Freno de disco

Un freno de disco es un tipo de freno que utiliza las pinzas para presionar pares de pastillas contra un disco (a veces llamado rotor [de freno]) ^{[ 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 ambiente. Los frenos de disco se encuentran en automóviles más sofisticados y son más caros de fabricar que un freno de tambor . Los frenos de disco también se encuentran en algunas bicicletas de gama alta .

Los frenos de disco hidráulicos son el dispositivo mecánico más utilizado para reducir la velocidad de los vehículos. Los principios de un freno de disco se aplican a casi cualquier eje giratorio. Sus componentes incluyen el disco, el cilindro maestro y la pinza, que contiene al menos un cilindro y dos pastillas de freno a cada lado 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 ampliamente disponibles en los automóviles hasta 60 años después. La aplicación exitosa comenzó en los 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 de cuatro ruedas de tipo pinza en la línea Crosley y un tipo sin pinza de Chrysler. En la década de 1950, hubo una demostración de superioridad en la carrera de las 24 Horas de Le Mans de 1953 , que requería frenar a altas velocidades varias veces por vuelta. ^{[ 5 ]} El equipo de carreras Jaguar ganó, utilizando autos equipados con frenos de disco, y gran parte del mérito 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 en toda la producción de Crosley 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 eficacia 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 mojados son menos eficaces que los secos). ^{[ 5 ]}

La mayoría de los frenos de tambor tienen al menos una zapata delantera, lo que proporciona un efecto de servofreno . Por el contrario, un freno de disco no tiene este efecto, y su fuerza de frenado siempre es proporcional a la presión que ejerce el sistema de frenado sobre la pastilla mediante cualquier servofreno, pedal o palanca. Esto suele ofrecer al conductor una mejor sensación y ayuda a evitar el bloqueo inminente de las ruedas. Los frenos de tambor también son propensos a la deformación de la pastilla, atrapando el material desgastado del forro en su interior y causando diversos problemas de frenado.

El disco suele estar fabricado de hierro fundido . En algunos casos, puede ser de materiales compuestos, como carbono reforzado o compuestos de matriz cerámica . Está conectado 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 presiona mecánica, hidráulica , neumática o electromagnéticamente contra ambos lados del disco. La fricción provoca que el disco y la rueda se frenen o se detengan.

En función del diseño del disco de freno, estos se pueden clasificar en los siguientes tipos, como se muestra en la tabla a continuación.

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 suele ser hierro gris , ^{[ 6 ]} una forma de hierro fundido . El diseño de los discos varía. Algunos son macizos, pero otros son huecos 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, que soportan mayor carga.

Los discos de freno para motocicletas, bicicletas y muchos automóviles suelen tener agujeros o ranuras. 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 simplemente por motivos estéticos no funcionales. ^{[ 8 ]}

Los discos ranurados tienen canales poco profundos mecanizados para facilitar la eliminación de polvo y gases. En la mayoría de los entornos de competición, se prefiere el ranurado para eliminar gases y agua, además de deslustrar las pastillas de freno. Algunos discos son perforados y ranurados. Generalmente, los discos ranurados 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 competición, ya que mantiene las pastillas blandas y evita la vitrificación de sus superficies. En carretera, los discos perforados o ranurados siguen teniendo un efecto positivo en condiciones de humedad, ya que los orificios o ranuras impiden que se acumule una película de agua entre el disco y las pastillas.

Los discos de dos piezas constan de una sección central combinada con un anillo de fricción exterior fabricado por separado. La sección central se suele denominar campana o sombrero debido a su forma. Generalmente se fabrica con una aleación como la 7075 y se anodiza para un acabado duradero. El anillo exterior del disco suele ser de hierro gris . También pueden fabricarse de acero o cerámica de carbono para aplicaciones específicas. Estos materiales tienen su origen en el automovilismo y se encuentran en vehículos de alto rendimiento y en mejoras del mercado de accesorios. Los discos de dos piezas pueden suministrarse como un conjunto fijo con tuercas, tornillos y arandelas convencionales, o como un sistema flotante más complejo en el que los cojinetes de accionamiento permiten que las dos partes del disco de freno se expandan y contraigan a diferentes velocidades, reduciendo así la posibilidad de que el disco se deforme por sobrecalentamiento. Las principales ventajas de un disco de dos piezas son la reducción del peso no suspendido crítico y la disipación del calor de la superficie del disco a través de la campana (sombrero) de aleación. Tanto las opciones fijas como las flotantes tienen sus desventajas y ventajas. Los discos flotantes son propensos a vibrar y acumular residuos, por lo que son más adecuados para el automovilismo, mientras que los discos fijos son más adecuados para el uso en carretera. ^{[ 9 ]}

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 variedad de metales en ese período hizo que utilizara cobre como material de frenado. El mal estado de las carreteras en ese momento, que no eran más que caminos polvorientos y accidentados, provocó que el cobre se desgastara rápidamente, haciendo que el sistema resultara poco práctico. ^{[ 4 ] [ 10 ]}

En 1921, la compañía 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 British Motorcycle & Cycle-Car Research Association, Douglas describió el dispositivo como un "novedoso freno de cuña" que funcionaba sobre una "brida de buje biselada". Un cable Bowden accionaba el freno. Frenos delanteros y traseros de este tipo se instalaron en la motocicleta con la que Tom Sheard logró la victoria en el Senior TT de 1923. ^{[ 11 ]}

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 aplicaban regularmente al nuevo material rodante de pasajeros. ^{[ 12 ]} 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 . ^{[ 13 ]}

En la empresa alemana Argus Motoren , Hermann Klaue (1912-2001) patentó ^{[ 14 ]} frenos de disco en 1940. Argus suministró ruedas equipadas con frenos de disco, por ejemplo, para el Arado Ar 96. [ ^{15 ] El} tanque pesado alemán Tiger I se introdujo en 1942 con un disco Argus-Werke de 55 cm ^{[ 16 ]} en cada eje de transmisión.

