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SISTEMA DE FRENOS
Freno
Un freno es un dispositivo utilizado para detener o disminuir el la velocidad del consolador
(física)|movimiento]] de algún cuerpo, generalmente, uneje, árbol o tambor. Los frenos son
transformadores de energía, por lo cual pueden ser entendidos como una máquina per se, ya
que transforman laenergía cinética de un cuerpo en calor o trabajo y en este sentido pueden
visualizarse como “extractores“ de energía. A pesar de que los frenos son también
máquinas, generalmente se les encuentra en la literatura del diseño como un elemento de
máquina y en literaturas de teoría de control pueden encontrarse como actuadores.
Usos
Es utilizado par numerosos tipos de máquinas. Su aplicación es especialmente importante
en los vehículos, como automóviles, trenes, aviones, motocicletas bicicletas. Pero para
mayor funcionamiento, seguridad etc.
Tipos de frenos
Frenos de fricción
Los frenos de fricción están diseñados para actuar mediante fuerzas de fricción, siendo este
el medio por el cual se transforma en calor la energía cinética del cuerpo a desacelerar.
Siempre constan de un cuerpo fijo sobre el cual se presiona un cuerpo a desacelerar. Son
muy utilizados en los vehículos.
Frenos de cinta o de banda: Utilizan una banda flexible, las mordazas o zapatas se
aplican para ejercer tensión sobre un cilindro o tambor giratorio que se encuentra
solidario al eje que se pretenda controlar. La banda al ejercer presión, ejerce la fricción
con la cual se disipa en calor la energía cinética del cuerpo a regular.
Freno de disco: Un freno de disco es un dispositivo cuya función es detener o reducir
la velocidad de rotación de una rueda. Hecho normalmente de acero, está unido a la
rueda o al eje.
Freno de tambor: El freno de tambor es un tipo de freno en el que la fricción se causa
por un par de zapatas o pastillas que presionan contra la superficie interior de un
tambor giratorio, el cual está conectado al eje o la rueda.
Freno de llanta: Utilizan como cuerpo móvil la llanta de una rueda. Son muy
utilizados en bicicletas y existen varios tipos.
Otros tipos de tipos de frenos
Según el tipo de accionamiento
Freno neumático
Frenos mecánicos
Frenos hidráulicos
Freno de estacionamiento
Freno eléctrico. Hay dos tipos: freno regenerativo y freno reostático. Cuando utiliza los
sistemas de tracción eléctrica se denomina freno dinámico.
Dispositivos especiales:
Frenos ABS (Antilock Brake System)
Freno Prony
Freno motor
Freno de inercia
Freno de disco
El freno de disco es un sistema de frenado normalmente para ruedas de vehículos, en el
cual una parte móvil (el disco) solidario con la rueda que gira es sometido al rozamiento de
unas superficies de alto coeficiente de fricción (las pastillas) que ejercen sobre ellos una
fuerza suficiente como para transformar toda o parte de la energía cinética del vehículo en
movimiento, en calor, hasta detenerlo o reducir su velocidad, según sea el caso.1 Esta
inmensa cantidad de calor ha de ser evacuada de alguna manera, y lo más rápidamente
posible. El mecanismo es similar en esto al freno de tambor, con la diferencia de que la
superficie frenando es menor pero la evacuación del calor al ambiente es mucho mejor,
compensando ampliamente la menor superficie frenado
Historia:
Inicialmente los frenos de disco fueron introducidos en los vehículos deportivos que
demandaban una mayor capacidad de frenada. Algunos estaban colocados dentro del
vehículo, junto al diferencial, pero la inmensa mayoría de los actuales se colocan dentro de
las ruedas. Los posicionados dentro del vehículo permiten disminuir la masa suspendida y
el calor transmitido a las ruedas, importante en la alta competición.
En la actualidad los frenos de disco han sido introducidos prácticamente en la totalidad de
los vehículos, si bien se siguen utilizando los frenos de tambor en el eje trasero en las
gamas bajas, como forma de reducir costos y simplificar el funcionamiento del freno de
mano. Dado que la mayoría del esfuerzo de frenada se produce en el eje delantero, esta
solución ofrece un compromiso razonable entre costo y seguridad.
Mecanismo y componentes:
Sistema de frenado de un sólo pistón.
