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Aug 01, 2023

Tipos de frenos de bicicleta explicados: frenos de disco vs frenos de llanta vs V

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Todo lo que necesitas saber sobre los frenos de bicicleta

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por Pablo normando

Publicado: 5 de mayo de 2023 a las 11:00 am

El frenado moderno para bicicletas está dominado por tres sistemas: el freno de disco, el freno de llanta con pinza y el freno en V.

El freno de disco hidráulico se está imponiendo rápidamente, con su adopción generalizada en las bicicletas de carretera tras el cambio mucho anterior a los discos en las bicicletas de montaña.

Eso deja cada vez más a los frenos de llanta con pinza y los frenos en V como el dominio de las bicicletas más baratas, aunque algunos equipos de carretera de primer nivel fuera del WorldTour todavía compiten con frenos de llanta.

Aquí encontrará todo lo que necesita saber sobre los frenos de bicicleta, incluidos los diferentes tipos de frenos disponibles, cómo funcionan y una breve historia de cada freno que ha existido.

Hay tres tipos principales de frenos en las bicicletas modernas: frenos de disco, frenos de llanta y frenos en V. Cubriremos cada uno de ellos a su vez.

La mayoría de las bicicletas nuevas, ya sean de carretera, de montaña o híbridas, ahora usan frenos de disco que funcionan empujando las pastillas alojadas en una pinza contra un rotor de freno unido a los cubos de las ruedas. A continuación, analizaremos los diferentes tipos de frenos de disco.

En los últimos cinco años, los frenos de disco de carretera han sustituido rápidamente a los frenos de llanta, que empujan las pastillas de freno contra la llanta de la rueda. Hay buenas razones para ello, principalmente relacionadas con una frenada más eficiente y constante, independientemente del clima.

En ese sentido, y como mencionamos en la parte superior, los frenos de disco de bicicleta de montaña han sido comunes en todos los niveles durante años, brindando una poderosa potencia de frenado que no se ve afectada por las condiciones del camino.

Los frenos de disco y los frenos de llanta con pinza asumen la mayor parte de las tareas de frenado en la mayoría de las bicicletas, pero también encontrarás frenos en V en algunas bicicletas urbanas o de trayecto más baratas.

Estos también funcionan en la llanta y se unen a los salientes del marco a ambos lados de la rueda. Los frenos en V (también conocidos como frenos voladizos de tracción directa) se operan a través de un cable que se extiende desde un lado del freno hasta la parte superior, uniendo las dos mitades.

Existen otros diseños de frenos, pero son una rareza en las bicicletas convencionales. Aún así, le daremos un resumen completo al final de este artículo.

Casi todos los frenos de las bicicletas se accionan mediante una palanca montada en el manillar.

En las bicicletas con manubrio plano, incluidas las bicicletas de montaña, generalmente hay una palanca de freno separada de las palancas de cambio de marchas de la bicicleta.

Las bicicletas de carretera con manillar abatible y las bicicletas de grava suelen combinar la maneta de freno y la palanca de cambios en una sola unidad (con unidades separadas para los frenos delantero y trasero), aunque las bicicletas más antiguas tenían palancas de cambio separadas en el tubo inferior y, a veces, se pueden ver palancas de cambio en la parte inferior. extremos de las barras.

Los grupos de un solo plato (conocidos como 1x o 'one-by') tendrán una palanca de freno con una palanca de cambios incorporada, mientras que la otra palanca solo funcionará como freno.

Las bicicletas de una sola velocidad tienen palancas que solo operan los frenos, ya que no hay cambios para operar.

Cuando opera la palanca del freno, tira de un cable o empuja fluido hidráulico a través de una manguera. En cualquier caso, hay una línea física a la pinza de freno desde la palanca.

A continuación, explicaremos en detalle las diferencias entre el funcionamiento de los frenos de llanta y de disco, pero en ambos casos, aplicar los frenos empuja las pastillas contra una superficie de frenado para generar fricción y calor para reducir la velocidad o detener la bicicleta.

En un freno de disco, las pastillas de freno están alojadas en una pinza atornillada al marco.