El American Crosley Hot Shot tenía frenos de disco en las cuatro ruedas en 1949 y 1950. Sin embargo, estos pronto demostraron ser problemáticos y fueron retirados. ^{[ 4 ]} Crosley volvió a los frenos de tambor, y las conversiones a frenos de tambor para los Hot Shots fueron populares. ^{[ 17 ]} La falta de investigación suficiente causó problemas de confiabilidad, como atascamiento y corrosión, especialmente en regiones que usaban sal en las carreteras de invierno. ^{[ 17 ]} 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 SCCA H-Production y H-modified en la década de 1950. El disco de Crosley era un diseño Goodyear -Hawley, un tipo de pinza moderna "spot" con un disco moderno, derivado de un diseño de aplicaciones aeronáuticas. ^{[ 4 ]}

Chrysler desarrolló un sistema de frenado único, ofrecido desde 1949 hasta 1953. ^{[ 18 ]} En lugar del disco con la pinza que lo aprieta, este sistema utilizaba discos expansibles gemelos que rozaban contra la superficie interior de un tambor de freno de hierro fundido, que también funcionaba como carcasa del freno. ^{[ 17 ]} Los discos se separaban para crear fricción contra la superficie interior del tambor mediante la acción de cilindros de rueda estándar . ^{[ 17 ]} Debido al costo, los frenos solo eran estándar en el Chrysler Crown y el Town and Country Newport en 1950. ^{[ 17 ]} Sin embargo, eran opcionales en otros Chrysler, con un precio de alrededor de $400, en un momento en que un Crosley Hot Shot completo se vendía por $935. ^{[ 17 ]} Este sistema de freno de disco en las cuatro ruedas fue fabricado 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 . ^{[ 17 ]} Los discos de Chrysler eran "autoenergizantes", ya que parte de la energía de frenado contribuía al esfuerzo de frenado. ^{[ 17 ]} Esto se lograba mediante pequeñas bolas colocadas en orificios ovalados que conducían a la superficie de frenado. ^{[ 17 ]} Cuando el disco hacía contacto inicial con la superficie de fricción, las bolas eran empujadas hacia arriba en los orificios, separando aún más los discos y aumentando la energía de frenado. ^{[ 17 ]} Esto resultaba en una presión de frenado más ligera que con las pinzas, evitaba el sobrecalentamiento 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. ^{[ 17 ]} Los propietarios actuales consideran que el Ausco-Lambert es muy fiable y potente, pero admiten su brusquedad y sensibilidad. ^{[ 17 ]}

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. ^{[ 19 ]}

Jaguar C TYPE similar al ganador de las "24 Horas de Le Mans" de 1953.

Citroën DS 19

El Jaguar C-Type ganó las 24 Horas de Le Mans de 1953 , siendo el único vehículo en la carrera en usar frenos de disco, desarrollados en el Reino Unido por Dunlop , y el primer auto en Le Mans en alcanzar una velocidad media superior a 160 km/h. ^{[ 20 ]} "Los grandes frenos de tambor de los rivales podían igualar la capacidad de frenado de los discos, pero no su formidable resistencia." ^{[ 5 ]}

Antes de esto, en 1950, un Crosley HotShot con frenos de disco en las cuatro ruedas de serie ganó el Índice de Rendimiento en la primera carrera de Sebring (de seis horas en lugar de doce) en la víspera de Año Nuevo de 1950.

El Citroën DS fue el primer vehículo en utilizar de forma sostenida los modernos frenos de disco en la producción en masa , en 1955. ^{[ 4 ] [ 10 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]} El coche incorporaba frenos de disco delanteros de tipo pinza, entre otras 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 durante 20 años con el mismo sistema 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 problemática tecnología no estaba lista para la producción en masa. ^{[ 4 ] [ 18 ]} Los intentos pronto fueron retirados. ^{[ 4 ] [ 18 ] [ 17 ]}

El Jensen 541 , con frenos de disco en las cuatro ruedas, llegó en 1956. ^{[ 4 ] [ 24 ]} Triumph exhibió un TR3 de 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. ^{[ 25 ]} Jaguar comenzó a ofrecer frenos de disco en febrero de 1957 en el modelo XK150, ^{[ 26 ]} pronto le siguió con el sedán deportivo Mark 1 ^{[ 27 ]} y en 1959 con el sedán grande Mark IX. ^{[ 28 ]} Los modelos MG_MGA#Twin-Cam Twin Cam y Deluxe presentaban frenos de disco Dunlop en las cuatro ruedas.

