse de acuerdo con los respectivos rangos de velocidad del vehículo.
La causa principal de la trepidación fría es un grosor desigual del anillo de
fricción del disco de freno. Además, por supuesto, al igual que en el proceso
de ”trepidación térmica“, las partes defectuosas de los cojinetes también
potenciarán el efecto de desequilibrio de la rueda.
Causas del grosor desigual
Entonces, ¿cómo se produce este grosor desigual? Todos los discos de freno
tienen fallos de concentricidad radial (sacudida) que se producen por tolerancias causadas por la fabricación y el montaje. Dado que, durante un manejo sin
proceso frenado, las pastillas de freno de disco no pueden separarse de forma
segura y duradera del disco de freno, con cada rotación de la rueda tienen
lugar contactos puntuales entre la pastilla de freno y el disco de freno. Aunque
en este caso las fuerzas de contacto son relativamente bajas, se produce
continuamente un desgaste en el mismo punto del disco de freno (diferencia
de grosor), lo que, a partir de cierto tamaño, conduce a la trepidación. Esta
diferencia de grosor puede volver a reducirse o eliminarse mediante el frenado
normal y el sistema de frenos puede mantenerse en interacción entre la producción y la reducción de las diferencias de grosor en un equilibrio aceptable,
siempre que se cumplan ciertas condiciones. Estas condiciones serán tratadas
en declaraciones posteriores.
Como factores que influyen en la diferencia de grosor se cuentan:
■
■
■
■
■
Fallos de concentricidad radial (desviación frontal) de los discos de freno
una vez instalados;
el grado de acción del material de fricción contra el material de los discos
de freno bajo las condiciones del estado sin frenar;
la capacidad específica del material de las pastillas de freno de disco, para
reducir o eliminar la diferencia de grosor de los discos de freno durante el
proceso de frenado normal;
el comportamiento de disolución de la pastilla de freno y su consiguiente
capacidad para soltar las pastillas de freno de disco del disco de freno;
las condiciones de uso del vehículo y el comportamiento durante el manejo
del conductor.
Los efectos de las diferencias de grosor existentes y de igual tamaño en los
discos de freno pueden ser muy diferentes de un tipo de vehículo a otro y
dependen de los factores de transmisión y de la capacidad de amortiguación
descritos de las partes del eje, la dirección y la suspensión.
30
Discos de freno para frenos de turismos
Las causas de la trepidación se pueden inspeccionar atendiendo a las
siguientes indicaciones:
■
La comprobación de la concentricidad (desviación frontal) de los discos
de freno se lleva a cabo una vez instalados, idealmente con una rueda
montada apropiadamente.Se efectuará con un comparador de cuadrante
que tenga, como mínimo, una precisión de 0,01 mm, aprox. 10-15 mm por
debajo del radio de disco exterior. Sin embargo, una medición del radio
medio de fricción también es suficiente. El valor medido en los vehículos
más nuevos no deberá sobrepasar, medido sobre varias rotaciones de la
rueda, los 0,070 mm (vehículos con problemas: < 0,040 mm). Es importante
tener en cuenta que esta comprobación solo es significativa en discos de
freno nuevos.
Debido a las tolerancias de los componentes, en los vehículos más antiguos,
a menudo no se pueden alcanzar valores tan bajos. Sin embargo, en principio,
se puede lograr una optimización si se sitúa el disco del freno en el cubo
haciéndolo coincidir con los agujeros de fijación, de modo que se produzca el
valor de medición más bajo. Las desviaciones de concentricidad de los discos
de freno en un tamaño de 0,10 mm tampoco deberán excederse en vehículos
más antiguos. Dado el caso, esto deberá optimizarse a través del recambio/
combinación de los componentes que ejercen influencia (cubo, disco de freno,
alojamiento). Por otra parte, se debe tener un cuidado extremo con respecto al
estado de limpieza y sin defectos de las superficies de contacto y los ajustes.
