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Aug 05, 2023

Lo que se debe y no se debe hacer al combinar frenos de disco de aire y de tambor

A pesar de que los frenos de disco de aire se vuelven cada vez más populares en los vehículos comerciales norteamericanos

A pesar de que los frenos de disco de aire se vuelven cada vez más populares en las flotas de vehículos comerciales de América del Norte, pueden surgir preocupaciones sobre el equilibrio del sistema de frenos (la cantidad de trabajo que maneja cada freno en un sistema) cuando se instalan en combinación con frenos de tambor. Si bien estas configuraciones de frenos híbridos brindan ventajas en la potencia de frenado y el tiempo de actividad, es importante comprender el papel que juega el equilibrio del freno en la determinación del rendimiento del sistema y la vida útil de la fricción.

En este consejo técnico, Bendix analiza los sistemas combinados de frenos de disco/tambor, incluido lo que puede esperar en la carretera y en el taller, así como consejos para introducir frenos de disco de aire en una flota.

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A medida que un freno de tambor se calienta, particularmente durante un frenado fuerte, es probable que se desvanezca el freno, una reducción en el rendimiento debido a la expansión del tambor alejándose de la fricción de la zapata de freno. Por el contrario, el diseño de un freno de disco de aire prácticamente elimina el desvanecimiento del freno.

"Una de las cosas que Bendix continúa haciendo conscientes a las flotas y a los conductores es cómo ese desvanecimiento afecta el equilibrio de los frenos en un vehículo, particularmente en las combinaciones de camiones y remolques", dijo Joey Campbell, gerente de producto de frenos de disco de aire en Bendix Spicer Foundation Brake (BSFB). ). "Diferentes configuraciones de vehículos y condiciones de operación, incluyendo cómo se usa el camión, empujarán la carga de trabajo a diferentes ejes, lo que marca la diferencia no solo para el conductor, sino también en la planificación del mantenimiento y la determinación del costo total de propiedad (TCO)".

En condiciones de frenado típicas, en un sistema de frenos de aire correctamente equilibrado, cada freno de extremo de rueda de un vehículo manejará una cantidad adecuada de trabajo en función del peso, independientemente de si es un disco o un tambor, o si está en el tractor. o remolque. En condiciones de frenado pesado donde los frenos generan mucho calor (situaciones asociadas con paradas a alta velocidad, GCW más altos y/o tramos cuesta abajo prolongados), a medida que todo el sistema de frenos trabaja más, los frenos de tambor comenzarán a desvanecerse. Esto tiene el efecto de empujar el trabajo que ya no están manejando hacia los frenos de disco de aire.

"Seguirá obteniendo el rendimiento de frenado, pero podría ver una reducción de la vida útil de las pastillas en los frenos de disco de aire (ADB), ya que compensan el trabajo adicional realizado durante el desvanecimiento de los frenos de tambor", explicó Campbell. "Esto ha dado lugar a dudas sobre el desequilibrio deliberado de un sistema de frenos de aire para compensar el desvanecimiento del freno de tambor y evitar que ese trabajo adicional se desplace a los extremos de las ruedas ADB para prolongar la vida útil de la fricción del disco".

Bendix, anotó, desaconseja encarecidamente esto, ya que el debilitamiento de los frenos generalmente ocurre en situaciones temporales que representan solo un pequeño porcentaje del tiempo de operación de un vehículo. Dado que la mayoría de las aplicaciones de los frenos se producen en condiciones normales, estas paradas ahora se realizarían utilizando un sistema desequilibrado, lo que dificultaría el rendimiento normal de los frenos en aras de optimizar el pequeño intervalo de tiempo que representan las situaciones de desvanecimiento de los frenos.

Introducir frenos de disco en una flota a través de la mayoría de las combinaciones estándar de tractor y remolque es una propuesta sencilla y, por lo general, no importa si una flota o un conductor comienzan con discos en un tractor o en el remolque. Sin embargo, cuando entran en juego múltiples remolques (por ejemplo, dobles, triples, etc.), las plataformas rodantes introducen un problema que vale la pena abordar.

Las pruebas de Bendix han demostrado que en un tractor con frenos de tambor y un remolque doble, equipar la plataforma rodante de conexión entre los remolques con frenos de disco de aire probablemente conducirá a un desgaste acelerado de las pastillas hasta que aumente la población de frenos de disco en la flota.

