Fabricantes de zapatas de freno

En un sistema de frenos de tambor, la zapata de freno destaca como uno de los componentes más importantes. Contiene el material que frena el tambor giratorio, lo que la convierte en una pieza esencial del sistema de frenado. En esta guía, exponemos la función, el funcionamiento y otros consejos esenciales sobre las zapatas de freno.

Zapatas de freno Definición

Para empezar, el significado de la zapata de freno.

Las zapatas de freno son componentes utilizados en los frenos de tambor para ralentizar o detener el movimiento de un vehículo. Suelen estar montadas sobre una placa de apoyo y colocadas dentro del tambor de freno. El propio tambor se fija al cubo de la rueda y gira junto con la rueda.

En la configuración típica de un freno de coche, las zapatas de freno se instalan dentro de un tambor de freno por parejas. Hay una zapata principal, que suele ser más corta, y una zapata secundaria, más larga. La zapata primaria se coloca normalmente en la parte delantera del vehículo, y la zapata secundaria en la parte trasera.

Antes de que se generalizaran los frenos de disco, las zapatas de freno eran las piezas de frenado estándar en la mayoría de los vehículos. Hoy en día, las zapatas de freno se encuentran normalmente en las ruedas traseras, mientras que el eje delantero está equipado con pastillas de freno, más versátiles.

Las zapatas de freno tienen sus ventajas y sus inconvenientes. Lo veremos más adelante. Por ahora, echemos un vistazo a las piezas que componen las zapatas y a los componentes mecánicos que apoyan su funcionamiento.

Zapatas de freno

El conjunto de la zapata de freno es un armazón de acero que presenta un perfil curvado. Esto es para que coincida con el tambor circular dentro del cual funciona. El bastidor consta de 3 partes principales: el forro, la llanta y el alma. A continuación se describe cada una de ellas.

Forro de zapata de freno

El revestimiento es la capa que genera fricción para detener la rotación de la rueda. También es la parte más importante del conjunto, ya que determina la rendimiento de los frenos. Eso, a su vez, significa el nivel de seguridad que cabe esperar al conducir.

Se espera que el forro proporcione fricción sin fallar, incluso en condiciones de calor extremo, humedad o cualquier otra situación de frenado. Existen distintos materiales en función de la vida útil de la zapata de freno, su rendimiento y otros factores.

Existen dos opciones principales para el revestimiento: completamente orgánico y semimetálico. Los materiales utilizados consisten en abrasivos, modificadores del rendimiento, lubricantes, cargas y un aglutinante que suele ser una resina de alta temperatura.

El forro orgánico es uno de los materiales más comunes para las zapatas de freno, a pesar de su rápido desgaste. Los forros semimetálicos ofrecen un mejor agarre y duran mucho tiempo. El forro de la zapata de freno suele estar adherido o remachado al bastidor de soporte. Los forros adheridos son más populares que los remachados.

Llanta de zapata de freno

La llanta es la parte curva sobre la que se fija el material de fricción. Cuando la zapata de freno es del tipo remachado, la llanta sujeta los remaches. También proporciona las superficies para el adhesivo en las zapatas de freno con adhesivo.

La llanta suele ser de acero. Aluminio fundido también se utiliza a veces, pero sobre todo para aplicaciones más ligeras. El aluminio ofrece las ventajas de un peso reducido y una mejor disipación del calor, aunque a costa de la resistencia.

Zapatas de freno Web

Es la pieza que va soldada a la llanta por un lado. Proporciona soporte estructural a la llanta y fija el conjunto a la placa de apoyo. El alma contiene puntos y aberturas para fijar diversos herrajes. Esta pieza también está fabricada en acero para darle resistencia estructural.

Otras piezas

Los frenos de tambor son mecanismos complicados en los que intervienen muchas piezas diferentes. Para que la zapata de freno cumpla su función, se necesitan varios componentes mecánicos. Éstos se fijan al armazón de la zapata y ayudan de un modo u otro. Entre ellos se incluyen:

Muelles de sujeción. los muelles de sujeción fijan los conjuntos de zapata de freno al plato de apoyo. Al aplicar una presión ligera y constante, el muelle garantiza que la zapata de freno se mantenga en el plato de apoyo y que el forro permanezca en su posición correcta.