El líquido de frenos circula por el circuito hidráulico hasta presionar el pistón y empujar la pastilla contra el
disco (azul). La presión contra el disco hace que la pastilla se aleje del pistón, empujando la otra pastilla
contra el disco. El rozamiento entre las pastillas y el disco frena la rueda.
Discos
Existen diferentes tipos de discos de freno. Algunos son de
acero macizo mientras que otros están rayados en la
superficie o tienen agujeros que los atraviesan. Estos
últimos, denominados discos ventilados, ayudan a disipar
el calor.
Mordazas (Calipers) o pinzas:
La mordaza es el soporte de las pastillas y los pistones de freno. Los pistones están
generalmente hechos de Hierro dulce y luego son recubiertos por un cromado. Hay dos
tipos de mordazas: flotantes o fijas. Las fijas no se mueven, en relación al disco de freno, y
utilizan uno o más pares de pistones. De este modo, al accionarse, presionan las pastillas a
ambos lados del disco. En general son más complejas y caras que las mordazas flotantes.
Las mordazas flotantes, también denominadas "mordazas deslizantes", se mueven en
relación al disco; un piston a uno de los lados empuja la pastilla hasta que esta hace
contacto con la superficie del disco, haciendo que la mordaza y con ella la pastilla de freno
interior se desplacen. De este modo la presión es aplicada a ambos lados del disco y se
logra la acción de frenado.
Las mordazas flotantes pueden fallar debido al enclavamiento de la mordaza. Esto puede
ocurrir por suciedad o corrosión, cuando el vehículo no es utilizado por tiempos
prolongados. Si esto sucede, la pastilla de freno de la mordaza hará fricción con el disco
aun cuando el freno no esté siendo utilizado, ocasionando un desgaste acelerado de la
pastilla y una reducción en el rendimiento del combustible, junto con una pérdida de la
capacidad de frenado debida al recalentamiento del respectivo conjunto de frenado
(tambor-balata o disco-pastilla) provocando además desequilibrio en el frenado, ya que la
rueda con freno recalentado frenará menos.
Pistones y cilindros:
Los pistones cuentan con una fijación que va alrededor y sellos que impiden el escape de la
presión ejercida por el líquido de frenos, a través del cual son accionados. La mordaza lleva
un conducto por el cual entra el líquido de frenos y eso hace que la mordaza empuje la
pastilla contra el disco y, a la vez, que se corra la mordaza para frenar con ambas y se logre
uniformizar el frenado y el desgaste.
Pastillas de freno:
Las pastillas están diseñadas para producir una alta fricción con el disco. El material del
que estén compuestas determinara la duración, potencia de frenado y su comportamiento en
condiciones adversas. Deben ser reemplazadas regularmente, y muchas están equipadas con
un sensor que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. Algunas tienen una pieza de
metal que provoca que suene un chillido cuando están a punto de gastarse, mientras que
otras llevan un material que cierra un circuito eléctrico que hace que se ilumine un testigo
en el cuadro del conductor.
Hasta hace poco tiempo las pastillas contenían asbesto, que ha sido prohibido por
resultar carcinógeno. Por lo tanto, al trabajar con vehículos antiguos se debe tener en cuenta
que no se debe inhalar el polvo que pueda estar depositado en las inmediaciones de los
elementos de frenada. Actualmente las pastillas están libres al 100% de este material, ya
que fue catalogado como carcinógeno.
Tipos de pastillas de freno:
Cerámicas: Este tipo de pastillas están compuestas por cerámica y fibra de cobre, lo que
permite que las pastillas de este tipo controlen la tendencia del freno a perder potencia a
temperaturas más altas y se recuperen de manera más rápida luego de detener el
vehículo o móvil. del disco.
Orgánicas: Están compuestas por materiales comunes y algunos con el grafito, resinas y
fibras, estas son de una inmejorable calidad y adherencia al frenar, generan menos calor
que las metálicas y este tipo de pastillas necesita un rodaje en los primeros kilómetros
Semi metálicas o metálicas: Están compuestas por materiales de fricción como el
hierro, la fricción en condiciones de seco y mojado no varían demasiado, por lo que
tiene mejor frenada en condiciones de mojado que los otros tipos de pastilla. La
duración es muy elevada, llegando a alcanzar los 15.000 kilómetros. El calor
desprendido es mucho mayor que los otros tipos.
