Freno de disco

Un freno de disco es un tipo de freno que utiliza las pinzas para apretar pares de pastillas contra un disco o un rotor ^[1] para crear fricción . ^[2] Hay dos tipos básicos de mecanismos de fricción de las pastillas de freno: fricción abrasiva y fricción adherente. ^[3] Esta acción ralentiza la rotación de un eje, como el eje de un vehículo , ya sea para reducir su velocidad de rotación o para mantenerlo estacionario. La energía del movimiento se convierte en calor , que debe disiparse al medio ambiente.

Los frenos de disco accionados hidráulicamente son el dispositivo mecánico más utilizado para reducir la velocidad de los vehículos de motor. Los principios de un freno de disco se aplican a casi cualquier eje giratorio. Los componentes incluyen el disco, el cilindro maestro y la pinza, que contienen al menos un cilindro y dos pastillas de freno a ambos lados del disco giratorio.

El desarrollo de los frenos de disco comenzó en Inglaterra en la década de 1890. En 1902, la Lanchester Motor Company diseñó frenos que se veían y funcionaban de manera similar a un sistema de freno de disco moderno, aunque el disco era delgado y un cable activaba la pastilla de freno. ^[4] Otros diseños no fueron prácticos ni estaban ampliamente disponibles en los automóviles durante otros 60 años. La aplicación exitosa comenzó en aviones antes de la Segunda Guerra Mundial. El tanque alemán Tiger fue equipado con discos en 1942. Después de la guerra, el progreso tecnológico comenzó en 1949, con frenos de disco en las cuatro ruedas tipo pinza en la línea Crosley y un tipo Chrysler sin pinza. En la década de 1950, hubo una demostración de superioridad en la carrera de las 24 Horas de Le Mans de 1953 , que requirió frenar desde altas velocidades varias veces por vuelta. ^[5] El equipo de carreras Jaguar ganó, usando autos equipados con frenos de disco, y gran parte del crédito se atribuyó al rendimiento superior de los frenos sobre los rivales equipados con frenos de tambor . ^[5] La producción en masa comenzó con la inclusión de Crosley en toda la producción entre 1949 y 1950, y la producción en masa sostenida comenzó en 1955 con el Citroën DS . ^[4]

Los frenos de disco ofrecen un mejor rendimiento de frenado que los frenos de tambor porque el disco se enfría más fácilmente. En consecuencia, los discos son menos propensos a la pérdida de potencia de frenado causada por el sobrecalentamiento de los componentes del freno. Los frenos de disco también se recuperan más rápidamente de la inmersión (los frenos húmedos son menos efectivos que los secos). ^[5]

La mayoría de los diseños de frenos de tambor tienen al menos una zapata delantera, que proporciona un efecto servo . Por el contrario, un freno de disco no tiene efecto servo, y su fuerza de frenado siempre es proporcional a la presión que ejerce el sistema de frenado sobre la pastilla de freno a través de cualquier servofreno, pedal de freno o palanca. Esto tiende a dar al conductor una mejor "sensación" y ayuda a evitar un bloqueo inminente. Los tambores también son propensos a "acampanarse" y atrapar material de revestimiento desgastado dentro del conjunto, lo que provoca diversos problemas de frenado. ^{[ cita requerida ]}

El disco suele estar hecho de hierro fundido . En algunos casos, puede estar hecho de materiales compuestos, como carbono-carbono reforzado o materiales compuestos de matriz cerámica . Este se conecta a la rueda y al eje . Para frenar la rueda, el material de fricción en forma de pastillas de freno , montadas en la pinza de freno , se fuerza mecánica, hidráulica , neumática o electromagnéticamente contra ambos lados del disco. La fricción hace que el disco y la rueda acoplada disminuyan la velocidad o se detengan.

El disco de freno es la parte giratoria del conjunto de freno de disco de una rueda, contra la cual se aplican las pastillas de freno. El material es típicamente hierro gris , ^[6] una forma de hierro fundido . El diseño de los discos varía. Algunos son sólidos, pero otros están ahuecados con aletas o paletas que unen las dos superficies de contacto del disco (generalmente incluidas en el proceso de fundición). El peso y la potencia del vehículo determinan la necesidad de discos ventilados. ^[7] El diseño de disco "ventilado" ayuda a disipar el calor generado y se usa comúnmente en los discos delanteros más cargados.

Los discos de las motocicletas, las bicicletas y muchos automóviles suelen tener orificios o ranuras cortadas en el disco. Esto se hace para una mejor disipación del calor , para facilitar la dispersión del agua superficial, para reducir el ruido, para reducir la masa o para comercializar cosméticos. ^{[ cita requerida ]}

Los discos ranurados tienen canales poco profundos mecanizados en el disco para ayudar a eliminar el polvo y los gases. El ranurado es el método preferido en la mayoría de los entornos de carreras para eliminar los gases y el agua y desglasar las pastillas de freno. Algunos discos están perforados y ranurados. Los discos ranurados generalmente no se utilizan en vehículos estándar porque desgastan rápidamente las pastillas de freno; sin embargo, la eliminación de material es beneficiosa para los vehículos de carreras, ya que mantiene las pastillas blandas y evita la vitrificación de sus superficies. En la carretera, los discos perforados o ranurados aún tienen un efecto positivo en condiciones húmedas porque los orificios o ranuras evitan que se acumule una película de agua entre el disco y las pastillas.

Los discos de dos piezas son aquellos en los que la parte de montaje central del disco se fabrica por separado del anillo de fricción exterior. La sección central que se utiliza para el montaje suele denominarse campana o sombrero debido a su forma. Normalmente se fabrica a partir de una aleación como la 7075 y se anodiza para conseguir un acabado duradero. El anillo exterior del disco suele fabricarse con hierro gris . También pueden ser de acero o cerámica de carbono para aplicaciones particulares. ^{[ cita requerida ]} Estos materiales se originaron en el uso en deportes de motor y están disponibles en vehículos de alto rendimiento y actualizaciones del mercado de accesorios. Los discos de dos piezas se pueden suministrar como un conjunto fijo con tuercas, pernos y arandelas normales o un sistema flotante más complicado en el que las bobinas de transmisión permiten que las dos partes del disco de freno se expandan y contraigan a diferentes velocidades, lo que reduce la posibilidad de que un disco se deforme por sobrecalentamiento. Las principales ventajas de un disco de dos piezas son el ahorro de peso crítico no suspendido y la disipación del calor de la superficie del disco a través de la campana de aleación (sombrero). Tanto las opciones fijas como las flotantes tienen sus inconvenientes y ventajas. Los discos flotantes son propensos a vibrar y a acumular residuos y son más adecuados para los deportes de motor, mientras que los fijos son mejores para el uso en carretera. ^[8]

