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Tesina: Universidad Nacional del Callao
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ENERGIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA
“ADAPTACION DE SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHICULO CON SISTEMA DE FRENOS
CONVENCIONALES, PARA MEJORAR LA EFICIENCIA DE FRENADA”
Curso: Estadística
Profesor: Contreras Tito Vladimiro
Integrantes:
Ninaquispe Bardales David 1227110076
Guerrero Vargas Yenso 1227110067
Cochachin Aguirre Jimmy 1227110085
Bellavista-Callao 2015
DEDICATORIA
Este trabajo de grado va dedicado con mucho cariño a nuestros
padres por su constante dedicación y esfuerzo, su amor y ejemplo, por
darnos una vida llena de oportunidades, por su comprensión y por creer
en nosotros, el cual nos han llevado a la culminación de nuestra carrera.
Y no nos olvidaremos de nuestro profesor por ser la guía de este
difícil camino y compartir con nosotros su conocimiento y su tiempo
CONTENIDO
DEDICATORIA.....................................................................................................................2
CONTENIDO.......................................................................................................................1
ILUSTRACIONES..................................................................................................................3
INTRODUCCIÓN..................................................................................................................4
RESUMEN...........................................................................................................................5
CAPITULO I.........................................................................................................................6
1.1. Planteamiento del problema...................................................................................6
1.2. Objetivos.................................................................................................................6
1.2.1. Objetivo General..............................................................................................6
1.2.2. Objetivos Específicos........................................................................................7
1.3. Justificación del proyecto........................................................................................7
CAPITULO II........................................................................................................................9
2.1. Antecedentes..........................................................................................................9
2.2. Marco teórico..........................................................................................................9
2.2.1. ¿Qué es un freno?............................................................................................9
2.2.2. Sistema de frenos ABS....................................................................................10
2.2.3. Fuerzas que intervienen en una rueda...........................................................12
2.2.4. Componentes del sistema..............................................................................14
CAPITULO III.....................................................................................................................26
3.1. Metodología aplicada............................................................................................26
3.2. Métodos................................................................................................................26
3.2.1. Recolección de Información...........................................................................26
3.2.2. Sintético.........................................................................................................26
3.2.3. Analítico.........................................................................................................26
3.2.4. Práctico...........................................................................................................26
3.3. Pasos a seguir la para la adaptación......................................................................27
3.3.1. Adaptación de Sensores a las ruedas.............................................................27
3.3.2. Implementación de una electrobomba con modulo incorporado..................30
3.4. Limitaciones..........................................................................................................33
CAPITULO IV.....................................................................................................................34
1
4.1. Análisis e interpretación de resultados.................................................................34
CONCLUSIONES................................................................................................................35
RECOMENDACIONES........................................................................................................36
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................37
2
ILUSTRACIONES
FIGURA N° 2.2.1.....................................................................................11FIGURA N° 2.2.2.....................................................................................11FIGURA N° 2.2.3.....................................................................................12FIGURA N° 2.2.4.....................................................................................13FIGURA N° 2.2.5.....................................................................................15FIGURA N° 2.2.6.....................................................................................16FIGURA N° 2.2.7.....................................................................................18FIGURA N° 2.2.8.....................................................................................22FIGURA N° 2.2.9.....................................................................................23FIGURA N° 2.2.10...................................................................................23FIGURA N° 2.2.11...................................................................................24FIGURA N° 2.2.12...................................................................................25
IMAGEN N° 3.3.1......................................................................................27IMAGEN N° 3.3.2......................................................................................28IMAGEN N° 3.3.3......................................................................................28IMAGEN N° 3.3.4......................................................................................29IMAGEN N° 3.3.5......................................................................................30IMAGEN N° 3.3.6......................................................................................31IMAGEN N° 3.3.7......................................................................................32IMAGEN N° 3.3.8......................................................................................32
TABLA N° 4.1.1.........................................................................................34
3
INTRODUCCIÓN
Hace tiempo atrás los primeros automóviles solo cumplían con
funciones sencillas como el transporte de personas o instrumentos de
trabajo, sus sistemas mecánicos eran complejos y no satisfacían las
expectativas en cuanto a confort y seguridad para los usuarios, luego con
el pasar del tiempo los avances en la tecnología lograron que los mismos
sistemas mecánicos primitivos evolucionen logrando de ellos un mejor
rendimiento de los mismos y por ende del vehículo, además de la
satisfacción del usuario, pero en el año de 1970 con la evolución de la
electrónica digital nace la auto trónica y con ella sistemas que facilitarían
la conducción de un vehículo y crearían un ambiente económico,
confortable y seguro de transporte.
