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ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES

INDUSTRI INJINERUEN GOIMAILAKO ESKOLA

UNIVERSIDAD DE NAVARRA - NAFARROAKO UNIBERTSITATEA

SISTEMAS A.B.S.

Pedro Abuin Parga Manuel Cid Fortes Marco Coppa Prez Luis Domnguez Gonzlez Ignacio Gutirrez Santal San Sebastin, noviembre de 2000

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NDICE

1. INTRODUCCIN _________________________________________________2 2. CONFIGURACIONES A.B.S. _______________________________________41 CONFIGURACIN ____________________________________________________ 4 2 CONFIGURACIN ____________________________________________________ 4 3 CONFIGURACIN ____________________________________________________ 5 4CONFIGURACIN_____________________________________________________ 5

3. COMPONENTES DEL A.B.S. _______________________________________5SENSORES DE GIRO ____________________________________________________ 5 ELECTROVLVULAS ___________________________________________________ 6 HIDROGRUPO __________________________________________________________ 6 UNIDAD DE CONTROL __________________________________________________ 6

4. SISTEMA A.B.S. TEVES ___________________________________________7COMPONENTES DEL SISTEMA __________________________________________ 8 BOMBA DE ALTA PRESIN______________________________________________ 9ACUMULADOR _____________________________________________________________ PRESOSTATO. ______________________________________________________________ DEPSITO DE LQUIDO DE FRENOS___________________________________________ CMARA DE ASISTENCIA PARA EL FRENADO _________________________________ BOMBA DE FRENO PARA EL EJE DELANTERO _________________________________ FUNCIONAMIENTO EN LA FASE DE A.B.S._____________________________________ BLOQUE DE ELECTROVLVULAS.____________________________________________ 10 11 11 12 13 15 16

SISTEMA COMPLEMENTARIO T.C.S. ___________________________________ 17 SISTEMA TEVES MK-IV ________________________________________________ 20

5. CONCLUSIONES ________________________________________________22 6. BIBLIOGRAFA _________________________________________________22

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1. INTRODUCCINHoy en da existe una gran preocupacin sobre todo lo que se refiere a seguridad en el automvil, por ello la mayora de los avances tecnolgicos que se aplican en este sector van dirigidos en esta direccin. Quiz uno de los sistemas que mejor representa esta filosofa de cunto ms seguro mejor sea el sistema antibloqueo , de ruedas, tambin conocido como A.B.S. (Antiblock Braking System). Una de las principales misiones del A.B.S. es evitar la prdida de control del vehculo en condiciones de frenado de pnico, es decir, conseguir que un conductor normal pueda efectuar una frenada extraordinariamente eficaz sin que las condiciones externas o internas influyan. Conviene resaltar que estos sistemas de antibloqueo de ruedas no buscan mejorar la frenada del vehculo, buscan la mxima relacin posible entre potencia de frenado y direccionabilidad. Si se refiere el frenado del automvil a dos aspectos bsicos, siendo el primero la disminucin o anulacin progresiva de la velocidad del vehculo, y el segundo mantenerlo inmovilizado cuando ya se ha detenido. El sistema A.B.S. se va a encargar del primer aspecto, es decir, la disminucin progresiva de la velocidad. El dispositivo de frenado convencional se compone de un sistema de mando, un circuito de transmisin de esfuerzo y un freno propiamente dicho. El sistema de mando es activado por el conductor mediante el pedal. El circuito de transmisin del esfuerzo est constituido por los elementos que enlazan el sistema de mando con el freno: la bomba, el servofreno y las canalizaciones. Este circuito es ensamblado de manera funcional por un medio mecnico, hidrulico, neumtico, o combinacin de varios. El freno es el rgano donde se desarrollan las fuerzas que se oponen al movimiento del vehculo, siendo los ms utilizados en automviles los frenos de disco, o los frenos de tambor, teniendo los primeros mejores prestaciones trmicas y mecnicas. El sistema de frenos debe permitir controlar el movimiento del vehculo, llegando a detenerlo si fuera necesario de una manera segura, rpida y eficaz, independientemente de las condiciones de velocidad y carga en las que ruede. Los problemas que poseen los sistemas de frenado convencional tienen su origen en el bloqueo de las ruedas el bloqueo se produce cuando en la accin de frenado, la fuerza de frenado aplicada sobre una rueda es mayor que la fuerza de adherencia de sta sobre el suelo. Este efecto tiene tres consecuencias crticas en las funciones de freno: ? ? Provoca una prdida de estabilidad de marcha y derrape del vehculo. ? ? Se produce un aumento de distancia de frenado y del tiempo necesario para detener el vehculo, ? ? Se pierde la progresividad de la frenada. Si el bloqueo se produce en las ruedas traseras, el vehculo da bandazos tendiendo a cruzarse en la carretera, y si se produce en las ruedas delanteras, continua su marcha en lnea recta, dejando inoperante el sistema de direccin. Los sistemas de freno convencionales estn diseados de manera que las fuerzas de frenado aplicadas a cada una de las ruedas, sean siempre inferiores a las de adherencia de los neumticos con el suelo, pero muy prximas entre s. Esto se hace con la finalidad de conseguir la mayor eficacia posible de los frenos y obtener la menor distancia de parada. No obstante, en determinadas circunstancias de marcha, ante un peligro inminente, o cuando el estado de la calzada no es el ms apropiado, la adherencia del neumtico con el suelo disminuye de tal forma, que

