Las mordazas de freno de diez émbolos instaladas en el eje delantero del Cayenne Turbo S marcan otro hito en el desarrollo de sistemas de freno de alto rendimiento, y se suman por tanto a una larga tradición de Porsche.
Por muy previsor que uno sea, a veces la única salida es pisar el freno con decisión. Lo que en ese instante sucede en un Porsche es algo que continúa impresionando a los conductores. Esta experiencia de frenado radical y casi surrealista no es fruto de la casualidad, sino que es una filosofía de vida desde que en 1962 apareció el 356 B Carrera 2: el primer Porsche de serie con frenos de disco. «En los auténticos coches deportivos, la potencia del motor y la potencia de frenado forman una unión, como el yin y el yang», dice Donatus Neudeck, Director de Frenos, Hidráulica y Sistemas de Accionamiento de Porsche. «Averiguamos las dimensiones que necesita un sistema de freno a partir de muchos parámetros, entre otros el peso del vehículo, la distribución de la carga sobre los ejes, la capacidad de aceleración y la velocidad máxima. Teniendo en cuenta la eficiencia de la refrigeración y las dimensiones de las ruedas, se logra el diseño óptimo del disco, la mordaza y los demás componentes de los frenos de rueda».
El objetivo de los ingenieros de desarrollo es ofrecer, en todas las series de vehículos, la mejor prestación de freno y la mejor dinámica de conducción del segmento. También en el caso del Cayenne Turbo S, eso significa que tanto en el establecimiento de la dimensión de los discos, como en la selección del material, en la refrigeración de los frenos, en los neumáticos o en los sistemas de regulación, cada paso debe considerar todos estos elementos para lograr un conjunto equilibrado y coherente. Así se asegura Porsche de que este SUV frene como un deportivo: proyectándolo consecuentemente como tal.
«El diseño final del sistema de frenos se obtiene a partir de nuestro ciclo de frenadas con ensayo de fading, uno de los más avanzados de toda la industria», explica Alexander Prahst, Director de Desarrollo del Freno Cerámico. Esta prueba extrema tiene lugar en el circuito de máxima velocidad situado en la localidad italiana de Nardò e incluye 20 frenadas. Los pilotos de pruebas aceleran el automóvil de 90 a 230 km/h y luego lo frenan. «Después de 15 frenadas, los discos alcanzan temperaturas de hasta 750 grados centígrados. Entre la 15ª y la 16ª frenada, dejamos que se enfríen a 150 grados para verificar la eficiencia de la refrigeración. En las últimas cinco frenadas observamos si el coeficiente de fricción ha variado o si los frenos continúan funcionando sin inmutarse como al principio de la prueba», explica Prahst.
En el nuevo Cayenne Turbo S, que tiene una potencia de 419 kW (570 CV) y totalmente cargado puede pesar hasta 2.900 kilos, cumplir los requisitos máximos llevó a una nueva dimensión en el desarrollo de los frenos. Este automóvil es el primer SUV de alto rendimiento con mordazas de freno de diez émbolos en el eje delantero. Se trata de una novedad que, en combinación con los discos cerámicos de serie de 420 x 40 mm con parte central de aluminio, permite ampliar la superficie del forro nada menos que a 165 cm2. «Junto con la también nueva capa de fricción que lleva el disco de freno, permite unos valores de fricción extremadamente uniformes y continuadamente altos», explica Prahst. Al mismo tiempo, el peso del disco de freno se ha podido reducir de 9,8 a apenas 8,5 kilogramos. «El tamaño y el peso son objetivos que entran en conflicto. En nuestras variantes de alto rendimiento, apostamos íntegramente por el freno de compuesto cerámico PCCB [Porsche Ceramic Composite Brake], lo que reduce hasta en 30 kilos las masas no suspendidas y mejora el comportamiento del vehículo», dice Prahst.
