¿Por qué preferimos frenos de disco sobre frenos de tambor?

Solo una palabra rápida sobre los frenos de tambor …

Cuando tiene todo en mente sobre los diversos aspectos de superioridad técnica de los frenos de disco, y está conduciendo por la carretera, a gran velocidad, y nota una plataforma gigante de semirremolque en su espejo retrovisor

detente y pregúntate “Entonces, ¿qué está deteniendo a ese imbécil?”

Sí. Frenos de tambor. Frenos neumáticos S-cam, para ser exactos.

¿Por qué? Son mucho más efectivos siempre que (a) tenga mucho rechazo al calor para evitar el desvanecimiento y (b) permita una distancia de frenado adicional si encuentra agua (los ejes de las ruedas de 18 ruedas son lo suficientemente altos como para que esto no sea un problema).

Usamos frenos de disco en los automóviles porque, para los conductores no profesionales, conducir automóviles a los que se les ha quitado el moco para reducir costos, es probable que sean más seguros para el fabricante. Es menos probable que resulte en una demanda debido al desvanecimiento, un choque debido al agua, etc.

Eso es. Período.

Ha habido muchas buenas respuestas, la mayoría de las cuales son bastante ciertas. Pero echemos un vistazo al lugar donde los frenos son más críticos … autos de carrera, especialmente autos de fórmula y GT.

En estos casos, el 100% ejecuta frenos de disco. Entonces, ¿por qué?
1. Menos peso no suspendido con el rotor y los frenos de disco.
2. Menos impacto del agua.
3. Flujo de aire directo más fácil para enfriar.
4. Más fácil de ajustar la diferencia dinámica entre los frenos delanteros y traseros.
5. Más fácil de mantener y reparar.

Un auto de carreras a alta velocidad quiere ir lo más profundo posible en una esquina, frenando en el último instante posible. Los frenos de disco se recuperan de ese calor más rápidamente que los frenos de tambor. Eso incluye cosas como costillas internas en un rotor para extraer aire a través de un enfriamiento más rápido. Si alguna vez ves un video de los frenos en un auto de carreras, verás que los rotores se calientan al salir de una recta a una curva lenta, pero luego se enfrían en gran medida antes de la próxima gran curva.
Si alguna vez ha conducido un automóvil por una larga carretera de montaña, habrá experimentado el desvanecimiento dramático de los frenos con frenos de tambor, lo que realmente reduce la capacidad de frenado. Si alguna vez has visto esas pistas cuesta arriba de piedra y arena al descender una montaña, no hay que mirarlas. Es algo bastante común que los camiones (y los automóviles) pierdan los frenos por el calor al descender una montaña, y estas rampas de desaceleración mantienen a los camiones en una condición de fuga.

