La situación típica: Se montan pastillas nuevas en un par de discos de freno nuevos. Una semana más tarde hay una vibración o «judder» cuando los frenos se aplican. Una llamada a un amigo con conocimientos de mecánica y una búsqueda en Internet ofrecen el diagnóstico: los rotores de los frenos están alabeados.
¿Siente un poco de temblor en el volante al aplicar los frenos? La sabiduría convencional dice que los rotores están alabeados, pero realmente podrías tener un problema de transferencia de material de fricción. Sin embargo, no se preocupe, ya que la solución es relativamente sencilla.
El diagnóstico puede verificarse aún más midiendo la superficie de los discos para ver si varían de grosor. Algunos clientes hacen girar los discos en un torno de frenos para eliminar los puntos altos. Eso detiene la vibración, aparentemente probando que los discos estaban alabeados. Excepto que los síntomas vuelven en un par de semanas.
Ahora el cliente frustrado y decepcionado nos llama o simplemente devuelve los discos de freno como defectuosos.
El hecho es: Los discos nunca estuvieron alabeados en absoluto. Cada disco de freno alabeado que hemos investigado con la ayuda de nuestros proveedores muestra parches desiguales de material de fricción de las pastillas de freno en la superficie del disco. Estos parches provocan una variación en el grosor (run-out) y la vibración al frenar. Los fabricantes de frenos llevan años luchando contra esta situación porque los discos alabeados son fácilmente culpables de las vibraciones relacionadas con los frenos.
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Para entender lo que ocurre, veamos lo que pasa cuando pisamos el pedal de freno. Las pastillas presionan contra la superficie del disco, convirtiendo la energía del movimiento en energía del calor a través de la fricción. Lo que quizás no sepas es que hay dos tipos de fricción en funcionamiento: la abrasiva y la adherente.
Fricción abrasiva: Según Carroll Smith, autor de «The Warped Brake Disc and Other Myths of the Braking System», la fricción abrasiva implica la ruptura de los enlaces cristalinos tanto del material de la pastilla como del hierro fundido del disco. La ruptura de estos enlaces genera el calor de la fricción. En la fricción abrasiva, los enlaces entre los cristales del material de la pastilla (y en menor medida, del material del disco) se rompen permanentemente. El material más duro desgasta al más blando, es decir, el disco desgasta la pastilla. Cuando vemos la palabra fricción, lo que nos viene a la mente es la fricción abrasiva.
Fricción adherente: Cuando las pastillas de freno presionan contra la superficie del disco de acero, parte del material de la pastilla se transfiere directamente a la superficie del disco formando una capa fina y uniforme. La superficie del disco de acero y la superficie de la pastilla de freno pasan a tener una composición idéntica. A medida que el disco se mueve entre las pastillas, el material de fricción se transfiere en ambas direcciones, rompiendo y reformando los enlaces a nivel molecular. Esta transferencia de material en ambas direcciones es una parte normal y esencial de la fricción de frenado.
El uso de las pastillas de freno correctas y su correcto asentamiento suelen curar cualquier temblor. Esto puede ser fácilmente un proyecto de una tarde.
Material de las pastillas: Todas las pastillas de freno utilizan una combinación de fricción abrasiva y adherente durante el frenado. El material de las pastillas difiere en función de las especificaciones del fabricante, que siempre intenta equilibrar el rendimiento, el desgaste, el ruido y, en menor medida, el polvo. Debe haber suficientes elementos abrasivos para mantener limpia la superficie del disco, y las pastillas deben proporcionar una transferencia de material de fricción adherente uniforme al disco dentro del rango de temperatura previsto.
Transferencia de material de fricción desigual: Las almohadillas que se utilizan más allá de su rango de temperatura previsto causarán problemas. Las almohadillas pueden calentarse hasta el punto de transferir material de fricción al disco en parches aleatorios y desiguales. Las capas gruesas y finas generalmente no son visibles, pero el conductor puede sentir la vibración y medirla con un indicador de cuadrante. Las pastillas de freno modernas están diseñadas con la mejor combinación posible de características, pero todavía están limitadas a su rango de temperaturas de funcionamiento previsto.
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Selección de pastillas: En general, hay pastillas de freno de calle, de rendimiento y de competición, y la mayoría de las pastillas de calidad tienen rangos de temperatura más amplios que las pastillas fabricadas hace 10 años. Sin embargo, ninguna pastilla de calle es adecuada para las carreras, y ninguna pastilla de carreras es adecuada para la calle. Las pastillas de calle de alto rendimiento son un compromiso: son más eficaces a bajas temperaturas que las pastillas de competición y pueden funcionar a temperaturas más altas que las pastillas de calle.
