En los vehículos de carretera, el freno de estacionamiento , también conocido como freno de mano o freno de emergencia ( e-brake ), es un mecanismo que se utiliza para mantener el vehículo inmóvil de forma segura cuando está estacionado. Los frenos de estacionamiento a menudo consisten en un mecanismo de tracción unido a un cable que está conectado a dos frenos de rueda. En la mayoría de los vehículos, el freno de estacionamiento funciona solo en las ruedas traseras, [1] que tienen una tracción reducida al frenar. El mecanismo puede ser una palanca operada con la mano , una manija de tracción recta ubicada cerca de la columna de dirección o un pedal operado con el pie ubicado con los otros pedales.
En los vehículos con transmisión manual , el freno de estacionamiento se activa para ayudar a mantener el vehículo estacionario mientras está estacionado, especialmente si está estacionado en una pendiente. [2] [3]
Si bien los vehículos con transmisión automática tienen una marcha de "Estacionamiento" que inmoviliza la transmisión, aún se recomienda utilizar el freno de estacionamiento, ya que el trinquete de estacionamiento en la caja de cambios podría fallar debido a la tensión o a que otro vehículo golpee el automóvil, provocando que el automóvil se vuelque. [4] [5]
Al estacionar en una pendiente ascendente, se recomienda que las ruedas delanteras estén orientadas en dirección opuesta al bordillo . Esto evitaría que el automóvil se desplace hacia la calzada al usar el bordillo para bloquear el neumático del pasajero delantero en caso de falla del freno de estacionamiento. [6] De manera similar, en una pendiente descendente, las ruedas delanteras deben estar orientadas hacia el bordillo por la misma razón, y las ruedas deben estar orientadas hacia el costado de la carretera por el que circulan los vehículos en una carretera sin bordillos independientemente de la orientación. En una transmisión manual, también se recomienda dejar el automóvil en primera marcha (o en reversa si apunta cuesta abajo), ya que el motor evitará que el automóvil se desplace si falla el freno de estacionamiento. [7] [8] [9]
El freno de estacionamiento en la mayoría de los vehículos sigue siendo completamente mecánico. Tradicionalmente, se activaba tirando de una palanca; los cables accionan manualmente parte del sistema de frenado del automóvil, generalmente los frenos de disco o de tambor traseros. [10] La naturaleza mecánica permite al conductor aplicar el freno incluso si falla el sistema de freno hidráulico principal. [3]
Se pueden utilizar símbolos pictográficos y/o luces para indicar la ubicación de un freno de estacionamiento, su aplicación o liberación. [11]
En vehículos con transmisión manual y automática, el freno de estacionamiento también se puede utilizar para diversas situaciones de conducción que requieren que el vehículo se detenga momentáneamente. Por ejemplo, el freno se puede activar al salir de una pendiente cuesta arriba, ya que esto permite al conductor mantener firmes los pedales del acelerador y del embrague sin que el vehículo se desplace hacia atrás. [12] [13] Otras situaciones comunes son cuando el vehículo está detenido en un semáforo , un cruce de peatones o simplemente esperando para girar frente al tráfico que viene en sentido contrario. [14] El freno de estacionamiento garantizaría que el automóvil esté seguro, en caso de que otro vehículo entre en contacto físico por detrás, lo que provocaría que el automóvil se sacuda hacia adelante. [15] No se recomienda utilizar el freno de estacionamiento cuando el vehículo está en movimiento, a menos que haya un problema con los frenos principales, ya que esto puede bloquear las ruedas traseras y provocar un derrape. [16] Esto se conoce como un giro con freno de mano , que a menudo se realiza en carreras callejeras y rally para iniciar la deriva de las ruedas traseras .