Dentro de estos sistemas autotrónicos se encuentra el sistema de
frenos ABS que diferencia del sistema de frenos anteriormente utilizados
permite que el usuario así pise a fondo el pedal del freno las llantas del
mismo no se bloqueen permitiendo de esta manera al vehículo mantener
una mejor adherencia al suelo y la opción de que el usuario pueda
maniobrar el vehículo mientras este se encuentre en un proceso de
frenado.
Caso contrario el sistema de frenos anterior al frenar de manera
brusca las ruedas se bloqueaban causando que el vehículo se deslice,
produciendo que el usuario pierda el control de su vehículo ocasionando
de esta manera muy graves accidentes.
4
RESUMEN
En el presente proyecto de tesis se discute la adaptación de un
sistema de frenos ABS (Antilock Braking System) a un vehículo con
sistema convencional, para conocer más sobre este tema se ha tomado
como referencia los fundamentos teóricos de lo que es un sistema de
frenos A.B.S, el cual se compone de 4 Capítulos que son: En el capítulo I
encontraremos el Problema de investigación, los objetivos y la
justificación de este proyecto, es decir, son puntos importantes que nos
han motivado a realizar este trabajo de grado. En el capítulo II encontrará
el lector el Marco Teórico el cual trata de los conceptos básicos del
sistema de frenos ABS así también sus componentes y su respectivo
funcionamiento, con el propósito de obtener una visión global acerca de la
instalación de frenos ABS en los vehículos convencionales. En el capítulo
III se describe rápidamente los métodos y técnicas que se utilizan, así
como también los pasos a seguir la para adaptación del sistema ABS. En
el capítulo IV indicaremos los resultados que se obtuvieron de esta
investigación también se mostrara una tabla que se obtuvo de una
investigación respecto al tema. Así como las recomendaciones que se
tiene que tomar en cuenta para la realización de este proyecto.
5
CAPITULO I
I.1. Planteamiento del problema.
El aumento de las normas para la resistencia de los carros a los
accidentes y el diseño de vías adecuadas puede, sin embargo, reducir su
frecuencia y/o prevenir los choques. No obstante es importante señalar
que los factores de riesgo varían de un entorno a otro, y que sólo los
datos de alta calidad sobre la naturaleza del choque y de las personas
heridas permitirán estrategias de prevención adecuadas.
Los investigadores han generado pruebas sobre el problema de las
lesiones, sus factores de riesgo y las maneras de prevenir las muertes
debidas a los vehículos automotores mucho antes de que los cambios se
produjeran en la política pública y la legislación. Han observado el
aumento del riesgo de accidentes automovilísticos con el uso del alcohol y
los beneficios de los cinturones de seguridad y de las restricciones para
los lactantes y los niños pequeños.
Lamentablemente, los datos no siempre pueden producir cambios en
las políticas que afectan al comportamiento individual. Más aún, las
estrategias de prevención deben ser hechas en función de la situación
específica de los países y no todas las medidas se aplican a todos los
entornos. Es necesario crear una consciencia vial en los conductores,
pero es evidente también que es necesario diseñar una nueva generación
de automóviles y de carreteras que en conjunto garanticen su seguridad.
I.2. Objetivos.
I.2.1. Objetivo General
Adaptar un Sistema de Frenos ABS a un vehículo, para mejorar la
seguridad del frenado.
6
I.2.2. Objetivos Específicos
Investigar bibliográficamente acerca del sistema de frenos
ABS y su aplicación en un vehículo.
En base a las pruebas y mediciones de frenado del vehículo
(recogidas de trabajos realizados respecto al tema) en
condiciones originales, se determinara la eficiencia de
frenado.
Adaptar el sistema de frenos ABS en el vehículo.
I.3. Justificación del proyecto.
Esta tesina pretende recrear como se desenvolvería un automóvil en
una autopista, de tal manera que podría ser aplicado como sistema de
seguridad en los autos comunes, por lo tanto las situaciones que deberá
ser capaz de solucionar el móvil serán las que podrían presentarse en un
entorno normal de una carretera.
Como ya se explicó anteriormente, actualmente existen muchos
accidentes ligados a la imprudencia del conductor o al mal diseño de las
carreteras. Es necesario pues, que se genere un desarrollo en el ámbito
de seguridad en las carreteras y en los automóviles.