Por dónde empezar: Si tiene vibración al frenar con discos y pastillas nuevas, primero elimine lo obvio asegurándose de que el buje y la brida de la rueda están planos, limpios y libres de óxido. Una cantidad minúscula de desviación aquí se magnificará en el borde del disco de freno. Verifique que la tornillería de montaje del disco está en buenas condiciones, instalada correctamente y apretada en el orden correcto según la especificación de par de apriete recomendada.
Colocar los frenos
Cuando se colocan las pastillas y los discos de freno nuevos, lo más importante que puede hacer para evitar problemas es colocar los frenos correctamente. Este paso crítico es la transferencia inicial del material de fricción de la pastilla al disco formando una capa suave y uniforme. Establece una base que es esencial para el correcto funcionamiento de los frenos. Minimiza la posibilidad de depositar parches desiguales y aleatorios de material de fricción que se sentirán como vibración cuando se apliquen los frenos.
Todos los discos y pastillas de alto rendimiento deberían venir con instrucciones de instalación y rodaje. Los procedimientos son similares para todos los principales fabricantes.
Como no se detiene por completo durante el rodaje de las pastillas o los discos, debe planificar dónde y cuándo realizar este procedimiento por motivos de seguridad. Si se detiene por completo antes de que se complete el proceso de rodaje, existe la posibilidad de que se produzca una transferencia no uniforme del material de las pastillas o una impresión de las mismas, lo que provocaría una vibración irritante durante el frenado.
Procedimiento básico de rodaje
1. Después de instalar los nuevos discos y/o pastillas de freno, realice de ocho a diez ralentizaciones aplicando una presión moderada desde aproximadamente 30 a 40 mph (50 a 60 kph) sin detenerse.
2. Realice dos o tres ralentizaciones adicionales aplicando una fuerte presión desde aproximadamente 40 a 45 mph (60 a 70 kph) sin detenerse.
3. NO ARRASTRE LOS FRENOS.
4. Deje transcurrir al menos 15 minutos para que el sistema de frenos se enfríe.
5. Mientras el coche está en reposo durante el enfriamiento, NO APLIQUE LOS FRENOS. Si lo hace, el material se transferirá de las pastillas al rotor y probablemente le producirá vibraciones de frenado.
Después de que los frenos estén asentados
Los rotores ranurados reducen el desvanecimiento de los frenos y la acumulación de material de las pastillas en la superficie del rotor.
En este punto, sus nuevos rotores de disco y/o pastillas están listos para un uso normal con una capa fina y uniforme de material de fricción en los rotores. Pero el proceso completo de construcción de la capa de fricción puede tomar de 190 a 300 millas (300 a 500 kms) dependiendo de su estilo de conducción. Hay dos situaciones que debe tratar de evitar durante ese tiempo, ya que pueden arruinar esa frágil capa de fricción, requiriendo otra ronda de rodaje.
En primer lugar, si usted conduce suavemente durante un período de tiempo con poco frenado pesado, en realidad puede despojarse de la fina capa necesaria de material de fricción en la superficie del disco. Esto hace que sus frenos sean vulnerables a los problemas de nuevo. En segundo lugar, si tiene un incidente en el que está conduciendo a alta velocidad y tiene que frenar con fuerza hasta detenerse por completo con el pie en el pedal de freno, las pastillas se imprimirán en la superficie del disco, transfiriendo lo que parece un trozo de material de fricción. Este material desigual causará vibración.
Generalmente puede deshacerse del exceso de material con la fricción abrasiva repitiendo el proceso de encamado. Si se trata de una mala impresión y no puede deshacerse de ella de esta manera, lleve su coche a un taller con un torno de frenos en el coche. Este proceso devuelve los discos a la planicidad y entonces usted puede volver a encaminarlos.
Así que el encamado puede no ser un asunto de una sola vez, pero funcionará con paciencia
Si usted permite que la deposición desigual de las pastillas continúe por mucho tiempo, eventualmente el rotor se «deforma» en el sentido de que se desgastará a un ritmo diferente. Una sustancia más dura llamada «cementita» se acumulará en ciertas secciones y no se desgastará tan rápido ya que es mucho más dura que el hierro estándar. Como resultado, la sección con cementita se desgasta más rápidamente, desarrollando puntos altos y bajos. El hierro en sí no se deforma, sólo se desgasta de forma desigual.