El desarrollo de los frenos de disco comenzó en Inglaterra en la década de 1890. El primer freno de disco para automóviles con pinza fue patentado por Frederick William Lanchester en su fábrica de Birmingham en 1902 y se utilizó con éxito en los automóviles Lanchester . Sin embargo, la limitada elección de metales en este período hizo que utilizara cobre como medio de frenado que actuaba sobre el disco. El mal estado de las carreteras en ese momento, no más que pistas polvorientas y ásperas, hizo que el cobre se desgastara rápidamente, lo que hizo que el sistema fuera poco práctico. ^{[4] [9]}

En 1921, la empresa de motocicletas Douglas introdujo un tipo de freno de disco en la rueda delantera de sus modelos deportivos con válvulas en cabeza. Patentado por la Asociación Británica de Investigación de Motocicletas y Ciclomotores, Douglas describió el dispositivo como un "nuevo freno de cuña" que funcionaba sobre una "brida de buje biselada". Un cable Bowden accionaba el freno. Los frenos delanteros y traseros de este tipo se instalaron en la máquina en la que Tom Sheard condujo hasta la victoria en el Senior TT de 1923. ^[10]

La aplicación exitosa comenzó en trenes de pasajeros aerodinámicos, aviones y tanques antes y durante la Segunda Guerra Mundial. En los EE. UU., la Compañía Budd introdujo frenos de disco en el General Pershing Zephyr para el ferrocarril Burlington en 1938. A principios de la década de 1950, los frenos de disco se aplicaron regularmente al nuevo material rodante de pasajeros. ^[11] En Gran Bretaña, la Compañía Daimler utilizó frenos de disco en su Daimler Armoured Car de 1939. Los frenos de disco, fabricados por la compañía Girling , eran necesarios porque en ese vehículo de tracción en las cuatro ruedas (4x4) la transmisión final epicicloidal estaba en los cubos de las ruedas y, por lo tanto, no dejaba espacio para los frenos de tambor convencionales montados en el cubo . ^[12]

En la empresa alemana Argus Motoren , Hermann Klaue (1912-2001) había patentado ^[13] frenos de disco en 1940. Argus suministró ruedas equipadas con frenos de disco, por ejemplo, para el Arado Ar 96. [ ^14] El tanque pesado alemán Tiger I se introdujo en 1942 con un disco Argus-Werke de 55 cm ^[15] en cada eje de transmisión.

El Crosley Hot Shot estadounidense tenía frenos de disco en las cuatro ruedas en 1949 y 1950. Sin embargo, estos rápidamente demostraron ser problemáticos y fueron eliminados. ^[4] Crosley volvió a los frenos de tambor, y las conversiones de frenos de tambor para Hot Shots fueron populares. ^[16] La falta de investigación suficiente causó problemas de confiabilidad, como atascos y corrosión, especialmente en regiones que usaban sal en las carreteras de invierno. ^[16] Los frenos de disco en las cuatro ruedas de Crosley hicieron que los autos, y los especiales basados ​​en Crosley, fueran populares en las carreras de SCCA H-Production y H-modified en la década de 1950. ^{[ cita requerida ]} El disco de Crosley era un diseño Goodyear -Hawley, un tipo de pinza "spot" moderna con un disco moderno, derivado de un diseño de aplicaciones aeronáuticas. ^[4]

Chrysler desarrolló un sistema de frenado único, ofrecido desde 1949 hasta 1953. ^[17] En lugar del disco con pinza apretándolo, este sistema usaba discos gemelos expansibles que rozaban la superficie interior de un tambor de freno de hierro fundido, que hacía las veces de carcasa del freno. ^[16] Los discos se separaban para crear fricción contra la superficie interior del tambor mediante la acción de cilindros de rueda estándar . ^[16] Debido al coste, los frenos solo eran estándar en el Chrysler Crown y el Town and Country Newport en 1950. ^[16] Sin embargo, eran opcionales en otros Chrysler, con un precio de alrededor de 400 dólares, en una época en la que un Crosley Hot Shot completo se vendía al por menor por 935 dólares. ^[16] Este sistema de frenos de disco en las cuatro ruedas fue construido por Auto Specialties Manufacturing Company (Ausco) de St. Joseph, Michigan , bajo patentes del inventor HL Lambert, y se probó por primera vez en un Plymouth de 1939 . ^[16] Los discos de Chrysler eran "autoenergizantes", en el sentido de que parte de la energía de frenado contribuía al esfuerzo de frenado. ^[16] Esto se lograba mediante pequeñas bolas colocadas en orificios ovalados que conducían a la superficie de frenado. ^[16] Cuando el disco hacía contacto inicial con la superficie de fricción, las bolas se impulsaban hacia arriba por los orificios, lo que obligaba a los discos a separarse más y aumentaba la energía de frenado. ^[16] Esto generaba una presión de frenado más ligera que con las pinzas, evitaba el desvanecimiento de los frenos, promovía un funcionamiento más frío y proporcionaba un tercio más de superficie de fricción que los tambores estándar de doce pulgadas de Chrysler. ^[16] Los propietarios actuales consideran que el Ausco-Lambert es muy confiable y potente, pero admiten su agarre y sensibilidad. ^[16]

En 1953, 50 modelos Austin-Healey 100S (Sebring) con carrocería de aluminio , construidos principalmente para carreras, fueron los primeros automóviles europeos vendidos al público que tenían frenos de disco, instalados en las cuatro ruedas. ^[18]

El coche de carreras Jaguar C-Type ganó las 24 Horas de Le Mans de 1953 , el único vehículo en la carrera que usaba frenos de disco, desarrollados en el Reino Unido por Dunlop , y el primer coche en Le Mans en promediar más de 100 mph. ^[19] "Los grandes frenos de tambor de los rivales podían igualar la capacidad de frenado de los discos, pero no su formidable poder de resistencia". ^[5]

Antes de esto, en 1950, un Crosley HotShot con frenos de disco de serie en las cuatro ruedas ganó el Índice de Rendimiento en la primera carrera en Sebring (seis horas en lugar de 12) en la víspera de Año Nuevo de 1950. ^{[ cita requerida ]}

El Citroën DS fue el primer vehículo de producción en serie que utilizó frenos de disco modernos, en 1955. ^{[4] [9] [20] [21] [22]} El coche contaba con frenos de disco delanteros de tipo pinza entre sus muchas innovaciones. ^[4] Estos discos estaban montados en el interior cerca de la transmisión y eran accionados por el sistema hidráulico central del vehículo. Este modelo llegó a vender 1,5 millones de unidades a lo largo de 20 años con la misma configuración de frenos. ^[4]