Los principales pilares que justifican la realización de este proyecto
son:
Innovación.- Desarrollar una adaptación del sistema de frenos ABS,
que explota al máximo el rendimiento del vehículo debe ser
siempre la principal misión de un Ingeniero Mecánico, no depender
siempre del desarrollo de sistemas que al final son desechados y
nunca utilizados. Es por esto que se presenta una propuesta
totalmente innovadora.
7
Evolución.- Los constantes descubrimientos de nuevas tecnologías
hacen evolucionar inevitablemente la mentalidad de las personas.
Economía.- Basada en el ahorro de dinero, en cuanto al
mantenimiento de frenos.
Necesidad.- Su principal causa es la prevención de accidentes en
las carreteras.
La adaptación de este sistema, se lo hace para optimizar la seguridad
de frenado del vehículo y también como material didáctico para los
profesores y estudiantes de Ingeniería en Mantenimiento Automotriz.
Porque que la mayoría de los mecánicos no tienen los suficientes
conocimientos sobre adaptaciones y el diagnostico teórico- práctico del
sistema de frenos ABS, estas personas presentan un gran interés en
conocer sistemas avanzados, por lo que nosotros como estudiantes
debemos buscar alternativas de solución que ayuden a superar el déficit
de material didáctico en el campo de Mecánica Automotriz.
8
CAPITULO II
II.1. Antecedentes.
El automóvil es una de las creaciones humanas muy necesaria de la
vida moderna. Para algunos no hay punto de discusión: el auto es el
mejor invento del hombre.
De esta manera lo ha realizado la tecnología automotriz en la
seguridad de manejo en el sistema de frenos implementando muchos
tipos de sistemas distintos, pero con la misma finalidad, de hacer más
segura la frenada, es con este objetivo que se creó el sistema ABS.
Este sistema es de suma importancia en el automóvil ya que en la
actualidad los automóviles alcanzan grandes velocidades y para lograr
detenerlos se requieren de partes y sistemas eficientes los mismos
deben detener en el menor tiempo y distancia posible sin ocasionar la
pérdida de maniobrabilidad del vehículo y poner en peligro a los
ocupantes.
En los diferentes capítulos del trabajo de grado se explicaron en
forma técnica los diferentes componentes del sistema de frenos ABS, así
como el funcionamiento de los mismos en forma real mediante la
adaptación en un vehículo con frenos convencionales.
II.2. Marco teórico.
II.2.1. ¿Qué es un freno?
Un freno es un dispositivo utilizado para detener o disminuir la
velocidad de algún cuerpo, generalmente, un eje, Eje de
transmisión o tambor. Los frenos son transformadores de energía,
por lo cual pueden ser entendidos como una máquina per se, ya
que transforman la energía cinética de un cuerpo en calor o trabajo
9
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.
II.2.2. Sistema de frenos ABS.
Según SA, p (www.automecanico.com), SF, el sistema antibloqueo
ABS (Antilock Braking System) constituye un elemento de
seguridad adicional en el vehículo. Tiene la función de reducir el
riesgo de accidentes mediante el control óptimo del proceso de
frenado. Durante un frenado que presente un riesgo de bloqueo de
una o varias ruedas, el ABS tiene como función adaptar el nivel de
presión del líquido en cada freno de rueda con el fin de evitar el
bloqueo y optimizar así el compromiso de:
Estabilidad en la Conducción: Durante el proceso de frenado
debe garantizarse la estabilidad del vehículo, tanto cuando
la presión de frenado aumenta lentamente hasta el límite de
bloqueo como cuando lo hace bruscamente, es decir,
frenando en situación límite.
Direccionalidad: El vehículo puede conducirse al frenar en
una curva aunque pierdan adherencia alguna de las ruedas.
Distancia de parada: Es decir acortar la distancia de parada
lo máximo posible.
10
Para cumplir dichas exigencias, el ABS debe de funcionar de modo
muy rápido y exacto (en décimas de segundo) lo cual no es posible
más que con una electrónica sumamente complicada.
Los fabricantes de sistemas ABS más importantes en Europa son:
BOSCH, BENDIX Y TEVES.
En la FIGURA N° 2 se ve el esquema de un circuito de frenos
convencional sin ABS. Frenado en diagonal o "X".
11
FIGURA N° 2.2.1SITEMA ABS EN UN VEHICULO
Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/sistema_abs.htm
En la FIGURA N° 3 se ve el esquema de un circuito de frenos con
ABS. Como se aprecia el esquema es igual al circuito de frenos
convencional al que se le ha añadido: un hidrogrupo, una centralita
electrónica de mando y unos detectores de régimen (R.P.M.) a
cada una de las ruedas, estos elementos forman el sistema
ABS.
