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líquido de frenos

Recipiente viejo para líquido de frenos Depósito de líquido de frenos en un Škoda Fabia I Un símbolo revelador que indica un nivel bajo de líquido de frenos. El líquido de freno...

Recipiente viejo para líquido de frenos
Depósito de líquido de frenos en un Škoda Fabia I
Un símbolo revelador que indica un nivel bajo de líquido de frenos.

El líquido de frenos es un tipo de fluido hidráulico que se utiliza en los sistemas de frenos y embragues hidráulicos de automóviles , motocicletas , camiones ligeros y algunas bicicletas . Se utiliza para transformar la fuerza en presión y para amplificar la fuerza de frenado. Su funcionamiento se debe a que los líquidos no son fácilmente compresibles .

La mayoría de los líquidos de freno que se utilizan hoy en día son a base de éter de glicol , pero también están disponibles líquidos a base de aceite mineral ( Citroën / Rolls-Royce LHM , así como los líquidos de freno para bicicletas Shimano y Magura ) y a base de silicona (DOT 5). [ 1 ]

Los orígenes de los sistemas de frenado modernos se remontan a 1917, cuando Malcolm Lockheed patentó un sistema de frenado accionado hidráulicamente. [ 2 ] [ 3 ] Inicialmente, se utilizaba aceite vegetal como fluido de trabajo. Pero no cumplía con los requisitos más básicos, y en el proceso de evolución, se crearon fluidos de frenado especiales, que consisten en una base y un paquete de aditivos (espesantes, aditivos anticorrosivos, colorantes).

Estándares

La mayoría de los líquidos de frenos se fabrican para cumplir con los estándares establecidos por organizaciones internacionales, nacionales o locales, o por agencias gubernamentales.

Internacional

La Organización Internacional de Normalización ha publicado su norma ISO 4925, que define las clases 3, 4 y 5, así como la clase 5.1, la clase 6 [ 4 ] y la clase 7 [ 5 ] [ 6 ] que reflejan un rendimiento progresivamente mayor para los fluidos de freno.

SAE

La Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) ha publicado las normas J1703, J1704 y J1705, que reflejan un rendimiento progresivamente mayor para los fluidos de freno. Estas normas tienen su equivalente en la norma internacional ISO 4925.

Estados Unidos

Las Normas Federales de Seguridad de Vehículos Motorizados (FMVSS, por sus siglas en inglés), según la Norma FMVSS n.° 116 [ 7 ] , definen los grados DOT 3, DOT 4, DOT 5 y DOT 5.1, donde DOT se refiere al Departamento de Transporte de los Estados Unidos . Estas clasificaciones se utilizan ampliamente en otros países. Sus clasificaciones reflejan en general las especificaciones de la SAE: DOT 3 es equivalente a SAE J1703 e ISO clase 3, DOT 4 a SAE J1704 e ISO clase 4, etc. [ 8 ]

Todos los fluidos que cumplen con la normativa DOT deben ser incoloros o de color ámbar, excepto el DOT 5 de silicona, que debe ser de color púrpura. El alcance de la norma FMVSS n.° 116 se limita al fluido «para su uso». El líquido de frenos «en uso», o que no esté etiquetado como compatible con la normativa DOT, puede ser de cualquier color. [ 7 ]

DOT 4

Si bien un vehículo que utiliza DOT 3 también puede usar DOT 4 o 5.1 (con un rango de temperatura más alto) si los elastómeros del sistema aceptan los compuestos de borato que elevan el punto de ebullición, un vehículo que requiere DOT 4 podría provocar que el líquido de frenos hierva si se utiliza DOT 3 (con un rango de temperatura más bajo). Además, estos fluidos a base de poliglicol-éter no se pueden mezclar con DOT 5.0, que es a base de silicona.

DOT 5

El DOT 5 es un fluido a base de silicona y es distinto de las series DOT 2, 3, 4 y 5.1. Es inmiscible con agua y con otros líquidos de frenos, por lo que no debe mezclarse con ellos. Los sistemas solo pueden cambiar de fluido después de una sustitución completa, como una restauración total.