A pesar de los primeros experimentos realizados en 1902 por la británica Lanchester Motor Company y en 1949 por las estadounidenses Chrysler y Crosley , la costosa y propensa a problemas tecnología no estaba lista para la producción en masa. ^{[4] [17]} Los intentos pronto se retiraron. ^{[4] [17] [16]}

El Jensen 541 , con frenos de disco en las cuatro ruedas, siguió en 1956. ^{[4] [23]} Triumph exhibió un TR3 1956 con frenos de disco al público, pero los primeros autos de producción con frenos de disco delanteros Girling se fabricaron en septiembre de 1956. ^[24] Jaguar comenzó a ofrecer frenos de disco en febrero de 1957 en el modelo XK150, ^[25] para luego seguir con el sedán deportivo Mark 1 ^[26] y en 1959 con el sedán grande Mark IX. ^[27]

Los frenos de disco eran los más populares en los autos deportivos cuando se introdujeron por primera vez, ya que estos vehículos son más exigentes en cuanto al rendimiento de los frenos. Los discos se han convertido ahora en la forma más común en la mayoría de los vehículos de pasajeros. Sin embargo, muchos (vehículos livianos) utilizan frenos de tambor en las ruedas traseras para mantener bajos los costos y el peso, así como para simplificar las disposiciones para un freno de estacionamiento . Este puede ser un compromiso razonable porque los frenos delanteros realizan la mayor parte del esfuerzo de frenado.

En muchas de las primeras implementaciones para automóviles, los frenos se ubicaban en el lado interior del eje de transmisión , cerca del diferencial , mientras que la mayoría de los frenos actuales se ubican dentro de las ruedas. Una ubicación interior reduce el peso no suspendido y elimina una fuente de transferencia de calor a los neumáticos.

Históricamente, los discos de freno se fabricaban en todo el mundo, concentrándose en Europa y América. Entre 1989 y 2005, la fabricación de discos de freno se trasladó predominantemente a China. ^{[ cita requerida ]}

En 1963, el Studebaker Avanti fue equipado de fábrica con frenos de disco delanteros como equipo estándar. ^[28] Este sistema Bendix con licencia de Dunlop también era opcional en algunos de los otros modelos Studebaker. ^[29] Los frenos de disco delanteros se convirtieron en equipo estándar en el Rambler Marlin de 1965. ^[30] Las unidades Bendix eran opcionales en todos los modelos Rambler Classic y Ambassador de American Motors , así como en el Ford Thunderbird y el Lincoln Continental . ^{[7] [31] [32]} También se introdujo un sistema de frenos de disco en las cuatro ruedas en 1965 en el Chevrolet Corvette Stingray. ^[33] La mayoría de los automóviles estadounidenses cambiaron de frenos de tambor delanteros a frenos de disco delanteros a fines de la década de 1970 y principios de la de 1980.

Lambretta introdujo el primer uso de producción en gran volumen de un freno de disco delantero flotante único, encerrado en un cubo de aleación fundida ventilado y accionado por cable, en el TV175 de 1962. ^{[34] [35]} A esto le siguió el GT200 en 1964. ^{[36] [37] [38] [39]}

MV Agusta fue el segundo fabricante en ofrecer una motocicleta con freno de disco delantero al público a pequeña escala en 1965, en su costosa motocicleta de turismo 600 con accionamiento mecánico operado por cable. ^[40] En 1969, Honda presentó la CB750 más asequible , que tenía un solo freno de disco delantero accionado hidráulicamente (y un freno de tambor trasero), y que se vendió en grandes cantidades. ^{[40] [41]}

A diferencia de los frenos de disco de los automóviles, que se encuentran dentro de la rueda, los frenos de disco de las bicicletas se encuentran en la corriente de aire y tienen una refrigeración óptima. Aunque los discos de hierro fundido tienen una superficie porosa que proporciona un rendimiento de frenado superior, dichos discos se oxidan con la lluvia y se vuelven antiestéticos. En consecuencia, los discos de las motocicletas suelen ser de acero inoxidable, perforados, ranurados u ondulados para dispersar el agua de lluvia. Los discos de las motocicletas modernas tienden a tener un diseño flotante por el cual el disco "flota" en bobinas y puede moverse ligeramente, lo que permite un mejor centrado del disco con una pinza fija. Un disco flotante también evita la deformación del disco y reduce la transferencia de calor al cubo de la rueda.

Las pinzas han evolucionado desde simples unidades de un solo pistón a elementos de dos, cuatro e incluso seis pistones. ^[42] En comparación con los automóviles, las motocicletas tienen una relación centro de masa : distancia entre ejes más alta , por lo que experimentan una mayor transferencia de peso al frenar. Los frenos delanteros absorben la mayor parte de las fuerzas de frenado, mientras que el freno trasero sirve principalmente para equilibrar la motocicleta durante el frenado. Las motos deportivas modernas suelen tener dos discos delanteros grandes, con un disco trasero único mucho más pequeño. Las motos que son particularmente rápidas o pesadas pueden tener discos ventilados.

Los primeros frenos de disco (como en las primeras Honda Fours y la Norton Commando ) ubicaban las pinzas en la parte superior del disco, por delante del deslizador de la horquilla. Aunque esto proporcionaba una mejor refrigeración a las pastillas de freno, ahora es una práctica casi universal ubicar la pinza detrás del deslizador (para reducir el momento angular del conjunto de la horquilla). Las pinzas de disco traseras se pueden montar por encima (por ejemplo, BMW R1100S ) o por debajo (por ejemplo, Yamaha TRX850 ) del basculante: un montaje bajo proporciona un centro de gravedad ligeramente más bajo, mientras que una ubicación superior mantiene la pinza más limpia y mejor protegida de los obstáculos de la carretera.

Un problema con los frenos de disco de las motocicletas es que cuando una motocicleta entra en un violento movimiento de vaivén (oscilación a alta velocidad de la rueda delantera), las pastillas de freno de las pinzas se alejan de los discos, por lo que cuando el conductor aplica la palanca de freno, los pistones de la pinza empujan las pastillas hacia los discos sin llegar a hacer contacto. El conductor entonces frena con más fuerza, forzando las pastillas a apoyarse en el disco de forma mucho más agresiva que con el frenado estándar. Un ejemplo de esto fue el incidente de Michele Pirro en Mugello, Italia, el 1 de junio de 2018. ^[43] Al menos un fabricante ha desarrollado un sistema para contrarrestar el alejamiento de las pastillas.