Frenos de tambor
Llamado así porque la parte de frenado tiene forma de tambor. Dentro del tambor, dos pastillas de freno grandes y curvas se empujan hacia afuera, disminuyendo la velocidad.
A continuación se muestra una imagen del interior de un freno de tambor, una vez que se retira el tambor. El tambor en sí es un trozo de metal en forma de plato relativamente poco interesante, ligeramente oxidado, al que se atornilla la rueda. El borde del tambor tiene aproximadamente dos pulgadas de profundidad y cubre completamente todo lo que puede ver en la imagen.
En la parte superior de la imagen hay un ‘cilindro esclavo’ que empuja las dos pastillas de freno hacia afuera cuando presiona el pedal del freno. Las almohadillas rozan el interior del tambor y la fricción te ralentiza.
Los frenos de tambor son buenos porque son simples (aunque no cuando intentas volver a armarlos) y confiables.
Sin embargo, tienen un par de inconvenientes: si atraviesas un poco de agua, son muy ineficaces hasta que el agua se haya drenado del tambor; y se vuelven menos eficientes a medida que se calientan. Cuando se calientan, el tambor se expande y crece más lejos de las pastillas, por lo que debe presionar el pedal más hacia abajo para obtener la misma cantidad de frenado, y si se calientan lo suficiente, se frena muy poco. Estas son muy malas noticias si conduces por la ladera de una montaña en un camino de regreso, y no mucho mejor si lo has estado dando vueltas por algunas carreteras rurales y necesitas detenerte de repente.
Frenos de disco
Funcionando de manera parecida a los frenos de bicicleta, los frenos de disco funcionan utilizando pinzas para sujetar las pastillas de freno a ambos lados del disco giratorio.
(El freno de disco anterior es de un VW Beetle personalizado visto en un show, el tuyo probablemente no se verá tan elegante).
Los frenos de disco son buenos porque cuando se calientan, el disco se hace más grande y, por lo tanto, está más cerca de las pastillas, lo que significa que no tiene que presionar tanto el pedal para obtener una buena frenada. Además, si conduce a través del agua, simplemente se cae del disco para que recupere su potencia de frenado muy rápidamente. También son generalmente más eficientes que los frenos de tambor y son más fáciles de configurar.
Es posible que escuche sobre los frenos de disco con ‘perforación cruzada’, esto significa que tienen pequeños orificios perforados a través de la cara del disco como en la imagen de arriba. Los orificios se diseñaron originalmente para ayudar a eliminar el gas causado por el calentamiento de las pastillas de freno, pero las pastillas modernas son mucho más resistentes y están ahí para mostrar.
¿Por qué todavía están los tambores?
Entonces, si los frenos de disco son tan maravillosos, ¿por qué todavía hay frenos de tambor? Bueno, los frenos de disco funcionan solo a través de la hidráulica, lo que los hace muy difíciles de usar para frenos de mano (eso es un freno de ’emergencia’ para los estadounidenses). lo que significa que el automóvil tiene que aumentar gradualmente la cantidad de fuerza sobre los frenos para mantenerlo quieto. Este es un trabajo más complicado, y por lo tanto más costoso, de lo que parece, mientras que un freno de tambor puede ser retenido por un cable, y generalmente lo es.
Muchos automóviles modernos, por ejemplo, el VW Touran, todavía vienen con frenos de disco delanteros y frenos de tambor traseros, y algunos autos deportivos todavía tienen un pequeño freno de tambor conectado a los frenos traseros para actuar como freno de mano, aunque tienen discos traseros para los más eficientes. frenado.
Si posee un Volkswagen refrigerado por aire, tenga la seguridad de que si su automóvil viene con frenos de tambor completos, entonces son lo suficientemente buenos como para detenerlo dentro de las distancias de seguridad actuales. Mi Beetle solo tiene tambores y, cuando se ajustan adecuadamente, detienen el automóvil mejor que un automóvil con discos en mal estado. Sin embargo, si está instalando motores más grandes y no estándar, consideraría instalar frenos de disco, ya sea de un VW donante o usando un kit de posventa. La velocidad es excelente, pero detenerse antes de convertirse en un accidente es aún mejor.

Los frenos de disco proporcionan más potencia de frenado y son menos propensos a la decoloración inducida por el calor.

Los frenos de tambor pueden tener características no lineales, lo que significa que la cantidad de frenado no es directamente proporcional a la cantidad de fuerza aplicada. Los frenos de disco son predecibles.

Los frenos de disco son autoajustables. Los frenos de tambor deben ajustarse a medida que se desgastan las superficies de fricción. Hay diseños de frenos de tambor autoajustables (la mayoría de los frenos traseros en automóviles), pero son complejos y casi nunca se usan en motocicletas debido a limitaciones de espacio y peso.

Hablando de desgaste, los frenos de disco tienen rotores fácilmente reemplazables. Los frenos de tambor de la motocicleta están integrados en el cubo o la rueda, y una vez que el tambor se desgasta o se daña, debe reemplazar todo el cubo, la llanta completa o realizar un mecanizado costoso.

Los frenos de tambor se componen principalmente de un cilindro de rueda y un conjunto de zapata de freno.

Cuando se pisa el pedal del freno, la presión hidráulica fuerza las zapatas contra el cilindro de la rueda causando una fricción que a su vez detiene las ruedas.
Pero, el calor generado en los frenos de tambor da como resultado el desgaste de las ‘zapatas’ y el adelgazamiento del cilindro porque el sistema de rechazo de calor en los frenos de tambor no es muy efectivo .