■
■
■
Messung
des Rundlaufs
(Seitenschlag)
mit einer
Präzisionsmessuhr
Como ya se mencionó anteriormente, el cubo puede ser responsable de
grandes sacudidas del disco y deberá medirse con relación al fallo de
concentricidad radial. Como punto de referencia aquí puede aceptarse un
valor máximo de 0,030 mm. Este hace referencia al radio exterior detectable.
Para desviaciones mayores se deberá reemplazar el cubo.
La ondulación de un disco de freno también es un criterio en relación con
la influencia de la exactitud de la concentricidad radial. Por lo tanto, también
es útil llevar a cabo una comprobación de la misma. Aquí no se deberá
exceder un valor de 0,050 mm. Sin embargo, la comprobación solo podrá
llevarse a cabo con dispositivos especiales.
La medición de las diferencias de grosor del anillo de fricción de un disco
de freno solo se puede llevar a cabo con precisión utilizado dispositivos
especiales. Sin embargo, con una precisión suficiente, esto también se
puede hacer con un tornillo micrométrico de precisión que ofrezca una
exactitud de medición de ± 0,001 mm. Aquí se deberán efectuar mediciones
en 12-15 puntos de la circunferencia y en unos 10-15 mm por debajo del
radio exterior de fricción. Dependiendo del tipo de vehículo, los grosores
desiguales de 0,012–0,015 mm (vehículos con problemas: < 0,008 mm)
podrían ya derivar en la aparición de trepidación. Es por esto que dichos
valores no deben excederse con discos nuevos y, por consiguiente, para los
discos de freno de Textar, se aplican como límite de tolerancia absoluto.
31
Discos de freno para frenos de turismos
Otras medidas de comprobación
Por lo demás, se recomienda que algunos de los procedimientos de comprobación que se describen en la sección “Trepidación térmica” también se
lleven a cabo. A estos pertenecen el estado funcional de los frenos de disco,
el alojamiento de la rueda, la suspensión y las piezas de dirección, el ajuste del
eje delantero y, en general, el permiso de idoneidad técnica de las pastillas de
freno de disco.
Las declaraciones anteriores dejan claro que las causas de un fallo de
concentricidad radial excesivo y, por lo tanto, de la formación de diferencias
de grosor no son fáciles de determinar. Sin embargo, a través de la medición,
en la medida de lo posible y, dado el caso, el recambio los mismos, se puede
limitar el fallo en gran medida.
Como ya se ha mencionado anteriormente, el comportamiento durante el
manejo y las condiciones del tráfico también son determinantes para la
diferencia de grosor de los discos de freno. Incluso con el manejo en carretera
durante unos pocos miles de kilómetros, con muy pocas frenadas y un consumo
de energía reducido, se pueden generar diferencias de grosor que den lugar a
la aparición de trepidación. En una etapa posterior, con relativamente muchos
procesos de frenado, se puede regenerar de nuevo el disco.
32
Tendenz zur
Dickendifferenzbildung
hohe Anzahl
Bremsvorgänge
niedrige Anzahl
Bremsvorgänge
Kein Kaltrubbeln,
aber reduzierte
Lebensdauer der
Bremsscheiben
Discos de freno para frenos de turismos
Trepidación causada por manchas de inactividad
Tras un periodo de inactividad prolongado de un vehículo y, en particular, con
humedad y/o tras la exposición a la sal, las pastillas de freno de disco pueden
corroerse en el disco o puede llegar a formarse una corrosión pronunciada
en la superficie del disco opuesta a la de la pastilla, lo cual conducirá a una
trepidación significativa. En caso de una corrosión pronunciada, una carga de
arranque ligera y brusca puede ser capaz de deshacer esta unión. Cuando la
adherencia sea excesiva, se deberá desmontar la pastilla de freno y el disco de
freno deberá ser pulido o reemplazado. Las pastillas de freno de disco también
deberán ser reemplazadas si existiesen daños. Si tras el periodo de inactividad
apareciese únicamente una ligera trepidación, dicho fenómeno podrá normalizarse tras un recorrido considerable. Sin embargo, si la trepidación fuese
demasiado intensa y molesta, o si no se redujera este efecto a través de las
frenadas de servicio, entonces los discos de freno deberán ser mejorados o
sustituidos.