Los frenos de disco fueron más populares en los autos deportivos cuando se introdujeron por primera vez, ya que estos vehículos exigen un mayor rendimiento de frenado. Actualmente, los discos se han convertido en la opción más común en la mayoría de los vehículos de pasajeros. Sin embargo, muchos vehículos (ligeros) utilizan frenos de tambor en las ruedas traseras para reducir costos y peso, así como para simplificar la instalación del freno de mano . Esta puede ser una solución de compromiso razonable, ya que los frenos delanteros realizan la mayor parte del esfuerzo de frenado.

En muchos de los primeros 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 encuentran dentro de las ruedas. Esta 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, con una concentración en Europa y América. Entre 1989 y 2005, la fabricación de discos de freno se trasladó predominantemente a China. ^{[ 29 ]}

En 1963, el Studebaker Avanti fue equipado de fábrica con frenos de disco delanteros como equipamiento estándar. ^{[ 30 ]} Este sistema Bendix con licencia de Dunlop también era opcional en algunos de los otros modelos Studebaker. ^{[ 31 ]} Los frenos de disco delanteros se convirtieron en equipamiento estándar en el Rambler Marlin de 1965. ^{[ 32 ]} 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 ] [ 33 ] [ 34 ]} También se introdujo un sistema de frenos de disco en las cuatro ruedas en 1965 en el Chevrolet Corvette Stingray. ^{[ 35 ]} La mayoría de los automóviles estadounidenses cambiaron de frenos de tambor delanteros a frenos de disco delanteros a finales de la década de 1970 y principios de la de 1980.

Lambretta introdujo el primer uso en producción en serie de un único freno de disco delantero flotante, encerrado en un cubo de aleación fundida ventilado y accionado por cable, en la TV175 de 1962. ^{[ 36 ] [ 37 ]} A esto le siguió la GT200 en 1964. ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]}

MV Agusta fue el segundo fabricante en ofrecer al público una motocicleta con freno de disco delantero a pequeña escala en 1965, en su costosa motocicleta de turismo 600 con accionamiento mecánico por cable. ^{[ 42 ]} En 1969, Honda presentó la más asequible CB750 , que tenía un único freno de disco delantero de accionamiento hidráulico (y un freno de tambor trasero), y que se vendió en grandes cantidades. ^{[ 42 ] [ 43 ]}

A diferencia de los frenos de disco de los automóviles, que se encuentran dentro de la rueda, los frenos de disco de las bicicletas están expuestos al flujo de aire y cuentan con una refrigeración óptima. Si bien los discos de hierro fundido tienen una superficie porosa que proporciona un rendimiento de frenado superior, estos discos se oxidan con la lluvia y se vuelven antiestéticos. Por consiguiente, los discos de motocicleta suelen ser de acero inoxidable, perforados, ranurados u ondulados para dispersar el agua de lluvia. Los discos de motocicleta modernos tienden a tener un diseño flotante, en el que el disco "flota" sobre soportes 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 buje de la rueda.

Las pinzas de freno han evolucionado desde unidades simples de un solo pistón hasta unidades de dos, cuatro e incluso seis pistones. ^{[ 44 ]} En comparación con los automóviles, las motocicletas tienen una mayor relación centro de masa / distancia entre ejes , 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 motocicletas deportivas modernas suelen tener dos discos delanteros grandes, con un disco trasero único mucho más pequeño. Las motocicletas que son particularmente rápidas o pesadas pueden tener discos ventilados.

Los primeros frenos de disco (como los de las primeras Honda Four y la Norton Commando ) ubicaban las pinzas sobre el disco, delante del deslizador de la horquilla. Si bien esto proporcionaba una mejor refrigeración a las pastillas de freno, actualmente es práctica casi universal ubicar la pinza detrás del deslizador (para reducir el momento angular del conjunto de la horquilla). Las pinzas de freno de disco traseras pueden montarse sobre (p. ej., BMW R1100S ) o sobre (p. ej., Yamaha TRX850 ) el 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 "tank-slapper" (oscilación a alta velocidad de la rueda delantera), las pastillas de freno en las pinzas se separan de los discos, por lo que cuando el piloto aplica la maneta de freno, los pistones de la pinza empujan las pastillas hacia los discos sin llegar a tocarlos. El piloto entonces frena con más fuerza, forzando las pastillas contra el disco de forma mucho más agresiva que con un frenado normal. Un ejemplo de esto fue el incidente de Michele Pirro en Mugello, Italia, el 1 de junio de 2018. ^{[ 45 ]} Al menos un fabricante ha desarrollado un sistema para contrarrestar la separación forzada de las pastillas.