Contiene al menos un 70 % en peso de un polisiloxano diorgano. [ 9 ] A diferencia de los fluidos a base de polietilenglicol, el DOT 5 es hidrofóbico . [ 10 ] Una ventaja sobre otras formas de líquido de frenos es que la silicona tiene un índice de viscosidad más estable en un rango de temperatura más amplio. Otra propiedad es que no daña la pintura. [ 11 ]

El líquido de frenos DOT 5 no es compatible con los sistemas de frenos antibloqueo (ABS) . El líquido DOT 5 puede airearse cuando se activa el sistema de frenos antibloqueo. El líquido de frenos DOT 5 absorbe una pequeña cantidad de aire, por lo que se debe tener cuidado al purgar el sistema. [ 12 ]

DOT 5.1

La falta de aceptación de los fluidos a base de silicona impulsó el desarrollo del DOT 5.1, un fluido que ofrece las ventajas de rendimiento de la silicona, manteniendo a la vez cierta familiaridad y compatibilidad con los fluidos de éter de glicol. El DOT 5.1 es la versión sin silicona del DOT 5, definido por la norma FMVSS 116 como aquel que contiene menos del 70 % de silicona. Si supera este umbral, se considera DOT 5.

Características

Para que el sistema de frenado funcione correctamente, los líquidos de frenos deben tener ciertas características y cumplir con ciertos estándares de calidad.

Viscosidad

Para un funcionamiento fiable y constante del sistema de frenado, el líquido de frenos debe mantener una viscosidad constante en un amplio rango de temperaturas, incluyendo frío extremo. Esto es especialmente importante en sistemas con un sistema de frenado antibloqueo (ABS), control de tracción y control de estabilidad (ESP), ya que estos sistemas suelen utilizar microválvulas y requieren una activación muy rápida. [ 13 ] Los fluidos DOT 5.1 se especifican con baja viscosidad en un amplio rango de temperaturas, aunque no todos los coches equipados con ABS o ESP especifican líquido de frenos DOT 5.1. [ 14 ] Para una reacción más rápida de los sistemas ABS y ESP, existen fluidos de frenos DOT 4 y DOT 5.1 con baja viscosidad que cumple con el requisito de viscosidad máxima de 750 mm 2 /s a −40 °C (−40 °F) de la clase 6 de ISO 4925. [ 4 ] Estos se denominan a menudo DOT 4+ o Super DOT 4 y DOT 5.1 ESP.  

Punto de ebullición

El líquido de frenos está sometido a temperaturas muy elevadas, especialmente en los cilindros de las ruedas de los frenos de tambor y en las pinzas de freno de disco . Debe tener un punto de ebullición alto para evitar su vaporización en las tuberías. Esta vaporización genera un problema, ya que el vapor es mucho más compresible que el líquido y, por lo tanto, anula la transferencia hidráulica de la fuerza de frenado, lo que provoca que los frenos no detengan el vehículo. [ 15 ]

Los estándares de calidad hacen referencia a los puntos de ebullición en seco y en húmedo del líquido de frenos. El punto de ebullición en húmedo, que suele ser mucho más bajo (aunque superior a la mayoría de las temperaturas normales de servicio), se refiere al punto de ebullición del líquido tras absorber cierta cantidad de humedad. Esta cantidad es de varios porcentajes (de un solo dígito), y varía según la formulación. Los líquidos de frenos de glicol-éter (DOT 3, 4 y 5.1) son higroscópicos (absorben agua), lo que significa que absorben la humedad del ambiente en condiciones normales de humedad. Los líquidos no higroscópicos (por ejemplo, las formulaciones a base de silicona /DOT 5 y aceite mineral) son hidrofóbicos y pueden mantener un punto de ebullición aceptable durante toda su vida útil.

El fluido a base de silicona es más compresible que el fluido a base de glicol, lo que provoca que los frenos tengan una sensación esponjosa . [ 15 ] Con el tiempo, puede sufrir separación de fases/acumulación de agua y congelación/ebullición en el sistema, razón principal por la que se utilizan fluidos higroscópicos monofásicos.

  1. "Húmedo" se define como 3,7% de agua en volumen.

Corrosión

Los líquidos de frenos no deben corroer los metales utilizados en componentes internos como pinzas de freno, cilindros de rueda, cilindros maestros y válvulas de control del ABS. También deben proteger contra la corrosión cuando la humedad ingresa al sistema. Para lograr esto, se agregan aditivos (inhibidores de corrosión) al líquido base. La silicona es menos corrosiva para la pintura que los líquidos DOT a base de glicol-éter. [ 15 ]

La ventaja del líquido de frenos Citroën LHM a base de aceite mineral es la ausencia de corrosión. Las juntas pueden desgastarse con un kilometraje elevado, pero por lo demás, estos sistemas tienen una durabilidad excepcional. No se puede utilizar como sustituto sin cambiar las juntas debido a su incompatibilidad con el caucho. [ 18 ]

Compresibilidad

Los líquidos de frenos deben mantener un bajo nivel de compresibilidad, incluso con variaciones de temperatura, para adaptarse a diferentes condiciones ambientales. Esto es importante para garantizar una sensación uniforme en el pedal de freno. A medida que aumenta la compresibilidad, se requiere mayor recorrido del pedal para aplicar la misma fuerza al pistón de la pinza de freno.