12
FIGURA N° 2.2.2CIRCUITO DE FRENOS CONVENCIONALES
FIGURA N° 2.2.3CICUITO DE FRENADO CON EL SISTEMA ABS
Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/sistema_abs.htm
Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/sistema_abs.htm
FIGURA N° 2.2.4FUERZAS QUE ACTUAN EN UNA RUEDA
Fuente: http://www.aficionadosalamecanica.net/sistema_abs.htm
II.2.3. Fuerzas que intervienen en una rueda.
Se pueden dividir en cuatro:
La fuerza de tracción es producida por el motor y genera el
movimiento.
Las fuerzas de guiado lateral, responsables de
conservar la direccionalidad del vehículo.
La fuerza de adherencia depende del peso que recae sobre
la rueda.
Y la fuerza de frenado, que actúa en dirección contraria al
movimiento de la rueda. Depende de la fuerza de
adherencia y del coeficiente de rozamiento entre la calzada
y la rueda.
13
La propiedad de la calzada, que se refiere a que sea más o menos
resbaladiza, se denomina "coeficiente de rozamiento". Un valor alto
indica una calzada con una superficie rugosa y poco resbaladiza,
mientras que un valor bajo es sinónimo de resbaladiza.
El coeficiente de rozamiento repercute en la fuerza de frenado y en
la distancia de frenado. Un ejemplo es la diferencia de frenar en
asfalto seco o mojado. Además, un coeficiente de rozamiento bajo
facilita que la rueda se bloquee en una frenada, en hielo o nieve,
por ejemplo.
Esto provocaría que la rueda bloqueada patine sobre la calzada,
produciéndose el resbalamiento. El resbalamiento (deslizamiento)
varía en una escala del 0 al 100%, siendo el 0% cuando la rueda
gira libre y el 100% si está totalmente bloqueada.
El deslizamiento durante una maniobra siempre implica una
situación crítica, ya que se altera la estabilidad del vehículo; un
ejemplo es al frenar o acelerar sobre una pista helada o con grava.
Para mantener la estabilidad se debe cumplir que la suma de la
fuerza de tracción y la fuerza de guiado (llamada fuerza resultante)
no supere nunca el límite de adherencia de los neumáticos.
II.2.4. Componentes del sistema.
Sensores de rueda
Los sistemas de sensores ABS, también llamados
captadores de rueda, miden la velocidad instantánea en
cada rueda, enviando constantemente esta información a la
ECU. El conjunto está compuesto por el captador o sensor y
un generador de impulsos o rueda fónica (dentada) que gira
con la rueda. El sensor de rueda se instala en el buje de la
14
rueda, donde queda posicionado frente a la corona dentada
que forma parte del propio eje de transmisión, dejando un
entrehierro de un milímetro entre ambos.
El captador funciona según el principio de la inducción. Se
instala en el buje de la propia rueda, donde queda
posicionado frente a la corona dentada, que como se ha
dicho anteriormente, forma parte del propio eje de giro de la
rueda. Para obtener una señal correcta, conviene mantener
un entrehierro o separación entre el captador y la rueda
fónica.
15
FIGURA N° 2.2.5SENSORES ABS DE LA RUEDA
Fuente: http://ingemecanica.com/
El sensor constantemente envía información de la velocidad
de la rueda a la ECU mediante el correspondiente cableado
que los une. El sensor se sujeta en su lugar contra la rueda
dentada con un clip a presión. El tipo del eje determina la
ubicación de montaje del sensor. Así, los sensores del eje de
la dirección se instalan sobre el muñón de la propia dirección
o sobre un soporte convenientemente atornillado, mientras
que los sensores del eje propulsor, o eje trasero, están
montados sobre un bloque fijado al alojamiento del eje.
El sensor o captador se rige por el principio de inducción.
Está formado por imán permanente y una bobina conectada
con la unidad hidráulica. El imán permanente crea un flujo
magnético que se ve afectado por el paso de los dientes de
la corona frente al imán, de manera que genera una tensión
eléctrica en la bobina de tipo alternativa casi sinusoidal, cuya
frecuencia es proporcional a la velocidad de giro de la rueda.
La amplitud de la tensión en el captador es función de la
distancia (entrehierro) entre diente y captador y de la
frecuencia.