Daños en los discos de freno
Los discos pueden sufrir diferentes daños: alabeado, rayado, rotura y cristalización.
Alabeado:
El alabeado se produce por un sobrecalentamiento de la superficie de frenado que provoca
una deformación en el disco. Esto provoca vibraciones en la frenada y una disminución en
la potencia de frenado. El alabeado puede ser prevenido con una conducción menos
exigente con los frenos, aprovechando el freno motor con un uso inteligente de la caja de
cambios para reducir la carga del freno de servicio. Pisar el freno continuamente provoca
una gran cantidad de calor, por lo que debe evitarse. Para verificar se mide con micrómetro
(el espesor) y con un comparador de dial o carátula (para medir la deformación).
Rotura:
La rotura está en todos los tipos de discos, en los que pueden aparecer grietas entre los
agujeros (para los ventilados y súper ventilados), y grietas en la superficie de fricción que
tiene el disco.
Rayado:
Es producido cuando las pastillas de freno no están bien instaladas o son de material más
duro que el material proveniente de los discos, esto al frenar provoca un rayado en el cual
hace que el disco, en la superficie de fricción se deforme. la solución para este problema es
el rectificado de ambos discos. pero a veces es a causa de la mal instalacion de ese sistema
Cristalización:
El disco se cristaliza cuando, al momento de frenar, el material de fricción del disco con las
pastillas generan una mayor temperatura (por ejemplo, al frenar desembragado en la bajada
de una cuesta),y a su vez generan que la resina que contiene el material de fricción se haga
liquida y suba a la superficie formando una capa que evita el rozamiento y la abrasión entre
ambos objetos, provocando que el disco o la pastilla se deterioren, quedando la pastilla con
un brillo en la superficie y con textura ultra dura y el disco en cambio de un color azulado.
Para este daño hay que reemplazar el disco o la pastilla de freno por uno nuevo. Sin
embargo esta peligrosa práctica puede dejar al vehículo sin frenos, ya que puede causar el
"desvanecimiento" de estos, es decir la pérdida momentánea de gran parte o la totalidad de
la capacidad de frenado en tanto los frenos no se enfríen. Este percance puede sucederle a
quien ignore la teoría del frenaje, la que podría resumirse así: "para poder cumplir su
cometido los sistemas de freno tienen que ejecutar dos funciones, la primera es convertir la
energía cinética, es decir la que posee todo vehículo en movimiento, en otra forma de
energía que pueda ser sacada del móvil, causando la reducción de la velocidad o la
detención en caso necesario, en la mayoría de los casos la energía cinética es convertida en
calor por medio del roce entre zapatas y tambores o entre discos y pastillas. La segunda
función es la de disipar el calor producido por el roce antes mencionado en el medio
ambiente, por lo tanto puede decirse que la capacidad de los frenos está limitada por la
cantidad de calor que puedan disipar al medio ambiente, también es necesario saber que
con cada frenada se reduce momentáneamente la capacidad de frenado, razón por la cual
los frenos deben usarse lo estrictamente necesario y nunca para ir "aguantando" o
refrenando un vehículo en el descenso de una larga o empinada cuesta, cuestión que podría
resultar fatal, no sólo para el conductor y sus acompañantes, sino que también para muchas
otras personas. La "cristalización" de zapatas y pastillas es una evidencia concluyente de
que los frenos fueron abusados y por lo tanto recalentados.
Referencias:
Nash, Frederick C. (18 de Septiembre de 1980) [1970]. Fundamentos de mecánica automotriz
[Automotive fundamentals]. Traducido por Ing. Juan José Blanco (12 edición). México D.F.:
Editorial Diana. pp. 91 y 92.
Freno de tambor
Historia:
Los frenos de tambor modernos se inventaron en 1902 por Louis Renault, aunque un tipo
de freno similar pero menos sofisticado ya se había usado porWilhelm Maybach un año
antes. En los primeros diseños las zapatas eran dirigidas mecánicamente; a mediados de
los años 1930 se introdujo un sistema hidráulico por medio de un aceite especial, si bien el
sistema clásico se siguió utilizando durante décadas en algunos modelos.
