Funcionament del fre de tambor

Avui dia, els frens més habituals que ens trobem al nostre cotxe són els frens de disc. No obstant això, molts vehicles encara equipen frens de tambor a l'eix del darrere. Alguns vehicles fins i tot tenen els dos tipus, els frens del darrere de disc, que s'usen com a fre de servei, i els frens del darrere de tambor, que s'usen únicament per al fre de mà.

Els frens de tambor que coneixem avui dia, foren inventats l'any 1902 per Louis Renault, però no va ser fins a 1930 quan es va introduir l'accionament hidràulic dels frens. Avui, veurem els elements dels frens de tambor, el seu funcionament i els problemes que poden presentar.

Funcionament del fre de tambor

El principi del funcionament d'aquest tipus de frens és molt senzill. Les sabates del fre pressionen per dins el tambor per aturar el moviment mitjançant la fricció. Que no és res més que convertir energia cinètica en calor.

Els seus components funcionen de la següent manera: quan premem el pedal del fre, el sistema hidràulic porta el líquid de frens fins al bombí o els bombins, que gràcies als seus pistons pressionen les sabates contra el tambor. Quan deixem de trepitjar el pedal, uns molls recuperadors separen les sabates del tambor.

Parts

Els elements bàsics dels frens de tambor són les sabates, el cilindre hidràulic, els molls, la palanca ajustadora i el propi tambor. Pel que fa al desgast, els frens de tambor no es desgasten tant com els frens de disc. En aquest fet pot influir en gran mesura que van situats a l'eix del darrere, on el vehicle no tendeix a frenar tant com al davanter.

Sabates

En haver d'estrènyer el tambor des de dins, les sabates tenen forma corba per adaptar-se a la forma. Normalment està fabricades a acer i estan recobertes per uns folres de ferode, que són els que s'estrenyen contra el tambor.

Com estan encapsulades pel tambor el canvi de sabates és una mica més complex. Cal retirar el tambor per accedir al termini on estan subjectes. Després cal retirar tots els reblons que la mantenen al seu lloc.

Cilindre hidràulic o bombí

Els bombins o cilindres són els components que s'omplen de líquid de frens, la pressió del qual fa que els pistons surtin i empenyen les sabates fins al tambor. En general tenen dos pistons, un per cada costat, per empènyer les dues sabates.

Molles recuperadores

Són els molls encarregats de tornar a col·locar les sabates en la posició inicial quan no premem el fre. Han de tenir prou força per realitzar la seva missió, però no massa per obstaculitzar la frenada.

Palanca ajustadora

És l'encarregada de regular la distància de les sabates al tambor a mesura que es van desgastant els folres de ferode. Així no han de recórrer cada cop més distància fins arribar al tambor. Cosa que afectaria la seva capacitat de frenada.

tambor

Camera 360

Es tracta de la peça que encapsula tot el sistema de frens i que rep la pressió de les sabates. Per això, està fixat al rodet de la roda per girar-hi, mentre que les sabates i la resta de components van acoblats al plat fix, que està cargolat a la mangueta.

plat

És on es fixen els components interns del fre de tambor: els bombins, els molls, la palanca ajustadora i les sabates.

Tipus de fre de tambor

Simplex

Aquest és el sistema de frens de tambor més senzill. Només té un barret que s'encarrega d'estrènyer les sabates contra el tambor. Normalment està ubicat a la part superior d'aquestes, mentre que estan recolzades per la part inferior en un suport.

Aquest sistema té un inconvenient, que la resta dels tipus de fre de tambor han intentat solucionar. Com que les sabates només toquen el tambor amb la part superior, la frenada no és gaire efectiva. A més, el gir del tambor provoca que la sabata que està del costat de la direcció de marxa pugui estrènyer amb força (sabata primària), mentre que la que està a l'altra banda amb prou feines pot fer la seva feina (sabata secundària).

Dúplex

Per evitar això, el sistema Duplex té dos bombins que estrenyen les sabates per dalt i per baix, permetent que hi hagi més superfície de contacte de la sabata i que totes dues pugui aplicar la mateixa força de frenada. Per això en aquest sistema, les dues sabates siguin primàries. El desavantatge és que, en aconseguir més fricció, també s'escalfa més el fre de tambor.