Un desarrollo moderno, particularmente en horquillas invertidas ("al revés" o "USD"), es la pinza de freno de montaje radial. Si bien estas están de moda, no hay evidencia de que mejoren el rendimiento de frenado ni aumenten la rigidez de la horquilla. (Al carecer de la opción de un refuerzo de horquilla, las horquillas USD podrían rigidizarse mejor con un eje delantero sobredimensionado). ^{[ 46 ] [ 47 ]}

Los frenos de disco de bicicleta pueden variar desde sistemas mecánicos simples (de cable) hasta costosos y potentes sistemas de disco hidráulicos de pistones múltiples, comúnmente utilizados en bicicletas de carreras de descenso . La mejora de la tecnología ha permitido la creación de discos ventilados para bicicletas de montaña , similares a los de los automóviles, introducidos para ayudar a evitar la pérdida de eficacia por sobrecalentamiento en descensos alpinos rápidos. Los discos también se utilizan en bicicletas de carretera para el ciclismo en cualquier condición climática con un 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, ya que son más difíciles de dañar en estacionamientos concurridos, 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 anticorrosión. ^{[ 48 ]} Los discos son delgados, a menudo de unos 2 mm. Algunos utilizan un estilo de disco flotante de dos piezas, otros utilizan un disco de metal sólido de una sola pieza. Los frenos de disco de bicicleta utilizan una pinza de dos pistones que sujeta el disco por ambos lados o una pinza de un solo pistón con una pastilla móvil que entra en contacto con el disco primero y luego lo empuja contra la pastilla fija. ^{[ 49 ]} Debido a la importancia de la eficiencia energética en las bicicletas, una característica poco común de los frenos de bicicleta es que las pastillas se retraen para eliminar la fricción residual al soltar el freno. En cambio, la mayoría de los demás frenos arrastran ligeramente las pastillas al soltarse para minimizar el recorrido inicial de funcionamiento.

Los frenos de disco se utilizan cada vez más en vehículos de carretera muy grandes y pesados, donde anteriormente los grandes frenos de tambor eran casi universales. Una razón es que la falta de autoasistencia del disco hace que la fuerza de frenado sea mucho más predecible, por lo que se puede aumentar la fuerza máxima de frenado sin mayor riesgo de dirección inducida por el frenado o tijera en vehículos articulados. Otra razón es que los frenos de disco se sobrecalientan menos cuando están calientes, y en un vehículo pesado, la resistencia del aire y la resistencia de rodadura, así como el frenado del motor, representan pequeñas partes de la fuerza de frenado total, por lo que los frenos se utilizan con más fuerza que en vehículos más ligeros, y la sobrecalentamiento 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 parada requiere aproximadamente el 150 % de la distancia. ^{[ 50 ]} En Europa, las regulaciones de distancia de frenado exigen esencialmente frenos de disco para vehículos pesados. En los EE. UU., se permiten los tambores y generalmente se prefieren por su menor precio de compra, a pesar de un mayor costo total a lo largo de su vida útil y intervalos de servicio más frecuentes.

Se utilizan discos aún más grandes en vagones de ferrocarril , tranvías y algunos aviones . Los vagones de pasajeros y los vehículos de tren ligero suelen usar frenos de disco en la parte 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 la parte interior. Esto reduce el desgaste por residuos y proporciona protección contra la lluvia y la nieve, que harían que los discos se volvieran resbaladizos y poco fiables. Sin embargo, aún hay 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 enfriarse, donde la energía máxima de frenado es muy predecible. Si la energía de frenado supera el máximo, por ejemplo, durante una emergencia que ocurre durante el despegue, las ruedas de la aeronave pueden equiparse con un tapón fusible ^{[ 51 ]} para evitar que el neumático explote. Esta es una prueba clave en el desarrollo de aeronaves. ^{[ 52 ]}

Para uso automotriz, los discos de freno suelen estar hechos de hierro gris . ^{[ 6 ]} La SAE mantiene una especificación para la fabricación de hierro gris para diversas aplicaciones. Para aplicaciones normales en automóviles y camionetas ligeras, la especificación SAE J431 G3000 (reemplazada por G10) dicta el rango correcto de dureza, composición química, resistencia a la tracción y otras propiedades necesarias para el uso previsto. Algunos autos de carreras y aviones usan frenos con discos 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 coches de carreras y de carretera de alto rendimiento, se han empleado otros materiales para los discos. En 1976, Brabham, en colaboración con Dunlop, introdujo en la Fórmula 1 discos y pastillas de carbono reforzado inspirados en sistemas de frenado aeronáutico como los del Concorde . ^{[ 53 ]} El frenado carbono-carbono se utiliza actualmente en la mayoría de las competiciones de automovilismo de alto nivel a nivel mundial, ya que reduce el peso no suspendido , ofrece un mejor rendimiento de fricción y propiedades estructurales mejoradas a altas temperaturas, en comparación con el hierro fundido. En ocasiones, se han aplicado frenos de carbono a coches de carretera, por ejemplo, por el fabricante francés de coches deportivos Venturi a mediados de la década de 1990, pero necesitan alcanzar una temperatura de funcionamiento muy alta para ser realmente efectivos, por lo que no son adecuados para su uso en carretera. El calor extremo generado en estos sistemas es visible durante las carreras nocturnas, especialmente en circuitos cortos. No es raro ver los discos de freno al rojo vivo durante su uso.

Los discos cerámicos se utilizan en algunos coches de altas prestaciones y vehículos pesados.

El primer desarrollo del freno cerámico moderno fue realizado por ingenieros británicos para su aplicación en trenes de alta velocidad (TGV) en 1988. El objetivo era reducir el peso y el número de frenos por eje, además de proporcionar una fricción estable a altas velocidades y en cualquier temperatura. El resultado fue un proceso cerámico reforzado con fibra de carbono que actualmente se utiliza en diversas formas para sistemas de frenado en automóviles, ferrocarriles y aeronaves.

