Explicación de los tipos de frenos de bicicleta: frenos de disco, frenos de llanta y V

Apr 16, 2024

Todo lo que necesitas saber sobre los frenos de bicicleta

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Por Pablo Norman

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

El frenado moderno de las 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 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 por turno.

La mayoría de las bicicletas nuevas, ya sean de carretera, de montaña o híbridas, ahora utilizan frenos de disco que funcionan empujando 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 reemplazado 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 parada más eficiente y constante, independientemente del tiempo que haga.

En ese sentido, y como mencionamos al principio, los frenos de disco para bicicletas 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 sendero.

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 transporte más baratas.

Estos también funcionan en la llanta y están unidos a los salientes del marco a cada lado de la rueda. Los frenos en V (también conocidos como frenos cantilever de tracción directa) se accionan mediante un cable que va 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. Aun 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 manillar plano, incluidas las de montaña, suele haber una palanca de freno separada de las palancas de cambio de marchas de la bicicleta.

Las bicicletas de carretera con barra abatible y las bicicletas de grava generalmente combinan la palanca 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 el 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 accionan los frenos, ya que no hay marchas que operar.

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

Explicaremos en detalle las diferencias entre cómo funcionan los frenos de llanta y de disco a continuación, pero en ambos casos, al aplicar los frenos empuja las pastillas contra una superficie de frenado para generar fricción y calor para frenar o detener la bicicleta.

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

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 tirante izquierdo o entre los dos. Albergan pastillas de freno que actúan sobre un rotor unido al cubo de la rueda, presionando contra este para frenar la bicicleta.

La pinza de freno está montada en postes que sobresalen del cuadro de la bicicleta (normalmente 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 cross-country).

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

El rotor del freno de disco suele estar hecho de acero y tiene un tamaño de entre 140 mm y 203 mm de diámetro, y se utilizan rotores más grandes cuando se necesita un frenado más fuerte, como en bicicletas de montaña de descenso.

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

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

También puede comprar anillos de seguridad con bridas externas, que se aprietan con una herramienta para copa de pedalier. Algunas ruedas necesitan un anillo de bloqueo con brida externa porque el eje es demasiado ancho para que quepa una herramienta en una brida 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 solucionar este problema de varias formas; En primer lugar, los rotores y las pastillas pueden incluir aletas de refrigeración para ayudar a reducir su temperatura de funcionamiento. Es el método utilizado por Shimano en sus rotores de bicicletas de carretera y de montaña.

En segundo lugar, en lugar de estar fabricado en una sola pieza, el rotor puede ser "flotante". Aquí es donde la superficie de frenado está remachada a una araña portadora que se atornilla al cubo de la rueda. Cuando se calienta, un rotor flotante debería expandirse de manera más uniforme que un rotor sólido y, por lo tanto, es menos probable que se deforme. El flotador también ayuda a igualar la presión entre las pastillas que actúan en 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 la disipación del calor y también reduce el peso.

En un freno de disco hidráulico, un pistón en la palanca del freno empuja el líquido 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 lejos del rotor y de regreso a sus alojamientos.

Los frenos de disco hidráulicos funcionarán de manera eficiente con mangueras enrolladas 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 descensos suelen tener un total de cuatro pistones para permitir aplicar 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 el latiguillo y por lo tanto todo el esfuerzo de frenado se transmite al freno.

Como la línea hidráulica es un sistema cerrado, se requiere menos mantenimiento que un freno operado 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.

También será necesario reemplazar las pastillas cuando estén desgastadas o contaminadas con aceite u otras sustancias que reduzcan la eficiencia de frenado.

Diferentes marcas utilizan diferentes fluidos hidráulicos en sus frenos. Es importante utilizar 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 en caso de frenadas bruscas y prolongadas.

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.

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 exterior. El rotor empuja contra una almohadilla interna estática.