Un desarrollo moderno, particularmente en las horquillas invertidas ("al revés" o "USD") es la pinza de montaje radial. Aunque están de moda, no hay evidencia de que mejoren el rendimiento de frenado o aumenten la rigidez de la horquilla. (Al carecer de la opción de un soporte de horquilla, las horquillas USD pueden endurecerse mejor con un eje delantero de mayor tamaño). ^{[ cita requerida ]}

Los frenos de disco de las bicicletas pueden variar desde sistemas mecánicos simples (de cable) hasta sistemas de disco hidráulicos de múltiples pistones, costosos y potentes, que se usan comúnmente en bicicletas de carreras de descenso . La tecnología mejorada ha visto la creación de discos ventilados para usar en bicicletas de montaña , similares a los de los automóviles, introducidos para ayudar a evitar la pérdida de calor en descensos alpinos rápidos. Los discos también se utilizan en bicicletas de carretera para ciclismo en todo clima con frenado predecible. Para 2024, casi todas las bicicletas de carretera están equipadas con frenos de disco, al igual que las bicicletas de montaña. A veces se prefieren los tambores porque son más difíciles de dañar en estacionamientos llenos de gente, donde los discos a veces se doblan. La mayoría de los discos de freno de bicicleta están hechos de acero. Se prefiere el acero inoxidable debido a sus propiedades antioxidantes. ^[44] Los discos son delgados, a menudo de unos 2 mm. Algunos usan un estilo de disco flotante de dos piezas, otros usan un disco de metal sólido de una pieza. Los frenos de disco de las bicicletas utilizan una pinza de dos pistones que sujeta el disco desde ambos lados o una pinza de un solo pistón con una pastilla móvil que contacta primero el disco y luego empuja el disco contra la pastilla que no se mueve. ^[45] Debido a que la eficiencia energética es tan importante en las bicicletas, una característica poco común de los frenos de bicicleta es que las pastillas se retraen para eliminar el arrastre residual cuando se suelta el freno. ^{[ aclaración necesaria ]} Por el contrario, la mayoría de los demás frenos arrastran las pastillas ligeramente cuando se sueltan para minimizar el recorrido operativo inicial. ^{[ aclaración necesaria ]}

Los frenos de disco se utilizan cada vez más en vehículos de carretera muy grandes y pesados, mientras que antes los frenos de tambor eran casi universales. Una de las razones es que la falta de autoasistencia del disco hace que la fuerza de frenado sea mucho más predecible, por lo que la fuerza máxima de frenado se puede aumentar sin más riesgo de dirección inducida por el frenado o efecto tijera en vehículos articulados. Otra razón es que los frenos de disco se desgastan menos cuando están calientes, y en un vehículo pesado el aire y la resistencia al rodar y el frenado del motor son partes pequeñas de la fuerza de frenado total, por lo que los frenos se utilizan con más fuerza que en vehículos más ligeros, y el desgaste de los frenos de tambor puede ocurrir en una sola parada. Por estas razones, un camión pesado con frenos de disco puede detenerse en aproximadamente el 120% de la distancia de un automóvil de pasajeros, pero con tambores, la detención requiere aproximadamente el 150% de la distancia. ^[46] En Europa, las regulaciones de distancia de frenado requieren esencialmente frenos de disco para vehículos pesados. En los EE. UU., los tambores están permitidos y generalmente se prefieren por su menor precio de compra, a pesar del mayor costo total de vida útil y los intervalos de servicio más frecuentes. ^{[ cita requerida ]}

Los discos de mayor tamaño se utilizan en vagones de ferrocarril , tranvías y algunos aviones . Los vagones de pasajeros y los vehículos ferroviarios ligeros suelen utilizar frenos de disco en el exterior de las ruedas, lo que ayuda a garantizar un flujo libre de aire de refrigeración. Algunos vagones de pasajeros modernos, como los vagones Amfleet II , utilizan frenos de disco en el interior. Esto reduce el desgaste por residuos y proporciona protección contra la lluvia y la nieve, que harían que los discos fueran resbaladizos y poco fiables. Sin embargo, sigue habiendo suficiente refrigeración para un funcionamiento fiable. Algunos aviones tienen el freno montado con muy poca refrigeración, y el freno se calienta al detenerse. Esto es aceptable ya que hay tiempo suficiente para la refrigeración, donde la energía de frenado máxima es muy predecible. Si la energía de frenado supera el máximo, por ejemplo durante una emergencia que se produce durante el despegue, las ruedas del avión pueden equiparse con un tapón fusible ^[47] para evitar que el neumático explote. Esta es una prueba de hito en el desarrollo de aeronaves. ^[48]

Para uso automotriz, los discos de freno de disco se fabrican comúnmente de hierro gris . ^[6] La SAE mantiene una especificación para la fabricación de hierro gris para varias aplicaciones. Para aplicaciones normales de automóviles y camiones ligeros, la especificación SAE J431 G3000 (reemplazada a G10) dicta el rango correcto de dureza, composición química, resistencia a la tracción y otras propiedades necesarias para el uso previsto. Algunos autos de carrera y aviones usan frenos con discos de fibra de carbono y pastillas de fibra de carbono para reducir el peso. Las tasas de desgaste tienden a ser altas y el frenado puede ser deficiente o brusco hasta que el freno esté caliente.

En los coches de carreras y de alto rendimiento se han empleado otros materiales para los discos. Brabham introdujo en la Fórmula 1, en colaboración con Dunlop , discos y pastillas de carbono reforzado inspirados en los sistemas de frenos de los aviones, como los utilizados en el Concorde, en 1976. ^{[49] En la actualidad, los frenos} de carbono-carbono se utilizan en la mayoría de los deportes de motor de alto nivel en todo el mundo, lo que reduce el peso no suspendido , proporciona un mejor rendimiento de fricción y mejores propiedades estructurales a altas temperaturas, en comparación con el hierro fundido. Los frenos de carbono se han aplicado ocasionalmente a los coches de carretera, por ejemplo, por el fabricante francés de coches deportivos Venturi a mediados de los años 90, pero necesitan alcanzar una temperatura de funcionamiento muy alta antes de ser realmente eficaces y, por lo tanto, no son adecuados para el uso en carretera. El calor extremo generado en estos sistemas es visible durante las carreras nocturnas, especialmente en pistas más cortas. No es raro ver los discos de freno brillar en rojo durante el uso. ^{[ cita requerida ]}

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Los discos de cerámica se utilizan en algunos automóviles de alto rendimiento y vehículos pesados.

El primer desarrollo del freno cerámico moderno fue realizado por ingenieros británicos para aplicaciones de trenes de alta velocidad en 1988. El objetivo era reducir el peso y el número de frenos por eje, así como proporcionar una fricción estable a altas velocidades y a todas las temperaturas. El resultado fue un proceso cerámico reforzado con fibra de carbono que ahora se utiliza en diversas formas para aplicaciones de frenos de automóviles, ferrocarriles y aviones.