Debido a su alta tolerancia al calor y resistencia mecánica, los discos de material compuesto cerámico se utilizan con frecuencia en vehículos de alta gama donde el costo no es prohibitivo. ^{[ 54 ]} También se encuentran en aplicaciones industriales donde su ligereza y bajo mantenimiento justifican el costo. Los frenos de material compuesto pueden soportar temperaturas que dañarían los discos de acero.

Los frenos cerámicos compuestos (PCCB) de Porsche están fabricados con fibra de carbono siliconizada, con capacidad para altas temperaturas, una reducción de peso del 50 % respecto a los discos de hierro (reduciendo así el peso no suspendido del vehículo), una reducción significativa en la generación de polvo, intervalos de mantenimiento considerablemente más largos y una mayor durabilidad en entornos corrosivos. Presentes en algunos de sus modelos más caros, también son un freno opcional para todos los Porsche de calle con un coste adicional. Se distinguen por su llamativa pintura amarilla en las pinzas de aluminio de seis pistones. Los discos cuentan con ventilación interna, al igual que los de hierro fundido, y están perforados transversalmente.

En las 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 él, provocando que se retuerza. El sello se deforma aproximadamente 1/10 de milímetro. El pistón puede moverse libremente hacia afuera, pero la ligera resistencia causada por el sello impide que se retraiga completamente a su posición anterior cuando se sueltan los frenos, compensando así la holgura causada por el desgaste de las pastillas de freno y eliminando la necesidad de resortes de retorno. ^{[ 55 ] [ 56 ]}

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

Los discos suelen dañarse de cuatro maneras: rayaduras, grietas, deformaciones u oxidación excesiva. En ocasiones, los talleres mecánicos optan por reemplazar los discos por completo ante cualquier problema. Esto se hace principalmente cuando el costo de un disco nuevo es menor que el costo de la mano de obra para rectificar el disco viejo. Mecánicamente, esto es innecesario a menos que los discos hayan alcanzado el espesor mínimo recomendado por el fabricante, lo que los haría inseguros para su uso, o que la oxidación de las aletas sea severa (solo en discos ventilados). La mayoría de los principales fabricantes de vehículos recomiendan el rectificado de discos de freno (en EE. UU.: torneado) como solución para la excentricidad lateral, los problemas de vibración y los ruidos de frenado. El proceso de mecanizado se realiza en un torno de frenos , que elimina una capa muy delgada de la superficie del disco para limpiar daños menores y restaurar un espesor uniforme. El mecanizado del disco, cuando sea necesario, maximizará el kilometraje de los discos actuales del vehículo.

La excentricidad se mide con un comparador de cuadrante sobre una base rígida fija, con la punta perpendicular a la cara del disco de freno. Normalmente se mide a unos 12,7 mm ( 1/2 pulgada  ) del diámetro exterior del disco. El disco se hace girar. La diferencia entre el valor mínimo y máximo en el comparador se denomina excentricidad lateral. Las especificaciones típicas de excentricidad del conjunto cubo/disco para vehículos de pasajeros son de alrededor de 0,0508  mm (0,002 pulgadas ). La excentricidad puede deberse a la deformación del propio disco, a la excentricidad en la cara del cubo de la rueda subyacente o a la contaminación entre la superficie del disco y la superficie de montaje del cubo subyacente. Para determinar la causa raíz del desplazamiento del indicador (excentricidad lateral), es necesario desmontar el disco del cubo. La excentricidad de la cara del disco debida a la excentricidad de la cara del cubo o a la contaminación suele tener un período de 1 mínimo y 1 máximo por cada revolución del disco de freno.

Los discos se pueden mecanizar para eliminar la variación de espesor y la excentricidad lateral. El mecanizado se puede realizar in situ (en el vehículo) o fuera del vehículo (en un torno de banco). Ambos métodos eliminan la variación de espesor. El mecanizado en el vehículo con el equipo adecuado también puede eliminar la excentricidad lateral debida a la falta de perpendicularidad de la superficie del cubo.

Un montaje incorrecto puede deformar los discos. Los pernos de sujeción del disco (o las tuercas de la rueda, si el disco está sujeto por la rueda) deben apretarse de forma 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 apriete final. El manual del vehículo indicará el patrón de apriete correcto, así como el par de apriete de los pernos. Las tuercas de las ruedas nunca deben apretarse en círculo. Algunos vehículos son sensibles a la fuerza que ejercen los pernos, por lo que el apriete debe realizarse con una llave dinamométrica .

A menudo, la transferencia desigual de las pastillas se confunde con la deformación del disco. ^{[ 57 ]} La mayoría de los discos de freno diagnosticados como "deformados" son el resultado de una transferencia desigual del material de las pastillas. Esta transferencia desigual puede provocar una variación en el 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 se conoce como pulsación del pedal. El conductor puede sentir la variación de grosor cuando es de aproximadamente 0,17 mm (0,0067 pulgadas) o mayor (en discos de automóviles).