La pinza del freno delantero está unida a la hoja de la horquilla izquierda y el freno trasero generalmente a la vaina izquierda, pero ocasionalmente al vaina izquierda o entre los dos. Albergan pastillas de freno que actúan sobre un rotor unido al buje de la rueda, presionando contra este para frenar la moto.

La pinza de freno está montada en postes que sobresalen del cuadro de la bicicleta (generalmente se encuentran en bicicletas de montaña). Este estándar se conoce como montaje posterior.

El montaje plano es una evolución de esto y ve la pinza atornillada a una superficie plana designada en el cuadro (el sistema predeterminado que ahora se usa en bicicletas de carretera, bicicletas de grava y algunas bicicletas de montaña de campo traviesa).

Las pastillas de freno de disco generalmente están hechas de un compuesto orgánico, sinterizado o semimetálico, cada uno con sus propias ventajas y desventajas según el tipo de conducción que esté haciendo.

El rotor del freno de disco generalmente está hecho de acero y tiene un diámetro de entre 140 mm y 203 mm, y se utilizan rotores más grandes cuando se necesita un frenado más fuerte, como en bicicletas de montaña cuesta abajo.

El rotor se puede conectar al cubo de la rueda con seis pernos o usando el sistema Centerlock de Shimano, donde un anillo de seguridad se atornilla en las roscas del cubo.

Centerlock se ve en la mayoría de las ruedas de bicicleta de carretera. El anillo de bloqueo generalmente se enrosca en su cara interior y se aprieta con una herramienta para anillos de bloqueo de cassette.

También puede comprar anillos de seguridad con bridas externas, que se aprietan con una herramienta de copa de pedalier. Algunas ruedas necesitan un anillo de seguridad con pestaña externa porque el eje es demasiado ancho para que una herramienta encaje en una pestaña interna.

Un problema potencial con los frenos de disco es que el rotor puede calentarse bastante cuando está en uso. Esto puede reducir la eficiencia de frenado y también hacer que el rotor se deforme.

Los fabricantes de frenos intentan evitar esto de varias maneras; primero, los rotores y las pastillas pueden incluir aletas de refrigeración para ayudar a reducir su temperatura de funcionamiento. Es el método que utiliza Shimano en sus rotores de bicicleta de carretera y de montaña.

En segundo lugar, en lugar de estar hecho de una sola pieza, el rotor puede estar 'flotando'. Aquí es donde la superficie de frenado se remacha a una araña portadora que se atornilla al cubo de la rueda. Cuando se calienta, un rotor flotante debe expandirse más uniformemente que un rotor sólido y, por lo tanto, es menos probable que se distorsione. El flotador también ayuda a equilibrar la presión entre las pastillas que actúan sobre los dos lados del rotor.

Finalmente, los rotores pueden estar hechos de un sándwich de acero con un núcleo de aluminio, lo que nuevamente ayuda a disipar el calor y también reduce el peso.

En un freno de disco hidráulico, un pistón en la palanca del freno empuja el fluido hidráulico a través de la manguera del freno cuando se aplica el freno. El líquido empuja las pastillas de freno juntas y contra el rotor del freno. Cuando se suelta el freno, un resorte empuja las pastillas para alejarlas del rotor y volver a colocarlas en sus alojamientos.

Los frenos de disco hidráulicos funcionarán de manera eficiente con mangueras enrevesadas desde las palancas de freno hasta los frenos, por lo que son una buena opción para bicicletas de triatlón y contrarreloj con enrutamiento interno de mangueras.

La mayoría de los frenos de disco hidráulicos tienen un pistón a cada lado del rotor, pero los frenos de disco diseñados para andar cuesta abajo a menudo tienen un total de cuatro pistones para permitir que se aplique más fuerza de frenado.

Los frenos de disco utilizan una amplia variedad de diseños y formas de pastillas. Si está reemplazando sus pastillas, debe tener cuidado de que las nuevas se ajusten a su pinza de freno.

Los frenos de disco hidráulicos tienen la ventaja de que no hay fricción en la manguera, por lo que todo el esfuerzo de frenado se transmite al freno.