Debido a la alta tolerancia al calor y la resistencia mecánica de los discos de cerámica compuesta, a menudo se utilizan en vehículos exóticos donde el costo no es prohibitivo. ^[50] También se encuentran en aplicaciones industriales donde las propiedades livianas y de bajo mantenimiento del disco de cerámica justifican el costo. Los frenos compuestos pueden soportar temperaturas que dañarían los discos de acero.

Los frenos cerámicos compuestos (PCCB) de Porsche están hechos de fibra de carbono siliconizada, son resistentes a altas temperaturas, tienen un peso un 50 % menor que los discos de hierro (lo que reduce el peso no suspendido del vehículo), generan una cantidad significativa de polvo, prolongan considerablemente los intervalos de mantenimiento y mejoran la durabilidad en entornos corrosivos. Se encuentran en algunos de sus modelos más caros y también son un freno opcional para todos los Porsche de calle, con un costo adicional. Se los puede reconocer por la pintura amarilla brillante de las pinzas de aluminio de seis pistones. Los discos están ventilados internamente, como los de hierro fundido, y perforados en forma de cruz. ^{[ cita requerida ]}

En aplicaciones automotrices, el sello del pistón tiene una sección transversal cuadrada, también conocida como sello de corte cuadrado.

A medida que el pistón se mueve hacia adentro y hacia afuera, el sello se arrastra y se estira sobre el pistón, lo que hace que el sello se tuerza. El sello se deforma aproximadamente 1/10 de milímetro. El pistón puede moverse hacia afuera libremente, pero la pequeña cantidad de arrastre causada por el sello evita que el pistón se retraiga completamente a su posición anterior cuando se liberan los frenos y, por lo tanto, absorbe la holgura causada por el desgaste de las pastillas de freno, eliminando la necesidad de resortes de retorno. ^{[51] [52]}

En algunas pinzas de disco traseras, el freno de estacionamiento activa un mecanismo dentro de la pinza que realiza algunas de las mismas funciones.

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Los discos suelen dañarse de una de cuatro formas: cicatrices, grietas, deformaciones u oxidación excesiva. Los talleres de servicio a veces responderán a cualquier problema de disco cambiándolos por completo. Esto se hace principalmente cuando el costo de un disco nuevo puede ser menor que el costo de mano de obra para renovar el disco viejo. Mecánicamente, esto es innecesario a menos que los discos hayan alcanzado el grosor mínimo recomendado por el fabricante, lo que haría que no fuera seguro usarlos, o la oxidación de las paletas sea grave (solo discos ventilados). La mayoría de los principales fabricantes de vehículos recomiendan el desbaste de discos de freno (EE. UU.: torneado) como solución para el descentramiento lateral, los problemas de vibración y los ruidos de los frenos. El proceso de mecanizado se realiza en un torno de frenos , que elimina una capa muy fina de la superficie del disco para limpiar los daños menores y restaurar el grosor uniforme. El mecanizado del disco según sea necesario maximizará el kilometraje de los discos actuales en el vehículo.

El descentramiento se mide utilizando un indicador de cuadrante sobre una base rígida fija, con la punta perpendicular a la cara del disco de freno. Normalmente se mide a aproximadamente 1 ⁄ 2  pulgada (12,7 mm) del diámetro exterior del disco. El disco se hace girar. La diferencia entre el valor mínimo y máximo en el cuadrante se denomina descentramiento lateral. Las especificaciones típicas de descentramiento del conjunto de cubo/disco para vehículos de pasajeros son de alrededor de 0,002 pulgadas (0,0508  mm ). El descentramiento puede ser causado por la deformación del propio disco o por el descentramiento en la cara subyacente del cubo de la rueda o por la contaminación entre la superficie del disco y la superficie de montaje del cubo subyacente. Determinar la causa raíz del desplazamiento del indicador (descentramiento lateral) requiere el desmontaje del disco del cubo. El descentramiento de la cara del disco debido al descentramiento o la contaminación de la cara del cubo normalmente tendrá un período de 1 mínimo y 1 máximo por revolución del disco de freno.

Los discos se pueden mecanizar para eliminar la variación de espesor y el descentramiento lateral. El mecanizado se puede realizar in situ (en el vehículo) o fuera del vehículo (torno de banco). Ambos métodos eliminarán la variación de espesor. El mecanizado en el vehículo con el equipo adecuado también puede eliminar el descentramiento lateral debido a la no perpendicularidad de la cara del cubo.

Un ajuste incorrecto puede distorsionar (deformar) los discos. Los pernos de retención del disco (o las tuercas de la rueda/de la rueda, si el disco está atrapado en su lugar por la rueda) deben apretarse de manera progresiva y uniforme. El uso de herramientas neumáticas para apretar las tuercas de las ruedas puede ser una mala práctica a menos que se utilice una llave dinamométrica para el ajuste final. El manual del vehículo indicará el patrón adecuado para el ajuste, así como una clasificación de par de torsión para los pernos. Las tuercas de las ruedas nunca deben apretarse en círculo. Algunos vehículos son sensibles a la fuerza que aplican los pernos y el ajuste debe realizarse con una llave dinamométrica .

A menudo, la transferencia desigual de las pastillas se confunde con una deformación del disco. ^[53] La mayoría de los discos de freno diagnosticados como "deformados" son el resultado de una transferencia desigual del material de las pastillas. La transferencia desigual de las pastillas puede provocar una variación del grosor del disco. Cuando la sección más gruesa del disco pasa entre las pastillas, estas se separan y el pedal del freno se eleva ligeramente; esto es la pulsación del pedal. El conductor puede sentir la variación de grosor cuando es de aproximadamente 0,17 mm (0,0067 pulgadas) o más (en los discos de los automóviles).

