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¿Por qué los frenos de disco generan "más potencia de frenado" que los frenos de llanta?

Los frenos de bicicleta generalmente se dividen en dos categorías principales: frenos de llanta donde las pastillas de freno se pellizcan contra la llanta de la rueda, y frenos de disco donde las pastillas presionan contra un disco (rotor) que está rígidamente unido al buje de la rueda.

La sabiduría común es que los frenos de disco son de mayor calidad y ofrecen una mejor potencia de frenado. Pero las pastillas de freno de disco están mucho más cerca del centro de la rueda, lo que significa que tienen que ejercer más fuerza para producir la misma cantidad de torque. ¿Esto no significaría una menor potencia de frenado?

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Tolerancias y relaciones de palanca

Una limitación básica de la fuerza de frenado es que solo puede mover la palanca de freno en el manillar por unos 4 cm. Utilizando relaciones de palanca (o relaciones de diámetro de pistón en el caso de frenos hidráulicos) esto se traduce en unos pocos milímetros de recorrido en el freno pero con una fuerza correspondientemente mayor.

Los sistemas de frenos de llanta tienen tolerancias mucho más laxas. La truedad de la rueda está limitada, la rigidez de la rueda y del cuadro está limitada, la alineación de las pastillas de freno está limitada. Esto significa que necesitas más distancia entre las pastillas y las llantas para evitar roce de los frenos. Desafortunadamente, esta distancia aumentada también significa que tus pastillas de freno tienen que recorrer una distancia mayor con una menor fuerza.

Los frenos de disco suelen tener tolerancias mucho mejores, lo que significa que las pastillas pueden estar más cerca del disco y no tienen que moverse tanto, por lo que puedes diseñar tus relaciones de palanca para un movimiento más pequeño y una mayor fuerza en las pastillas de freno.

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Jim Puntos 1

Además de todas las demás respuestas, también considera dónde en el sistema hay potencial para flexibilidad cuando se activan los frenos.

Frenos de llanta:

  • Brazos de freno largos porque tienen que pasar por encima de la llanta y el neumático
  • La pista de frenado en las llantas está al menos parcialmente ubicada en el perfil abierto
  • Los brazos de freno se apoyan contra la horquilla o los tirantes del asiento - a menudo relativamente delgados - que luego se empujan hacia afuera

Por otro lado, los frenos de disco:

  • Disco de metal sólido
  • La pinza puede ser un trozo estrecho de metal masivo

En mi vieja bicicleta rígida he instalado un "refuerzo de freno", un perfil metálico en forma de U que se supone que limita la flexión del cuadro cuando se activa el freno trasero. Incluso con eso, la flexión del cuadro es claramente visible y limita la fuerza que se puede aplicar a través de los frenos.

introducir descripción de la imagen aquí
Refuerzo de freno de <a href="https://bicycles.stackexchange.com/questions/72312/">https://bicycles.stackexchange.com/questions/72312/</a>

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Praveen Puntos 320

Considera cómo están diseñados los dos.

Los frenos de llanta utilizan la llanta existente de la rueda. Esta área no está especialmente reforzada, por lo tanto no se puede sujetar demasiado apretada.
En segundo lugar, está lejos del centro de la rueda y en todos los casos "se tambalea" (¿quién nunca ha tenido una llanta ligeramente tambaleante - por favor, ven a arreglar mi bicicleta?). Este tambaleo también puede ser causado por la deformación de la rueda: simplemente es una llanta colgada en alambres, las cosas pueden suceder.
Así que obtienes una superficie que sube y baja* hasta un milímetro a la vez, y estás tratando de aplicar una fuerza constante sobre ella.

Ahora mira el freno de disco. Tiene un disco dedicado resistente que puedes sujetar con mucha fuerza (necesitarías una prensa hidráulica para aplastarlo). No debería haber ningún tambaleo, ya que está cerca del centro de la rueda y es una pieza sólida, no colgada en cuerdas de alambre. Hay una tonelada de potencial de fuerza de frenado aquí, suficiente para arrancar la rueda del buje.

Por lo tanto, uno por uno, los frenos de disco ganan.
Por supuesto, siempre está la cuestión de la calidad (los buenos frenos de llanta pueden superar a los frenos de disco de mala calidad), y la potencia total de frenado utilizable antes de que el neumático comience a deslizarse.

(*) en realidad va hacia la izquierda y hacia la derecha, y dependiendo del tipo de frenos de llanta, puede causar un problema. Los frenos en V que simplemente se sujetan sobre el neumático simplemente los sacudirán hacia la izquierda y hacia la derecha sin que pase nada, pero si tienes esos terribles que tienen una cuerda que se tira hacia arriba, hará que los lados se tensen y aflojen al mismo tiempo, y dado que el punto medio está fijo y los triángulos no son compresibles, solo estás frenando a plena potencia en la posición central.

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