"Si está colocando discos de aire en solo un eje de seis o más ejes, los frenos de disco de aire en el eje simple verán un aumento en la temperatura a medida que asumen el trabajo adicional cuando los frenos de tambor se desvanecen", Campbell dicho. "Los frenos de disco pueden manejar el calor, pero el desgaste por fricción se acelerará ya que el equilibrio de trabajo se está desplazando hacia la plataforma rodante ADB. -los ejes con frenos requerirían más trabajo, pero no hizo una diferencia significativa, por lo que no lo recomendamos".

Por esas razones, señaló, Bendix recomienda introducir los discos primero en los tractores o remolques, y utilizar plataformas rodantes con frenos de disco solo en combinación con otros equipos con frenos de disco.

Una de las preguntas más comunes de las flotas y los conductores que consideran los frenos de disco de aire es "¿Cuánto más dura la vida útil de la pastilla?" Es comprensible, ya que el costo de reemplazar la fricción de los frenos es un componente clave para medir el retorno de la inversión en tecnología ADB. Y las especificaciones del equipo importan.

Otros componentes también contribuyen a la desaceleración de un vehículo fuera de los frenos de base. Si bien su intención original no es ayudar con el frenado, su contribución a la desaceleración general es un subproducto.

Tomemos, por ejemplo, los vehículos que se especifican sin algunos de los dispositivos aerodinámicos, como faldones laterales y parachoques aerodinámicos, que ayudan a que el aire fluya alrededor del vehículo. Los vehículos sin estos dispositivos tienen una mayor resistencia aerodinámica, lo que contribuye a la desaceleración, principalmente a velocidades más altas. Otros componentes, como la resistencia a la rodadura de los neumáticos, así como el impacto del cambio descendente de la transmisión, pueden jugar, y lo harán, un papel en la desaceleración. Cuando se incluyen algunas de estas cosas, pueden tener un impacto adicional en la vida útil de la fricción de un vehículo al quitar parte de la carga de trabajo de los frenos.

Una consideración que a menudo se pasa por alto es un freno de motor, también conocido como retardador de motor. Bajo una desaceleración normal (5 pies por segundo al cuadrado, o alrededor de 0,15 g), un 80,000 lb. el vehículo usa alrededor de 1,000 HP para detenerse desde 60 MPH. Un retardador de motor generalmente maneja alrededor del 50% de ese trabajo, dejando poco menos de la mitad del trabajo a los frenos de base, y el resto lo absorbe la resistencia aerodinámica y la resistencia a la rodadura.

"Tome el mismo vehículo de 80,000 libras: detenerlo desde 60 mph usando una desaceleración fuerte (10 pies por segundo al cuadrado, o alrededor de 0,3 g) requiere el doble de potencia", señaló Campbell. "Un retardador de motor mantiene el mismo nivel de asistencia que con una desaceleración normal (alrededor de 500 HP), pero dado que la necesidad general ahora es de 2000 HP, los frenos básicos de ese sistema están soportando aproximadamente el triple de la carga que manejan con una desaceleración normal. Y de nuevo, cuanto más trabajo hagan, más rápido se desgastarán esas almohadillas. Piense en lo que sería sin el retardador del motor".

"Hemos visto algunas flotas adoptar frenos de disco de aire, pero luego pensamos que no necesitaban un retardador de motor debido al mayor rendimiento de los ADB", dijo Campbell. "El problema es que, si bien los ADB son más que capaces de superar los estándares actuales de distancia de frenado sin ayuda, esa carga de trabajo adicional con cada parada tendrá un gran impacto en la vida útil de su fricción. Como resultado, no es una verdadera manzana". comparación con manzanas si compara la vida útil por fricción de un freno de tambor junto con un retardador de motor con un ADB sin uno".

Campbell también enfatizó la importancia de la fricción del freno de tambor de reemplazo de calidad OEM cuando se vuelve a forrar. Una fricción de freno de tambor del mercado de accesorios con una mayor propensión a desvanecerse no solo afectará el rendimiento, sino que pasará ese impacto a los ADB al transferirles aún más trabajo. La fricción ADB también es importante, ya que la fricción OEM está diseñada para proporcionar un rendimiento de frenado y al mismo tiempo controlar el desgaste.

Bendix contribuyó con este artículo como parte de la serie Bendix Tech Tips.