1.24.3. Frenos

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Frenos de estacionamiento

Con el automóvil y motor parados es necesario un sistema que le mantenga inmóvil incluso aparcado en rampa, es la función del freno de estacionamiento o aparcamiento representado por P:

  • En el automóvil de la imagen tiene discos delante y tambores detrás
  • Se ve también el regulador de frenada trasera y servofreno, elementos explicados
  • El freno de estacionamiento P va a actuar sobre los tambores traseros
  • Las zapatas tienen unos asentamientos adicionales para el anclaje del sistema de mando del freno de estacionamiento P, este sistema se representa por una excéntrica y una palanca de accionamiento
  • El conductor dispone de una palanca para aplicar el freno de estacionamiento
  • Desde la palanca del freno de estacionamiento del conductor un cable flexible de acero conecta con la palanca de accionamiento del sistema de mando (excéntrica), en cada tambor
  • Un testigo en el cuadro de instrumentos P indica el estado del freno de estacionamiento, apagado está desconectado
  • Funcionamiento; al tirar el conductor de la palanca del freno de estacionamiento, el cable flexible de acero tira de las palancas de cada tambor que hacen girar los sistemas de mando (excéntricas), que expanden las zapatas sobre las superficies interiores de los tambores, lo que mantiene las ruedas bloqueadas asegurando que el coche no se desplace, aunque esté en subida o bajada
  • El testigo en el cuadro se enciende al actuar el freno de estacionamiento
  • Se ven dos imágenes ampliadas de un tambor, con freno de estacionamiento desconectado y testigo apagado, y conectado con el testigo encendido
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Para mantener tensados los cables flexibles de acero del freno de estacionamiento, la palanca accionada por el conductor tiene un dentado y un trinquete que la fija tras aplicar el freno de P, para soltar el trinquete el conductor acciona un botón recuperando la palanca la posición de reposo.

Aplicaciones

Hay muchas posibles aplicaciones e implantaciones del freno de estacionamiento P, se ven dos como ejemplo a las que se suman dos más en el resumen repaso:

  • El automóvil de la imagen superior tiene motor delantero longitudinal por delante del eje y tracción (delantera)
  • Los frenos de servicio (accionados por el pedal de freno) son cuatro tambores, los delanteros en las transmisiones a ambos lados de las salidas del diferencial
  • El freno de estacionamiento actúa sobre los tambores delanteros, es accionado por el conductor mediante una palanca manual y cables flexibles de acero, como se ve al funcionar, encendiéndose el testigo del freno de estacionamiento P
  • La implantación técnica del automóvil de la imagen inferior es motor delantero longitudinal y propulsión (tracción trasera)
  • Los frenos de servicio son cuatro discos
  • El freno de estacionamiento P actúa en los discos traseros, y el accionamiento lo hace el conductor mediante un pedal específico que tensa los cables flexibles de acero, y se ilumina el testigo P en el cuadro
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Con discos, el freno de estacionamiento cuenta con un sistema mecánico de presión para comprimir las pastillas sobre los discos al tensar los cables flexibles de acero, es similar a un alicate sobre las pastillas.

Resumen de este módulo

Para contemplar todo lo que se ha explicado en este capítulo se van a utilizar cinco animaciones.

Comparación tambor y disco, circuito hidráulico simple, regulador de frenada trasera y servofreno:

  • Este automóvil tiene tambores detrás y discos delante, el circuito hidráulico es simple “I”, desde la bomba es común para las cuatro ruedas
  • Al pisar el pedal de freno la bomba envía el líquido que recibe del depósito a presión por el circuito hidráulico a las pinzas y bombines, comprimiendo las pastillas sobre los discos y expandiendo las zapatas dentro de los tambores, es el efecto de frenada
  • Se representa a continuación el regulador de frenada trasera, que ajusta la presión o fuerza de frenada que reciben estas ruedas para evitar que se bloqueen
  • Particularidades de los frenos de tambor:
    • Mala refrigeración; el calor se genera en su interior
    • Menos resistencia en uso intensivo; por la dificultad enfriamiento
    • Desgaste desigual de zapatas; no asientan uniformemente dentro de los tambores
    • Precisan menos fuerza sobre el pedal de freno; no es imprescindible el servofreno
  • Particularidades de los frenos de disco:
    • Buena refrigeración; el calor se genera en las superficies expuestas al aire de la marcha
    • Más resistencia en uso intensivo; por su enfriamiento más rápido
    • Desgaste uniforme de las pastillas; apoyan paralelas a los discos
    • Precisan mucha fuerza del conductor sobre el pedal, es necesario el servofreno
  • Se ve la incorporación del servofreno entre el pedal y la bomba para multiplicar la fuerza que hace el conductor sobre el pedal
  • Testigo de desgaste de pastillas; se enciende cuando las pastillas están llegando a su límite de desgaste
  • Testigo de nivel mínimo de líquido de frenos; informa de que el nivel es demasiado bajo, probablemente a causa se fuga de líquido
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Regulador de frenada trasera según la implantación técnica