Debido a la pérdida por fricción y al estiramiento del cable, los frenos de disco operados por cable pierden frente a los hidráulicos tanto en fuerza de frenado como en modulación, pero los mejores modelos siguen siendo más eficientes que la mayoría de los frenos de llanta.

Los frenos de disco por cable son una opción más económica que los frenos hidráulicos, por lo que a menudo se encuentran en bicicletas de 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 potente, aunque son mucho más susceptibles a la degradación del rendimiento en mojado que los frenos de disco.

El rendimiento de frenado también puede verse degradado en llantas de carbono en mojado, y existe el riesgo de sobrecalentamiento si se frena durante mucho tiempo en pistas de freno de carbono.

Es por esas razones, además de la oportunidad de montar neumáticos más anchos para bicicletas de carretera y hacer que las llantas de carbono sean más ligeras si no se utilizan para tareas de frenado, que las máquinas de carretera modernas se han desplazado sustancialmente hacia los frenos de disco.

Dicho esto, un par de frenos de llanta bien configurados sobre 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 diseños diferentes de frenos de pinza y a continuación explicamos algunos de los tipos más comunes.

En el pasado, 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 siguiera una llanta fuera de lugar de manera más efectiva que un freno de doble pivote. Estos frenos se fijaron mediante 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 (más sobre esto más adelante) hasta la introducción del legendario freno de tracción lateral Campagnolo Record a principios de la década de 1960, que era a la vez más ligero y casi tan potente como el diseño de tracción central.

Los frenos de tracción lateral rápidamente se convirtieron en los favoritos de los profesionales y, como los ciclistas de carretera del pasado estaban tan interesados ​​en imitar al pelotón como los ciclistas de hoy, la demanda de frenos de tracción lateral creció enormemente, y la mayoría de los fabricantes trajeron su propia imitación del revolucionario freno de Campagnolo a marginando rápidamente a los viejos y pobres centros de atracción.

El diseño de un solo pivote 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 un solo pivote rara vez se ven hoy en día 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 mediante un solo perno en la corona de la horquilla y el puente del freno, pero tienen un yugo que se fija 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 adelante) y un freno de tracción lateral: los pivotes desplazados significan que los dos brazos siguen una trayectoria similar cuando se aplica el freno. .

Un freno de doble pivote suele ser un poco más pesado que un freno de un solo pivote, pero la diferencia es marginal con los diseños modernos y livianos.

El espacio libre para neumáticos anchos suele ser bastante limitado con los frenos de pinza de doble pivote (normalmente se puede colocar un neumático de 28 mm), pero hay versiones de frenos de brazo largo disponibles para aquellos que quieran utilizar guardabarros en su bicicleta de carretera.

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

Ahora son la norma en las bicicletas de carretera con frenos de llanta de alta gama 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 mediante un cable tipo horcajada.

Dado que los dos brazos de la pinza no están conectados entre sí, al aplicar los frenos, las dos medias pinzas pueden separarse entre sí, especialmente en tirantes delgados, lo que reduce la eficiencia y la modulación del frenado. Por esta razón, a menudo verás un puente metálico delgado que conecta los dos lados del freno trasero.

Los fabricantes de bicicletas pasaron por una fase de colocación de la pinza trasera de montaje directo debajo del pedalier. No fue una buena idea: el freno estaba en la línea de fuego de la suciedad de la carretera y tendía a rozar la llanta de la rueda cuando se pedaleaba mucho. Afortunadamente, esto es cosa del pasado en las bicicletas de carretera más modernas.

Los frenos de tracción central funcionan de manera similar a los frenos de pinza de doble pivote, pero son accionados por un cable montado en ambos brazos. Ambas almohadillas se desplazan hacia arriba.

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

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

Los frenos de tracción central han disfrutado de breves períodos de popularidad para diversos fines 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 que veas frenos centrales en las bicicletas de esta época.

