Tabla de contenido
Sistemas de frenos 101 — Decisiones de compra
¿Vale la pena un kit de frenos grande??
Tus frenos se sienten completamente normales en la primera parada brusca.. Luego frenas con fuerza varias veces más en un descenso de montaña o durante una sesión en pista., y el pedal comienza a cambiar o el rendimiento de frenado comienza a disminuir.
Ahí es donde un Kit de freno grande (BBK) comienza a tener sentido técnico.
Un BBK es más útil cuando el sistema de frenos existente se está quedando sin espacio libre de frenado: el margen utilizable entre lo que se les pide a los frenos que hagan y el punto donde el par o la temperatura se convierte en un factor limitante.
Un Big Brake Kit vale la pena cuando su vehículo se acerca repetidamente a los límites de torque o térmicos de sus frenos actuales y el BBK aumenta directamente esa capacidad límite.. Si el verdadero problema son los neumáticos, liquido de frenos, aire en el sistema hidráulico, condición del rotor, o un compuesto de almohadilla inadecuado, Los frenos más grandes por sí solos no lo solucionarán..
¿Estás pidiendo más a tus frenos que antes??
Antes de decidir que los frenos de fábrica son inadecuados, determinar si su carga de trabajo realmente ha aumentado.
La velocidad es una de las variables más importantes.. Durante el frenado, Es necesario eliminar la energía cinética del vehículo., y una gran parte aparece finalmente como calor en los frenos de fricción.
porque la velocidad es al cuadrado, La velocidad tiene un efecto mucho mayor sobre la energía cinética que el mismo cambio porcentual en la masa.. A 1,600 kg vehículo tiene aproximadamente 617 kJ de energía cinética de traslación en 100 km/h y aproximadamente 2.47 mj en 200 kilómetros por hora. En condiciones equivalentes, duplicar la velocidad le da al vehículo cuatro veces la energía cinética de traslación.[1]
Los cálculos reales de la energía de frenado también pueden tener en cuenta los componentes giratorios., resistencia aerodinámica, Pérdidas de la transmisión y velocidad final del evento de frenado., pero la relación velocidad-cuadrado sigue siendo fundamental.
La frecuencia cambia la carga de trabajo de manera diferente. Una parada brusca puede estar cómodamente dentro de la capacidad del sistema.. Repita paradas similares con poco tiempo de recuperación y el siguiente evento de frenado comienza mientras el rotor, La almohadilla y el hardware circundante todavía transportan calor del anterior..
La masa de vehículos aumenta la demanda directamente. Si la masa en movimiento aumenta en 10% mientras que la parada sigue siendo comparable, el término de energía cinética traslacional también aumenta aproximadamente 10%.
Los cambios de neumáticos requieren más cuidado. Una rueda más grande no crea automáticamente más agarre. Un neumático que realmente aumenta la tracción disponible puede permitir que el vehículo transmita más fuerza de frenado antes de alcanzar el límite de neumáticos en carretera., hacer que la capacidad de par de frenado sea más relevante que antes.
Ninguno de estos cambios significa automáticamente "comprar un BBK". Sólo establecen que los frenos ahora pueden estar haciendo más trabajo. La siguiente pregunta es ¿qué llega primero a su límite?.
¿Qué es lo que realmente limita tus frenos??
La “mala frenada” no es un diagnóstico. Síntomas similares pueden provenir de causas muy diferentes..