Devolución muelles- Se trata de fuertes muelles cuyos extremos se fijan a cualquiera de las zapatas. La función del muelle es hacer retroceder las zapatas de freno al soltar los frenos. Esto permite que las ruedas giren libremente después de la acción de frenado. Un muelle de retorno de los frenos debe ser siempre robusto, o su funcionamiento no será fiable.

Cilindro de rueda. También llamado cilindro de presión hidráulica, se conecta a los conductos de freno y recibe líquido de frenos durante el frenado. El cilindro contiene pistones que se mueven hacia fuera para empujar las zapatas de freno hacia la superficie de fricción del tambor de freno.

Auto ajustador- el ajustador de la zapata de freno es un mecanismo que permite que el forro de fricción mantenga la holgura correcta con la superficie del tambor. Ajusta la posición de la zapata de freno para compensar el desgaste del forro. El mecanismo consta de muelles, palanca de ajuste y otros componentes. En los modelos de coche más nuevos, el ajustador funciona automáticamente.

Freno de mano cable- el freno de mano se conecta al conjunto de la zapata de freno mediante un sistema formado por un cable, una palanca y muelles. Cuando se tensa, el cable empuja el forro de la zapata de freno hacia la superficie del tambor de freno.

Función de la zapata de freno

Las zapatas de freno detienen un coche ejerciendo presión sobre las superficies internas de un tambor. La superficie del tambor está diseñada para producir suficiente fuerza de fricción, pero también para desgastarse lentamente. El forro de la zapata de freno, también. Esta disposición permite que las dos superficies produzcan fuerza de frenado. Aquí se explica el funcionamiento de las zapatas de freno.

• Al pisar el freno, la fuerza se convierte en presión hidráulica en el líquido de frenos. A través de un sistema de tuberías, la presión llega al líquido de frenos del cilindro de la rueda.
• El cilindro de la rueda tiene dos pistones. La presión del fluido obliga a los dos pistones a empujar hacia fuera.
• Los pistones están unidos a la parte superior de las zapatas mediante pasadores.
• Por lo tanto, los pasadores empujan el conjunto de zapatas de freno cuando actúan sobre ellos los pistones del cilindro de la rueda. Esto hace que las zapatas de freno entren en contacto con la superficie interior del tambor en el que están colocadas.
• Las zapatas de freno contienen un forro de material de fricción. Cuando se presionan contra el tambor giratorio, la fricción resultante hace que el tambor y, por tanto, las ruedas dejen de girar.
• Al levantar el pie del pedal de freno, las zapatas de freno retroceden a su posición de reposo con la ayuda de muelles de retorno.

La fricción generada por el roce del forro de la zapata contra el tambor de freno produce mucho calor. Esto es lo que hace que el vehículo se detenga. La energía cinética del tambor que gira se pierde en forma de calor o energía térmica.

Dejando a un lado la ciencia que hay detrás del funcionamiento de las zapatas de freno, veamos ahora cómo se diseñan estos componentes de forma diferente.

Diferencias en el diseño de las zapatas de freno

Los juegos de zapatas de freno utilizados en los vehículos de motor no suelen ser idénticos. Cada una presenta ligeras diferencias de diseño para atender a las distintas necesidades de aplicación. Éstas van desde la forma del conjunto, el tamaño del forro, hasta el tipo de componentes de soporte. A continuación se describen estas diferencias de diseño.

Zapata de freno delantera y trasera

La zapata de freno instalada hacia la parte delantera del vehículo suele tener un diseño diferente de la trasera. Las dos también se identifican con nombres diferentes. En un servo duo tambor de freno, la zapata delantera se denomina primaria y la trasera secundaria. En el diseño no servo, las zapatas reciben los nombres de "delantera" y "trasera". La zapata delantera se coloca delante y la trasera detrás.

Zapatas de freno deslizantes y con pasador

La zapata de freno puede ser flotante (deslizante) o fija. En el diseño con pasador, la parte inferior gira en un poste fijado a la placa trasera. En el tipo deslizante, la zapata de freno tiene un extremo que se desliza sobre una superficie. A continuación, la zapata se fija a la placa trasera mediante muelles. Esta disposición ofrece la ventaja de la autoalineación. También permite que la zapata de freno se asiente con facilidad.

