Para frenar un auto se necesitan 3 fuerzas,la mecánica producida por la pierna del conductor, la hidráulica y la de fricción.




link: http://www.youtube.com/watch?v=yU5CuxR2nDc




Sistemas hidráulicos

La idea básica detrás de cualquier sistema hidráulico, es bastante sencillo. La fuerza aplicada en un punto es transmitida a otro punto usando algún tipo de fluido, casi siempre con algún tipo de aceite.

Fricción

La fricción muestra claramente lo difícil que es deslizar un objeto contra otro. Los materiales tienen diferentes estructuras a un nivel microscópico. De hecho es más difícil frotar una goma de borrar con otra que frotar dos piezas metálicas. El tipo de material determina el coeficiente de fricción, y la fuerza necesaria para mover un objeto es proporcional al peso de dicho objeto.
Básicamente, cuando apretamos el pedal del freno de nuestro coche, estamos presionando el líquido de frenos localizado en un depósito o cilindro, y conectado a las pastillas de nuestras ruedas (normalmente las delanteras) por medio de cilindros y válvulas. En la trayectoria entre la localización de dicho líquido y las pastillas, la fuerza se ve incrementada por 36 gracias al sistema hidráulico antes mencionado.


Esta fricción puede ser generada por 2 sistemas de frenos, de disco y de tambor

Frenos de Tambor



El freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa por un par de zapatas que presionan contra la superficie interior de un tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda. en la actualidad solo se usa en los autos de gama baja y en los ejes traseros gracias a su bajo costo. Aun así están siendo desplazados ya que en gran cantidad de autos modernos ya incluyen frenos de disco tanto en los ejes delanteros como en los traseros.

Frenos de Disco






link: http://www.youtube.com/watch?v=RPgOcQlqPco




link: http://www.youtube.com/watch?v=XQZ8Fc3nOKE&NR



Un disco va unido al cubo que gira con la rueda. Un calibrador o mordaza está unido a la suspensión y está colocado sobre una sección del disco a ambos lados. Las pastillas están montadas en el interior del calibrador, en lados opuestos del disco. Los cilindros con pistones conectados al sistema hidráulico están situados detrás de cada pastilla. La presión y la fricción de las pastillas contra los discos del freno hacen que el automóvil se detenga y son comparables a los frenos de mano de una bicicleta.


Similitud entre un freno de auto y el freno de una bicicleta


El calor generado por los frenos es la razón por la que se han desarrollado los frenos de disco. A diferencia de los frenos de tambor, el disco y la pinza quedan expuestos al aire que circula gracias a la velocidad del automóvil y se enfrían.
Cuando se frena, el peso del automóvil se mueve hacia adelante. Los frenos delanteros son los que han de soportar siempre la mayor carga, y es por ello que todos los coches modernos llevan frenos de disco delanteros. En algunos casos, estos discos también están ventilados.




Para entender mejor voy a explicar las principales partes de un freno de disco, no voy a enfatizar en los frenos de tambor.

Reforzador de potencia.



Es un mecanismo operado al vacio, que incluye un pistón reforzador que esta sellado en relación a la caja reforzadora mediante un diafragma rodante y que incluye una varilla de pistón acoplado, a un pedal de freno, su principal uso es en los frenos de disco ya que estos necesitan más energía para ser operados y esta sería imposible de conseguir utilizando solamente la energía que el conductor aplica. En fin este aparato amplifica o como su nombre lo dice refuerza la energía aplicada por la pierna del conductor.



Cilindro maestro


El cilindro maestro transforma un trabajo mecánico en presión hidráulica. Es el corazón del sistema Hidráulico de Frenos porque surte de presión hidráulica a todo el sistema, ósea a las ruedas delanteras y traseras por medio de mangueras.


Pistones y pastillas


Los pistones cuentan con una fijación que va alrededor y sellos que impiden el escape de la presión ejercida por el líquido de frenos, a través del cual son accionados. La mordaza lleva un conducto por el cual entra el líquido de frenos y eso hace que la mordaza empuje la pastilla cuya principal función es generar la fricción contra el disco.


Mordazas o tenazas y discos



La mordaza es el soporte de las pastillas (brake pads) y los pistones de freno (piston). Los pistones están generalmente hechos de Hierro dulce y luego son recubiertos por un cromado.
Existen diferentes tipos de discos de freno. Algunos son de acero macizo mientras que otros están rayados en la superficie o tienen agujeros que los atraviesan. Estos últimos, denominados discos ventilados, ayudan a disipar el calor y también se están empezando a utilizar frenos de cerámica que son mucho más eficientes en la disipación del calor que los convencionales de acero.



Ahora que ya se sabe que fuerzas se necesitan, que tipo de frenos existen y cuales son las partes de un sistema de frenado todo el proceso se puede resumir en:

Para detener tu vehículo, son necesarias tres cosas: apalancamiento, fuerza hidráulica y fricción.

La presión la ejerce la pierna del conductor sobre el pedal del freno provee apalancamiento.

El pedal está conectado por palancas y varillas a la parte trasera del reforzador de potencia.

El reforzador de potencia usa el vacío del motor o una bomba hidráulica para multiplicar y transferir la fuerza de ese apalancamiento al cilindro maestro.

El cilindro maestro es el corazón del sistema de frenos hidráulicos de tu vehículo,utiliza apalancamiento aplicado para impulsar una reserva completa de líquido de frenos a través de las válvulas, Las líneas de acero y las mangas de hule.

hasta llegar a las mordazas hidráulicas o a los cilindros de las ruedas. Esta presión hidráulica es utilizada para crear fricción en el disco y así detener la rueda.

Fuente 1
Fuente 2