Funciones

Cuando el conductor presiona el pedal del freno, la presión se transmite al cilindro maestro de freno. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] El pistón del cilindro de freno presuriza un sistema de tubos hidráulicos, cada uno de los cuales conduce a una rueda diferente. El líquido de frenos en los tubos, a su vez, presuriza los cilindros esclavos de freno, que se encuentran en cada rueda. [ 22 ] [ 23 ] Los pistones de los cilindros esclavos presionan las pastillas de freno. Envuelven y comprimen el disco de freno, y la rotación de las ruedas disminuye.

Además de transmitir presión, el líquido de frenos también mantiene el sistema de frenado funcionando de manera óptima. Ayuda a regular la temperatura, asegurando que los componentes sean resistentes al calor generado durante el frenado. El mantenimiento adecuado del nivel de líquido de frenos es fundamental, ya que niveles bajos o líquido contaminado pueden provocar una disminución del rendimiento de frenado y, en casos extremos, una falla en los frenos. [ 24 ]

El líquido de frenos se utiliza principalmente en sistemas de frenos, pero también se usa ampliamente en embragues controlados hidráulicamente. [ 25 ]

Dependiendo de la aplicación, el fluido está sometido a diferentes presiones: en el caso de las motocicletas, tiene picos de presión que van de 8 a 15 bar (120 a 220 psi) , mientras que en los coches de Fórmula 1 supera los 75 bar (1100 psi) . [ 26 ]    

Servicio y mantenimiento

Los líquidos de freno de glicol-éter (DOT 3, 4 y 5.1) son higroscópicos (absorben la humedad), lo que significa que absorben la humedad del ambiente en condiciones normales de humedad. Los líquidos no higroscópicos (por ejemplo, las formulaciones a base de silicona/DOT 5 y aceite mineral) son hidrófobos y mantienen un punto de ebullición aceptable durante su vida útil. Idealmente, el líquido de silicona solo debe usarse para llenar sistemas sin ABS que no se hayan llenado previamente con líquido a base de glicol. Cualquier sistema que haya usado líquido a base de glicol (DOT 3/4/5.1) contendrá humedad; el líquido de glicol dispersa la humedad por todo el sistema y contiene inhibidores de corrosión. El líquido de silicona no permite que la humedad entre en el sistema, pero tampoco dispersa la que ya está presente. Un sistema lleno desde cero con líquido de silicona no requiere cambios periódicos, solo cuando se ha manipulado el sistema para reparar o reemplazar algún componente. Las fuerzas armadas de Estados Unidos han estandarizado el uso de líquido de freno de silicona desde la década de 1990. El fluido de silicona se utiliza ampliamente en climas fríos, particularmente en Rusia y Finlandia.

Los líquidos de frenos con diferentes clasificaciones DOT no siempre se pueden mezclar. El DOT 5 no debe mezclarse con ningún otro, ya que la mezcla de glicol con líquido de silicona puede causar corrosión debido a la humedad atrapada. El DOT 2 tampoco debe mezclarse con ningún otro. Los líquidos DOT 3, DOT 4 y DOT 5.1 están basados ​​en ésteres de glicol y se pueden mezclar, aunque es preferible reemplazar completamente los líquidos existentes por nuevos para obtener el rendimiento especificado.

El líquido de frenos es tóxico [ 27 ] y puede dañar las superficies pintadas. [ 28 ]

Componentes

A base de aceite mineral (bicicleta)

A base de aceite de ricino (anterior a la normativa DOT, DOT 2)

A base de glicol (DOT 3, 4, 5.1)

A base de silicona (DOT 5)