Forro de zapata de freno corto y largo

Las zapatas primaria y secundaria desempeñan funciones de frenado ligeramente diferentes. En el popular sistema de servoacción, la zapata primaria funciona aplicando presión a la zapata secundaria. Como resultado, su forro es más corto que el de la zapata secundaria.

Alterar la disposición durante la instalación de las zapatas de freno cambiaría el rendimiento de los frenos. También daría lugar a varios problemas, como la reducción de la vida útil del forro. Esto se debe a que la zapata delantera está diseñada específicamente para su posición. Lo mismo ocurre con la zapata de arrastre.

Especificaciones de las zapatas de freno

Para obtener un rendimiento y una fiabilidad óptimos, las zapatas de freno deben funcionar dentro de determinadas especificaciones. Estas especificaciones se refieren tanto a la posición de la zapata como al estado de sus distintos componentes. Las especificaciones también incluyen la relación operativa entre las zapatas de freno y los tambores. Entre ellas se incluyen:

Coeficiente de fricción. el coeficiente de fricción depende del estado físico de los forros de la zapata de freno y de la superficie del tambor. También depende de si la zapata de freno es delantera o trasera. Los residuos, el agua, el aceite y otros contaminantes también afectan a la fricción, y su presencia o ausencia puede determinar la fuerza de frenado. Debe mantenerse un valor de 0,2 a 0,45.

Liquidación- La holgura correcta entre la zapata y el tambor determina el rendimiento de los frenos. Suele hacerse ajustado para evitar la entrada de residuos, agua y contaminantes que harían fallar los frenos. La holgura ajustada también permite sentir el pedal. Normalmente, se recomienda una holgura de 0,020 pulgadas.

Espesor El forro de las zapatas de freno suele tener el mínimo grosor permitido. Garantiza un rendimiento de frenado óptimo y fiabilidad en frenadas de esfuerzo. Si el grosor de las zapatas de freno es inferior al recomendado por el fabricante, es fácil que se produzcan fallos en los frenos. La mayoría de los fabricantes recomiendan 1/16 pulgadas de grosor del material de fricción.

Zapatas y pastillas de freno

Tanto las zapatas como las pastillas de freno contienen un forro de fricción, que es la parte principal que ayuda a su funcionamiento. A pesar de ello, su rendimiento, su capacidad para resistir daños y sus mecanismos de funcionamiento difieren en muchos aspectos. He aquí una comparación de ambos componentes.

Las zapatas de freno se utilizan en los frenos de tambor y suelen estar ocultas a la vista dentro del tambor. Las pastillas de freno son materiales de fricción utilizados en los sistemas de freno de disco. Suelen ser más visibles y fáciles de inspeccionar que las zapatas.

Desde el punto de vista del diseño, las pastillas de freno de los coches tienen forma rectangular, mientras que las zapatas presentan un perfil curvo. Para generar fricción, las pastillas de freno entran en contacto con unos dispositivos circulares llamados rotores de freno. Las zapatas de freno se mueven para presionar su forro contra el tambor de freno.

El mantenimiento de las pastillas de freno es más sencillo. Suelen estar al alcance de la mano y, además, su naturaleza expuesta les permite autolimpiarse. Las zapatas de freno trabajan en tambores cerrados, lo que las hace propensas a la acumulación de residuos. Tampoco son fáciles de alcanzar y tienen muchos componentes diferentes unidos a ellas.

Preguntas frecuentes sobre zapatas de freno

Las zapatas de freno se encuentran entre las piezas menos conocidas de los vehículos, en parte debido a su uso mínimo en los vehículos. Por eso hemos incluido preguntas que mucha gente se ha hecho sobre ellas.

Q1. ¿Puede un vehículo utilizar tanto zapatas como pastillas de freno?

A. Puede, pero no en el mismo eje. Además, las pastillas de freno son más adecuadas para las ruedas traseras, donde los requisitos de frenado son moderados. Muchos coches actuales utilizan frenos de disco delante y frenos de tambor detrás.

Q2. ¿Cuál es la vida útil de las zapatas de freno?