16
FIGURA N° 2.2.6FUNCIONAMIENTO Y COMPONENTES DE LOS
SENSORES ABS DE LA RUEDA
A continuación se resume algunos aspectos que se debe
tener en cuenta cuando se lleve a cabo la instalación del
conjunto sensor/rueda dentada:
Se debe asegurar que el desplazamiento longitudinal
de la rueda dentada no supere los 0.2 mm;
17
Fuente: http://ingemecanica.com
No se debe instalar ruedas dentadas con señales de
daños tales como dientes picados ó deformados;
En el momento de la instalación, inicialmente el
sensor deberá hacer contacto con la rueda dentada.
El centro del sensor debe hacer contacto con la rueda
dentada cerca del centro del ancho del diente, como
mínimo a 3 mm de la orilla del mismo.
Por último, generalmente para el sensor se requerirá
un lubricante que debe ser a base de aceite mineral y
contener molidisulfuro. Debe tener excelentes
características anticorrosivas y de adhesión y ser
capaz de funcionar continuamente con un margen de
temperaturas de -40°C a 150°C.
Unidad de Control Electrónico (ECU)
La ECU se encarga del tratamiento de las señales enviadas
por los captadores o sensores de cada rueda. Es el cerebro
del sistema ABS. Recibe información de los sensores y
envía señales a las válvulas ABS y a la unidad hidráulica
para el caso de sistemas hidráulico de frenos. Hay ECUs
para aplicaciones de montaje en la cabina o bien en el
bastidor.
El sistema de funcionamiento de la ECU se inicia con las
informaciones recibidas por cada sensor, que son tratadas
en paralelo mediante unos microcomputadores. En caso de
desigualdad de las informaciones recibidas entre los
sensores, la ECU supone que hay peligro de bloqueo en
alguna rueda e inicia el proceso de regulación de la frenada,
es decir, activa el ABS.
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La respuesta o salida de la ECU es amplificada para que
sirvan para activar a las electroválvulas y la unidad
hidráulica.
Además la ECU sirve para la realización de la diagnosis,
según una doble vertiente:
por un lado, la ECU realiza acciones autónomas que
utiliza para labores de comprobación de sus
periféricos y de su propio funcionamiento, es decir,
auto-diagnosis;
por otro lado, se refiere a la posibilidad de acceder a
las informaciones o estado del sistema desde el
exterior, es decir, la diagnosis exterior que realiza un
mecánico mediante el aparato de diagnosis.
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FIGURA N° 2.2.7UNIDAD DE CONTROL ELECTRONICO ECU.
Fuente: http://ingemecanica.com
El proceso de auto diagnosis es un proceso automático que
realiza la ECU y que sirve para:
Verificar el estado de sus periféricos;
Ser capaz de adoptar una marcha, según algún tipo
de avería detectada;
La ECU dispone de una memoria interna que permite
memorizar fallos detectados que permitan una
intervención posterior. Cualquier fallo detectado
queda memorizado de manera permanente en la
ECU, incluso si no hay tensión de alimentación.
Cada vez que se arranca el vehículo, la ECU efectúa un
cierto número de tareas para comprobar el estado del
sistema. Las comprobaciones realizadas principalmente son:
test internos de la propia ECU.
test con sus periféricos: alimentación, relé de
electroválvulas, sensores.
interfaces hacia el exterior.
Si una vez realizado estos test iniciales de comprobación no
se detectan fallos en el sistema, esta fase finaliza con el
apagado del testigo de fallo al cabo de un par de segundos,
aproximadamente.
No obstante, cuando el vehículo está circulando la ECU
sigue realizando otros tipos de auto-controles, algunos se
efectúan de forma permanente y otros necesitan unas
20
condiciones de funcionamiento particular (de velocidad
mínima de crucero…), en todo caso, todos estos test se
llevan a cabo simultánea y continuamente.
Hidrogrupo
El hidrogrupo o unidad hidráulica es un conjunto formado por
motor-bomba, ocho electroválvulas, cuatro de admisión y
cuatro de escape, y un acumulador para el fluido hidráulico
de baja presión. A continuación se exponen las
características más importantes de cada uno de ellos:
Electroválvulas:
Están constituidas de un solenoide y de un inducido
móvil que desarrolla las funciones de apertura y
cierre. La posición de reposo es asegurada por la
acción de un muelle incorporado. Todas las entradas
y salidas de las electroválvulas van protegidas por
unos filtros.