La variación del espesor tiene muchas causas, pero tres mecanismos principales contribuyen a la propagación de dichas variaciones. El primero es la selección inadecuada de las pastillas de freno. Las pastillas que son efectivas a bajas temperaturas, como al frenar por primera vez en clima frío, suelen estar hechas de materiales que se descomponen de forma desigual a temperaturas más altas. Esta descomposición desigual da como resultado una deposición desigual de material sobre el disco de freno. Otra causa de la transferencia desigual de material es el rodaje inadecuado de la combinación 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, se aplican los frenos con fuerza varias veces seguidas. Esto crea una interfaz lisa y uniforme entre la pastilla y el disco. Cuando esto no se hace correctamente, las pastillas de freno experimentarán una distribución desigual de la tensión y el calor, lo que dará como resultado una deposición desigual, aparentemente aleatoria, del material de la pastilla. El tercer mecanismo principal de la 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 degradarse y transferirse al disco. En un sistema de frenos correctamente asentado (con pastillas adecuadas), esta transferencia es natural y contribuye significativamente a la fuerza de frenado generada por las pastillas. Sin embargo, si el vehículo se detiene y el conductor continúa aplicando los frenos, como suele suceder en los automóviles con transmisión automática , las pastillas depositarán una capa de material con la forma de la pastilla. Esta pequeña variación de espesor puede iniciar el ciclo de transferencia desigual de material.

Una vez que el disco presenta cierta variación en su espesor, la deposición desigual de las pastillas puede acelerarse, lo que a veces resulta en cambios en la estructura cristalina del metal que compone el disco. Al aplicar los frenos, las pastillas se deslizan sobre la superficie variable del disco. Al pasar por la sección más gruesa del disco, las pastillas se desplazan hacia afuera. El pie del conductor, al pisar el pedal del freno, se resiste naturalmente a este cambio, por lo que se aplica mayor fuerza a las pastillas. Como resultado, las secciones más gruesas experimentan mayores niveles de tensión. Esto provoca un calentamiento desigual de la superficie del disco, lo que genera dos problemas importantes. Al calentarse de forma desigual, el disco de freno también se expande de forma desigual. Las secciones más gruesas del disco se expanden más que las más delgadas debido a la mayor exposición al calor, magnificando así la diferencia de espesor. Además, la distribución desigual del calor produce una transferencia aún más desigual del material de las pastillas. Como resultado, las secciones más gruesas y calientes reciben aún más material de las pastillas que las secciones más delgadas y frías, lo que contribuye a un mayor aumento en la variación del espesor del disco. En situaciones extremas, este calentamiento desigual puede provocar cambios en la estructura cristalina del material del disco. Cuando las secciones más calientes alcanzan temperaturas extremadamente altas (entre 649 y 704 °C), el metal puede sufrir una transformación de fase y el carbono disuelto en el acero puede precipitar, formando regiones de carburo con alto contenido de carbono conocidas como cementita . Este carburo de hierro es muy diferente del hierro fundido que compone el resto del disco. Es extremadamente duro, quebradizo y no absorbe bien el calor. Tras la formación de cementita, la integridad del disco se ve comprometida. Incluso si se mecaniza la superficie del disco, la cementita en su interior no se desgastará ni absorberá calor al mismo ritmo que el hierro fundido circundante, lo que provocará que el disco vuelva a presentar irregularidades en el espesor y en las características de calentamiento.

El rayado (o rayadura) puede ocurrir si las pastillas de freno no se cambian rápidamente 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) presionarán la superficie de desgaste del disco, reduciendo la potencia de frenado y rayando el disco. Generalmente, un disco con rayaduras moderadas, que funcionaba satisfactoriamente con las pastillas de freno existentes, será igualmente utilizable con pastillas nuevas. Si las rayaduras son más profundas pero no excesivas, se pueden reparar mecanizando una capa de la superficie del disco. Esto solo se puede hacer un número limitado de veces, ya que el disco tiene un espesor mínimo de seguridad. El valor del espesor mínimo generalmente se funde en el disco durante la fabricación, en el cubo o en el borde del disco. En Pensilvania , que cuenta con uno de los programas de inspección de seguridad automotriz más rigurosos de Norteamérica, un disco de freno no puede pasar la inspección de seguridad si alguna ranura tiene una profundidad superior a 0,015 pulgadas (0,38 mm), y debe reemplazarse si el mecanizado reduce el disco por debajo de su grosor mínimo de seguridad.

Para evitar rayones, es prudente inspeccionar periódicamente las pastillas de freno para detectar desgaste. La rotación de neumáticos es un momento lógico para la inspección, ya que debe realizarse regularmente según el tiempo de uso del vehículo y se deben quitar todas las ruedas, lo que permite un fácil acceso visual a las pastillas de freno. Algunos tipos de llantas de aleación y sistemas de freno ofrecen suficiente espacio para ver las pastillas sin quitar la rueda. Siempre que sea posible, las pastillas que estén cerca del punto de desgaste deben reemplazarse de inmediato, ya que el desgaste completo produce rayones y un frenado inseguro. Muchas pastillas de freno de disco incluyen algún tipo de resorte de acero blando o lengüeta de arrastre como parte del conjunto de la pastilla, que roza el disco cuando la pastilla está casi desgastada. Esto produce un chirrido moderadamente fuerte, alertando al conductor de que se requiere mantenimiento. Normalmente, esto no rayará el disco si los frenos reciben mantenimiento de inmediato. Se puede considerar el reemplazo de un juego de pastillas si el grosor del material de la pastilla es igual o menor que el grosor del acero de soporte. En Pensilvania, el estándar es de 1/32 de pulgada (0,79 mm) para almohadillas remachadas y de 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 de expansión desigual del disco en entornos de servicio severo. Los fabricantes que utilizan discos perforados como equipo original (OEM) generalmente lo hacen por dos razones: estética, si determinan que el propietario promedio del modelo de vehículo preferirá la apariencia sin sobrecargar el hardware; o como una función de reducción del 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 tensiones de la competición. Un disco de freno es un disipador de calor , pero la pérdida de masa del disipador de calor puede compensarse con una mayor superficie para irradiar el calor. Pueden aparecer pequeñas grietas finas en cualquier disco de metal perforado como mecanismo de desgaste normal, pero en casos severos, el disco fallará catastróficamente. No es posible reparar las grietas, y si el agrietamiento se agrava, el disco debe reemplazarse. Estas grietas se producen debido al fenómeno de fatiga de bajo ciclo como resultado de frenadas bruscas repetidas. ^{[ 58 ]}