Ventajas y desventajas:
Las zapatas eran un elemento que había que ajustar regularmente hasta que en los
años 50’s se introdujo un sistema de auto adaptación que hacía innecesario el ajuste
manual. En los años 60 y 70 se empezaron a dejar de fabricar coches con frenos de tambor
en el eje delantero. En su lugar se fue introduciendo el freno de disco al igual que en las
motos y actualmente todos los vehículos los incorporan al menos en el eje delantero. Esto
El freno de tambor es un tipo de freno en el que
la fricción se causa por un par de zapatas que presionan
contra la superficie interior de un tambor giratorio, el
cual está conectado al eje o la rueda.
es debido a que los frenos de tambor con zapatas internas tienen poca capacidad de disipar el
calor generado por la fricción, lo que hace que se sobrecalienten fácilmente. En esos casos el
tambor se deforma lo que hace necesario presionar con más fuerza para obtener una frenada
aceptable.
Los frenos de tambor presentan la ventaja de proteger el sistema contra proyecciones de
agua, barro, etc.., haciéndoles más idóneos para condiciones climatológicas de nieve o
lluvia en caminos o carreteras secundarias.
Actualmente los frenos de tambor se siguen utilizando en los vehículos de gama baja, sobre
todo en las ruedas traseras, debido a su menor coste sobre los frenos de disco. En los
vehículos de gran tonelaje, con sistemas de frenado por aire a presión, como los camiones,
siguen empleándose por la gran superficie de intercambio de energía por fricción que
presentan, mucho mayor que la de una pastilla de disco.
Ralladuras:
Cuando la zapata se desgasta, los remaches que la fijan rozan el tambor, rayándolo, debido,
generalmente, a que el operador del vehículo no tomó las acciones preventivas y periódicas
necesarias.
SISTEMA ABS
El sistema antibloqueo de ruedas o frenos
antibloqueo, del alemán Anti blockier system (ABS), es
un dispositivo utilizado en aviones y en automóviles,
que hace variar la fuerza de frenado para evitar que
los neumáticos pierdan la adherencia con el suelo.
El sistema fue desarrollado inicialmente para los aviones, los cuales acostumbran a tener
que frenar fuertemente una vez han tomado tierra. En 1978 Bosch hizo historia cuando
introdujo el primer sistema electrónico de frenos antibloqueo. Esta tecnología se ha
convertido en la base para todos los sistemas electrónicos que utilizan de alguna forma el
ABS, como por ejemplo los controles de tracción y de estabilidad.
A día de hoy alrededor del 75% de todos los vehículos que se fabrican en el mundo,
cuentan con el ABS. Con el tiempo el ABS se ha ido generalizando, de forma que en la
actualidad la gran mayoría de los automóviles y camiones de fabricación reciente disponen
de él. Algunas motos de alta cilindrada también llevan este sistema de frenado. El ABS se
convirtió en un equipo de serie obligatorio en todos los turismos fabricados en la Unión
Europea a partir del 1 de julio de 2004, gracias a un acuerdo voluntario de los fabricantes
de automóviles. Hoy día se desarrollan sistemas de freno eléctrico que simplifican el
número de componentes, y aumentan su eficacia.
Historia
En el año 1936 se patentó la idea por parte de la compañía alemana Bosch. Se trataba de
hacer (no sólo para coches, sino también para camiones, trenes y aviones) que fuera más
difícil bloquear una rueda en una frenada brusca, con lo que se podía conseguir una mayor
seguridad. Se hicieron pruebas, pero no se llegó a nada serio hasta que se desarrolló
la electrónica digital a comienzos de los años '70. Hasta entonces, era materialmente
imposible realizar tantos cálculos como necesitaba el sistema y de forma rápida.
Bosch inició el trabajo en serio para el desarrollo del ABS en el año 1964 de la mano de
una subsidiaria, Teldix.Pero es en 1970 cuando la firma desarrolla un dispositivo eficaz y
con la posibilidad de comercialización a gran escala. La primera generación del ABS tuvo
1.000 componentes, cifra que se redujo hasta 140 en la segunda generación. Después de 14
largos años de desarrollo, finalmente estuvo preparado el ABS de segunda generación, que
se ofreció como una exuberante y revolucionaria opción en el Mercedes-Benz Clase S de la
época junto con la Mercedes-Benz Clase E y en seguidas por el BMW Serie 7.