Con el objeto de reducir la presión de los frenos se
incorpora una válvula anti retorno a la válvula de
admisión. La válvula se abre cuando la presión de la
bomba de frenos sea inferior a la presión de estribo,
por ejemplo, cuando se deja de frenar estando el ABS
funcionando.
El circuito de frenado está provisto de dos
electroválvulas de admisión abiertas en reposo y de
dos electroválvulas de escape cerradas en reposo.
Será la acción separada o simultánea de las
21
electroválvulas la que permitirá modular la presión en
los circuitos de frenado.
Equipo motor-bomba:
Está constituido por un motor eléctrico y de una
bomba hidráulica de doble circuito, controlado por la
ECU. La función de este equipo es rechazar el líquido
de freno durante la fase de regulación desde los
bombines a la bomba de frenos. Cuando actúa el
conjunto hidráulico el conductor lo nota dado que se
produce un ligero movimiento del pedal de freno.
Básicamente el esquema de funcionamiento de esta
unidad hidráulica se basa en transformar el
movimiento de giro del motor eléctrico en un
movimiento alternativo de los dos pistones que
conforman la bomba hidráulica, según el principio de
la biela-manivela.
Acumulador de baja presión:
Durante la actuación del sistema de ABS recibe el
líquido de freno que pasa por la electroválvula de
escape. El nivel de presión necesario para el llenado
del acumulador de baja presión debe ser lo
suficientemente bajo para no interferir en la caída de
presión necesaria en la fase de regulación, pero lo
suficientemente alta como para vencer el tarado de la
válvula de entrada de la bomba.
22
El caudal medio evacuado por la bomba debe ser
inferior al volumen máximo suministrado en situación
de baja presión.
Señal del switch de luces de freno
La información del contactor "luces de stop" tiene como
misión permitir abandonar el modo ABS lo más rápidamente
posible cuando sea necesario. Así si el ABS está
funcionando y el conductor suelta el pedal de freno con el fin
de interrumpir la frenada, la señal transmitida por el
contactor de stop permitirá cesar la regulación más
rápidamente.
Válvulas moduladoras ABS
En los vehículos industriales con sistema de frenos
neumáticos, las válvulas moduladoras controlan la presión
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FIGURA N° 2.2.8UNIDAD HIDRÁULICA DEL SISTEMA ABS DE UN VIHÍCULO
Fuente: http://ingemecanica.com/
de aire a cada freno afectado durante la función de un ABS.
La válvula moduladora generalmente está instalada sobre un
riel del bastidor o un miembro transversal próximo a la
cámara del freno.
24
FIGURA N° 2.2.9 VALVULAS MODULADORAS ABS EN UN VEHÍCULO
Fuente: http://ingemecanica.com
A continuación se exponen algunas configuraciones típicas
en el montaje de las válvulas moduladoras.
En esta secuencia se distingue que las válvulas
moduladoras del eje trasero están montadas por separado y
se usa una válvula relevadora para entregar presión de aire
a las válvulas moduladoras.
Otra forma de montaje se consigue con una configuración
agrupando las válvulas individuales en un conjunto de
válvulas ABS para su instalación tanto en el eje delantero
como en el trasero, según se muestra en la figura siguiente.
25
FIGURA N° 2.2.10 MONTAJE DE VÁLVULAS MODULADORAS ABS EN UN VEHÍCULO
FIGURA N° 2.2.11 MONTAJE DE VALVULAS MODULADORAS ABS EN UN
VEHÍCULO
Fuente: http://ingemecanica.com/
En la figura siguiente se muestra la configuración típica de
montaje empleando este tipo de válvulas:
26
Fuente: http://ingemecanica.com/
27
FIGURA N° 2.2.12 MONTAJE VALVULAS MODULADORAS ABS EN UN
VEHICULO
Fuente: http://ingemecanica.com/
En la configuración anterior, el conjunto de válvulas ABS
delanteras combina una válvula de liberación rápida con dos
válvulas moduladoras ABS y se monta en la parte delantera
del vehículo. El conjunto de válvulas ABS traseras combina
una válvula de freno de servicio con dos válvulas
moduladoras ABS y se monta en la parte posterior del
vehículo. El conjunto de válvulas - delanteras o traseras - se
debe montar cerca de las cámaras de freno que sirve.
Cableado
En los sistemas ABS se disponen de cables que partiendo
de cada sensor conectan a éste con la ECU. A parte están
los cables que conectan las válvulas moduladoras ABS con
el ECU.
28
CAPITULO III
III.1. Metodología aplicada.
