TMD Friction Services GmbH Schlebuscher Str Leverkusen Alemania

B TMD Friction Services GmbH Schlebuscher Str. 99 51381 Leverkusen Alemania [email protected] Textar es una marca registrada de TMD Friction. www.text...
0 downloads 1 Views 4MB Size
B

TMD Friction Services GmbH Schlebuscher Str. 99 51381 Leverkusen Alemania [email protected] 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.

3

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.

14

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

16

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

17

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

22

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

24

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.

34

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.

36

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

37

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

39

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.

40

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

41

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

42

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!

43

Evaluación de daños en Pastillas de freno de disco y Discos de freno

Notas

44

Evaluación de daños en Pastillas de freno de disco y Discos de freno

Notas

45

Evaluación de daños en Pastillas de freno de disco y Discos de freno

Notas

46

Evaluación de daños en Pastillas de freno de disco y Discos de freno

Notas

47