Chirrido durante el proceso de frenado
Siempre que en el sistema de frenos no existan defectos estructurales de
base, el disco de freno solo será causalmente responsable de la aparición
de chirridos cuando las condiciones de soporte entre el disco y la pastilla de
freno sean defectuosas o las superficies de los discos estén dañadas por la
corrosión, etc. Sin embargo, debido a las proporciones geométricas del disco
de freno, este es una fuente idónea de ruidos.
Se recomienda el siguiente procedimiento para la acción correctiva:
■
■
■
■
Comprobar elestado de desgaste y el estado superficial de las pastillas
de freno de disco y de los discos de freno y, dado el caso, reemplazar las
piezas;
comprobar si se han instalado pastillas de freno de disco autorizadas y
apropiadas;
comprobar la existencia y el estado de los elementos de amortiguación
de ruido (chapas de amortiguación, pintura de amortiguación, pastas);
comprobar la accesibilidad de los elementos guía y del pistón de
accionamiento de los frenos del disco.
El proceso de frenado se asigna físicamente al roce en seco, el cual ocasiona
de forma natural y fácilmente las vibraciones y, por lo tanto, el ruido. En vista
de los parámetros antes mencionados y de las condiciones de funcionamiento,
es muy difícil suprimir la formación de cualquier ruido. Sin embargo, el estado
actual de la técnica ha logrado un alto grado de fiabilidad.
33
Discos de freno para frenos de turismos
Otros posibles defectos
En la mayoría de los casos, y sobre todo cuando se trata del eje delantero, la
causa no se deberá al disco de freno.
Acción de frenado insuficiente
En tales casos, se deberá determinar si se han instalado las pastillas de freno
de disco apropiadas, si estás aún no están desgastadas, si las superficies de
los discos de freno y las pastillas están libres de defectos y si el sistema de
frenos está funcionando correctamente (pistón, guías, amplificador).
En los frenos de disco del eje trasero, debido a una baja carga específica,
puede aparecer corrosión en el disco de freno o tener lugar acondicionamientos
de la superficie del par de fricción, los cuales influenciarán la efectividad. Sin
embargo, esto apenas será perceptible para el conductor debido a la pequeña
componente de potencia de frenado del eje trasero. En tales casos, los discos
necesitarán ser mejorados o sustituidos. Las pastillas de freno de disco también
deberán ser reemplazadas.
Los discos de freno presentan
resquebrajamientos
Las cargas de choque térmico pueden llegar producir la formación de grietas
en la estructura de fundido sobre la superficie del anillo de fricción del disco
del freno. Las grietas afectan a la resistencia del componente y pueden,
dependiendo del tamaño y del punto de partida de la carga, ser responsables
de la rotura del material. Es difícil hacer una afirmación vinculante acerca de la
magnitud permitida de las grietas. Sin embargo, para evitar riesgos, los discos
de freno deben ser sustituidos siempre que las grietas sean claramente visibles
a simple vista. Además, se deberá tener en cuenta que el riesgo de rotura
aumenta con la longitud de las grietas.
Junto al riesgo de rotura, debido a un efecto similar al de un rascador, las
grietas generan un mayor desgaste en las pastillas de freno de disco. Este
efecto aumenta bajo la influencia de la temperatura, ya que aquí tiene lugar
una distensión de la brecha.
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Discos de freno para frenos de turismos
Los discos de freno son rugosos
Las estrías en la superficie de fricción pueden deberse a las siguientes causas:
■
■
Material de fricción inadecuado de las pastillas de freno de disco;
fuerte influencia de la suciedad en el disco de frenon/las pastillas de freno
de disco;
■
exposición a la corrosión;
■
sobrecarga del sistema de freno;
■
material del disco de freno demasiado blando.