Funcionamiento
El ABS funciona en conjunto con el sistema de frenado tradicional. Consiste en una bomba
que se incorpora a los circuitos del líquido de freno y en unos detectores que controlan las
revoluciones de las ruedas. Si en una frenada brusca una o varias ruedas reducen
repentinamente sus revoluciones, el ABS lo detecta e interpreta que las ruedas están a punto
de quedar bloqueadas sin que el vehículo se haya detenido. Esto quiere decir que el
vehículo comenzará a deslizarse sobre el suelo sin control, sin reaccionar a los movimientos
del volante. Para que esto no ocurra, los sensores envían una señal al Módulo de Control
del sistema ABS, el cual reduce la presión realizada sobre los frenos, sin que intervenga en
ello el conductor. Cuando la situación se ha normalizado y las ruedas giran de nuevo
correctamente, el sistema permite que la presión sobre los frenos vuelva a actuar con toda la
intensidad. El ABS controla nuevamente el giro de las ruedas y actúa otra vez si éstas están
a punto de bloquearse por la fuerza del freno. En el caso de que este sistema intervenga, el
procedimiento se repite de forma muy rápida, unas 50 a 100 veces por segundo, lo que se
traduce en que el conductor percibe una vibración en el pedal del freno.
El ABS permite que el conductor siga teniendo el control sobre la trayectoria del vehículo,
con la consiguiente posibilidad de poder esquivar posibles obstáculos mediante el giro del
volante de dirección.
Uso
El sistema ABS permite mantener durante la frenada el coeficiente de rozamiento estático,
ya que evita que se produzca deslizamiento sobre la calzada. Teniendo en cuenta que el
coeficiente de rozamiento estático es mayor que el coeficiente de rozamiento dinámico, la
distancia de frenado siempre se reduce con un sistema ABS.
Si bien el sistema ABS es útil en casi todas las situaciones, resulta indispensable en
superficies deslizantes, como son pavimentos mojados o con hielo, ya que en estos casos la
diferencia entre el coeficiente de rozamiento estático y el dinámico es especialmente alto.
Cuando se conduce sobre nieve o gravilla y se frena sin sistema ABS, se produce el
hundimiento de las ruedas en el terreno, lo que produce una detención del coche más eficaz.
El sistema ABS, al evitar que se produzca deslizamiento sobre el suelo también evita que se
hundan las ruedas, por lo que en estos tipos de superficie, y deseando una distancia de
frenado lo más corta posible sería deseable poder desactivar la acción del ABS.
Algunos sistemas usados en autos deportivos o de desempeño, permiten al sistema del
vehículo desactivar el uso del ABS para producir una frenada más brusca al principio y
permitir el control del mismo con una velocidad más baja. Es decir el sistema antibloqueo
entra a trabajar con retraso, permitiendo derrapes controlados o enterramientos en terrenos
blandos.
Otras ayudas a la frenada:
Servofreno
BAS (sistema) asistencia de frenada de emergencia
EBV Reparto de frenado electrónico
Servofreno
El servofreno (palabra compuesta por la raíz latina servus, siervo y la palabra freno) se
refiere a los mecanismos o sistemas de mecanismos que sirven para minimizar el esfuerzo
humano que hay que hacer sobre el mando de freno de un vehículo para frenarlo.
El más común en los automóviles del siglo XX es el “servofreno de vacío” conocido
también como “ayuda de pedal”.
Normalmente en los automóviles el mando del freno suele ser un pedal, que al principio
del siglo XX accionaba los mecánicamente través de palancas y varillas, que obligaba al
conductor a hacer un gran esfuerzo con el pie si el vehículo era muy pesado.
Esto motivó el nacimiento de varios sistemas que minimizaban este esfuerzo, como los
sistemas de freno hidráulico, neumático y eléctrico permitiendo frenar los vehículos con
más comodidad para el conductor.
Servofreno de vacío
Ideado en la época de los frenos mecánicos, se trata de un sistema neumático, que
aprovecha la depresión o el vacío generado en elcolector de admisión del motor de
explosión para desmultiplicar el esfuerzo que hace el conductor con su pie sobre el pedal
del freno. En los motores diésel esta depresión no existe debido a la ausencia de mariposa,
por lo que se obtiene a través de una bomba de vacío o depresor
El vacío crea una depresión en una cámara que actúa sobre un embolo contenido dentro de
ella, al abrir una válvula cuando se acciona el pedal de freno, la válvula permite el paso de
la presión atmosférica al otro lado del embolo, haciendo que éste se desplace.