Como la línea hidráulica es un sistema cerrado, se requiere menos mantenimiento que un freno accionado por cable, aunque es posible que el sistema necesite purgarse ocasionalmente si se contamina. Aprender a purgar los frenos es una habilidad clave para cualquier mecánico doméstico comprometido.

Las pastillas también deberán reemplazarse cuando se desgasten o se contaminen con aceite u otras sustancias, lo que reduce la eficiencia de frenado.

Diferentes marcas usan diferentes fluidos hidráulicos en sus frenos. Es importante usar el correcto si necesitas purgar los frenos, para evitar daños y posibles fallas en los sellos de tu equipo. Hervir el líquido de frenos también es potencialmente un problema con el frenado fuerte y prolongado.

En un freno de disco accionado por cable (a veces denominado freno de disco mecánico), la conexión física entre la palanca y la pinza de freno se realiza con un cable de alambre.

El cable tira de una palanca en la pinza, que generalmente empuja una almohadilla a cada lado de la pinza para que entre en contacto con el rotor. Los frenos de disco accionados por cable Avid de SRAM solo mueven la pastilla de freno externa. El rotor empuja contra una almohadilla interior estática.

Debido a la pérdida por fricción y al estiramiento del cable, los frenos de disco accionados por cable pierden fuerza hidráulica y modulación, pero los mejores modelos siguen siendo más eficientes que la mayoría de los frenos de llanta.

Los frenos de disco con cable son una opción más económica que los frenos hidráulicos, por lo que a menudo se encuentran en bicicletas con especificaciones más bajas y son más fáciles de arreglar en la naturaleza.

Sin embargo, la mayoría de las bicicletas de gama media a alta con frenos de disco tendrán un sistema hidráulico por una buena razón.

Los frenos de pinza de tracción lateral fueron la opción principal para las bicicletas de carretera durante décadas.

Son livianos y pueden proporcionar un frenado fuerte, aunque son mucho más susceptibles a la degradación del rendimiento en mojado que los frenos de disco.

El rendimiento de frenado también puede degradarse en llantas de carbono en mojado, y existe el riesgo de sobrecalentamiento con un frenado prolongado en pistas de freno de carbono.

Es por esas razones, además de la oportunidad de instalar llantas de bicicleta de carretera más anchas y hacer llantas de carbono más livianas si no se usan para tareas de frenado, que las máquinas de carretera modernas se han movido sustancialmente a los frenos de disco.

Dicho esto, un par de frenos de llanta bien configurados en llantas de aleación son más que suficientes para casi todos los ciclistas. Las bicicletas equipadas con frenos de llanta también suelen ser significativamente más baratas que sus equivalentes de disco, incluso si son difíciles de conseguir en los últimos lanzamientos.

Existe una amplia variedad de diferentes diseños de frenos de pinza, y a continuación explicamos algunos de los tipos más comunes.

En días pasados, los frenos de llanta con pinza de un solo pivote eran la norma.

Con estos, ambos brazos giraban alrededor de un único pivote centrado, lo que teóricamente permitía que el freno se autocentrara y rastreara una llanta fuera de la realidad con mayor eficacia que un freno de doble pivote. Estos frenos se unieron a través de un solo perno en la corona de la horquilla y el puente del freno trasero.

Los frenos de tracción central eran la norma en el pelotón (hablaremos más adelante) hasta la introducción del legendario freno de tracción lateral Campagnolo Record a principios de la década de 1960, que era más ligero y casi tan potente como el diseño de tracción central.

Los frenos de tracción lateral rápidamente se convirtieron en los preferidos por los profesionales y, con los roadies del pasado tan deseosos de imitar al pelotón como los ciclistas de hoy en día, la demanda de frenos de tracción lateral creció enormemente, con la mayoría de los fabricantes trayendo su propia imitación del revolucionario freno de Campagnolo a mercado, marginando rápidamente a los pobres y viejos centros de atracción.

El diseño de pivote único de Campagnolo se mantuvo prácticamente sin cambios hasta finales de los años 80, cuando Shimano introdujo los frenos de pinza de doble pivote.

