Tema 11: Freno de estacionamiento

Tema 11: Freno de estacionamiento

El sistema de freno de estacionamiento debe ser capaz de mantener el vehículo detenido, aún en pendientes y en ausencia del conductor. En algunos modelos, el sistema de freno de estacionamiento utiliza parte de los elementos mecánicos del sistema de freno de servicio del vehículo. En otros, el sistema de freno de estacionamiento es independiente e incorpora elementos nuevos para esta función. En los ciclomotores, motocicletas y quads no se suele montar freno de estacionamiento, ya que no es necesario, aunque sí existen modelos que lo tienen. En los vehículos industriales de gran tonelaje suele ser neumático. En estos se aprovecha la instalación neumática del vehículo, que comparte con circuitos como el de suspensión, para el suministro de aire a presión.

2 Disposición del freno de estacionamiento

Freno de estacionamiento en el sistema de freno de tambor:

Al tirar de la palanca del freno de estacionamiento, el movimiento es transmitido por la varilla y el igualador a los cables del freno de estacionamiento. Cada cable del freno tira de una palanca unida a la zapata de freno secundaria. La palanca gira contra el vástago de ajuste del freno, separando las zapatas y apoyando los forros de freno contra el tambor. Cuando se suelta la palanca del freno de estacionamiento, la palanca de accionamiento de la zapata de freno vuelve a la posición inicial. Las zapatas y los cables de freno también vuelven a la posición original mediante muelles de retorno. El ajuste de este sistema se suele realizar mediante un tornillo tuerca que tensa el igualador del cable a la varilla intermedia.

Freno de estacionamiento en el sistema de freno de disco:

Freno de estacionamiento en el disco:Utiliza la pinza o existente en la rueda trasera y agrega una palanca acoplada a un dispositivo giratorio de accionamiento mecánico en el interior del pistón de la pinza. Cuando el cable del freno de estacionamiento tira de la palanca, este dispositivo giratorio empuja el émbolo contra las pastillas, frenando el vehículo sin utilizar el sistema hidráulico. Este tipo de sistema es usado en las pinzas con un pistón flotante simple. Si la pinza es del tipo de cuatro pistones fijos, entonces ese tipo de sistema no es aplicable.

Freno de tambor en disco: Utiliza una unidad completa de tambor de freno en el interior del disco de freno trasero. La zapata de freno en este sistema se conecta a una palanca que es accionada por el cable del freno de mano.El «tambor» es en realidad la parte interior del disco de freno trasero, el cual se une mediante tornillos a la rueda

2.2. Freno de estacionamiento en la transmisión

Se suele montar, en vehículos todoterreno con tracción a las cuatro ruedas o con tracción trasera, en el eje de transmisión del vehículo. El portazapatas va ubicado a la salida de la caja de cambios y el tambor va unido al árbol de transmisión y cuando nosotros accionamos el freno de estacionamiento bloqueamos el árbol de transmisión.

3. Freno de estacionamiento mecánico

El sistema de accionamiento está formado por una palanca situada en el interior del vehículo que tira de un tensor y un igualador o compensador. Este a su vez tira de un cable que se une a la palanca del mecanismo de freno. Para que la palanca permanezca en la posición deseada, el sistema dispone de un mecanismo de trinquete que se desbloquea mediante un pulsador desde la palanca del freno de estacionamiento.

3.2. Diagnosis del freno de estacionamiento mecánico: El diagnóstico del freno de mano se limita a comprobar que el dispositivo de accionamiento, palanca y cables, actúa correctamente sobre la palanca de accionamiento de las zapatas (sistema de freno de tambor) o sobre la palanca de accionamiento de las pastillas (sistema de freno de disco).

3.1. Reglaje del freno de estacionamiento mecánico: El reglaje del sistema se realiza mediante el dispositivo tensor, que por medio de un sistema de regulación, alarga o acorta la longitud del cable de accionamiento. Este dispositivo puede encontrarse en el interior o en el exterior del vehículo. Este debe permitir que la rueda gire libremente cuando el freno no está accionado y que llegue a su tensión máxima cuando haya saltado aproximadamente el tercer o cuarto diente del trinquete.