El émbolo actúa por medio de su vástago sobre el pistón de la bomba principal de
freno hidráulico para generar en los dispositivos situados en las ruedas del vehículo (freno
de tambor o de disco) una fuerza de frenado aún mayor, debido al Principio de Pascal.
En efecto, si el área del pistón de la bomba es la mitad del área de los pistones de los discos
o los tambores de freno, la fuerza hidráulica que se transmite es el doble.
SISTEMA BAS
El servofreno de emergencia (en inglés: brake assist system o BAS) es un sistema de
asistencia de frenada de emergencia ideado por Mercedes-Benz.
Mercedes-Benz comprobó que ante una frenada de emergencia, la reacción del conductor
es frenar menos de lo que el coche le permite e ir aumentando la presión sobre el freno
según se acerca el impacto. Como resultado, se alarga la distancia de frenada.
Para evitar este aumento, se ideó un sistema que interpreta cuándo se produce una frenada
de emergencia, y en tal caso, frena con la máxima potencia aunque el conductor no lo esté
haciendo.
Para interpretar cuándo se produce un frenada de emergencia, el BAS mide
la velocidad con la que se suelta el acelerador y se pisa el freno, además de la presión con la
que este movimiento se hace.
Siempre funciona combinado con el ABS.
Reparto electrónico de frenada (EBV)
El reparto electrónico de frenada (llamado comercialmente EBV o EBD según los
distintos fabricantes) es un sistema electrónico de reparto de frenada que determina cuánta
fuerza aplicar a cada rueda para detener al vehículo en una distancia mínima y sin que se
descontrole.
El sistema calcula si el reparto es adecuado a partir de los mismos sensores que el ABS.
Ambos sistemas en conjunto actúan mejor que el ABS en solitario, ya que éste último
regula la fuerza de frenado de cada rueda según si ésta se está bloqueando, mientras que el
reparto electrónico reparte la fuerza de frenado entre los ejes, ayudando a que el freno de
una rueda no se sobrecargue (esté continuamente bloqueando y desbloqueando) y el de otra
quede infrautilizado.
En motos:
En motos aunque se puede regular el reparto manualmente hay sistemas llamados
de frenada integral o combinadas que aplican la frenada en la proporción ideal para
obtener la máxima frenada contra paredes.
Freno Prony
El Freno de Prony es un freno dinamométrico, utilizado para medir la fuerza de los
motores.
Descripción
El freno consta de un brazo, sobre el que van montados un dinamómetro y una rueda, que
tiene adosada una cincha de alto rozamiento. Esta rueda es la que se conecta al eje del
motor del cual se quiere medir su potencia. El ajuste de la cincha es variable. Esto es, se
puede controlar el torque de carga aplicado al motor.
Fue inventado por Gaspard Clair Francois Marie Riche de Prony (1775-
1839), ingeniero francés, quien construyó y mejoró numerosos canales y puertos de
Francia, colaboró en la definición del sistema métrico decimal y midió con muy buena
aproximación la velocidad del sonido en el aire.
Usos
Este freno provee una forma sencilla de aplicar un torque de carga al eje principal de salida
de un motor. La potencia de salida es disipada en forma de calor por el material del freno.
Ajustando la fuerza del freno se puede cambiar la fuerza del torque. Combinando la
medición de este torque (mediante un dinamómetro colocado en el brazo del freno, a una
distancia conocida del eje del motor) con la medición de velocidad de rotación del eje,
puede calcularse la potencia de salida del motor.
Freno eléctrico
Un freno eléctrico (también conocido como freno de corrientes de Foucault) es un
dispositivo que permite decelerar o detener un vehículo mediante accionamiento eléctrico.
El más utilizado es el freno eléctrico "ralentizador", que se emplea en los camiones y
vehículos pesados para el descenso de pendientes largas sin fatigar los frenos principales
del vehículo.
Funcionamiento
Su funcionamiento está basado en el principio de la creación de corrientes que nacen en una
masa metálica cuando esta se sitúa en un campo magnético variable. Estas corrientes en
forma de torbellino se denominan parásitas o corrientes de Foucault.