Este proyecto se enfoca básicamente en la Investigación Bibliográfica
y Descriptiva de los sistemas de frenos ABS, porque se refiere a
conocimientos amplios que sirvieron como medios de consulta, mediante
diferentes tipos de documentos como: los libros, revistas, catálogos
(recopilados de internet).
La investigación también es de tipo práctico por la adaptación del
sistema ABS al vehículo.
III.2. Métodos.
Los Métodos a utilizarse en este proyecto serán:
III.2.1. Recolección de Información
Recolectar información suficiente para su comprensión y beneficio
de todos los que lo requieran.
III.2.2. Sintético
Se resumirá la investigación resaltando las ideas más importantes,
las cuales nos servirán para un buen aprendizaje del tema.
III.2.3. Analítico
Consiste en la extracción de las partes más importantes, con el
objeto de estudiarlas y examinarlas por separado, para ver, las
relaciones entre las mismas.
III.2.4. Práctico
Porque se realizará una aplicación práctica de la investigación.
29
III.3. Pasos a seguir la para la adaptación.
III.3.1. Adaptación de Sensores a las ruedas
Lo primero que se hizo fue desarmar los neumáticos
delanteros del vehículo y su respectivo sistema de frenos.
Luego se busca unas ruedas dentadas con el propósito de
adaptarlos en la manzana de la rueda, para ello utilizaría el
torno.
30
Fuente: http://autos.mercadolibre.com.ar/
IMAGEN N° 3.3.1RUEDA DENTADA O RUEDA FÓNICA
La rueda fónica produce el cambio en la densidad del flujo
magnético que es detectado por los dientes provistos
alrededor de la rueda fónica para que el sensor de velocidad
genere una señal eléctrica.
Luego con las ruedas fónicas ya listas, se procedió a instalar
en la manzana de las ruedas.
31
Fuente: www.infamotor.com
Fuente: TESIS:”ADAPTACIÓN DE UN SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHÍCULO FIAT, PARA MEJORAR LA SEGURIDAD DEL FRENADO”
IMAGEN N° 3.3.2MANZANA DE LA RUEDA
IMAGEN N° 3.3.3UNION DE LA RUEDA FÓNICA CON LA MANZANA
El sensor de revoluciones se encuentra localizado en cada
rueda y ofrece a la central electrónica el dato de velocidad
de cada rueda. Este sensor funciona según el principio de la
inducción; en la cabeza del captador se encuentran dos
imanes permanentes y una bobina. El flujo magnético es
modificado por el desfile de los dientes del generador de
impulsos. La variación del campo magnético que atraviesa la
bobina genera una tensión alternativa casi sinusoidal cuya
frecuencia es proporcional a la velocidad de la rueda. La
amplitud de la tensión en el captador es función de la
distancia (entre-hierro) entre diente y captador y de la
frecuencia.
32
IMAGEN N° 3.3.4SENSOR DE REVOLUCIONES
Después colocamos el sensor de velocidad, logrando
instalarlo minuciosamente en su respectivo lugar. Dejando
un espacio adecuado de distancia entre el sensor y la rueda
fónica.
33
Fuente: TESIS:”ADAPTACIÓN DE UN SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHÍCULO FIAT, PARA MEJORAR LA SEGURIDAD DEL FRENADO”
Fuente: TESIS:”ADAPTACIÓN DE UN SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHÍCULO FIAT, PARA MEJORAR LA SEGURIDAD DEL FRENADO”
IMAGEN N° 3.3.5POSICIÓN DEN CUAL QUEDARIA EL SENSOR DE
REVOLUCIONES
Luego volvemos a poner la manzana en su lugar y todo el
sistema de frenos.
III.3.2. Implementación de una electrobomba con modulo incorporado.
Esta bomba se conecta en el circuito hidráulico entre la bomba
hidráulica convencional y el distribuidor de líquido de frenos, se
instala las cañerías de salida de la presión hidráulica de la bomba
con la entrada de presión de la electrobomba y la salida de presión
de la electrobomba se conecta con el repartidor hidráulico.
La electrobomba se sujeta a la carrocería del vehículo mediante
pernos, para lo cual se procede a perforar la carrocería.
Luego de colocar la bomba electro-hidráulica en su lugar, se
procede a instalar las cañerías de entrada y salida de la bomba
principal hacia la electrobomba.