| lo que notas | Lo que puede indicar | Lo que significa para un BBK |
|---|---|---|
| El pedal se siente suave o se hunde lentamente bajo presión | Aire, fluido degradado, fuga u otra falla hidráulica | No es un problema de BBK. Primero repare el sistema hidráulico. |
| El frenado es fuerte al principio pero se desvanece después de repetidas paradas bruscas. | Límite térmico de la almohadilla, Límite térmico del fluido o calor acumulado del sistema. | Probablemente. Identificar qué componente está llegando a su límite |
| Vibración o pulsación a través del pedal o la dirección. | televisión digital, sin, depósitos desiguales, condición del cubo o juego del rodamiento | No se resuelve inherentemente con frenos más grandes |
| Una parada brusca lleva más tiempo de lo esperado, pero el rendimiento repetido se mantiene constante | Estado de los neumáticos, agarre en carretera, compuesto de neumáticos o tracción disponible | Generalmente no es un problema de capacidad térmica. |
| El frenado sigue siendo constante pero el par de frenado utilizable es realmente inadecuado | Radio efectivo del rotor, nivel de fricción, fuerza hidráulica o tamaño del sistema | Posible caso BBK |
El desvanecimiento de paradas repetidas puede provenir de diferentes límites
Supongamos que las dos primeras paradas fuertes son fuertes pero la quinta es claramente más débil..
Algo ha perdido altura térmica, pero ese síntoma por sí solo no le dice si el componente limitante es la almohadilla, el fluido o el sistema en su conjunto.
Si el pedal permanece relativamente firme mientras la fuerza de frenado disminuye, Es posible que el material de fricción se haya movido fuera de su rango de temperatura previsto.. carreras de ferodo, Por ejemplo, publica rangos óptimos de 0–500°C para DS2500, 200–750°C para DS1.11 y 300–850°C para DS3.12.[2]
Esas cifras se aplican a esos compuestos específicos.. Su valor aquí es mostrar por qué no existe una “temperatura de desvanecimiento” universal para las pastillas de freno.
Si el pedal se vuelve blando a medida que aumentan las temperaturas, El fluido merece atención.. Bajo EE.UU.. FMVSS 116, PUNTO 4 El líquido de frenos debe alcanzar un punto de ebullición mínimo de reflujo en equilibrio seco de 230°C (446°F) y un punto de ebullición de reflujo de equilibrio húmedo mínimo de 155°C (311°F).[3]
El fluido que se acerca a su rango de ebullición puede formar vapor compresible y cambiar el comportamiento del pedal incluso cuando el rotor y la pinza permanecen mecánicamente en buen estado..
Un problema térmico a nivel de sistema vuelve a ser diferente. Si la pastilla y el líquido permanecen dentro de sus rangos utilizables pero las paradas repetidas continúan elevando la temperatura del rotor, El sistema de frenos puede estar absorbiendo calor más rápido de lo que puede manejar durante ese ciclo de trabajo..
La vibración del freno no es automáticamente un "rotor deformado"
La pulsación del pedal o la vibración del volante tampoco establecen la necesidad de frenos más grandes..
Variación del espesor del disco (televisión digital) es una causa reconocida de vibración de los frenos, pero el diagnóstico también debe considerar el descentramiento del rotor., contaminación del centro, Problemas de instalación y juego de rodamientos de ruedas..[4]
Delphi ofrece un ejemplo útil de la sensibilidad implicada: contaminación de aproximadamente 0.05 milímetros entre el cubo y el disco puede producir más de 0.1 mm de descentramiento axial en la superficie de frenado.[4]
Un rotor más grande no corregirá una cara del cubo sucia o un error de montaje..
¿Un kit de frenos grande cambiará lo que te limita??
Un BBK cambia varias variables físicas, pero la capacidad adicional es útil sólo cuando una de esas variables ya está limitando el vehículo.
Brembo describe el par del freno de disco como dependiente de radio efectivo del rotor, fuerza de sujeción de la pinza y coeficiente de fricción. Aumentar el radio efectivo mientras se mantienen constantes las otras variables aumenta el par de frenado.[5]
El área del pistón de la pinza afecta la fuerza hidráulica y los requisitos de volumen de fluido, por lo que debe considerarse junto con el tamaño del cilindro maestro y el equilibrio de los frenos.. El número de pistones por sí solo no determina la fuerza de sujeción.
El diseño del rotor aborda la capacidad térmica. Una mayor masa del rotor puede permitir que el disco absorba más energía para un aumento de temperatura determinado., mientras que la ventilación y el flujo de aire influyen en la eficacia con la que el calor almacenado sale del rotor.