Mientras que en frenos de disco,
el disco está expuesto a la atmósfera

Y también tienen poros que ayudan a disipar fácilmente el calor. Esto aumenta la longevidad de las pastillas y el disco de freno y, por lo tanto, aumenta la durabilidad y la eficiencia general de los frenos.
Los frenos de disco también son más fáciles de configurar.

Por lo tanto, muchos prefieren los frenos de disco a los frenos de tambor.

Hay muchas buenas respuestas como ha dicho otro. No vi a nadie decir que se trata de la presión generada. En la plataforma grande, el cilindro esclavo es grande para aplicar más fuerza. No sé si todavía operan pasivamente en un resorte como lo hicieron en años pasados. Uno de los problemas era que el actuador de acción simple comprimía el resorte para liberar los frenos en lugar de los vehículos de pasajeros que tenían presión aplicada para obligar a los frenos a detenerse.

La forma en que se calcula la fuerza de frenado requiere calcular el área de presión * del pistón. Luego, la fuerza se multiplica por el coeficiente de fricción entre la pastilla de freno y la parte giratoria (rotor o tambor). La acumulación de calor y la discipación también son críticas. La energía generada por la fricción aumenta la temperatura de los componentes del freno y cambia sus propiedades físicas. El cambio en las propiedades físicas explica el desvanecimiento del freno por el cambio en el coeficiente de fricción. Hay fricción cinética y fricción estática. La cinética se aplica a dos superficies en movimiento una con respecto a la otra y la fricción estática se aplica a dos superficies estacionarias una con respecto a la otra. La fricción estática es generalmente mayor que la fricción cinética y es lo que se experimenta cuando intentamos aflojar un perno.

Volviendo a la pregunta, muchas personas han aportado valiosos aportes. En general, me gustaría decir “sí, y …” el área del cilindro esclavo en los vehículos de pasajeros para frenos de disco es más grande que los frenos de tambor que se han usado históricamente. Más fuerza = más fricción = mejor frenado.

Puede haber muchas razones, pero desde el punto de vista técnico, las razones principales son

1. En las roturas de tambor, la fuerza de frenado (fuerza de fricción) se aplica en la pista interna del tambor de freno cuyo radio está restringido y no puede ser mayor que el radio interno de la rueda (generalmente), pero en el caso del disco, esta fuerza de fricción se aplica sobre el disco giratorio cuyo radio puede ser mayor que el radio interno de la rueda (como debe haber visto en las bicicletas). Por lo tanto, se aplica fuerza en el freno de disco en un radio mayor en comparación con el de los frenos de tambor. Ahora

Par = Fuerza * radio

Por lo tanto, cuando se aplica la misma fuerza en el disco y el freno de tambor, el freno de disco produce un par más resistente porque la fuerza se aplica en un radio mayor.

2. La velocidad de liberación de calor es mayor en el freno de disco porque la superficie de fricción está abierta a la atmósfera y el aire fluye sobre ella, los agujeros en el disco proporcionan un incremento adicional en la velocidad de enfriamiento.

Preferimos frenos de disco sobre frenos de tambor porque : –

1. Los frenos de disco pueden generar y transferir mayores cantidades de calor a la atmósfera; Debido a que la mayor parte del área de fricción de un rotor está expuesta al aire, el enfriamiento es mucho más rápido que para un freno de tambor.

2.Debido a la forma de los frenos de disco, los rotores tienden a raspar el agua de manera más efectiva, mientras que los frenos de tambor recogerán algo de agua en la superficie interior donde las zapatas de contacto entran en contacto con los tambores.

3. Debido al diseño, los frenos de disco se ajustan automáticamente y no necesitan mantenimiento periódico ni dependen de un mecanismo de ajuste automático que sea propenso a pegarse.

4. La expansión térmica del tambor en los frenos de tambor hace que las zapatas se muevan más y requieran más recorrido del pedal del freno, pero no hay tal problema en los frenos de disco.

