Partes De Los Frenos

Para comprender el porqué de los frenos cerámicos por ahora inaccesibles para los coches de utilización normal, deberemos saber algo sobre las leyes de rozamiento entre cuerpos sólidos.

fig.1
Consideremos la fig.1 : Si intentamos que los dos bloques de ladrillos se deslicen por la superficie de la mesa mediante la fuerza que ejerce el peso P, nos puede sorprender que el rozamiento entredicho bloque y la mesa no depende nada más que de la fuerza normal a la superficie que esté ejerciendo aquél sobre ésta. La fuerza producida por el peso P, mueve igual el bloque de la izquierda que el de la derecha, aunque éste presenta una superficie 3 veces mayor. Ésta es la llamada en la mecánica clásica «primera ley del rozamiento»:
La fuerza de rozamiento no depende de la magnitud de lassuperficies en contacto.
¿De qué depende entonces? solamente del llamado coeficiente de rozamiento —denominado con la letra griega µ (mu)— y de la fuerza normal que se ejerza entre las dos superficies (fuerza normal es el peso en el caso de los bloques de ladrillos).
Fr = µ · N
N, es la resultante en sentido vertical de las fuerzas que actúan sobre el o los bloques; en el caso de no haber otra que elpeso, éste será la fuerza normal.
El coeficiente de rozamiento toma valores muy diferentes dependiendo de la rugosidad de las superficies en contacto y de la naturaleza de ellas.
A continuación presentamos una tabla que nos puede servir de ejemplo en la que están reflejados diferentes valores de µ
µ = 0.9 ... ... ... ... ... ... ... Alquitrán seco
µ = 0.8 ... ... ... ... ... ... ... Asfaltorugoso seco
µ = 0.6 ... ... ... ... ... ... ... Adoquinado
µ = 0.5 ... ... ... ... ... ... ... Asfalto rugoso húmedo
µ = 0.4 ... ... ... ... ... ... ... Asfalto usado húmedo
µ = 0.3 ... ... ... ... ... ... ... Pastilla de freno sobre disco de fundición
µ = 0.3 ... ... ... ... ... ... ... Adoquinado húmedo
µ = 0.1 ... ... ... ... ... ... ... Hielo
Al observar la fig.2 se puede ver que, sipara hacer deslizar el bloque de la izquierda, tenemos que ejercer la fuerza F ( ya que la de rozamiento Fr está oponiéndose a nuestro empuje ), para mover el siguiente, que pesa 10 veces mas, deberemos ejercer una fuerza F= 10 F (10 veces superior ) puesto que la de rozamiento Fr es así mismo 10 veces superior.

fig.2
 
Si derramamos aceite entre las dos superficies, la fuerza a efectuar sereduce drásticamente a pesar de que el bloque sea tan pesado. Como podemos deducir de lo anterior, el rozamiento entre dos superficies sólidas, solo depende de la naturaleza de las superficies en contacto; es decir, del coeficiente de rozamiento, y de la Resultante de las fuerzas que estén actuando Normales (perpendiculares) a la superficie; es decir. el peso del sólido, o el peso más la resultantede una o varias fuerzas perpendiculares a la superficie que en general puedan actuar; esto independientemente de la dimensión de dicha superficie de contacto con el suelo. Es así en el caso de cuerpos tan poco deformables como un ladrillo, pero no en el caso del neumático de un coche.
La fig.3, nos muestra cómo evoluciona idealmente el coeficiente de fuerza de freno con respecto al deslizamientodel neumático con el suelo.

fig.3
k es el máximo valor de fuerza de freno, antes de que el neumático deslice claramente hasta llegar a la pérdida total de la adherencia (100% de deslizamiento). El punto k es donde los fabricantes de los sistemas antibloqueo de frenos hacen que comience su secuencia de funcionamiento.
El coeficiente de rozamiento en frío de una pastilla cuyo material estápensado para una utilización normal, es de un valor relativamente alto (µ = 0.34) en comparación a su valor al pasar los 400º (µ = 0.25). El pensado para una utilización deportiva, presenta valores contrarios a los anteriores, es decir en las primeras frenadas hasta que se alcanzan 200º puede ser µ = 0.2, para pasar a un valor de µ = 0.3 en caliente (400º) manteniéndose en este valor hasta los 650º...