En caso de falla del freno hidráulico, se puede utilizar el freno de estacionamiento para reducir la velocidad del vehículo. En tales casos, la palanca debe accionarse lentamente para evitar que las ruedas se bloqueen. [17]
La posición del freno de estacionamiento varía según el modelo y el fabricante del vehículo. Sin embargo, una característica universal es la presencia de una o dos luces de advertencia que aparecen en el tablero de instrumentos cuando se aplica el freno de estacionamiento. [18] [19]
La ubicación más común del freno de estacionamiento es en la consola central del vehículo, entre los asientos del conductor y del pasajero delantero. [ cita requerida ] El freno se acciona tirando de la palanca hacia arriba (que está conectada a un trinquete ) hasta que haya tensión. Para desacoplar el freno, se mantiene presionado el botón mientras se tira simultáneamente de la palanca hacia arriba para desacoplar el trinquete y luego se empuja hasta el fondo con el botón aún presionado. En los modelos de vehículos más antiguos, se puede usar una palanca tipo palanca que se encuentra debajo del panel de instrumentos .
Algunos vehículos tienen el freno de estacionamiento accionado por un pequeño pedal, ubicado junto a los otros pedales. Al presionar el pedal se activa el freno y al presionarlo nuevamente se libera. También existe una variante con manija de tracción; al tirar o soltar la manija, se activa y libera el freno de estacionamiento, respectivamente. Muchos vehículos tienen una combinación de los dos: un pedal para activar el freno y una manija para liberarlo.
Un desarrollo reciente es el freno de estacionamiento electrónico, también conocido como freno de estacionamiento eléctrico. Introducido en el mercado general en 2001, se utilizó por primera vez en el BMW Serie 7 (E65) de 2001. [20] Hay dos variaciones disponibles: en el tipo más tradicional de "tracción por cable", un motor eléctrico simplemente tira del cable del freno de estacionamiento al presionar o tirar de un botón en lugar de una palanca mecánica o pedal en la cabina. Una unidad más compleja [21] (vista por primera vez en el Audi A8 de 2003 ) utiliza un motor controlado por computadora conectado a cada una de las dos pinzas de freno traseras conocidas como sistema Motor on Caliper (MoC).
Muchos fabricantes de automóviles, como Jaguar, Land Rover, BMW, Renault, Subaru y Volkswagen venden modelos en los que el freno de estacionamiento se activa automáticamente cuando el vehículo se detiene y se libera cuando se presiona el pedal del acelerador, [22] eliminando así la necesidad de que el conductor accione un botón. [23] Una extensión de este sistema, conocida como asistencia en pendientes, evita que el vehículo se mueva hacia atrás al ponerse en movimiento en una pendiente ascendente. [24]
En los vehículos con frenos de disco traseros , el freno de estacionamiento acciona las pinzas de disco (con mucha menos fuerza) o un pequeño freno de tambor alojado dentro del conjunto del cubo (a menudo se utiliza la circunferencia interior del disco en lugar de un tambor separado). Este freno de estacionamiento de tambor secundario a menudo se conoce como freno banksia. Por lo general, se utiliza junto con frenos de disco traseros que emplean pinzas de varios pistones, ya que accionar mecánicamente estas pinzas es más difícil que las pinzas de un solo pistón.
Otra configuración menos común para los discos traseros es el uso de una pinza separada, más pequeña y accionada por cable (como la Wilwood MC4), que se utiliza exclusivamente para el freno de estacionamiento. Esto a veces se utiliza como una alternativa a un freno de estacionamiento de tambor independiente cuando se utilizan pinzas principales de varios pistones.
Los automóviles Hudson utilizaban un inusual sistema híbrido de frenos hidráulico-mecánico que operaba los frenos traseros a través del sistema de freno de estacionamiento mecánico, por lo demás convencional, cuando una falla del sistema hidráulico permitía que el pedal se desplazara más allá de su límite normal. [25]
Se han fabricado varios vehículos de producción, camiones ligeros y medianos y autocaravanas con un freno de tambor independiente en la línea de transmisión, llamado freno de transmisión . Esto tiene la ventaja de ser completamente independiente de otros sistemas de frenado. Esto es efectivo cuando hay varios ejes motrices: todas las ruedas motrices se frenan a la vez.
Un bloqueo de línea es un freno de estacionamiento temporal que utiliza los frenos hidráulicos estándar del vehículo. Se utilizan a menudo para condiciones todoterreno o cuando es necesario detenerse en pendientes pronunciadas. Al atrapar la presión hidráulica en las líneas de freno, se pueden bloquear las cuatro ruedas.