Los discos suelen estar hechos de hierro fundido y es normal que presenten cierta cantidad de óxido superficial . El uso regular mantiene limpia la zona de contacto del disco con las pastillas de freno, pero un vehículo almacenado durante un período prolongado puede desarrollar una oxidación significativa en dicha zona, lo que puede reducir la potencia de frenado temporalmente hasta que la capa oxidada se desgaste. La oxidación también puede provocar la deformación del disco al reactivar los frenos tras el almacenamiento, debido al calentamiento diferencial entre las zonas sin oxidar cubiertas por las pastillas y el óxido que cubre la mayor parte de la superficie del disco. Con el tiempo, los discos de freno ventilados pueden desarrollar una corrosión severa por óxido dentro de las ranuras de ventilación, lo que compromete la resistencia de la estructura y requiere su reemplazo. ^{[ 59 ]}

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

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

Una pinza flotante (también llamada "pinza deslizante") se mueve lateralmente 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 entra en contacto con la superficie de frenado, luego tira del cuerpo de la pinza junto con la pastilla de freno exterior para que la presión se aplique a ambos lados del disco. Los diseños de pinzas flotantes (de un solo pistón) son propensos a fallar por atascamiento, causado por la entrada de suciedad o corrosión en al menos un mecanismo de montaje, lo que impide su movimiento normal. Esto puede provocar que las pastillas de la pinza rocen con el disco cuando el freno no está accionado o cuando se acciona en ángulo. El atascamiento puede deberse al uso poco frecuente del vehículo, a la falla de un sello o guardapolvo de goma que permite la entrada de suciedad, al secado de la grasa en el mecanismo de montaje y a la posterior entrada de humedad que provoca corrosión, o a una 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 vibraciones 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 con respecto a la carrocería, una pinza oscilante utiliza un único perno de pivote vertical ubicado detrás del eje central. Cuando el conductor presiona los frenos, el pistón empuja la pastilla interior y hace girar toda la pinza hacia adentro, vista desde arriba. Debido a que el ángulo del pistón de la pinza oscilante cambia con respecto al disco, este diseño utiliza pastillas en forma de cuña que son más estrechas en la parte trasera exterior y más estrechas en la parte delantera interior.

En los frenos de llanta de las bicicletas también se utilizan varios tipos de pinzas de freno .

El diseño más común de pinza de freno utiliza un único pistón accionado hidráulicamente dentro de un cilindro, aunque los frenos de alto rendimiento pueden llegar a tener hasta doce. Los coches modernos utilizan circuitos hidráulicos diferentes para accionar los frenos en cada rueda como medida de seguridad . El diseño hidráulico también contribuye a multiplicar la fuerza de frenado. El número de pistones en una pinza se suele denominar número de «pistones», por lo que si un vehículo tiene pinzas de «seis pistones», significa que cada pinza contiene seis pistones.

La falla de los frenos puede deberse a que el pistón no se retraiga, lo cual suele ser consecuencia de no usar el vehículo durante un período prolongado de almacenamiento al aire libre en condiciones adversas. En vehículos con alto kilometraje, las juntas del pistón pueden tener fugas, las cuales deben repararse de inmediato.

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

Dependiendo de las propiedades del material tanto de la pastilla como del disco, así como de la configuración y el uso, el desgaste de ambos variará considerablemente. Las propiedades que determinan el desgaste del material implican un equilibrio entre rendimiento y durabilidad.

Las pastillas de freno generalmente deben reemplazarse con regularidad (dependiendo del material de las pastillas y del estilo de conducción), y algunas están equipadas con un mecanismo que alerta al conductor cuando es necesario reemplazarlas, como una pieza delgada de metal blando que roza contra el disco cuando las pastillas están demasiado desgastadas, lo que provoca que los frenos chirríen; una lengüeta 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 desgasta; o un sensor electrónico .

Por lo general, los vehículos de carretera llevan dos pastillas de freno por pinza, mientras que en las pinzas de competición se instalan hasta seis, con propiedades de fricción variables y dispuestas de forma escalonada para un rendimiento óptimo.

Las primeras pastillas (y forros ) de freno contenían amianto , lo que producía un polvo que no debía inhalarse. Aunque las pastillas más modernas pueden estar hechas de cerámica, Kevlar y otros plásticos, debe evitarse la inhalación del polvo de freno independientemente del material.