34Fuente: TESIS:”ADAPTACIÓN DE UN SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHÍCULO FIAT, PARA MEJORAR LA SEGURIDAD DEL FRENADO”
IMAGEN N° 3.3.6POSICIONAMIENTO DE LA ELECTROBOMBA EN EL VEHÍCULO
IMAGEN N° 3.3.8SISTEMA INCORPORADO A LA BOMBA HIDRAULICA
CONVENCIONAL
Después realizamos las respectivas instalaciones eléctricas, con la
ayuda de un diagrama electrónico del ABS para ello se tiene que
contar con el diagrama electrónico de la electrobomba.
Para un correcto funcionamiento del sistema ABS, se diseñaría un
Módulo Electrónico del ABS.
Esta sería la imagen de la adaptación de la electrobomba deseada.
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Fuente: TESIS:”ADAPTACIÓN DE UN SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHÍCULO FIAT, PARA MEJORAR LA SEGURIDAD DEL FRENADO”
IMAGEN N° 3.3.7MODULO ELECTRONICO ABS
III.4. Limitaciones.
En cuanto a limitaciones la mayoría es de aspecto económico
En cuanto a materiales.
Automóvil, sistema completo de frenos ABS, scanner herramientas
mecánicas, banco de pruebas de frenos, taller equipado, equipos de
medición automotriz.
Limitaciones técnicas
Tornos, sueldas especiales, herramientas de corte, dobladoras,
diseños de Frenos ABS.
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CAPITULO IV
IV.1. Análisis e interpretación de resultados.
Este sistema mejora la estabilidad de marcha y acorta casi siempre la
distancia de frenado.
Las maniobras de evasión que permite el ABS reducen bastante las
posibilidades de choque.
Los resultados requeridos en esta investigación se mostraran en la
siguiente tabla.
TABLA N° 4.1.1TABLA COMPARATIVA DEL SISTEMA EN DIFERNETES CONDICIONES
Fuente: TESIS:”ADAPTACIÓN DE UN SISTEMA DE FRENOS ABS A UN VEHÍCULO FIAT, PARA MEJORAR LA SEGURIDAD DEL FRENADO”
Con los cual se comprueba que el sistema tiene una buena eficiencia
a la hora del frenado.
Esto demuestra que la adaptación requerida por el vehículo se puede
desarrollar de manera correcta.
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Condición de frenado Sin ABS Con ABSFrenado en superficie arenosa
Derrape en un 20 % Derrape en un 10 %
Frenado en superficie mojada asfalto
Derrape en un 40% Derrape en un 20%
Frenado en condiciones extremas
Perdida de estabilidad del vehículo
Estabilidad del vehículo
Fuerza de frenado en ruedas delanteras
1000 N 1350 N
CONCLUSIONES
El ABS es un sistema de frenos antibloqueo que permite al vehículo
mantener la estabilidad en la dirección durante una frenada de
emergencia, esto se logra gracias a la interacción de componentes
electrónicos, mecánicos e hidráulicos.
Con esta investigación se lograra entender el real funcionamiento del
Sistema de Frenos ABS desde todos los componentes y sistemas que
este posee, la forma en que usa las señales recibidas de los sensores, la
manera de resolver el tipo de frenada que se realizará.
Un vehículo con ABS mantiene la capacidad de dirección en una
frenada intempestiva, no frena tan rápido en una vía lisa como en
pavimento seco.
Es importante conocer que las señales de velocidad enviadas al
calculador se basan en el principio de inducción electromagnética.
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RECOMENDACIONES.
No golpear los componentes de los sensores de velocidad (sensor,
rueda fónica) las ruedas fónicas pueden ser instaladas en los rotores
mediante una prensa hidráulica, nunca golpear los discos dentados, el
golpear los sensores puede causar desmagnetización o polarización,
afectando el retorno de la señal a la unidad de control electrónica de ABS.
Se recomienda realizar una encuesta en los diferentes talles para
saber si los mecánicos tienen conocimiento sobre adaptaciones de los
sistemas de frenos ABS, con la cual se tendría un conocimiento de la
importancia del de esta investigación.
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BIBLIOGRAFÍA.
http://ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn75.html#seccion2
http://www.automecanico.com/
“Mecánica Vectorial Para Ingenieros”, Décima Edición, S.L, S.F.
https://www.youtube.com/watch?v=-JB2fpM-R7
http://www.aficionadosalamecanica.net/sistema_abs.htm
Ayala Ayala Luis Gerardo, Vallejo Orbe Juan Pablo: “Adaptación de
un sistema de frenos ABS a un vehículos Fiat, para mejorar la
seguridad de frenado”
Ricardo Enrique Soto Solares: “frenos ABS”
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