Frens de tambor vs frens de disc en un cotxe
Abans d'entrar en les diferències clau entre el fre de tambor i el fre de disc, cal entendre el principi de funcionament bàsic dels dos sistemes de frenada. Un fre de disc i tambor funciona segons un principi comú de fricció i calor. Els punts següents us donaran una millor idea sobre el principi de funcionament dels frens.
Un fre funciona aplicant fricció/resistència a una roda que gira i, al seu torn, frena el vehicle/atura el cotxe.
Aquest procés crea calor com a subproducte.
La velocitat de frenada o la velocitat a la qual es pot frenar el vehicle depèn del pes del vehicle, de la força de frenada aplicada i de la superfície de frenada.
La velocitat de frenada també depèn de com un sistema de frenada converteix l'energia cinètica (gir de la roda) en calor.
De la mateixa manera, el rendiment de frenada depèn de l'eficiència que es dissipa la calor dels components implicats en el sistema de frenada.
El principi bàsic dels frens de tambor i de disc és el mateix. Però quan es tracta de la dissipació de calor, la diferència es fa pronunciada. Per entendre-ho millor, expliquem el mecanisme de funcionament dels dos sistemes de frenada a les seccions següents d'aquest article.
Què és un fre de tambor?
Els frens de tambor són els primers sistemes de frens de l'automòbil i utilitzen un disseny de tambor a les quatre rodes, d'aquí el nom, frens de tambor. Totes les parts del fre estan encaixades dins d'un tambor que gira juntament amb la roda. Els components clau d'un fre de tambor inclouen sabates de fre, pistons, molles i un cilindre de roda.
Consulteu els punts següents per entendre el principi de funcionament d'un fre de tambor.
El tambor de fre està connectat al cub de la roda i gira juntament amb la roda.
La placa posterior conté components vitals com la molla, el cilindre de la roda, els pistons i les sabates de fre.
El fluid hidràulic s'utilitza per transmetre les entrades del pedal de fre a les sabates de fre.
Quan premeu el pedal del fre, el fluid hidràulic exerceix pressió sobre el cilindre de la roda i mou el pistó cap a fora.
Els pistons empenyen les sabates de fre, que fa contacte amb el tambor per provocar fricció.
La fricció frena la roda.
Un cop deixat anar el pedal de fre, les sabates de fre es mouen a la posició original amb l'ajuda de molles de retenció.
Què és un fre de disc?
Un fre de disc és molt superior a un fre de tambor pel seu disseny i mecanisme de funcionament. Tanmateix, funciona amb el mateix principi de frenar un vehicle mitjançant la fricció. Els components principals d'un fre de disc són el rotor de disc, la pinça i les pastilles de fre. Els punts següents expliquen el principi de funcionament d'un fre de disc.
Els rotors de disc s'ajusten al cub de la roda. Giren juntament amb les rodes.
La pinça s'ajusta a la part superior del disc. La pinça allotja dues pastilles de fre a cada costat del disc.
El combustible hidràulic s'utilitza per transferir les entrades del pedal de fre a les pastilles de fre.
Quan premeu el pedal del fre, el fluid hidràulic viatja des del cilindre mestre fins a la pinça.
El fluid a pressió empeny el pistó i, al seu torn, empeny la pastilla de fre interior contra el disc.
La pressió provocada pel fluid estira tota la pinça i fa que la pastilla de fre exterior es fregui contra el disc.
Amb les dues pastilles de fre empenyent contra el disc, la fricció generada frena el cotxe.
Com que els discos estan exposats a l'aire, dissipen la calor més ràpidament que els frens de tambor.