5. El sistema de frenos de disco se puede inspeccionar sin quitar las ruedas, pero los frenos de tambor no.

6. Los frenos de tambor con la máxima acción del servo son los más afectados por los cambios de fricción. Por lo tanto, una ligera caída en la fricción, como la causada por el calor, conduce a un frenado menos efectivo. Los frenos de disco no tienen acción servo.

Espero que ayude !!

Varias buenas respuestas aquí. Agregaré que, en implementaciones modernas, los frenos de disco son mucho más fáciles de mantener que los diseños de batería. Esto se debe básicamente a las diferencias básicas de geometría que han demostrado Vivek Thakur y otros; En la práctica, estas geometrías significan que el reemplazo de las pastillas y los rotores en los frenos de disco se puede hacer de forma directa (afloje un extremo de la pinza, gírelo hacia afuera, retire el disco viejo, coloque nuevas pastillas en la pinza, coloque el disco nuevo, balancee la pinza nuevamente en su lugar y vuelva a apretarla).

Los frenos de tambor tienden a ser mucho más complicados, ya que hay resortes y engranajes que quitar y reemplazar, ajustes que hacer y, en general, más grados de libertad con los que lidiar.

Siempre hago mis propios trabajos de freno de disco, pero tengo que sentirme muy paciente y ambicioso para tocar la batería.

La misma razón por la que preferimos pantallas planas sobre tubos.

Los discos son mejores.

  1. Rendimiento: distancias de frenado más cortas, recuperación más rápida, más confiable
  2. Mantenimiento: reemplazo más simple, menos componentes consumibles, más fácil de diagnosticar y reparar el mal funcionamiento. No necesita herramientas especiales para la mayoría de los frenos de disco.
  3. Apariencia: nadie dice nada cuando pintas la batería.

El único inconveniente: los frenos de mano son más simples con los tambores (por qué los tambores traseros siguen siendo MUY comunes).

Dicho esto, ME ENCANTA que mi Jeep ZJ 1996 tenga todos los discos redondos, y NUNCA volvería a la batería si puedo evitarlo. Cambiar de zapatos es una experiencia tan desgarradora y casi imposible sin herramientas especiales. En mi ZJ, todo lo que necesito es un trinquete con casquillos y brocas hexagonales, y una abrazadera en C grande para cambiar cualquier cosa en los frenos (excepto el freno de estacionamiento, aunque rara vez se usa, es un diseño de tambor dentro de los discos traseros)

Los frenos de disco brindan algunos beneficios. Son más caros pero más seguros. Es más fácil verificar el estado del sistema de frenos. Los frenos necesitan menos mantenimiento. Los frenos de tambor acumulan polvo dentro del tambor. Los frenos de disco lo disparan. Los frenos de disco no necesitan lubricación periódica entre cambios de pastillas.

Los frenos de disco empujan la superficie plana contra la superficie plana. Esto da como resultado una respuesta lineal de la potencia de frenado. Los frenos de tambor presionan las almohadillas redondeadas contra el objeto redondo. Cuando se usan no se usan tan uniformemente como las superficies planas. El diámetro del tambor cambia con el tiempo y las nuevas pastillas de freno en el tambor actúan de manera diferente con el tambor viejo en comparación con el tambor nuevo.

Y estética: los frenos de disco se ven mejor que la batería. La superficie brillante es mejor que la superficie oxidada.

Vivek hizo un trabajo increíble al explicar el funcionamiento de los dos sistemas. Yo Connor coincide con eso … Más bien intentaré hacerlo conciso.

Los frenos de tambor tienden a calentarse mucho en función de cómo funcionan y retienen esa temperatura. Por lo tanto, tienden a volverse ineficaces después de un uso repetido. Todavía se usan cuando el rechazo de calor es una opción y / o se puede emplear un enfriamiento de freno.

Los frenos de disco ofrecen una tremenda potencia de frenado y, lo que es más importante, una mordida inicial durante un período más largo. El se desvanecerá pero bastante tarde en comparación con encontrar y, por lo tanto, la ventaja.