Las estrías se producen en estructuras muy diferentes entre finas y muy
gruesas. Es por esto que es difícil poder hacer afirmaciones generalizadas
válidas sobre si el estado sigue siendo o no tolerable. Sin embargo, la experiencia del experto garantiza, en general, la decisión correcta. El efecto de
frenado no se ve afectado, dentro de ciertos límites, a causa de la formación
de estrías, sin embargo, al cambiar las pastillas, se deberán mejorar o
reemplazar también los discos.
La vida útil de los frenos es demasiado corta
La vida útil de los discos de freno, así como la de las pastillas de freno de
disco, aunque sea importante, es tan solo uno de los componentes en el
desarrollo de un sistema de frenos. Para condiciones normales de uso, es
deseable que para muchos tipos de aplicaciones del eje delantero se puedan
incluir dos juegos de pastillas de freno de disco en el disco de freno. Con el fin
de establecer unos objetivos específicos y ponderados más altos, tales como
evitar la aparición de trepidación fría, la vida útil puede ser inferior a este valor.
Los valores de vida útil logrados en la práctica dependen de los siguientes
factores:
■
Comportamiento durante el manejo del conductor;
■
las condiciones del tráfico;
■
las condiciones de uso topográficas y climáticas;
■
la exposición a la suciedad;
■
el material de fundición y la formación de la estructura del disco de freno;
■
grado de acción de la pastilla de freno del disco;
■
accesibilidad de los elementos deslizantes y de guía, y del pistón de
accionamiento del freno.
Dada la variedad de influencias, la vida útil del disco se presenta en la práctica
como una magnitud estadística, a cuyo efecto, en la función distributiva, los
valores superiores se encentran en un factor de 10-15 más altos que los
inferiores. En cuanto a trayectos concretos, el rango puede situarse, p. ej.,
entre 20.000 y 300.000 km, a cuyo efecto, en casos individuales, aún son
posibles los trayectos por debajo y por encima de estos límites. Es por esta
razón que por parte del fabricante y del distribuidor no se pueden ofrecer
garantías de vida útil.
35
Discos de freno para frenos de turismos
Resumen y sección de imágenes
Ejemplos típicos de
factores de error mencionados
Si se toma en consideración y se analizan las reclamaciones presentadas
para el sistema de frenos, entonces se asignará como causa de la reclamación
un porcentaje de la cuota mayoritaria del disco de freno. Aquí tiene de nuevo
importancia el punto ”trepidación de los frenos”.
Sin embargo, basándose en la complejidad y la variedad de las posibilidades
de influencia, se debe tener en cuenta que, inicialmente e in situ, a menudo
es difícil determinar si un disco de freno está dañado y cuál es la razón de
esto. Basándose en la experiencia disponible se puede afirmar que en un gran
número de casos en los que hay un daño real en el disco del freno, la causa
debe buscarse en otro lugar (sacudidas excesivas del disco a causa del ajuste
global de la tolerancia, pastillas de freno inadecuadas, freno de la rueda
defectuoso, etc.). En muchos casos, los discos de freno reclamados se
encuentran en perfecto estado y la causa del fallo no puede identificarse.
Esto conduce inevitablemente a que las reclamaciones tengan que ser
rechazadas, lo cual tiene efectos secundarios desagradables, como comprobaciones de larga duración y elevados costes, pérdida de tiempo en total y la
molestia de las partes involucradas. Además, la sustitución de las piezas no
conduce a la corrección del problema a largo plazo y los mismos defectos
vuelven a tener lugar una vez transcurrido algún tiempo.
Solo se puede mejorar la situación y, por lo tanto, la satisfacción del cliente,
si se pueden identificar las respectivas causas del daño de forma fiable,
si se utilizan únicamente repuestos adecuados y aprobados, y si los trabajos
de mantenimiento se llevan a cabo con la máxima precisión posible.