La variación de espesor tiene muchas causas, pero tres mecanismos principales contribuyen a la propagación de las variaciones de espesor del disco. El primero es la selección incorrecta de las pastillas de freno. Las pastillas que son efectivas a bajas temperaturas, como cuando se frena por primera vez en clima frío, a menudo están hechas de materiales que se descomponen de manera desigual a temperaturas más altas. Esta descomposición desigual da como resultado la deposición desigual de material sobre el disco de freno. Otra causa de la transferencia desigual de material es el rodaje inadecuado de una combinación de pastilla/disco. Para un rodaje adecuado, la superficie del disco debe renovarse (ya sea mecanizando la superficie de contacto o reemplazando el disco) cada vez que se cambian las pastillas. Una vez hecho esto, los frenos se aplican con fuerza varias veces seguidas. Esto crea una interfaz suave y uniforme entre la pastilla y el disco. Cuando esto no se hace correctamente, las pastillas de freno verán una distribución desigual de la tensión y el calor, lo que dará como resultado una deposición desigual, aparentemente aleatoria, de material de la pastilla. El tercer mecanismo principal de transferencia desigual de material de la pastilla es la "impresión de la pastilla". Esto ocurre cuando las pastillas de freno se calientan hasta el punto en que el material comienza a descomponerse y transferirse al disco. En un sistema de frenos correctamente adaptado (con pastillas seleccionadas correctamente), esta transferencia es natural y es un contribuyente importante a la fuerza de frenado generada por las pastillas de freno. Sin embargo, si el vehículo se detiene y el conductor continúa aplicando los frenos, como es habitual en los automóviles con transmisión automática , las pastillas depositarán una capa de material con la forma de la pastilla de freno. Esta pequeña variación de espesor puede iniciar el ciclo de transferencia desigual de las pastillas. ^{[ cita requerida ]}

Una vez que el disco tiene cierto nivel de variación en el espesor, la deposición desigual de las pastillas puede acelerarse, lo que a veces da como resultado cambios en la estructura cristalina del metal que compone el disco. A medida que se aplican los frenos, las pastillas se deslizan sobre la superficie variable del disco. A medida que las pastillas pasan por la sección más gruesa del disco, se ven forzadas hacia afuera. El pie del conductor aplicado al pedal del freno resiste naturalmente este cambio y, por lo tanto, se aplica más fuerza a las pastillas. El resultado es que las secciones más gruesas experimentan mayores niveles de estrés. Esto provoca un calentamiento desigual de la superficie del disco, lo que causa dos problemas importantes. A medida que el disco de freno se calienta de manera desigual, también se expande de manera desigual. Las secciones más gruesas del disco se expanden más que las secciones más delgadas debido a que reciben más calor y, por lo tanto, la diferencia de espesor se magnifica. Además, la distribución desigual del calor da como resultado una transferencia aún más desigual del material de las pastillas. El resultado es que las secciones más gruesas y calientes reciben incluso más material de las pastillas que las secciones más delgadas y frías, lo que contribuye a un aumento adicional en la variación en el espesor del disco. En situaciones extremas, este calentamiento desigual puede provocar que la estructura cristalina del material del disco cambie. Cuando las secciones más calientes de los discos alcanzan temperaturas extremadamente altas (1200–1300 °F o 649–704 °C), el metal puede sufrir una transformación de fase y el carbono que se disuelve en el acero puede precipitarse para formar regiones de carburo con alto contenido de carbono conocidas como cementita . Este carburo de hierro es muy diferente del hierro fundido del que está compuesto el resto del disco. Es extremadamente duro, quebradizo y no absorbe bien el calor. Una vez que se forma la cementita, la integridad del disco se ve comprometida. Incluso si se mecaniza la superficie del disco, la cementita dentro del disco no se desgastará ni absorberá el calor al mismo ritmo que el hierro fundido que lo rodea, lo que hará que el espesor desigual y las características de calentamiento del disco regresen. ^{[ cita requerida ]}

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Las cicatrices (EE. UU.: Scoring) pueden ocurrir si las pastillas de freno no se cambian rápidamente cuando llegan al final de su vida útil y se consideran desgastadas. Una vez que se ha desgastado suficiente material de fricción, la placa de soporte de acero de la pastilla (para pastillas pegadas) o los remaches de retención de la pastilla (para pastillas remachadas) se apoyarán en la superficie de desgaste del disco, lo que reducirá la potencia de frenado y provocará rayones en el disco. Por lo general, un disco moderadamente rayado o con cicatrices, que funcionó satisfactoriamente con las pastillas de freno existentes, será igualmente utilizable con pastillas nuevas. Si las cicatrices son más profundas pero no excesivas, se pueden reparar mecanizando una capa de la superficie del disco. Esto solo se puede hacer una cantidad limitada de veces, ya que el disco tiene un espesor mínimo seguro nominal. El valor de espesor mínimo generalmente se moldea en el disco durante la fabricación en el cubo o el borde del disco. En Pensilvania , que tiene uno de los programas de inspección de seguridad automotriz más rigurosos de América del Norte, un disco automotriz no puede pasar una inspección de seguridad si alguna rayadura es más profunda que 0,015 pulgadas (0,38 mm), y debe reemplazarse si el mecanizado reducirá el disco por debajo de su espesor mínimo seguro.

Para evitar la formación de cicatrices, es prudente inspeccionar periódicamente las pastillas de freno para ver si están desgastadas. La rotación de los neumáticos es un momento lógico para la inspección, ya que la rotación debe realizarse regularmente en función del tiempo de funcionamiento del vehículo y se deben quitar todas las ruedas, lo que permite un acceso visual fácil a las pastillas de freno. Algunos tipos de llantas de aleación y sistemas de frenos proporcionarán suficiente espacio abierto para ver las pastillas sin quitar la rueda. Cuando sea posible, las pastillas que estén cerca del punto de desgaste se deben reemplazar de inmediato, ya que el desgaste completo provoca daños por cicatrices y un frenado inseguro. Muchas pastillas de freno de disco incluirán algún tipo de resorte de acero blando o pestaña de arrastre como parte del conjunto de pastillas, que arrastra el disco cuando la pastilla está casi desgastada. Esto produce un ruido chirriante moderadamente fuerte, que alerta al conductor de que es necesario realizar un servicio. Esto normalmente no dañará el disco si se realiza el servicio de los frenos con prontitud. Se puede considerar un juego de pastillas para reemplazar si el grosor del material de la pastilla es igual o menor que el grosor del acero de respaldo. En Pensilvania, el estándar es 1 ⁄ 32 pulgada (0,79 mm) para almohadillas remachadas y 2/32" para almohadillas adheridas.

