Funcionamiento del freno de tambor

Hoy en día, los frenos más habituales que nos encontramos en nuestro coche son los frenos de disco. Sin embargo, muchos vehículos todavía equipan frenos de tambor en el eje trasero. Algunos vehículos incluso tienen los dos tipos, los frenos traseros de disco, que se usan como freno de servicio, y los frenos traseros de tambor, que se usan únicamente para el freno de mano.

Los frenos de tambor que conocemos hoy en día, fueron inventados en el año 1902 por Louis Renault, pero no fue hasta 1930 cuando se introdujo el accionamiento hidráulico de los frenos. Hoy, vamos a ver los elementos de los frenos de tambor, su funcionamiento y los problemas que pueden presentar.

Funcionamiento del freno de tambor

El principio del funcionamiento de este tipo de frenos es muy sencillo. Las zapatas del freno presionan por dentro el tambor para detener el movimiento mediante la fricción. Que no es otra cosa que convertir energía cinética en calor.

Sus componentes funcionan de la siguiente manera: cuando apretamos el pedal del freno, el sistema hidráulico lleva el liquido de frenos hasta el bombín o los bombines, que gracias a sus pistones presionan las zapatas contra el tambor. Cuando dejamos de pisar el pedal, unos muelles recuperadores separan las zapatas del tambor.

Partes

Los elementos básicos de los frenos de tambor son las zapatas, el cilindro hidráulico, los muelles, la palanca ajustadora y el propio tambor. En cuanto al desgaste, los frenos de tambor no se desgastan tanto como los frenos de disco. En este hecho puede influir en gran medida que van situados en el eje trasero, donde el vehículo no tiende a frenar tanto como en el delantero.

Zapatas

Al tener que apretar el tambor desde dentro, las zapatas tienen forma curva para adaptarse a su forma. Normalmente está fabricadas en acero y están recubiertas por unos forros de ferodo, que son los que se aprietan contra el tambor.

Como están encapsuladas por el tambor el cambio de zapatas es algo más complejo. Hay que retirar el tambor para acceder al plazo donde están sujetas. Luego hay que retirar todos los remaches que la mantienen en su sitio.

Cilindro hidráulico o bombín

Los bombines o cilindros son los componentes que se llenan de líquido de frenos, cuya presión hace que los pistones salgan y empujen las zapatas hasta el tambor. Por lo general tienen dos pistones, uno por cada lado, para empujar las dos zapatas.

Muelles recuperadores

Son los muelles encargados de volver a colocar las zapatas en su posición inicial cuando no apretamos el freno. Tienen que tener la suficiente fuerza como para realizar su misión, pero no demasiada para obstaculizar la frenada.

Palanca ajustadora

Es la encargada de regular la distancia de las zapatas al tambor a medida que se van desgastando los forros de ferodo. Así no tienen que recorrer cada vez más distancia hasta llegar al tambor. Algo que afectaría a su capacidad de frenado.

Tambor

Se trata de la pieza que encapsula todo el sistema de frenos y que recibe la presión de las zapatas. Por eso, está fijado al buje de la rueda para girar con ella, mientras que las zapatas y el resto de componentes van acoplados al plato fijo, que está atornillado a la mangueta.

Plato

Es donde se fijan los componentes internos del freno de tambor: los bombines, los muelles, la palanca ajustadora y las zapatas.

Tipos de freno de tambor

Simplex

Éste es el sistema de frenos de tambor más sencillo. Solo tiene un bombín que se encarga de apretar las zapatas contra el tambor. Normalmente está ubicado en la parte superior de éstas, mientras que están apoyadas por su parte inferior en un soporte.

Este sistema tiene un inconveniente, que el resto de los tipos de freno de tambor han tratado de solucionar. Como las zapatas solo tocan el tambor con su parte superior, la frenada no es muy efectiva. Además, el giro del tambor provoca que la zapata que está del lado de la dirección de marcha pueda apretar con fuerza (zapata primaria), mientras que la que está en el otro lado apenas puede realizar su trabajo (zapata secundaria).

Duplex

Para evitar esto, el sistema Duplex tiene dos bombines que aprietan las zapatas por arriba y por abajo, permitiendo que haya más superficie de contacto de la zapata y que ambas pueda aplicar la misma fuerza de frenado. De ahí que en este sistema, las dos zapatas sean primarias. La desventaja es que, al conseguir más fricción, también se calienta más el freno de tambor.

