(Ampliaré, y añadiré más enlaces autorizados cuando tenga tiempo más tarde).

Consumo de combustible

Los sistemas modernos de inyección electrónica de combustible (en contraposición a los mecánicos) (que también incluyen la inyección monopunto TBI (throttle body)) están equipados con un sensor de posición del acelerador. En caso de sobrecarga (RPM más altas, acelerador cerrado) la entrada de combustible se corta, por lo que es más eficiente que la marcha por inercia en punto muerto y el uso de los frenos solo (se supone que frenar con las marchas engranadas de todos modos). El combustible entra sólo cuando la velocidad del motor (RPM) se acerca o es inferior a la velocidad de ralentí para mantenerla.

En la publicación técnica de Bosch “Sistema de inyección de gasolina K-Jetronic” (PDF, busque varias veces “overrun”) encontrará información sobre el funcionamiento de la desconexión del combustible:

La dosificación del combustible se interrumpe durante el arrastre del acelerador [overrun]. Aunque esta medida ahorra combustible en los descensos, su objetivo principal es proteger el catalizador contra el sobrecalentamiento derivado de una combustión deficiente e incompleta (fallos de encendido)

[…]

La interrupción del suministro de combustible durante la operación de aceleración permite reducir considerablemente el consumo de combustible no sólo en los descensos, sino también en el tráfico urbano.

Datos similares pueden encontrarse en sistemas de otros fabricantes. Algunos de ellos incluso permiten modificar los parámetros de corte (ver ajuste de overrun para el software SManager para el módulo s300 para ECUs de Honda - buena ilustración de cómo funciona esta característica).

Desgaste del motor

Como sugiere lo anterior, se elimina la carrera de potencia, ergo desaparece una de las cargas energéticas más exigentes del motor. En general, con un cuidado y mantenimiento adecuados, el consenso es que el frenado del motor no añade ningún desgaste por fricción estadísticamente significativo en el propio motor.

Para comprobar esta hipótesis, he realizado varias búsquedas sobre el tema a través de bases de datos académicas y de Google Scholar (tanto con como sin patentes), y no he encontrado ni un solo artículo relacionado con el aumento del desgaste del motor, pero sí muchos en los que se discutan los métodos para aumentar la eficacia del frenado del motor, ya que la potencia de los motores modernos ha aumentado drásticamente, y las pérdidas del tren motriz se han reducido. Como dice esta Patente de EE.UU. 5.146.890 (de Volvo) (p.1 de la “Descripción”):

Cuando se conduce en terreno accidentado, los frenos de las ruedas deben utilizarse lo menos posible, principalmente por razones de seguridad. Por lo tanto, la velocidad media del vehículo en terreno montañoso está muy influenciada por la potencia de frenado del motor disponible, lo que aumenta la necesidad de un freno motor más eficaz que también sea capaz de reducir el desgaste de los frenos de las ruedas y, por lo tanto, mejorar la economía de funcionamiento.

Desgaste de la caja de cambios

Unas RPM más altas no significan por sí mismas que la caja de cambios esté siendo empujada más allá de sus limitaciones de diseño. Unas pocas cuestas a altas RPM debido al frenado del motor (dadas las transiciones suaves al cambiar) no causarían más desgaste que, por ejemplo, horas y horas en la autopista empujando a más de 120 km/h (75 mph). Si las carreteras de montaña es su principal área de operación, entonces se calificaría como uso severo (al igual que el remolque frecuente), y requeriría enfriador de la transmisión de todos modos.

No va a sobrecalentar el coche. No se inyectará combustible suponiendo que el coche cumple con los criterios de corte de combustible (calentado, RPM > 1500 o así, depende del coche). Lo enfriará ya que el aire relativamente frío no se calienta por la combustión (aunque la compresión todavía lo calienta un poco). Esto enfría los cilindros y el escape que a su vez enfría el refrigerante del motor.

Como he dicho aquí , no se aconseja frenar el motor cerca de la línea roja.

En una pendiente lo suficientemente pronunciada, la palanca de las ruedas continuará acelerando el motor hasta y más allá de la línea roja. Ninguno de los sistemas de encendido o de combustible podrá hacer nada al respecto. Algo dramáticamente malo le ocurrirá al motor en ese punto.

También habrá efectos de segundo orden, como el aumento de la temperatura en la caja de cambios y los diferenciales, pero eso es una consecuencia natural del funcionamiento a altas revoluciones. Por supuesto, habrá mucho más ruido. Si tus pasajeros se quejan (¿y es su coche?), eso podría ser algo a tener en cuenta….

Tienes que decidir cuántas revoluciones son demasiado altas. Si estuvieras subiendo y bajando el Monte Washington , los guías insisten en que mantengas el coche en segunda velocidad. En esa situación, tienes que tolerar algunas revoluciones más altas y temperaturas del motor (se puso sorprendentemente caliente en la cabina cuando fuimos).

Como último factor a tener en cuenta: las revoluciones más bajas son más eficientes en cuanto a combustible, con o sin freno motor.

¿Qué tan alto es “demasiado alto” para las RPM? Mi regla de oro es bajar las cuestas en la misma marcha que usaría para subirlas.

En cuanto al desgaste, hay que señalar que los frenos son más baratos que los embragues o las reconstrucciones del motor. Pero como otros han señalado, el desgaste de un motor que elimina eficientemente el calor de la fricción es probablemente mucho menor que el de los frenos que no eliminan el calor de forma particularmente eficiente.

Pero si bombeas los frenos (yo uso dos segundos de encendido, dos segundos de apagado), entonces los frenos pueden mantenerse fríos. Si no te acostumbras a bombear los frenos, entonces deberías usar el freno motor.

Así que mi respuesta es bajar en una marcha alta si la colina es lo suficientemente baja como para permitirte controlar la velocidad bombeando los frenos, y bajar en la marcha que subirías si la colina es demasiado empinada para que el bombeo de los frenos controle tu velocidad.