El agrietamiento se limita principalmente a los discos perforados, que pueden desarrollar pequeñas grietas alrededor de los bordes de los orificios perforados cerca del borde del disco debido a la tasa desigual de expansión del disco en entornos de servicio severo. Los fabricantes que utilizan discos perforados como OEM generalmente lo hacen por dos razones: apariencia, si determinan que el propietario promedio del modelo de vehículo preferirá el aspecto sin estresar demasiado el hardware; o como una función de reducir el peso no suspendido del conjunto de freno, con la suposición de ingeniería de que queda suficiente masa del disco de freno para absorber las temperaturas y las tensiones de las carreras. Un disco de freno es un disipador de calor , pero la pérdida de masa del disipador de calor puede compensarse con un área de superficie aumentada para irradiar el calor. Pueden aparecer pequeñas grietas capilares en cualquier disco de metal perforado transversalmente como un mecanismo de desgaste normal, pero en casos severos, el disco fallará catastróficamente. No es posible reparar las grietas, y si el agrietamiento se vuelve severo, el disco debe reemplazarse. Estas grietas ocurren debido al fenómeno de fatiga de bajo ciclo como resultado de un frenado fuerte repetido. ^[54]

Los discos suelen estar hechos de hierro fundido y es normal que presenten una cierta cantidad de óxido en la superficie . El área de contacto del disco con las pastillas de freno se mantendrá limpia con el uso regular, pero un vehículo que se almacena durante un período prolongado puede desarrollar una cantidad significativa de óxido en el área de contacto que puede reducir la potencia de frenado durante un tiempo hasta que la capa oxidada se desgaste nuevamente. La oxidación también puede provocar que los discos se deformen cuando se reactivan los frenos después del almacenamiento debido al calentamiento diferencial entre las áreas no oxidadas que quedan cubiertas por las pastillas y el óxido alrededor de la mayor parte de la superficie del área del disco. Con el tiempo, los discos de freno ventilados pueden desarrollar una corrosión por óxido grave dentro de las ranuras de ventilación, lo que compromete la resistencia de la estructura y requiere reemplazo. ^[55]

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La pinza de freno es el conjunto que alberga las pastillas de freno y los pistones. Los pistones suelen estar fabricados en plástico , aluminio o acero cromado .

Las pinzas son de dos tipos: flotantes o fijas. Una pinza fija no se mueve con respecto al disco y, por lo tanto, es menos tolerante a las imperfecciones del disco. Utiliza uno o más pares de pistones opuestos para sujetar cada lado del disco y es más compleja y costosa que una pinza flotante.

Una pinza flotante (también llamada "pinza deslizante") se mueve de lado a lado con respecto al disco, a lo largo de una línea paralela al eje de rotación del disco; un pistón en un lado del disco empuja la pastilla de freno interior hasta que hace contacto con la superficie de frenado, luego tira del cuerpo de la pinza con la pastilla de freno exterior para que la presión se aplique a ambos lados del disco. Los diseños de pinza flotante (pistón único) están sujetos a fallas por atascamiento, causadas por suciedad o corrosión que ingresan al menos en un mecanismo de montaje y detienen su movimiento normal. Esto puede provocar que las pastillas de la pinza rocen el disco cuando el freno no está aplicado o lo aplica en ángulo. El atascamiento puede ser resultado del uso poco frecuente del vehículo, falla de un sello o funda protectora de goma que permita la entrada de residuos, sequedad de la grasa en el mecanismo de montaje y posterior incursión de humedad que conduce a corrosión, o alguna combinación de estos factores. Las consecuencias pueden incluir una menor eficiencia de combustible, un calentamiento extremo del disco o un desgaste excesivo de la pastilla afectada. Una pinza delantera atascada también puede causar vibración en la dirección.

Otro tipo de pinza flotante es la pinza oscilante. En lugar de un par de pernos horizontales que permiten que la pinza se mueva hacia adentro y hacia afuera en línea recta respecto de la carrocería del vehículo, una pinza oscilante utiliza un solo perno pivotante vertical ubicado en algún lugar detrás de la línea central del eje. Cuando el conductor presiona los frenos, el pistón del freno empuja el pistón interior y hace girar toda la pinza hacia adentro, visto desde arriba. Debido a que el ángulo del pistón de la pinza oscilante cambia en relación con el disco, este diseño utiliza pastillas en forma de cuña que son más estrechas en la parte trasera por fuera y más estrechas en la parte delantera por dentro.

En los frenos de llanta de bicicleta también se utilizan diversos tipos de pinzas de freno .

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El diseño de pinza más común utiliza un solo pistón accionado hidráulicamente dentro de un cilindro, aunque los frenos de alto rendimiento utilizan hasta doce. Los automóviles modernos utilizan diferentes circuitos hidráulicos para accionar los frenos en cada juego de ruedas como medida de seguridad . El diseño hidráulico también ayuda a multiplicar la fuerza de frenado. La cantidad de pistones en una pinza a menudo se denomina la cantidad de "potenciómetros", por lo que si un vehículo tiene pinzas de "seis pistones" significa que cada pinza alberga seis pistones.

La falla de los frenos puede ser consecuencia de la falta de retracción del pistón, que suele ser consecuencia de no utilizar el vehículo durante un almacenamiento prolongado al aire libre en condiciones adversas. En vehículos con alto kilometraje, los sellos del pistón pueden tener fugas, lo que debe corregirse de inmediato.

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Las pastillas de freno están diseñadas para una alta fricción , con material de la pastilla de freno incrustado en el disco durante el proceso de asentamiento y desgaste uniforme. La fricción se puede dividir en dos partes: adhesiva y abrasiva.

Dependiendo de las propiedades del material de la pastilla y del disco, así como de la configuración y el uso, los índices de desgaste de la pastilla y del disco varían considerablemente. Las propiedades que determinan el desgaste del material implican compensaciones entre el rendimiento y la longevidad.

Las pastillas de freno generalmente deben reemplazarse periódicamente (dependiendo del material de la pastilla y el estilo de conducción), y algunas están equipadas con un mecanismo que alerta a los conductores que es necesario reemplazarlas, como una fina pieza de metal blando que roza el disco cuando las pastillas son demasiado delgadas provocando que los frenos chirríen, una pestaña de metal blando incrustada en el material de la pastilla que cierra un circuito eléctrico y enciende una luz de advertencia cuando la pastilla de freno se adelgaza, o un sensor electrónico .

Generalmente, los vehículos de carretera tienen dos pastillas de freno por pinza, mientras que en cada pinza de carrera se instalan hasta seis, con diferentes propiedades de fricción en un patrón escalonado para un rendimiento óptimo.

Las primeras pastillas de freno (y sus forros ) contenían amianto , lo que producía polvo que no se debe inhalar. Aunque las pastillas más nuevas pueden estar hechas de cerámica, kevlar y otros plásticos, se debe evitar la inhalación del polvo de los frenos, independientemente del material.