4. Freno de estacionamiento eléctrico-electrónico con cable

Funcionamiento manual con el interruptor del cuadro de mandos • Al pulsar el interruptor, el actuador eléctrico tira del freno de estacionamiento que acciona los cables y frena el vehículo. • El actuador está formado por un conjunto motor/ engranaje, la unidad de control y los ejes: estriado y hueco. Estos ejes están conectados entre sí mediante una rosca, y alojan un cable en cada uno de sus extremos exteriores. El cable de freno acoplado al eje hueco está apoyado de modo que puede girar. • El eje estriado está fijado radialmente en la carcasa. • El eje hueco puede girar en ambos sentidos movido por el motor-engranaje. Los dos cables del freno se estiran o aflojan. • El eje hueco dispone de un sensor de fuerza que detecta la fuerza de tracción aplicada y transmite la información a la unidad de control del freno de estacionamiento. • La unidad de control dispone de un diagrama de fuerzas memorizado. Cuando r21.5ecibe las señales de entrada, activa el motor de corriente continua en función de la fuerza de tracción. El sistema se puede desacoplar mecánicamente mediante un tirador de desbloqueo de emergencia.

5. Freno de estacionamiento electromecánico

El freno de estacionamiento electromecánico se puede considerar como un freno inteligente, pues realiza la función de freno de estacionamiento, sin necesidad de cables, con una gestión electrónica de la función de freno. Está compuesto por los siguientes elementos:

5.1. Actuador de freno El actuador de freno es una unidad electromecánica integrada en la pinza del freno que es capaz de presionar las pastillas de freno contra los discos tras accionar el freno de estacionamiento.

5.1.1. Funcionamiento de los actuadores de freno traseros Funcionamiento electromecánico: Para activar el freno de estacionamiento, la unidad de control excita el motor eléctrico que acciona el husillo a través de las reductoras de correa dentada y de piñón oscilante. El giro del husillo hace que la tuerca de presión se desplace en avance a bordo de la rosca del husillo. La tuerca de presión apoya contra el émbolo de freno y lo oprime contra las pastillas. Por su parte, las pastillas oprimen contra el disco de freno. Esto hace que el retén se deforme en dirección hacia las pastillas. La presión provoca un aumento de la corriente absorbida por el motor eléctrico. Si la corriente absorbida sobrepasa un valor específico, la unidad de control interrumpe la alimentación de corriente hacia el motor eléctrico. Para desactivar el freno de estacionamiento, se gira la tuerca de presión y se hace retroceder el husillo. En el émbolo de freno se alivia la presión que tenía aplicada. Con la recuperación de la forma del retén y un eventual desequilibrio del disco de freno, se retrae el émbolo de freno. Las pastillas liberan el disco.

Funcionamiento hidráulico En una frenada dinámica de emergencia aumenta la presión del líquido de frenos a través de la tubería. Esta presión hace que el émbolo oprima contra las pastillas de freno que se apoyan contra el disco. Durante esa operación, el retén se deforma en dirección hacia las pastillas de freno. Al término del ciclo de frenado desciende la presión del líquido de frenos y el émbolo experimenta un alivio de la carga a la que estaba sometido. El émbolo es retraído en virtud de la recuperación de la forma del retén y un eventual desequilibrio del disco de freno, provocando que las pastillas se separen del disco. Decir al profesor que esto está explicado y si no lo explico

5.2. Funciones del freno de estacionamiento electromecánico

5.2.1. Función de freno de aparcamiento El sistema permite aparcar de forma segura en pendientes de hasta un 30 %.

• Función de freno de aparcamiento. • Función dinámica de frenada de emergencia. • Asistente dinámico en arrancada. • Función AUTO HOLD. • Modo para ITV. • Detección de desgaste de las pastillas y corrección del juego. • Desbloqueo de emergencia.

5.2.2. Función dinámica de frenada de emergencia Esta función permite frenar el vehículo ante la existencia de una avería o bloqueo del pedal de freno. Si esto ocurre, suena una señal acústica de aviso y se encienden las luces de freno.