| Paràmetre | Fre de tambor | Fre de disc |
| Construcció | Els components estan allotjats dins d'un tambor. | Els components estan exposats a l'aire. |
| Disseny | Utilitza un tambor cilíndric i sabates de fre. | Utilitza rotors en forma de disc i pinces de fre amb pastilles de fre. |
| Cost | Assequible que els frens de disc. | Car en comparació amb els frens de tambor. |
| Rendiment | Resposta lenta a les entrades (pedal de fre). | Resposta instantània a les entrades (pedal de fre). |
| Eficiència | La dissipació de calor és deficient. | Millor dissipació de la calor. |
| Temperatura de funcionament | El rendiment baixa a altes temperatures. | El rendiment segueix sent el mateix fins i tot a altes temperatures. |
| Manteniment | Difícil de reparar o substituir les sabates de fre a causa del disseny complex. No obstant això, el cost de manteniment és baix. | Fàcil de reparar o substituir les pastilles de fre gràcies al disseny senzill. No obstant això, els costos de manteniment són elevats. |
| Aplicació | S'utilitza en vehicles pesants (camions, autobusos, etc.), cotxes i patinets/bicicletes. | S'utilitza en cotxes, bicicletes i patinets moderns. |
Mèrits dels frens de tambor
Aquests són els avantatges dels frens de tambor.
Assequibilitat:El cost de fabricació dels frens de tambor és més baix a causa dels components senzills. També redueix el cost global d'un vehicle.
Requereix menys força:A causa del simple mecanisme de funcionament dels frens de tambor, requereix menys força per activar els frens.
El manteniment és fàcil:El cilindre de la roda d'un fre de tambor és més fàcil de mantenir que la pinça de fre d'un fre de disc.
Fre d'estacionament integrat:El fre d'estacionament es pot integrar al fre de tambor posterior d'un vehicle. Per tant, el fre d'estacionament no ocupa espai addicional.
Inconvenients dels frens de tambor
A continuació es mostren alguns dels desavantatges dels frens de tambor.
Sobreescalfament:Els frens de tambor tenen una mala dissipació de calor a causa del seu disseny. Tots els components estan tancats en un tambor cilíndric. Per tant, no hi ha una ventilació adequada. El sobreescalfament és un dels desavantatges més importants, ja que afecta el rendiment de frenada.
Oxidació:A causa del muntatge tancat, els components metàl·lics poden obstruir-se amb la brutícia i pot provocar l'oxidació. Pot reduir el rendiment de diversos components com molles, pistons, etc.
Desgast:A causa de la mala dissipació de la calor, els frens de tambor solen generar molta calor. A causa de la calor i la fricció, els components del fre es desgasten bastant ràpidament.
Massa parts:Un fre de tambor té massa parts mecàniques. Per tant, augmenta la probabilitat d'una fallada del fre.
Mèrits dels frens de disc
Aquests són els avantatges d'un sistema de fre de disc.
Compacte però potent:Fins i tot els frens de disc de mida petita ofereixen un rendiment de frenada potent. La retroalimentació dels frens és molt superior als frens de tambor.
Millor dissipació de calor:Els rotors, les pinces i les pastilles de fre en forma de disc estan exposats a l'aire. Per tant, mai s'escalfen. Els vehicles moderns estan equipats amb discos ventilats, que són encara millors per dissipar la calor.
No s'oxida:Com que els components del fre no estan tancats en una cambra, s'obstrueixen amb la brutícia. A més, és convenient netejar el disc ja que és fàcilment accessible. Per tant, la possibilitat d'oxidar-se és baixa.
Més segur que els frens de tambor amb la nova tecnologia:Un dels majors inconvenients d'un fre de disc és que les rodes es bloquegen amb una frenada sobtada. Però aquest problema es resol amb l'ABS (sistema de frens antibloqueig). L'ABS ha fet que els frens de disc siguin molt més segurs que els de tambor.
Inconvenients dels frens de disc
A continuació es mostren alguns dels inconvenients dels frens de disc.
Cars que els frens de tambor:El cost de fabricació d'un fre de disc és elevat en comparació amb una configuració de fre de tambor. Per tant, també augmenta el preu global d'un vehicle.
El sagnat dels fres és necessari: L'aire del fluid hidràulic (cilindre mestre) pot ser un desastre, ja que pot provocar una fallada completa del fre. Per tant, el sagnat dels frens és obligatori durant el servei dels frens.
Manteniment del líquid de fre:Cal canviar el líquid de fre a intervals regulars. Si no ho feu, el rendiment de frenada serà deficient.
Fàcil de bloquejar les rodes:Sense ABS, és fàcil bloquejar les rodes del cotxe si ets agressiu amb el pedal del fre. Pot ser que perdi el control del vehicle.