A veces, se produce un ruido fuerte o un chirrido agudo cuando se aplican los frenos. Se produce principalmente en automóviles antiguos y en aquellos que se fabricaron o adquirieron hace algún tiempo. La mayoría de los chirridos de los frenos se producen por la vibración (inestabilidad por resonancia) de los componentes del freno, especialmente las pastillas y los discos (lo que se conoce como excitación acoplada por fuerza ). Este tipo de chirrido no debería afectar negativamente al rendimiento de frenado. Las técnicas incluyen agregar pastillas biseladas a los puntos de contacto entre los pistones de la pinza y las pastillas, los aisladores de unión (material de amortiguación) a la placa posterior de la pastilla, las cuñas de freno entre la pastilla de freno y los pistones, etc. Todos deben estar recubiertos con un lubricante de alto contenido de sólidos y temperatura extremadamente alta para ayudar a reducir el chirrido. Esto permite que las piezas de metal con metal se muevan independientemente unas de otras y, por lo tanto, eliminan la acumulación de energía que puede crear una frecuencia que se escucha como chirrido, gemido o gruñido de los frenos. Es inherente que algunas pastillas chirríen más según el tipo de pastilla y su uso. Las pastillas que normalmente están diseñadas para soportar temperaturas muy altas durante períodos prolongados tienden a producir grandes cantidades de fricción, lo que genera más ruido durante la aplicación de los frenos. ^[56]

El clima frío combinado con una alta humedad matinal (rocío) suele empeorar el chirrido de los frenos. Sin embargo, el chirrido generalmente se detiene cuando el revestimiento alcanza las temperaturas de funcionamiento normales. Esto afecta más fuertemente a las pastillas diseñadas para usarse a temperaturas más altas. El polvo en los frenos también puede causar chirridos y los productos comerciales de limpieza de frenos están diseñados para eliminar la suciedad y otros contaminantes. Las pastillas sin una cantidad adecuada de material de transferencia también pueden chirriar, esto se puede remediar colocando o volviendo a colocar las pastillas de freno en los discos de freno. ^{[ cita requerida ]}

Algunos indicadores de desgaste de las pastillas de freno, ubicados como una capa semimetálica dentro del material de la pastilla de freno o con un "sensor" externo, también están diseñados para emitir un chirrido cuando es hora de reemplazar la pastilla. El sensor externo típico es fundamentalmente diferente de los ruidos descritos anteriormente (cuando se aplican los frenos) porque el ruido del sensor de desgaste generalmente se produce cuando no se utilizan los frenos. El sensor de desgaste puede generar un chirrido solo al frenar cuando comienza a indicar desgaste, pero sigue siendo un sonido y un tono fundamentalmente diferentes. ^{[56] [57]}

El conductor suele percibir una vibración de los frenos como vibraciones menores o severas que se transmiten a través del chasis durante el frenado. ^{[58] [ 59] [60 ] [61] [62] [63] [64] [ 65 ] [66] [ citas excesivas ]}

El fenómeno de vibración se puede clasificar en dos subgrupos distintos: vibración caliente (o térmica ) o vibración fría .

La vibración en caliente se produce generalmente como resultado de un frenado más prolongado y moderado desde alta velocidad donde el vehículo no se detiene por completo. ^[67] Ocurre comúnmente cuando un automovilista desacelera desde velocidades de alrededor de 120 km/h (74,6 mph) a aproximadamente 60 km/h (37,3 mph), lo que da como resultado vibraciones severas que se transmiten al conductor. Estas vibraciones son el resultado de distribuciones térmicas desiguales, o puntos calientes . Los puntos calientes se clasifican como regiones térmicas concentradas que se alternan entre ambos lados de un disco que lo distorsionan de tal manera que producen una ondulación sinusoidal alrededor de sus bordes. Una vez que las pastillas de freno (material de fricción/forro de freno) entran en contacto con la superficie sinusoidal durante el frenado, se inducen vibraciones severas que pueden producir condiciones peligrosas para la persona que conduce el vehículo. ^{[68] [69] [70] [71]}

Por otro lado, la vibración en frío es el resultado de patrones de desgaste desiguales del disco o variación del espesor del disco (DTV). Estas variaciones en la superficie del disco suelen ser el resultado de un uso intensivo del vehículo en la carretera. La DTV suele atribuirse a las siguientes causas: ondulación y rugosidad de la superficie del disco, ^[72] desalineación del descentramiento del eje , deflexión elástica, transferencias de material de desgaste y fricción. ^{[60] [71] [73]} Cualquiera de los dos tipos podría solucionarse asegurando una superficie de montaje limpia a cada lado del disco de freno entre el cubo de la rueda y el cubo del disco de freno antes del uso y prestando atención a la impresión después de un uso prolongado dejando el pedal del freno muy pisado al final de un uso intensivo. A veces, un procedimiento de cama puede limpiar y minimizar la DTV y colocar una nueva capa de transferencia uniforme entre la pastilla y el disco de freno. Sin embargo, no eliminará los puntos calientes ni el descentramiento excesivo .

Cuando se aplica fuerza de frenado, el acto de fricción abrasiva entre la pastilla de freno y el disco desgasta tanto el disco como la pastilla. El polvo de freno que se deposita en las ruedas, las pinzas y otros componentes del sistema de frenado se compone principalmente del material del disco. ^[74] El polvo de freno puede dañar el acabado de la mayoría de las ruedas si no se lava. ^[75] En general, una pastilla de freno que desgasta agresivamente más material del disco, como las pastillas metálicas, creará más polvo de freno. Algunas pastillas de mayor rendimiento para uso en pista o remolque pueden desgastarse mucho más rápido que una pastilla típica, lo que genera más polvo debido al mayor desgaste del disco de freno y de la pastilla de freno. ^[56]

El desvanecimiento de los frenos es un fenómeno que disminuye la eficacia de frenado. Hace que la potencia de frenado se reduzca y se sienta que los frenos no se están aplicando con la fuerza con la que se aplicaban al momento de arrancar. Esto ocurre debido al calentamiento de las pastillas de freno. Las pastillas de freno calentadas emiten algunas sustancias gaseosas que cubren el área entre el disco y las pastillas de freno. Estos gases alteran el contacto entre las pastillas de freno y el disco y, por lo tanto, disminuyen la eficacia de frenado. ^[76]

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• Máquina equilibradora
• Purga de frenos
• Líquido de frenos
• Bloqueo de disco

• Con cerámica, los frenos son ligeros pero el coste es elevado
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• Un nuevo enfoque para las vibraciones inducidas por la rugosidad en un deslizador
• Evaluación/explicación del sistema de frenos de disco, selección de pastillas y "deformación" del disco Archivado el 25 de octubre de 2011 en Wayback Machine
• Datos comunes sobre frenos para calcular la relación del pedal, configuraciones de disco/tambor o disco/disco y cálculos para determinar si necesita válvulas residuales en su sistema de frenos de disco Archivado el 15 de junio de 2020 en Wayback Machine

• Medios relacionados con Frenos de disco en Wikimedia Commons