5.2.4. Función AUTO HOLD Consiste en una función de asistencia que, con ayuda del ABS/ESP. Asistente en arrancada: El sistema evita que el vehículo ruede involuntariamente hacia atrás. Asistente para stop and go: Esta función permite mantener el vehículo parado durante trayectos cortos de arranque y parada sin que el conductor tenga que pisar el freno continuamente. Aparcamiento automático: Con la función AUTO HOLD activada, se activa automáticamente el freno de estacionamiento si se procede a parar el motor, abrir la puerta del conductor, desabrocharse el cinturón de seguridad o desconectar el encendido.

5.2.3. Asistente dinámico en arrancada La función de asistente dinámico en arrancada permite que se pueda iniciar la marcha del vehículo en pendientes, sin tirones y sin que ruede en retroceso. Esta función sólo es operativa si la puerta del conductor está cerrada, el cinturón de seguridad del conductor está abrochado y el motor está en funcionamiento.

5.2.5. Modo para ITV Condiciones en las que actúa de forma automática el modo para ITV • Si está conectado el encendido. • Si está seleccionada la función AUTO HOLD. • Si las ruedas delanteras están paradas. • Si las ruedas traseras giran, como mínimo durante 5 segundos, a una velocidad constante comprendida entre 2,5 y 9 km/h.

5.2.6. Detección de desgaste de las pastillas y corrección del juego El sistema comprueba, cada 500 km aproximadamente y de forma automática, el espesor de las pastillas. La medición se realiza cuando el vehículo se encuentra estacionado o parado.

5.2.7. Desbloqueo de emergencia En caso de fallo, pérdida de la excitación eléctrica o si aparecen incidencias mecánicas, es posible soltar mecánicamente el freno accionado. Para ello, se debe elevar el vehículo y desmontar la rueda afectada. Se retirará el actuador de la pinza de freno y se girará el husillo hasta que el freno quede suelto.

6. Freno de estacionamiento electromecánico con pinza o cáliper independiente.

Hay fabricantes de vehículos, como Tesla y Jaguar entre otros, que montan en los discos de freno traseros del vehículo una pinza independiente de freno para realizar el freno de estacionamiento. El sistema es independiente al sistema del freno de servicio, solo comparten los discos de freno traseros.

7. Freno de estacionamiento neumático

El freno de estacionamiento neumático suele aprovechar el circuito neumático del vehículo para el desbloqueo del freno de estacionamiento. Este tipo de freno se monta en vehículos industriales, como, por ejemplo, camiones y autobuses.

Funcionamiento del freno de estacionamiento neumático: La válvula específica para el freno de estacionamiento se acciona desde el cuadro de mandos. Esta válvula 14.02 tiene tres posiciones: 0, 1 y II. En la posición 0, el freno de estacionamiento se desactiva. La desactivación se realiza con presión de los cilindros combinados 22.01. El aire a presión del freno de servicio entra por el conducto 11.

Para conectar el freno de estacionamiento, se sitúa la palanca en la posición I. La válvula 14.02 dispone de dos salidas, la salida 21 sirve para el eje trasero del camión, y la salida 22, para alimentar la válvula 18.05, válvula de mando del freno del remolque. La salida 21 comanda la válvula de relé 16.01. Esta permite descargar de presión los cilindros combinados para frenar el vehículo. El sistema está diseñado como un sistema de seguridad. Si el camión no tiene presión en el circuito neumático, no se puede desbloquear el freno de estacionamiento ni iniciar la marcha. Y, al contrario, si el circuito se queda sin presión, el freno de estacionamiento se activa y el camión se frena por efecto del muelle del cilindro combinado. La posición ll de la palanca de estacionamiento es un de seguridad. Se activa para comprobar si la cabeza tractora puede frenar todo el conjunto (cabeza y remolque) sin frenar el remolque. El circuito en la posición Il libera la presión del freno del remolque.

8. Freno de estacionamiento para vehículos agrícolas

En algunos vehículos agricolas, el freno de estacionamiento suele ser un sistema que bloquea el diferencial trasero para inmovilizar el vehículo.

El efecto frenante se produce al accionar la palanca de freno (A) que hace girar la palanca (F) en relación con el anclaje. La cinta se contrae apretándose sobre la caja del diferencial y frenando este. El efecto de frenado se transmite hasta las ruedas traseras a través de los mandos finales (palieres) (G).