Los vehículos de gran tamaño suelen estar equipados con frenos de estacionamiento asistidos o accionados eléctricamente. Los frenos de estacionamiento asistidos eléctricamente suelen encontrarse en furgonetas grandes, así como en algunos vehículos pesados más antiguos. Funcionan de la misma forma que los frenos de estacionamiento convencionales, pero al tirar de la palanca se activa una válvula que permite que entre aire o presión hidráulica o vacío en un cilindro que aplica fuerza a las zapatas de freno y facilita la aplicación del freno de estacionamiento. Al soltar el freno de estacionamiento, el mismo mecanismo también proporciona asistencia al conductor para desenganchar el trinquete. En particular, en los vehículos comerciales con frenos neumáticos, esto tiene el beneficio adicional de hacer que sea mucho más difícil o incluso imposible soltar el freno de estacionamiento cuando no hay suficiente presión de aire disponible para accionar los frenos. Normalmente se proporciona un depósito o acumulador, por lo que hay una cantidad limitada de asistencia eléctrica disponible con el motor apagado.
Los frenos de estacionamiento eléctricos se instalan en vehículos comerciales pesados con frenos de aire, como camiones y autobuses. Por lo general, se aplican mediante resortes, y se utiliza presión de aire para mantener el freno liberado y resortes potentes para mantener los frenos activados. En la mayoría de los casos, una pequeña palanca en la cabina está conectada a una válvula que puede admitir aire en los cilindros del freno de estacionamiento para liberar el freno de estacionamiento, o liberar el aire para aplicar el freno. En algunos vehículos modernos, la válvula se opera eléctricamente desde una palanca o botón en la cabina. El sistema es relativamente seguro ya que si se pierde la presión de aire, los resortes aplicarán los frenos. Además, el sistema evita que se libere el freno de estacionamiento si no hay suficiente presión de aire para aplicar el freno de pie. Una desventaja de este sistema es que si un vehículo necesita ser remolcado y no puede proporcionar su propio suministro de aire, se debe proporcionar un suministro externo para permitir que se libere el freno de estacionamiento, o las zapatas de freno se deben soltar manualmente contra los resortes.
Prácticamente todo el material rodante ferroviario está equipado con dispositivos de freno de mano mecánicos de accionamiento manual que activan y liberan los frenos. La mayoría de ellos implican una cadena unida al aparejo de freno, con mayor frecuencia en el cilindro de freno, que cuando se aprieta tira del pistón hacia afuera contra los resortes de liberación, aplicando así los frenos en el vagón (si solo hay un cilindro de freno por vagón) o en el bogie (si hay más de un cilindro por vagón). Las locomotoras más nuevas tienen sistemas eléctricos que simplemente colocan un motor eléctrico en lugar del mecanismo de enrollado de la cadena. Este freno actúa independientemente de la acción de los frenos de aire automáticos , que funcionan colectivamente cuando se acoplan en un tren y están bajo el control del maquinista/maquinista de la locomotora.
Los frenos manuales sirven para mantener estacionaria una pieza de material rodante después de que se la ha visto en un patio de maniobras o en las instalaciones de un cliente para su descarga o carga. También se utilizan para asegurar un tren estacionado contra movimientos involuntarios, especialmente cuando no está tripulado.
Antes del desarrollo de los sistemas de frenado de trenes accionados por locomotoras a finales del siglo XIX, los ferrocarriles estadounidenses empleaban guardafrenos para moverse por la parte superior de los vagones, poniendo los frenos de mano a la señal del maquinista en un esfuerzo por detener el tren de manera oportuna. Este proceso era impreciso y extremadamente peligroso. Muchos guardafrenos perdieron la vida y la integridad física como resultado de caerse de un tren en movimiento, las condiciones heladas y húmedas a menudo se sumaban a los peligros involucrados en negociar la parte superior de un vagón de carga que se balanceaba . [26] En los EE. UU., una ley federal de 1893, la Ley de Dispositivos de Seguridad Ferroviaria , requirió frenos automáticos en todos los ferrocarriles, vigente desde 1900. [27]