A veces se produce un ruido fuerte o un chirrido agudo al aplicar los frenos. Esto ocurre principalmente en coches fabricados o adquiridos hace algún tiempo. La mayoría de los chirridos de freno se producen por la vibración (inestabilidad por resonancia) de los componentes del freno, especialmente las pastillas y los discos (conocida como excitación acoplada por fuerza ). Este tipo de chirrido no debería afectar negativamente al rendimiento de frenado. Las técnicas incluyen añadir almohadillas biseladas a los puntos de contacto entre los pistones de la pinza y las pastillas, aislantes de unión (material amortiguador) a la placa de soporte de la pastilla, láminas de freno entre la pastilla y los pistones, etc. Todas deben estar recubiertas con un lubricante de alta temperatura y alto contenido de sólidos para ayudar a reducir el chirrido. Esto permite que las piezas metálicas se muevan independientemente entre sí y, por lo tanto, elimina la acumulación de energía que puede crear una frecuencia que se escucha como chirrido, gemido o rugido de freno. Es inherente que algunas pastillas chirríen más dependiendo del tipo de pastilla y su uso. Las pastillas de freno, que normalmente están diseñadas para soportar temperaturas muy altas durante períodos prolongados, tienden a producir una alta fricción, lo que genera más ruido durante la aplicación del freno. ^{[ 60 ]}

El frío combinado con la alta humedad matutina (rocío) suele agravar el chirrido de los frenos. Sin embargo, este chirrido generalmente cesa cuando las pastillas alcanzan su temperatura normal de funcionamiento. Esto afecta con mayor intensidad a las pastillas diseñadas para usarse a temperaturas más elevadas. El polvo en los frenos también puede provocar chirridos, y los productos comerciales de limpieza de frenos están diseñados para eliminar la suciedad y otros contaminantes. Las pastillas sin la cantidad adecuada de material de transferencia también pueden chirriar; esto se puede solucionar asentando o reasentando las pastillas de freno a los discos.

Algunos indicadores de desgaste de las pastillas de freno, ubicados como una capa semimetálica dentro del material de la pastilla o con un "sensor" externo, también están diseñados para chirriar cuando es necesario reemplazar la pastilla. El típico sensor externo 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 usan los frenos. El sensor de desgaste puede generar un chirrido solo al frenar cuando comienza a indicar desgaste, pero aun así es un sonido y tono fundamentalmente diferentes. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

El conductor suele percibir una vibración al frenar como vibraciones leves o severas que se transmiten a través del chasis durante el frenado. ^{[ 62 ] [ 63 ] [ 64 ] [ 65 ] [ 66 ] [ 67 ] [ 68 ] [ 69 ] [ 70 ]}

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

La vibración por calor se produce generalmente como resultado de un frenado más prolongado y moderado desde alta velocidad, donde el vehículo no se detiene por completo. ^{[ 71 ]} Suele ocurrir cuando un conductor desacelera desde velocidades de alrededor de 120 km/h (74,6 mph) a unos 60 km/h (37,3 mph), lo que produce 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, distorsionándolo de tal manera que produce 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. ^{[ 72 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]}

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 carretera. El DTV se atribuye generalmente a las siguientes causas: ondulación y rugosidad de la superficie del disco, ^{[ 76 ]} desalineación de la excentricidad del eje , deflexión elástica, desgaste y transferencias de material de fricción. ^{[ 64 ] [ 75 ] [ 77 ]} 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 de su uso y prestando atención a la impresión después de un uso prolongado dejando el pedal del freno fuertemente presionado al final de un uso intenso. A veces, un procedimiento de asentamiento puede limpiar y minimizar el 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 la excentricidad excesiva .

Cuando se aplica la fuerza de frenado, la fricción abrasiva entre la pastilla de freno y el disco desgasta ambos. El polvo de freno que se observa depositado en las ruedas, las pinzas y otros componentes del sistema de frenado se compone principalmente del material del disco. ^{[ 78 ]} El polvo de freno puede dañar el acabado de la mayoría de las ruedas si no se limpia. ^{[ 79 ]} Generalmente, una pastilla de freno que desgasta agresivamente más material del disco, como las pastillas metálicas, generará más polvo de freno. Algunas pastillas de alto rendimiento para uso en pista o remolque pueden desgastarse mucho más rápido que una pastilla típica, lo que provoca más polvo debido al mayor desgaste del disco y la pastilla de freno. ^{[ 60 ]}

El desvanecimiento de los frenos es un fenómeno que disminuye la eficacia de frenado. Provoca una reducción de la potencia de frenado. Cuando esto ocurre, el conductor siente que los frenos no se aplican con la misma fuerza que al inicio. Esto sucede debido al calentamiento de las pastillas de freno. Las pastillas calientes emiten sustancias gaseosas que cubren el espacio entre el disco y las pastillas. Estos gases dificultan el contacto entre las pastillas y el disco, disminuyendo así la eficacia de frenado. ^{[ 80 ]}

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

• Al usar cerámica, los frenos son ligeros pero el costo es elevado.
• Pastillas de freno de disco , contenido de vídeo gratuito del libro electrónico CDX.
• 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.
• Información básica sobre frenos para calcular la relación de 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.

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