Los frenos de disco están listos para limpiar y reparar. El reemplazo de las pastillas de freno es un trabajo fácil.

Ahora aquí es donde se pone difícil … ABDOMINALES.

Sí, los frenos de tambor pueden tener ABS. Pero tales sistemas son limitados y la disponibilidad es … Los frenos de disco, por otro lado, tienen la rueda del sensor ABS montada en el disco.

¡Realmente no tenemos otra opción! Con eso vienen. Inicialmente, a mediados de los 70, las bicicletas tenían discos en la parte delantera y tambores en la parte posterior. Luego, los frenos de disco se volvieron más baratos de atornillar que las complicadas entrañas mecánicas de los frenos de tambor y los problemas de configurarlos correctamente. Convertí una bicicleta en gran parte para los días de pista, y aunque tenía las piezas, me quedé con un tambor trasero. El frenado eficiente es 70% delantero y 30% trasero, y si realmente está frenando con fuerza, la rueda trasera apenas toca el suelo debido a la transferencia de peso, por lo que no se necesita potencia adicional. Muchos ciclistas con frecuencia tenían problemas con los discos traseros, los pistones incautados, los discos ranurados, etc., debido a la arena arrojada por la rueda delantera.

Los frenos de disco tienen la ventaja de ser más ligeros, más baratos de fabricar y más fáciles de mantener. También se las arreglan mejor en entornos sucios.

Los fabricantes de automóviles hicieron un gran trabajo cuando vendieron frenos de disco como una actualización, cobraron extra por un producto más barato.

La desventaja de los frenos de disco es que no funcionan tan bien. Esto significa que los automóviles con frenos de disco también necesitan un servo.

Las aplicaciones de servicio pesado aún usan frenos de tambor.

Costo, tambores perfectamente bien para el vehículo promedio. Los tambores tienen menos características de desvanecimiento y menos peso y funcionaron muy bien antes de que aparecieran los frenos de potencia asistidos por vacío. Si fuera a quitar el sistema de alimentación y usar solo tambores de frenos mechicnal, el ganador sería sin duda. Por eso se usan en vehículos pesados.
Los discos, con asistencia eléctrica, lo detendrán más rápido y son más fáciles de mantener. Son menos complejos que los tambores.

Prefiero los frenos de tambor. No son tan graciosos. Se pueden activar por cable para un diseño más simple y flexible. Es más fácil crear una rueda aerodinámica con un perfil más delgado. Los frenos de tambor pueden funcionar durante décadas y seguir funcionando mientras que las pinzas hidráulicas necesarias para los frenos de disco ciertamente se corroerán y pegarán. Los frenos de tambor tienden a ser más ligeros. Los frenos de disco se arrastran constantemente porque los discos rara vez se retraen completamente. Los frenos de disco son feos.

El propietario del automóvil no tiene que quitar las ruedas para mirar el sistema de frenos de disco. Este sistema de frenos también tiene una mejor potencia de frenado que el freno de tambor. Los frenos de disco son completamente autoajustables y debido a que este tipo de freno es tan común, hay una amplia selección de pastillas de freno para elegir. frenos y rotores

Los prefiero debido a la modulación superior, es decir, una “sensación” más fina.

Realmente, muy obvio en una bicicleta de montaña, pero también evidente en mis dos camionetas recientes: una con y otra sin.

Simple y fácil de reemplazar. Me lleva 10 minutos reemplazar las almohadillas de disco y una hora hacer la batería. Con los tambores, debe quitar los resortes, los clips y los engranajes, mientras que con los discos son solo dos pernos. Tengo un automóvil con tambores traseros y hay un sinfín de problemas: la placa de respaldo deformada, el desprendimiento del cable del freno de estacionamiento, no se autoajustan, y después de ponerme neumáticos nuevos, uno de los tambores comenzó a fumar. Hice que la tienda lo arreglara, así que no sé qué hizo que frenase el freno.

Los frenos de tambor son más baratos de mantener, pero los frenos de disco tienen una mejor mordida y una mayor eficacia de frenado. Si ha usado ambos, comprenderá que son diferentes de día y de noche.