Twinplex

Amb aquest sistema es busca que les dues sabates siguin primàries en un sentit de marxa i secundàries a l'altre. Les sabates estan subjectes de forma flotant, per la qual cosa la seva posició es mou perquè tota la superfície toqui el tambor.

Duo-servo

És un tipus de fre de tambor molt semblant al Duplex, però les sabates es mouen per un bombí a la part superior i s'empenyen l'una a l'altra mitjançant una bieleta d'accionament de l'altra. Aquest sistema li permet una gran força de frenada.

Fre de tambor Vs. fre de disc

Encara que el fre de tambor s'usa molt menys que el de disc, no tot són desavantatges en aquest sistema. A continuació et detallem els pros i els contres de tots dos sistemes:

Frens de tambor

Pros:

• més barat tant en la fabricació com en el manteniment
• en estar encapsulat, no poden entrar elements que el deteriorin. Una cosa que sí que pot passar als frens de disc. Per exemple, que entre una xinesa entre el disc i les pastilles, que quan frenem deteriorarà tots dos components.

Contres:

• menys resistència a la fatiga perquè en estar encapsulats es refrigeren pitjor
• el canvi de sabates és alguna cosa més complex que el canvi de pastilles de fre de disc
• Despesa de folres irregular segons el tipus de fre de tambor.

Article relacionat:

Frens ceràmics o carboceràmics: pros/contres, preus i tipus

Frens de disc

Pros:

• major capacitat de refrigeració. Això li dóna més resistència a la fatiga i per tant li permet sotmetre'l a més esforços sense que perdin tantes capacitats per l'excés de calor
• el canvi de pastilles és més senzill que en els frens de tambor
• frena igual independentment del sentit de la marxa. Cosa que en el fre de tambor no és així, depenent del tipus que sigui.

Contres:

• el fre de mà és més complex que en els frens de tambor
• com la superfície de frenada és menor, la temperatura és més gran. Cosa que es compensa als cotxes d'alt rendiment amb discos de fre de diversos pistons
• requereix més pressió per frenar, ja que al contrari que els frens de tambor, no té efecte d'energització.

Manteniment del fre de tambor

El manteniment d'un fre de tambor és molt escàs, pel fet que es desgasten menys que els de disc. Sobretot si són a l'eix del darrere, perquè només han de suportar entre el 25 i el 30% de la frenada. A més, les sabates tenen més superfície de contacte, per la qual cosa es van desgastant més lent.

L'element que més se sol substituir és el cilindre hidràulic. Aquest cilindre pot perdre líquid de frens i, en introduir-se dins del sistema, pot humitejar les sabates i perjudicar l'eficàcia de frenada.

Pel que fa al propi tambor, passa el mateix que amb els discos de fre. Cal canviar-los moltes menys vegades, per la qual cosa poden aguantar tota la vida útil del cotxe. De vegades, se'ls pot fer un rectificat perquè les noves sabates s'acoblin perfectament. Encara que aquesta operació gairebé no es fa actualment.

Preu de canviar frens de tambor

El preu dels frens de tambor és menor que el dels frens de disc. Tots els components poden costar entre 50 o 100 euros en els models convencionals. Encara que aquest preu pot ser molt més gran en cotxes de grans dimensions que equipin aquest tipus de frens. Una cosa habitual a tot terreny o recollir, que requereixen un sistema de frens al qual no li pugui entrar la pols o la graveta.

Possibles problemes del fre de tambor

Un dels errors que ens podem trobar al sistema de frens de tambor és la pèrdua d'eficàcia. A causa de les frenades successives, augmenta la temperatura del conjunt i, en ser un sistema tancat, té dificultats de refrigeració i pot aparèixer el conegut esvaïment.

També ens pot passar que la sabata es desprengui del seu suport, de manera que la roda es queda frenada. En aquest cas, pot ser necessari substituir les sabates o reblar l'antiga, si és possible. Si no, cal substituir tot el kit de frens de tambor complet pels danys que hagi patit l'antic.

Article relacionat:

Falles als frens més comuns i les seves possibles solucions