Para frenadas repetidas, la idea útil es sencilla: si la siguiente parada brusca llega antes de que el sistema se haya recuperado lo suficiente de la anterior, las temperaturas continúan aumentando. Seguimiento de sesiones, Los descensos de montaña y el autocross pueden implicar frenar con fuerza., pero sus demandas térmicas pueden ser muy diferentes porque la velocidad, El tiempo de repetición y recuperación son diferentes..
| Limitación actual | ¿Puede un BBK cambiarlo?? | Razón |
|---|---|---|
| Agarre del neumático en una parada brusca | No | Los accesorios de freno no aumentan la fricción entre los neumáticos y la carretera. |
| La almohadilla excede su rango de temperatura útil | Sólo si la almohadilla cambia | El hardware más grande no altera el rango operativo de un compuesto inadecuado |
| El fluido se acerca a su límite de ebullición. | No por sí solo | La especificación y condición del fluido siguen siendo restricciones separadas. |
| El sistema acumula calor excesivo durante paradas repetidas | Potencialmente si | Una mayor capacidad del rotor y una refrigeración eficaz pueden ampliar el rendimiento de uso repetido |
| El par de frenado disponible es realmente insuficiente | Potencialmente si | Radio efectivo, La fricción y la fuerza hidráulica pueden aumentar el par disponible. |
| Inconsistencia del pedal | Depende de la causa | Las fallas hidráulicas requieren reparación; La rigidez de la pinza aborda solo la contribución estructural. |
Considere nuevamente el ejemplo de las paradas repetidas.. Si la almohadilla ha excedido el rango útil de ese compuesto en particular, montar una pinza más grande conservando el mismo material de fricción inadecuado no modifica el límite real.
Si la almohadilla y el fluido permanecen estables mientras la temperatura del rotor continúa aumentando porque el sistema no puede absorber y rechazar el calor requerido con suficiente eficacia., La capacidad adicional del rotor y la capacidad de enfriamiento abordan el cuello de botella real..
¿Cuánto espacio libre de frenado necesita realmente??
El espacio libre de frenado es el margen entre la carga de trabajo que el vehículo crea regularmente y el punto donde el rendimiento útil de frenado comienza a deteriorarse..
Considere un automóvil que nunca experimenta desvanecimiento, mantiene un comportamiento estable del pedal y ya produce suficiente par de frenado para alcanzar el límite de tracción disponible del neumático durante una parada brusca. Una BBK aún puede aumentar sustancialmente la capacidad teórica, pero gran parte de esa capacidad adicional no tiene trabajo que hacer durante el uso real del automóvil..
Consideremos ahora un vehículo que utiliza pastillas adecuadas y, Fluido adecuado que aún desarrolla una temperatura creciente del rotor y una consistencia decreciente durante el frenado repetido de alta energía.. Más capacidad térmica tiene un propósito claro.
Diámetro del rotor, El número de pistones y la apariencia de la pinza no le dicen en qué situación se encuentra..
Una medida más útil es cuánto tiempo el sistema puede mantener el torque y la consistencia requeridos antes de que aparezca la condición limitante..
¿Cuánto cuesta el espacio libre adicional??
No existe un precio universal en el que un BBK valga la pena.
El costo varía con:
- plataforma del vehículo;
- cobertura del eje;
- tamaño y construcción del rotor;
- especificación de la pinza;
- forma de almohadilla;
- líneas incluidas, soportes y hardware.
Los consumibles también importan. Algunos sistemas utilizan, Formatos de pastillas y rotores poco comunes o patentados., lo que puede afectar el costo de reemplazo y la elección de piezas. Esto depende del producto y no es una propiedad universal de cada BBK..
El mobiliario merece el mismo enfoque específico del vehículo. El diámetro de la rueda por sí solo no prueba que una pinza despeje el cilindro y los radios..
Los fabricantes de frenos de alto rendimiento suelen proporcionar plantillas de montaje físicas o imprimibles por este motivo.. Essex, Por ejemplo, especifica un 2 mm de espacio libre mínimo para su propio procedimiento de plantilla de instalación AP Racing by Essex.[6]
Ese número no debe tratarse como una regla de autorización de BBK para toda la industria.. Otros fabricantes pueden especificar mínimos diferentes, por lo que el requisito correcto es siempre el publicado para el juego de frenos y la combinación de ruedas exactos que se están revisando..