Los frenos de pinza de pivote único rara vez se ven en estos días porque han sido reemplazados en casi todos los casos por frenos de pinza de doble pivote.

Al igual que los frenos de un solo pivote, los frenos de doble pivote se montan con un solo perno en la corona de la horquilla y el puente del freno, pero tienen un yugo que se une a este y separa los puntos de pivote de los dos brazos.

Este diseño ofrece una mayor ventaja mecánica que un diseño de un solo pivote y también es mucho más fácil de centrar.

Los frenos de pinza de doble pivote se consideran mejor como una combinación de las acciones de un freno de tracción central (más por venir) y un freno de tracción lateral: los pivotes desplazados significan que los dos brazos siguen un camino similar cuando se aplica el freno. .

Un freno de doble pivote a menudo será un poco más pesado que un freno de un solo pivote, pero la diferencia es marginal con los diseños modernos de peso pluma.

El espacio libre para los neumáticos anchos suele ser bastante limitado con los frenos de pinza de doble pivote (por lo general, puede apretar un neumático de 28 mm), pero las versiones de frenos de brazo largo están disponibles para aquellos que desean usar guardabarros en su bicicleta de carretera.

Los frenos de pinza de montaje directo se montan a través de postes integrados en el cuadro.

Ahora son la norma en las bicicletas de carretera con frenos de llanta de gama alta porque pueden ofrecer un frenado más fuerte, junto con mayores espacios libres y supuestos beneficios aerodinámicos, aunque muy pequeños.

Si bien son similares en apariencia y montaje a algunos frenos de tracción central de montaje directo, son mecánicamente diferentes porque no funcionan con un cable a horcajadas.

Dado que los dos brazos de la mordaza no están conectados entre sí, aplicar los frenos puede provocar que las dos medias mordazas se separen entre sí, especialmente en tirantes delgados, lo que reduce la eficiencia y la modulación del frenado. Por esta razón, a menudo verá un puente de metal delgado que conecta los dos lados del freno trasero.

Los fabricantes de bicicletas pasaron por una fase de posicionamiento de la pinza trasera de montaje directo debajo del soporte inferior. Esto no fue una buena idea: el freno estaba en la línea de fuego para la suciedad de la carretera y tendía a rozar contra la llanta de la rueda bajo fuertes cargas de pedaleo. Afortunadamente, es cosa del pasado en las últimas bicicletas de carretera.

Los frenos de tracción central funcionan de manera similar a los frenos de pinza de doble pivote, pero son accionados por un cable a horcajadas que está conectado a ambos brazos. Ambas almohadillas se desplazan en dirección ascendente.

Los frenos de tracción central eran la norma en el pelotón hasta la introducción del mencionado freno Campagnolo Record y sus muchos imitadores.

Los frenos ofrecen excelente potencia, modulación y amplios espacios libres, pero requieren hardware adicional sobre un diseño de tracción lateral (cable a horcajadas, colgador de cable) y, por lo general, pesan un poco más.

Los frenos de tracción central han disfrutado de breves períodos de popularidad para varios propósitos desde entonces, y siguieron siendo populares en bicicletas de carretera y de turismo más baratas hasta principios de la década de 1980. Lo más común es ver frenos de tracción central en las bicicletas de este período.

En estos días, los fabricantes más pequeños como Rene Herse y Paul Components continúan fabricando frenos de tracción central, con diseños modernos que ofrecen espacios libres generosos y una potencia excepcional (especialmente cuando se montan con espárragos soldados), lo que los convierte en una opción convincente para turismo y turismo. bicicletas aleatorias.

Aparte, el legendario Campagnolo Delta presentado en 1985 era (más o menos) un diseño de tracción central y, a menudo, se considera uno de los frenos más bellos de todos los tiempos. Todavía es codiciado por los coleccionistas de piezas de bicicletas retro a pesar de su funcionalidad extremadamente cuestionable.

Los frenos en V, o frenos voladizos de tracción directa por su nombre propio, funcionan de manera similar a los frenos voladizos tradicionales (ver más abajo), con las dos mitades atornilladas a las protuberancias soldadas al marco.