Twinplex

Con este sistema se busca que las dos zapatas sean primarias en un sentido de marcha y secundarias en el otro. Las zapatas están sujetas de forma flotante, por lo que su posición se mueve para que toda su superficie toque el tambor.

Duo-servo

Es un tipo de freno de tambor muy parecido al Duplex, pero las zapatas se mueven por un bombín en la parte superior y se empujan la una a la otra mediante una bieleta de accionamiento por el otro. Este sistema le permite una gran fuerza de frenado.

Freno de tambor Vs. freno de disco

Aunque el freno de tambor se usa mucho menos que el de disco, no todo son desventajas en este sistema. A continuación te detallamos los pros y los contras de ambos sistemas:

Frenos de tambor

Pros:

• más barato tanto en su fabricación como en su mantenimiento
• al estar encapsulado, no pueden entrar elementos que lo deterioren. Algo que sí puede ocurrir en los frenos de disco. Por ejemplo, que entre una china entre el disco y las pastillas, que cuando frenemos deteriorará ambos componentes.

Contras:

• menos resistencia a la fatiga porque al estar encapsulados se refrigeran peor
• el cambio de zapatas es algo más complejo que el cambio de pastillas de freno de disco
• Gasto de forros irregular según el tipo de freno de tambor.

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Frenos de disco

Pros:

• mayor capacidad de refrigeración. Lo que le da mayor resistencia a la fatiga y por lo tanto le permite someterle a mayores esfuerzos sin que pierdan tantas capacidades por el exceso de calor
• el cambio de pastillas es más sencillo que en los frenos de tambor
• frena igual independientemente del sentido de la marcha. Algo que en el freno de tambor no es así, dependiendo del tipo que sea.

Contras:

• el freno de mano es más complejo que en los frenos de tambor
• como la superficie de frenado es menor, la temperatura es mayor. Algo que se compensa en los coches de alto rendimiento con discos de freno de varios pistones
• requiere de más presión para frenar, ya que al contrario que los frenos de tambor, no tiene efecto de energización.

Efecto de energización: Es un efecto físico que se produce en los frenos de tambor sobre la zapata primaria. El giro del tambor hace que la zapata que está en el lado del sentido de marcha se apriete más contra el tambor. Mientras que la zapata secundaria es rechazada por el efecto contrario.

Mantenimiento del freno de tambor

El mantenimiento de un freno de tambor es muy escaso, debido a que se desgastan menos que los de disco. Sobre todo si están en el eje trasero, porque ahí solo tienen que soportar entre el 25 y el 30% de la frenada. Además las zapatas tienen mayor superficie de contacto, por lo que se van desgastando más lento.

El elemento que más se suele sustituir es el cilindro hidráulico. Este cilindro puede perder líquido de frenos y, al introducirse dentro del sistema, puede humedecer las zapatas, perjudicando la eficacia de frenado.

En cuanto al propio tambor, ocurre lo mismo que con los discos de freno. Hay que cambiarlos muchas menos veces, por lo que pueden aguantar toda la vida útil del coche. En ocasiones, se les puede hacer un rectificado para que las nuevas zapatas se acoplen perfectamente. Aunque esta operación apenas se hace actualmente.

Precio de cambiar frenos de tambor

El precio de los frenos de tambor es menor que el de los frenos de disco. Todos los componentes pueden costar entre 50 ó 100 euros en los modelos convencionales. Aunque ese precio puede ser mucho mayor en coches de gran tamaño que equipen este tipo de frenos. Algo habitual en todo terreno o pick up, que requieren un sistema de frenos al que no le pueda entrar el polvo o la gravilla.

Posibles problemas del freno de tambor

Uno de los fallos que nos podemos encontrar en el sistema de frenos de tambor es la pérdida de eficacia. Debido a las frenadas sucesivas, aumenta la temperatura del conjunto y, al ser un sistema cerrado, tiene dificultades de refrigeración y puede aparecer el conocido fading.

También nos puede ocurrir que la zapata se desprenda de su soporte, con lo que la rueda se queda frenada. En este caso puede ser necesario sustituir las zapatas o remachar la antigua, si es posible. Si no, habrá que sustituir todo el kit de frenos de tambor completo por los daños que haya sufrido el antiguo.

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