En su construcción, se emplean unas bobinas cuyas polaridades están alternadas que se
instalan en el estator, que está situado entre dos discos solidarios con el eje de la trasmisión
del vehículo, Estas bobinas cuando se cierra su circuito eléctrico, crean un campo
magnético fijo, y es el movimiento de los rotores, lo que produce la variación de velocidad,
ya que a mayor velocidad de giro, mayor es la fuerza de frenado generada por el campo
electromagnético que atraviesa los discos rotores. La energía cinética del vehículo se disipa
en forma de calor a través de unas aletas de refrigeración de las que están provistos los
discos del rotor.
La principal ventaja de este sistema de frenado es que al no tener rozamiento entre partes
mecánicas, el desgaste y el mantenimiento son mínimos, y permite frenar vehículos muy
pesados, como camiones, autobuses, o trenes, sin apenas consumo de energía.
Brake by wire" (frenado por cable eléctrico)
Recientemente, algunas marcas alemanas de vehículos de lujo están trabajando en sistemas
de frenado por mando totalmente eléctrico,1 conocido por el vocablo inglés "Brake by
wire", o frenado por cable eléctrico, en español. Este sistema no posee ningún sistema de
acción directa sobre las ruedas, ni mecánico, ni hidráulico.
El conductor del vehículo acciona un sensor de presión a través del pedal de freno, que
trasmite directamente la información a un computador de frenada, que a su vez, recoge
lecturas de velocidades de giro de las ruedas y de un acelerómetro instalado en el centro del
vehículo, y con estos datos calcula la cantidad de frenada necesaria para cumplir las
órdenes del pedal de freno, finalmente acciona unos motores eléctricos en las pinzas de
freno de cada rueda según sea necesario.
Existen detractores de este sistema ya que no se ha solucionado aún la posibilidad de fallo
en caso de pérdida completa de la alimentación eléctrica del sistema. En cambio presenta
una ventaja de ahorro de peso en el vehículo, así como menor mantenimiento, y una mayor
simplicidad del cableado eléctrico respecto a los sistemas ABS y actuales.
Referencias
Sist. De frenado. Km77.com.
Bibliografía
Manual de automóviles ARIAS-PAZ, 52ª Edición 1996-1997, Editorial CIE DOSSAT 2000.
Freno de estacionamiento
El freno de mano o freno de estacionamiento es un sistema que inmoviliza el vehículo
cuando esta parado, ya sea manual o automáticamente. También está disponible para parar
el vehículo en caso de fallo del freno de servicio (función de emergencia). En la inmensa
mayoría de los vehículos ligeros se acciona con la mano y mediante un cable acciona las
ruedas traseras.
Sin embargo, en vehículos pesados o por tradición se acciona mediante el pie. Es el caso
del Chrysler Voyager y algunos Mercedes-Benz.
En los vehículos de rally el freno de mano es hidráulico y no tiene un mecanismo para
mantenerlo bloqueado. Permite bloquear la ruedas con menos esfuerzo para hacer derrapar
el coche en curvas cerradas.
Antiguamente algunos Citroën bloqueaban las ruedas delanteras.
Freno de estacionamiento electrónico (EPB) o (FPA)
Sustituyó el tradicional freno de mano. El freno de mano Electrónico (EPB) se activa
mediante un interruptor eléctrico y sin vínculo mecánico con los frenos. Puede funcionar de
modo manual o automático. Se comercializo por primera vez en automóviles en
2001,1 montado de serie sobre el Lancia Thesis.
2
Según el modelo o el software que contenga, las funciones del freno de mano automático
pueden ser:
Desactivación automática al iniciar la marcha.
Arranque en cuesta automático.
Activación al quitar el contacto o desabrochar el cinturón del piloto.
Freno de emergencia. Se ayuda del sistema electrónico ABS para que no se bloquee y
cree una situación de peligro. Frenando de la forma más efectiva posible y dejando las
manos totalmente libres para manejar el vehículo.
En caso de descargarse la batería el freno no se puede desbloquear normalmente y es
necesario acceder a alguna palanca debajo del asiento, en la zona del maletero, bajo el
coche o algún otro mecanismo. En otro caso se deberán utilizar pinzas para arrancar el
motor.
En las carretillas mecánicas es un accesorio muy útil debido a que se abandona
frecuentemente el vehículo para hacer otras tareas.
Referencias
PR Newswire (ed.): «Electric Parking Brake Forecasted to be on one in Five European
Passenger Cars by 2015
TRW Automotive (ed.): «TRW Automotive Expands Beijing Plant to Localize Latest
Braking Technology for Chinese Market» (en ingles).