Se activan lateralmente, con la carcasa del cable fijada a un brazo por medio de un 'fideo' y el cable interior sujeto al otro. A medida que se tira del cable a través de la carcasa, los dos brazos se acercan entre sí, moviendo las pastillas hacia el borde.

Los frenos en V se introdujeron en un momento en que la suspensión se estaba volviendo más común y, dado que un sistema de freno en V no requiere un tope de cable fijo en el cuadro o la horquilla, rápidamente se hicieron populares en las bicicletas de montaña, eventualmente reemplazando el freno cantilever tradicional en mayoria de los casos.

Los frenos en V no se hicieron muy populares para su uso en bicicletas de ciclocross porque el espacio libre reducido entre las pastillas y la llanta, y la proximidad del cable y la llanta 'straddle', pueden causar problemas en condiciones especialmente embarradas.

Si bien los frenos V-brake han sido reemplazados por frenos de disco en la gran mayoría de las bicicletas de montaña, siguen siendo populares en bicicletas de turismo resistentes, algunas híbridas y tándems, e incluso los fabricantes más importantes ofrecen frenos modernos que son más potentes y fáciles de configurar que nunca. antes.

Sin embargo, los frenos en V pueden ser propensos a frotarse si no se cuidan, ya que es posible que los dos lados no se retiren simétricamente de la llanta si no se configuran correctamente y se mantienen limpios.

Los frenos en V usan una relación de tracción del cable diferente a los frenos cantilever (los frenos cantilever usan la misma relación de tracción del cable que los frenos de pinza), por lo que se debe usar una palanca especial de tracción larga, que tira aproximadamente el doble de la cantidad de cable que una palanca normal. .

Esto hace que los frenos en V normales sean incompatibles con las palancas de carretera sin el uso de un convertidor de tracción por cable estilo agente de viajes. (La palanca de freno RL520 de Tektro y algunas otras son las excepciones aquí porque están optimizadas para usar con frenos en V normales).

Existen frenos mini-V de brazo corto que funcionan con palancas de carretera, pero exacerban aún más los problemas de espacio libre.

Al igual que la historia de la vida en la tierra, el freno de la bicicleta ha pasado por un viaje evolutivo en su camino hacia los topes que gobiernan el mundo hoy en día. Para los nerds de los frenos, aquí hay una guía de los monstruos esperanzados que han vagado por la tierra unidos a bicicletas del editor adjunto de BikeRadar, Jack Luke.

La mayoría estaban destinados a la extinción, pero unos pocos viven en nichos olvidados del mundo del ciclismo.

En un freno de tambor, la palanca del freno tira de un cable para operar las pastillas encerradas dentro del cubo. Estos se empujan hacia afuera, hacia una superficie de frenado en el interior del buje, para reducir la velocidad de la bicicleta.

El diseño significa que la superficie de frenado está completamente cerrada y, por lo tanto, es resistente a la intemperie. Pero el freno es pesado y propenso a sobrecalentarse. Los frenos de tambor son un poco un fósil viviente, ya que todavía se encuentran en bicicletas holandesas y como frenos de arrastre en tándems más antiguos, pero prácticamente en ningún otro lugar.

Otro fósil viviente que vive en las bicicletas de los Países Bajos, el freno de contrapedal funciona en la rueda trasera. Deje de pedalear y la bicicleta girará libremente, pero al girar los pedales hacia atrás se activará el mecanismo de frenado.

Una vez más, la ventaja es que el freno es resistente a la intemperie. También significa que no hay palanca de freno montada en la barra ni cableado, lo que reduce las necesidades de mantenimiento. Pero al igual que el freno de tambor, es pesado y propenso a sobrecalentarse. También es fácil bloquearlo, lo que provoca que patine.

Un evento de extinción reciente ha sido la casi desaparición del freno voladizo; no hace mucho tiempo que era el freno de referencia en las bicicletas de ciclocross, antes de que el freno de disco lo superara. Todavía puedes encontrar cantis en algunas bicicletas de turismo y tándem, y viven entre los tradicionalistas acérrimos del ciclocross.

