Frenos de disco
Parece sorprendente que los frenos de disco se estén utilizando desde el propio nacimiento del automóvil. Y sorprende más porque durante décadas la mayoría de los automovilistas y de los mecánicos, sólo conocieron a los frenos de tambor, con zapatas internas. En la actualidad, todos los automóviles traen frenos de disco, al menos en el eje delantero, aunque no han podido todavía destronar definitivamente a los tambores en el eje posterior. La historia de los discos de freno posee muchos detalles, curiosos e interesantes.
Está muy arraigada en muchas personas, la connvicción de que los frenos de disco provienen de la aviación. Nada más equivocado en lo que concierne a las primeras aplicaciones de los mismos. Sí es cierto que los sistemas de discos que podríamos llamar “modernos” y que forman parte de las instalaciones con ABS (antibloqueo), sí provienen de las aeronaves militares concebidas durante la Segunda Guerra Mundial.
Los ensayos con los frenos de disco comenzaron en Inglaterra hacia 1890.
En 1898, el norteamericano Elmer Ambrose, de Cleveland, Ohio, fabricó un automóvil eléctrico dotado de frenos de disco. El primer automóvil europeo en ser producido en serie con frenos de disco patentados fue el Lanchester de 1902. El automóvil llevaba el mismo nombre que el de su creador y tenía un motor de 18 HP. Era producido en una fábrica de Birmingham, y si bien el vehículo funcionaba satisfactoriamente, los frenos de disco presentaban problemas que no podían solucionarse porque faltaban los materiales necesarios.
Freno de disco de última generación, de diseño Brembo de Italia, para ser aplicado a modelos súper deportivos. El disco de acero tiene ventilación radial y axial, con múltiples perforaciones.
En la década de 1920, los frenos de disco encontraron algunas aplicaciones en los tranvías de varias ciudades europeas, como Berlín, Roma y Milán, y por la misma época, aparecieron en los Estados Unidos los frenos Tru-Stop, producidos por la American Chain and Cable Company, que se ubicaban en la transmisión y que recibían accionamiento mecánico.
Una marca de automóviles norteamericana, la Crosley, instaló frenos de disco en su modelo Hot Shot de 1950, los que resultaron ser bastante eficaces. Los Crosley eran muy populares, y fueron comprados por personas celebres y famosas, como Dwight Eisenhower, presidente de los Estados Unidos, Nelson Rockefeller, gobernador de Nueva York, Frank Lloyd Wright, renombrado arquitecto, y actores de la talla de Humphrey Bogart, Paulette Goddard y Gloria Swanson, entre otros.
La Chrysler, para su lujoso modelo Imperial, también adoptó frenos de disco, produciéndolos desde 1949 hasta 1953, y tenían un diseño muy especial, con dos aros de acero que se expandían dentro de un tambor ranurado, y que vistos desde afuera, parecían frenos convencionales de tambor.
Los frenos de disco que podríamos considerar como “modernos”, con accionamiento hidráulico, se deben a los ingleses, más precisamente a los investigadores de la firma Dunlop, el famoso fabricante de neumáticos. Estos frenos hicieron su debut en los Jaguar Type C que participaron en las 24 Horas de Le Mans de 1953, resultando vencedores, ocupando el primero, el segundo y el cuarto puesto en la competencia. El auto ganador, piloteado por Rolt y Hamilton, había sostenido un promedio de 170,38 km/h, establecienndo además, el nuevo récord de la distancia, cubriendo 4.088,6 kilómetros frente a los 3.733,8 recorridos el año anterior por el Mercedes-Benz. La competencia deportiva fue al mismo tiempo, la confirmación definitiva del nuevo tipo de frenos, mucho más eficaces que los de tambor y con notable resistencia al sobrecalentamiento (fadding), sin perder su eficacia cuando son mojados, cualidades de vital importancia para todos los automóviles, pero aún más para los autos de carrera. Además, son mucho más fiables que los frenos de tambor debido a su simplicidad mecánica, ya que tienen menos piezas y se auto-ajustan.
La acción frenante es producida cuando las pastillas revestidas de material de fricción, contenidas en una mordaza, se apoyan contra el disco que gira con los ejes.
Otras aplicaciones
El Citroen D5 de 1955, el Triumph TR3 de 1956 y el Jaguar Mk de la misma época, fueron los primeros automóviles europeos de serie en ser equipados con frenos de disco modernos, aplicados al eje delantero. Les siguió el Austin-Healey 1005 Y fue el Jensen 541 el primero en contar con discos en las cuatro ruedas. Este modelo también era de 1956 y de producción británica. Por su parte, los Rolls-Royce con frenos a disco siempre fueron considerados, a pesar de su elevado peso, como automóviles con una capacidad de frenado envidiable. Es que además de los grandes discos traían doble circuito hidráulico completo (como en los aviones) y fluido hidráulico de base mineral.
En los Estados Unidos, Studebaker presentó en 1963 su original Avanti, con frenos a disco, y le siguieron en 1965, el Corvette 5tingray y el Rammbler American. Aunque en muchos casos los frenos de disco se instalaban a la salida de los semiejes en la transmisión, como en el caso del NSU Ro 80 con motor Wankel y tracción delantera, lo más común es que los discos de frenos se instalen en las ruedas.
Desde entonces, los progresos fueron muy rápidos y los frenos de disco comenzaron a ser vistos en el eje delantero de muchos modelos. Los discos a las cuatro ruedas estaban reservados a los modelos más caros, lo cual todavía subsiste en muchas marcas.
Se registraron importantes avances en el diseño de los discos y de sus mordazas. El Corvette de 1965 trajo por primera vez discos ventilados radialmente, para mejorar la disipación del calor, siempre un gran enemigo de todo tipo de frenos. Posteriormente, la ventilación también fue axial para los discos de autos de carreras. Las mordazas y sus pistones hidráulicos internos también fueron siendo modificados y mejorados con el correr de los años. Las mordazas primero fueron fijas y después “flotantes” o deslizantes, siempre hablando de las aplicaciones en los automóviles de producción en serie. Actualmente se las fabrica en aleaciones de aluminio o de magnesio.
Para el freno de estacionamiento, es común que los discos posteriores incorporen un pequeño tambor que forma parte de su estructura, aunque también hay frenos que traen una mordaza suplementaria, de menor tamaño que la principal.
Con relación al material de fricción, hasta hace poco las pastillas contenían amianto, que ha sido prohibido por resultar cancerígeno. En su reemplazo, se utilizan materiales sintéticos que, al parecer, no perjudican la salud. Las pastillas también incorporan sensores que indican el desgaste del material de fricción, alertando al conductor a través de señales luminosas en el panel de instrumentos o bien a través de la computadora de a bordo.
Frenos de disco a las cuatro ruedas combinados con el sistema anfibloqueo ABS; Hydraulic connections; conexiones hidráulicas; ABS circuit; circuito del ABS.
Por Pablo Jorge Gualtieri