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

Además, el legendario Campagnolo Delta presentado en 1985 tenía (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 cantilever de tracción directa por su nombre propio, funcionan de manera similar a los frenos cantilever tradicionales (ver más abajo), con las dos mitades atornilladas a protuberancias soldadas al marco.

Se accionan lateralmente, con la carcasa del cable fijada a un brazo a modo de "fideos" y el cable interior sujeto al otro. A medida que el cable pasa a través de la carcasa, los dos brazos se acercan uno hacia el otro, moviendo las almohadillas hacia el borde.

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

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

Si bien los frenos en V han sido reemplazados por frenos de disco en la gran mayoría de las bicicletas de montaña, siguen siendo populares en las resistentes bicicletas de turismo, 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 rozar si no se cuidan, ya que es posible que los dos lados no se retiren de la llanta simétricamente si no se configuran correctamente y se mantienen limpios.

Los frenos en V utilizan una relación de tracción del cable diferente a la de los frenos cantilever (los frenos cantilever utilizan la misma relación de tracción del cable que los frenos de pinza), por lo que se debe utilizar una palanca especial de tracción larga, que pasa 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 cable estilo Travel Agent. (La palanca de freno RL520 de Tektro y algunas otras son las excepciones aquí porque están optimizadas para su uso 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. Para el nerd de los frenos, aquí hay una guía de los monstruos esperanzadores que han vagado por la tierra atados a bicicletas del editor adjunto de BikeRadar, Jack Luke.

La mayoría estaban destinadas a la extinción, pero algunas siguen viviendo 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 una especie de fósil viviente, ya que todavía se encuentran en las bicicletas holandesas y como frenos de arrastre en tándems más antiguos, pero prácticamente en ningún otro lugar.

Otro fósil viviente que perdura 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 bloquearse y provocar derrapes.

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 siguen vivas entre los tradicionalistas acérrimos del ciclocross.

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

El diseño tiene las ventajas de que es muy ligero, ofrece un espacio libre muy amplio y puede ejercer mucha influencia sobre la llanta de la rueda. La desventaja es que la configuración puede ser complicada, lo que resulta en un rendimiento deficiente y ruidoso si no se hace correctamente.

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

Otro fósil viviente, el freno de llanta hidráulico utiliza un cilindro hidráulico a 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, similar a una pinza de tracción central, pero utilizan una leva triangular que se mueve sobre los rodillos (de ahí el nombre) en lugar de un cable para accionar los brazos del freno.

Esto puede resultar difícil de visualizar, por lo que te recomendamos que mires este vídeo, que muestra los frenos en funcionamiento. El diseño es interesante porque alterar la forma de la leva puede alterar las características de la frenada.

Los frenos de varilla utilizaban varillas de acero en lugar de cables para tirar de ambos lados de una pinza reforzada hacia arriba, 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 hayas disfrutado jugando con máquinas de vapor estacionarias.

Cuando los pennyfarthings con neumáticos macizos eran el apogeo de la tecnología de bicicletas, los frenos de cuchara eran los topes preferidos. 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 preciosos zapatos entre el marco y la rueda. Afortunadamente desaparecido y olvidado.

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

Paul ha estado escribiendo sobre tecnología de bicicletas y analizando 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 colaborador habitual de BikeRadar. En cuanto a la tecnología, ha cubierto todo, desde el ancho de la llanta hasta los últimos ciclocomputadores. Revisó algunas de las primeras bicicletas eléctricas para Cycling Weekly y cubrió su desarrollo hasta convertirlas en las máquinas sofisticadas que son hoy en día, convirtiéndose en un experto en todo lo eléctrico. A Paul le gustaba la grava incluso antes de que se inventara, andando en bicicleta de ciclocross por South Downs y por senderos embarrados a través de Chilterns. También incursionó en el ciclismo de montaña de fondo. Está muy orgulloso de haber recorrido la longitud de South Downs Way en una travesía y de haber cumplido su ambición de mucho tiempo de escalar el Monte Grappa en una bicicleta de carretera.

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