El canti es un freno de llanta con las pinzas de freno atornilladas en salientes en las palas de la horquilla y tirantes de la bicicleta. Hay una pinza separada en cada lado, con brazos de palanca que sobresalen hacia afuera, que están conectados por un cable a horcajadas. Al aplicar el freno, se tira hacia arriba del cable cruzado y se aplican los frenos.

El diseño tiene las ventajas de que es muy liviano, brinda un espacio libre muy amplio y puede ejercer mucha fuerza de palanca sobre la llanta de la rueda. En el lado negativo, la configuración puede ser complicada, lo que resulta en un rendimiento pobre y ruidoso si no se hace correctamente.

Disfrutando de un breve apogeo en la década de 1980, como un freno voladizo, el freno en U está montado en salientes de bastidor. Tiene los mismos problemas de ajuste y mantenimiento que un voladizo tradicional y también problemas de apalancamiento, holgura y atascos. Sin embargo, todavía encuentras frenos en U en las bicicletas BMX, gracias a su perfil bajo.

Otro fósil viviente, el freno de llanta hidráulico utiliza un cilindro hidráulico en cada lado para empujar las pastillas de freno contra la llanta de la rueda. El freno de llanta hidráulico de la serie H de Magura todavía está disponible y utiliza esta tecnología, aunque el sistema ahora solo está disponible para bicicletas de barra plana. Es menos eficiente que los frenos de disco y tiene muchas piezas patentadas.

Los frenos de leva de rodillos tienen un diseño fascinante, que es similar a una pinza de tracción central, pero utiliza una leva triangular que se mueve sobre los rodillos (de ahí el nombre) en lugar de un cable a horcajadas para accionar los brazos del freno.

Esto puede ser difícil de visualizar, por lo que le recomendamos que eche un vistazo a este vídeo, que muestra los frenos en funcionamiento. El diseño es interesante porque alterar la forma de la leva puede alterar las características del frenado.

Los frenos de varilla usaban varillas de acero en lugar de cables para tirar hacia arriba de ambos lados de una pinza reforzada, golpeando el diámetro interior de la llanta.

Si andas en bicicleta con estos frenos, lo más probable es que hayas robado una bicicleta afuera de una carnicería o disfrutado jugando con motores de vapor estacionarios.

Cuando los pennyfarthings con neumáticos macizos eran la cima de la tecnología de bicicletas, los frenos de cuchara eran los tapones de elección. Los frenos de cuchara eran prácticamente iguales a los frenos de varilla, pero utilizaban el diámetro exterior del neumático como superficie de frenado. Esta es básicamente una versión más elegante de meter tus preciados zapatos entre el marco y la rueda. Misericordiosamente desaparecido y olvidado.

Y por el bien de los pedantes, nos damos cuenta de que un piñón fijo es técnicamente un freno. Si bien nunca recomendaríamos confiar únicamente en un piñón fijo para frenar (¿y si la cadena se sale del piñón o del plato?) a menos que esté en la pista, y no es legal en la carretera en el Reino Unido, reducir la velocidad de su bicicleta con su terneros carnosos es una experiencia que vale la pena probar.

Paul ha estado escribiendo sobre tecnología de bicicletas y revisando todo lo relacionado con el ciclismo durante casi una década. Estuvo cinco años en Cycling Weekly y también ha escrito para títulos como CyclingNews, Cyclist y BikePerfect, además de ser un colaborador habitual de BikeRadar. En cuanto a la tecnología, ha cubierto todo, desde el ancho de la llanta hasta las últimas computadoras de ciclismo. Revisó algunas de las primeras bicicletas eléctricas para Cycling Weekly y ha cubierto su desarrollo hasta convertirse en las sofisticadas máquinas que son hoy en día, convirtiéndose en un experto en todo lo relacionado con la electricidad. A Paul le gustaba la grava incluso antes de que se inventara, montando una bicicleta de ciclocross a través de South Downs y a lo largo de caminos embarrados a través de Chilterns. También incursionó en el ciclismo de montaña a campo traviesa. Lo que más le enorgullece es haber recorrido la longitud de South Downs Way en una crosser y haber cumplido su ambición de mucho tiempo de escalar Monte Grappa en una bicicleta de carretera.

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