A. La mayoría de las zapatas de freno duran unos 80.000 km, aunque mucho depende del uso y de lo bien que se mantenga el sistema de frenado. Entre los factores que pueden acortar la vida útil de las zapatas de freno se incluyen una superficie del tambor de freno dañada que desgasta el forro de la zapata de freno demasiado rápido, un tambor deformado y contaminantes que se asientan en la superficie del material de fricción.

Para prolongar la vida útil, se recomienda elegir el material de las zapatas de freno que se adapte a la aplicación de su vehículo y a sus necesidades de frenado. Si siempre frenar agresivamenteEn el caso de los frenos de disco, deberá encontrar un material que resista el calor y el desgaste de los frenos, entre otras necesidades.

Q3. ¿Cuáles son los síntomas de unas zapatas de freno en mal estado?

A. Los síntomas incluyen ruido de la zapata de freno al frenar, disminución del rendimiento de frenado, y el coche tira hacia un lado cuando se pisa el pedal del freno. También es posible que los frenos se agarren, sobre todo si el problema afecta tanto a la zapata como a los componentes de apoyo. Otra señal a tener en cuenta es que el freno de mano no funciona o está flojo.

La mayoría de estos síntomas son consecuencia del desgaste de las zapatas de freno, especialmente si está desequilibrado o es excesivo. El desgaste desigual de las zapatas de freno aparece rápidamente, a veces incluso antes de que las zapatas hayan cumplido su vida útil. Debe sustituir las zapatas o el forro de freno antes de que el desgaste deje al descubierto los remaches, o antes de que se alcance el grosor recomendado por el fabricante.

Q4. ¿Cuánto cuesta cambiar las zapatas de freno?

A. Aunque los importes varían según la región, se puede esperar pagar desde $150 hasta $300. El proceso de sustitución de las zapatas de freno lleva tiempo y puede requerir la limpieza o sustitución de otros componentes. Estas son algunas de las razones por las que la sustitución de las zapatas de freno conlleva un coste adicional. También puede optar por hacerlo todo usted mismo, especialmente si tiene experiencia en el mantenimiento de otras piezas.

Q5. ¿Se pueden sustituir las zapatas de freno de una sola rueda?

A. El cambio de zapatas de freno debe afectar a los tambores de ambos lados del eje. Esto es para asegurar un frenado equilibrado. También es más fácil y rentable cambiar las piezas de ambos lados que hacer visitas separadas al taller. Al cambiar las piezas, es aconsejable inspeccionar también el tambor y arreglar las imperfecciones. Las opciones de reparación incluyen limpiar las superficies o mecanizarlas.

Q6. ¿Se pueden revestir las zapatas de freno?

A. Sí, una de las opciones de reparación de las zapatas de freno es el forrado. El proceso consiste en colocar un nuevo material de fricción para sustituir el forro desgastado. Es posible tanto en zapatas remachadas como adheridas. Sólo los especialistas deberían llevar a cabo el relining, ya que requiere un enfoque cuidadoso y experto para garantizar un material de fricción fuertemente adherido.

Q7. ¿Cuál es el precio medio de las zapatas de freno?

A. Depende de muchos factores, como la calidad, la marca y otros. El importe varía entre $20 para el juego de zapatas de freno más barato y alrededor de $10 000 para las opciones de gama alta. Para asegurarse los precios más razonables, muchos compradores optan por adquirir los componentes por Internet. Allí, pueden saltar de tienda en tienda en busca de las mejores ofertas y descuentos.

Las compras en línea también te permiten echar un vistazo a la lista de precios de las zapatas de freno para que puedas hacer una comparación. Al buscar ofertas, es bueno sopesar la opción de la calidad frente al coste de la zapata de freno. Los precios altos no siempre significan calidad, pero los precios demasiado bajos no son mejores. Los precios moderados son la mejor opción.

Conclusión

Las zapatas de freno son parte integrante de los sistemas de frenado de muchos coches actuales. Aunque anticuadas, un buen número de vehículos siguen utilizándolas, incluidos modelos recientes. Siguen siendo piezas importantes, sobre todo por su función como componentes de seguridad. Creemos que esta guía le ha ayudado a comprender mejor las zapatas de freno.