La compatibilidad hidráulica también debe diseñarse en lugar de asumirse.. Área del pistón, comportamiento del cilindro maestro, El equilibrio de los frenos delanteros y traseros y los sistemas de control del vehículo influyen en el comportamiento del sistema terminado..
El calibre más grande que se adapta físicamente no es automáticamente el calibre que mejor se adapta.
Lo que un BBK aún no soluciona
Una BBK no puede crear agarre en los neumáticos, eliminar el aire del sistema hidráulico, reparar un cilindro maestro con fugas, corrija el descentramiento de la maza o haga un compuesto de pastilla inadecuado y apropiado para el rango de temperatura requerido.
Una pinza fija de varios pistones tampoco garantiza por sí sola una sensación ideal del pedal.
Una mayor rigidez estructural puede reducir la deformación de la pinza bajo altas cargas de sujeción, pero la respuesta del pedal aún depende del área del pistón, dimensionamiento del cilindro maestro, condición del fluido, sangría, Compresibilidad de la almohadilla y condición mecánica del sistema..
El espacio libre entre las ruedas sigue siendo una dura limitación física, y el comportamiento de la pastilla sigue siendo específico del compuesto. Algunos materiales de fricción de mayor temperatura pueden cambiar la respuesta de baja temperatura, ruido, polvo o comodidad para el rendimiento a temperaturas elevadas; otros pueden comportarse de manera diferente. Esas características deben evaluarse a partir de la especificación real de la pastilla en lugar de inferirse de la etiqueta BBK..
Entonces, ¿Vale la pena un kit de frenos grande??
Para un vehículo que ya tiene suficiente par de frenado para utilizar el agarre disponible de los neumáticos y se mantiene constante durante todo su ciclo de trabajo de frenado real, un BBK puede agregar sustancialmente más capacidad de la que utilizará el conductor.
El caso se vuelve mucho más sólido cuando un sistema mantenido adecuadamente, equipado con almohadillas y líquido adecuados, se acerca repetidamente a un límite térmico o de par genuino, y el BBK propuesto aumenta directamente la capacidad en esa área.
Eso todavía deja limitaciones prácticas como el costo de los consumibles., Juego de ruedas y compatibilidad hidráulica., todo lo cual debe compararse con el kit específico en lugar de asumirse a partir del tamaño del rotor o el número de pistones..
Comience con el comportamiento que realmente puede observar.. Identificar qué lo está causando, luego verifique si el sistema de frenos propuesto cambia esa variable. Eso es suficiente para responder si la capacidad agregada tiene un trabajo real que hacer..
Fuentes & Referencias técnicas
- Energía de frenado del vehículo / análisis de energía cinética — relación traslacional estándar de energía cinética, mi = ½mv², aplicado al análisis de la energía de frenado.
- Ferodo Racing — Información técnica de las pastillas de freno — rangos de temperatura de funcionamiento publicados para DS2500, Compuestos DS1.11 y DS3.12.
- 49 CFR § 571.116 — Líquidos de frenos para vehículos motorizados - A NOSOTROS. FMVSS 116 requisitos que rigen el rendimiento del líquido de frenos DOT.
- Delphi: cómo prevenir la vibración de los frenos — orientación técnica sobre DTV, descentramiento del rotor, Contaminación del centro y factores de diagnóstico relacionados..
- Brembo: guía de ingeniería de frenos de disco — relación entre el radio efectivo del disco, fuerza de sujeción y coeficiente de fricción.
- Servicios de piezas de Essex: cómo comprobar la holgura de las ruedas del kit de frenos grandes — procedimiento de plantilla de montaje específico del fabricante y 2 recomendación de espacio libre en mm.
Explora más
Noticias automotrices
Suscríbete a nuestro boletín para conocer los últimos casos de tuning, tendencias tecnológicas, y análisis de la industria.