Limitador fijo de frenada trasera LF

  • Adecuado para automóviles con poca variación de carga sobre las ruedas traseras, como en este caso de motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera) y dos plazas
  • Este coche es un cabriolet de 2 plazas

Limitador variable de frenada trasera LV

  • Es más versátil que el limitador fijo para automóviles con 4/5 plazas y buen maletero, como en este coche con motor delantero longitudinal – central y tracción (delantera)
  • La variación de frenada trasera se suele valorar por la altura de la carrocería, pero en este caso con suspensión hidroneumática la altura es constante, por lo que se mide la presión de la suspensión como dato de la carga transportada
  • Este automóvil es un dos volúmenes

Compensador de frenada trasera C

  • Es una buena solución para coches con bastante peso detrás, como en este que tiene el motor longitudinal trasero por detrás del eje y propulsión (tracción trasera)
  • Este coche es un cupé

Compensador variable de frenada trasera CV

  • Es la solución mecánica más completa, para automóviles con grandes variaciones de carga por ocupación y maletero
  • La fuerza de frenada trasera se adapta a la carga y la fuerza de frenada logrando el mejor compromiso en un sistema de regulador mecánico de frenada trasera
  • La implantación de este coche, monovolumen cupé, es motor delantero transversal y tracción (delantera)

Cuando llegó el ABS se encargó primero de evitar el bloqueo de las ruedas delanteras y parcialmente de las traseras, algo después el control de las traseras fue total, es el regulador electrónico de frenada trasera, sustituyendo al regulador mecánico.

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El regulador electrónico de frenada trasera, con otros sistemas más de seguridad activa o primaria, integrados en el ABS se explican en el capítulo 2.25.1.

Freno de estacionamiento

  • Palanca de accionamiento por el conductor
  • Sistema de actuación por cables flexibles de acero en las zapatas de los tambores traseros
  • Al accionar el conductor la palanca del freno de estacionamiento las zapatas se comprimen sobre la superficie interior de los tambores manteniendo las ruedas bloqueadas, encendiéndose el testigo P en el cuadro
  • Los frenos de disco son mejores frenos de servicio por su mejor refrigeración que los tambores, pero necesitan mucha fuerza como freno de estacionamiento
  • Los frenos de tambor son peores frenos de servicio por su peor refrigeración que los discos, siendo buenos para freno de estacionamiento al necesitar menos fuerza para bloquear las ruedas
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Implantaciones del freno de estacionamiento

  • El coche de la imagen superior tiene motor delantero longitudinal y propulsión (tracción trasera)
  • Los frenos de servicio son cuatro discos
  • Para el freno de estacionamiento P se dispone de dos tambores específicos
  • El accionamiento es manual por el conductor mediante palanca y cables flexibles de acero
  • La implantación del coche de la imagen inferior es motor longitudinal delantero por delante del eje y 4×4
  • Cuatro discos conforman los frenos de servicio
  • El freno de estacionamiento P actúa sobre los discos traseros, mediante palanca manual y cables flexibles de acero
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Con el objetivo de reducir la fuerza necesaria para la actuación del freno de estacionamiento P sobre discos y reducir el recorrido de la palanca, se utilizan sistemas electrónicos que mediante motores eléctricos aplican el freno de P accionando el conductor un botón.

Al disponer de control electrónico el siguiente paso es que la conexión y desconexión del freno de P se haga automáticamente sin que tenga que intervenir el conductor, que sigue disponiendo del botón de mando.

Ejemplos de implantaciones de frenos

Hay muchas implantaciones de frenos posibles, en este capítulo se ven algunas y se irán ampliando en los siguientes:

Coche de la imagen superior:

  • Tambores en las cuatro ruedas T, circuito hidráulico simple “I”, regulador trasero de frenada R y freno de estacionamiento P con palanca manual actuando sobre los tambores traseros
  • La implantación es motor longitudinal delantero – central y tracción (delantera)

Coche de la imagen inferior:

  • Discos en las ruedas delanteras D y tambores en las traseras T, circuito hidráulico independiente delante – atrás “II”, servofreno S accionado desde el colector de admisión del motor, regulador de frenada trasera R y freno de estacionamiento P con palanca manual sobre los tambores traseros
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Para evitar que una fuga de líquido deje inoperantes a los frenos, se utilizan circuitos independientes con diferentes soluciones, una es con doble circuito.

En la imagen del coche inferior se representa una de estas soluciones, que se explican en el capítulo 2.24.2.

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Vídeos de interés

Freno de estacionamiento (Freno de mano). Convencional y eléctrico (EPB).

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