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Discos de freno para frenos de turismos
Trepidación térmica
Sonidos retumbantes y vibraciones durante el proceso de
frenado a altas velocidades
Disco de freno sobrecalentado localmente con
”manchas de trepidación“
Trepidación fría
Comprobación:
Vibraciones de las piezas del
chasis, vibración del volante o
pulsación del pedal de freno
para frenadas en casi todos los
rangos de velocidad.
SRO
dt1
dt2
dt3
360ϒ
dt1:
dt2:
dt3:
minimale Scheibendicke
durch partiellen Reibverschleiß
Ausgangsdicke
Scheibendicke nach Einebnung
des Schlages
dt2 – dt1:
maximale Scheibendickendifferenz
SRO:
maximaler Scheibenschlag
Diferencia de grosor de un disco de freno
Medición de las sacudidas
del disco en el vehículo
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Discos de freno para frenos de turismos
Manchas de inactividad
Causas:
Corrosión, causada por la
influencia de la humedad,
exposición a la sal u otras
influencias ambientales.
Disco de freno con manchas de inactividad
Disco de freno resquebrajado
Causas:
Elevada carga alternante,
térmica y mecánica.
Causas:
El disco de freno está gastado
más allá de la medida de desgaste permitida.
Comprobación:
Aparecen de pronto fuertes
trepidaciones.
38
Disco de freno con
estriamiento pronunciado
a causa del calor.
Disco de freno agrietado
Discos de freno para frenos de turismos
Disco de freno rugoso
Causas:
Exposición a la suciedad,
sobrecarga, material de los
discos y/o material de la
pastilla inadecuados.
Disco de freno con estrías
Pastillas de freno completamente desgastados
El material de fricción está
desgastado hasta el soporte
de acero
Causas:
No se cambiaron a tiempo las
pastillas de freno.
Correspondiente disco de
freno dañado
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Discos de freno para frenos de turismos
Discos de freno corroídos
Causas:
Periodo de inactividad prolongado con frenos húmedos,
a causa de la formación de
manchas de inactividad se
produce una modificación de la
estructura del anillo de fricción.
Consecuencias:
Frenado duro, ruidos de frenado,
aparición de trepidación.
Disco de freno corroído
Diferentes grosores del anillo
de fricción interno y externo
Condicionado por la construcción, para las diferentes absorciones de temperatura.
Diferencia permitida por
anillo de fricción máx. 0,5 mm.
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Discos de freno para frenos de turismos
Diferencia de grosor del anillo de fricción
Causas:
Procesamiento erróneo,
funcionamiento con sacudidas
del disco demasiado grandes y,
a su vez, una utilización demasiado reducida del freno.
Consecuencias:
Trepidación fría.
Diferencia de grosor
Alto grado de oxidación en la superficie del sistema
Causas:
Limpieza insuficiente,
recubrimiento defectuoso
por suciedad.
Consecuencias:
Formación de diferencias de
grosor por desviación frontal
no permitida.
Alto grado de oxidación
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Discos de freno para frenos de turismos
Daños de fundición
Causas:
Error durante el
proceso de fundición.
Consecuencias:
Reducción de la dureza.
Daños de fundición
Causas:
• Error de montaje
(par de giro errónea durante
el montaje de los discos de
freno).
• Posición errónea del disco de
freno por no cumplir con las
tolerancias de fabrica.
Resquebrajamiento en el área de la
recámara de los discos de freno
Consecuencias:
Reducción de la dureza, ruidos.
Resquebrajamiento en el área de la recámara de los discos
de freno
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Evaluación de daños en
Pastillas de freno de disco y Discos de freno
Puede encontrar más información en Internet en:
www.textar.com
Línea directa de
servicio de Textar
A través del número
+49 (0)2171/703 397
Respondemos sus preguntas técnicas y sobre
productos en días laborales. También sus consejos
e indicaciones basados en la práctica nos interesan
y son de gran ayuda. ¡Póngase en contacto
con nosotros!
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Notas
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Evaluación de daños en
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Notas
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Notas
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Notas
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