Véase también

Referencias

  1. "Capítulo 7  : Teoría básica de sistemas hidráulicos" (PDF) . Peterverdone.com . Consultado el 6 de julio de 2018 .
  2. "Cómo funciona el sistema de frenado" . www.howacarworks.com . Consultado el 28 de enero de 2025 .
  3. "Frenado 101: El sistema, la física y la ciencia de la gestión del movimiento" . dsportmag.com . Consultado el 28 de enero de 2025 .
  4. 1 2 "ISO 4925:2005 - Vehículos de carretera - Especificación de fluidos de freno no derivados del petróleo para sistemas hidráulicos" . www.iso.org .
  5. "ISO 4925:2020 - Vehículos de carretera - Especificación de fluidos de freno no derivados del petróleo para sistemas hidráulicos" . www.iso.org .
  6. "Plataforma de consulta en línea ISO 4925:2020 - Vehículos de carretera - Especificación de fluidos de freno no derivados del petróleo para sistemas hidráulicos" . www.iso.org .
  7. 1 2 "Código de Regulaciones Federales, § 571.116 Norma No. 116; Fluidos de frenos para vehículos automotores" .
  8. "Viscosidad de los fluidos de frenos para automóviles" . Anton Paar Wiki . Consultado el 25 de mayo de 2018 .
  9. Norma n.° 116; Fluidos de frenos para vehículos de motor Código de Regulaciones Federales, Título 49 - Transporte, Capítulo V - Parte 571 - Normas Federales de Seguridad para Vehículos de Motor (49CFR571), Subparte B, Sec. 571.116 Norma n.° 116; Fluidos de frenos para vehículos de motor Archivado el 8 de diciembre de 2008 en Wayback Machine
  10. "¿Cuáles son los diferentes tipos de líquido de frenos?" . Cómo funcionan las cosas . 1 de diciembre de 2008 . Consultado el 12 de agosto de 2018 .
  11. "Mantenimiento del vehículo: Líquido de frenos DOT 3, DOT 4, DOT 5.1 y DOT 5 - Valvoline™ Global KSA - EN" . www.valvolineglobal.com . Consultado el 14 de junio de 2024 .
  12. " Líquido de frenos DOT 5: No apto para ABS" . www.freeasestudyguides.com
  13. "Cambio de líquido de frenos y tecnología" . Partinfo.co.uk . Consultado el 16 de mayo de 2018 .
  14. "Líquido de frenos" . Trwaftermarket.com . Consultado el 26 de mayo de 2018 .
  15. 1 2 3 4 "Líquido de frenos DOT vs. aceite mineral" . Epicbleedsolutions.com . Consultado el 25 de mayo de 2018 .
  16. "49 CFR 571.116 - Norma n.º 116; Fluidos de frenos para vehículos de motor" . Gpo.gov . Consultado el 6 de julio de 2018 .
  17. "Viscosidad del líquido de frenos para automóviles: tabla de viscosidad y gráfico de viscosidad :: Anton Paar Wiki" . Anton Paar . Consultado el 6 de julio de 2018 . 
  18. "UNA EXPLICACIÓN DE LOS FLUIDOS DE FRENO Y EMBRAGUE" . Xpowerforums.com . Archivado del original el 4 de noviembre de 2008. Consultado el 26 de mayo de 2015 .
  19. "Anatomía del automóvil: Cilindro maestro de freno" . www.dubizzle.com . Consultado el 28 de enero de 2025 .
  20. "¿Qué es un cilindro maestro de freno o bomba de freno y para qué se utiliza?" . blog.frenkit.es . Consultado el 28-01-2025 .
  21. "¿Qué es el líquido de frenos y todo lo que necesitas saber sobre él?" . nubrakes.com . Consultado el 28 de enero de 2025 .
  22. "Cómo funcionan los frenos del coche" . learndriving.tips . Consultado el 28 de enero de 2025 .
  23. "Cómo funcionan los frenos hidráulicos de los automóviles y sus componentes" . wuling.id . Consultado el 28 de enero de 2025 .
  24. "Lo que necesitas saber sobre el líquido de frenos" . www.garage.co.uk . Consultado el 1 de febrero de 2025 .
  25. "¿Qué es el líquido de frenos?" . drivesmartwarranty.com . Consultado el 28/01/2025 .
  26. «Freni sportivi: Tutti i numeri delle frenate» . www.moto.it. ​Consultado el 28 de enero de 2025 .
  27. "MSDS para líquido de frenos DOT 3" (PDF) . Online.petro-canada.ca . Consultado el 4 de junio de 2012 .
  28. "Consejos generales" . Total Motorcycle . Consultado el 25 de mayo de 2018 .
  • consejo de cuidado del automóvil
  • Cómo funcionan las cosas: ¿Cuáles son los diferentes tipos de líquido de frenos?
  • StopTech: Líquido de frenos 1A Archivado el 11/10/2011 en Wayback Machine