Además, los ingenieros han diseñado la aerodinámica y los ejes de modo que en la parte central del freno penetre la mayor cantidad posible de aire de refrigeración. Los discos de freno ventilados disipan con especial eficiencia el calor a través de canales de refrigeración internos dispuestos en el sentido de la marcha. Neudeck ilustra con un ejemplo la importancia de esta refrigeración: «Si el Cayenne Turbo S frena desde su velocidad máxima, el calor generado por la fricción haría hervir dos cubos de agua en apenas cinco segundos».
Aumentar el rendimiento, atenuar el ruido y mejorar el confort también son objetivos que entran en conflicto. «Debido a su vibración propia, el disco actúa como un altavoz emisor de sonido. Estos ruidos, aceptados en las carreras, no se toleran en carretera. Por eso, en colaboración con los fabricantes desarrollamos forros que concilian la potencia de frenado con la atenuación del ruido», explica Neudeck.
Al margen de estas diferencias en los detalles, hace décadas que el diseño de frenos evoluciona al unísono en los Porsche de carreras y en los de serie. Esta confluencia inspiradora empezó en 1962 con los primeros frenos de disco de serie ya citados, los cuales procedían del Porsche 804 de Fórmula 1. En 1977, por ejemplo, el 911 Turbo (modelo 930) adoptó prácticamente sin cambios el sistema de freno del coche de carreras de resistencia 917/30 de 1973.
Otro paso hacia una mayor potencia de frenado fue la mordaza fija de aluminio atornillada en sentido axial, que llegó a ser un componente estándar en dos generaciones del 911: el 964 (desde 1988) y el 993 (desde 1993). En el 964, el uso de ruedas de 17 pulgadas permitió aumentar claramente el tamaño del sistema de freno, cuya tecnología provenía, una vez más, del ámbito de la competición. En el Porsche 935 del grupo 5, la mordaza de freno de una sola pieza con forros sostenidos mediante pernos comenzó a aplicarse ya en 1976. En el 993, el diámetro de los discos de freno delanteros continuó creciendo: a 304 milímetros en los modelos básicos y a 322 milímetros en el Turbo. Ya por aquel entonces, la deceleración máxima de los sistemas de freno superaba 1,2 g. Actualmente, los discos del 911 básico miden 330 milímetros delante y detrás.
Los diversos frenos de Porsche se pueden reconocer por el color de las mordazas: las versiones estándar son de color negro, las mordazas S son plateadas o rojas según el modelo y los frenos PCCB están pintados en amarillo. Por lo que respecta al tamaño, en una rueda de 20 pulgadas el disco no puede superar los 420 milímetros. Este también es el límite en el Cayenne Turbo S a fin de que las cadenas puedan rodar sin obstáculos en las ruedas de invierno de 20 pulgadas. ¿Cuál es por tanto la evolución tecnológica que se espera en el futuro?
«En lo que respecta a los frenos, Porsche no se apartará en el futuro ni un milímetro de su exigente estrategia», promete Neudeck. «Desde luego, la tendencia a aligerar los vehículos nos viene muy bien. También la hibridación aliviará el esfuerzo de los frenos más de lo que algunos prevén: al utilizar el 911 GT3 R Hybrid en carreras hemos constatado que el desgaste de los forros y los discos disminuye hasta un 50%». Sin embargo, han surgido nuevos desafíos. A partir de 2021, en EE.UU. los forros de los frenos ya no podrán llevar cobre. Actualmente, en dichos forros se puede encontrar hasta un 35% de este metal que, por su gran absorción de calor y su disipación homogénea, desempeña un papel importante en los forros de alto rendimiento. «En este caso tuvimos que comenzar el desarrollo prácticamente desde cero», dice Neudeck. «No obstante, con el tiempo hemos encontrado alternativas muy interesantes y prevemos poder llegar a cumplir las normas con mucha antelación respecto a los plazos». Los frenos de Porsche ya están anhelando superar su próximo reto.
Texto Christoph Reifenrath
Fotografía Rafael Krötz