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para una escasa fuerza de frenado, es fcil que alguna de las ruedas se bloquee, con los peligros que esto conlleva. Para evitar precisamente el blocaje de los neumticos se ide el sistema A.B.S., cuando el vehculo se ve sometido a una frenada brusca o realizada sobre firme deslizante. La capacidad de frenado de un vehculo depende de muchos factores, pero los ms determinantes son: ?? ?? ?? ?? Sistema de frenado. Adherencia de los neumticos. Estado de la carretera. Accin sobre el sistema de frenado por parte del conductor.

El A.B.S. trabaja sobre dos de estos factores, el sistema de frenado y la adherencia de los neumticos. Multitud de pruebas de laboratorio y en carretera han demostrado que una rueda bloqueada transmite menor intensidad de frenada que un neumtico que permita un cierto giro respecto a la velocidad del vehculo. Esto se debe a que la rueda bloqueada mantiene la misma superficie de contacto con la calzada en todo el trayecto de frenada lo que, a su vez, provoca un aumento de temperatura en dicha zona que deteriora considerablemente la adherencia. Por otro lado, el efecto de retencin de una rueda que gira es mayor porque adems de la friccin generada durante el frenado, el propio giro del neumtico provoca que el agarre sea superior. El A.B.S. trabaja precisamente en este punto; por un lado evita que la rueda se bloquee y por otro mantiene el giro de dicha rueda dentro del margen de mayor adherencia, y por lo tanto manejabilidad, lo que permite que en frenadas intensas el mando sobre la direccin no se vea alterado, contrariamente a lo que sucedera si las ruedas se bloqueasen. Porcentualmente, el margen de giro que permite un sistema antibloqueo se encuentra entre el 5% y el 20% de deslizamiento de rueda (una rueda bloqueada tiene un deslizamiento del 100% mientras que una rueda libre tiene un porcentaje del 0%). Este margen de funcionamiento puede verse reflejado en la siguiente grfica:

Figura 1

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Los sistemas antibloqueo regulan la presin aplicada a cada una de las ruedas en funcin de la adherencia de sta con el suelo y del esfuerzo ejercido por el conductor sobre el pedal, limitando le fuerza de frenado en ellas a un valor inferior al bloqueo. Sin embargo, en los sistemas de freno convencionales, las condiciones de parada del vehculo dependen de la dosificacin de esfuerzo ejercida por el conductor sobre el freno, con especial importancia en las frenadas de emergencia, lo que por s solo implica la prdida de control del vehculo ya que resulta muy difcil que un conductor en estas circunstancias distribuya el esfuerzo de tal forma que se adecue en cada momento a las condiciones de adherencia. Adems, el sistema de frenado convencional no trabaja rueda por rueda, a diferencia del A.B.S., sino que aplica el mismo esfuerzo a las dos ruedas del mismo tren.

2. CONFIGURACIONES A.B.S.Los diferentes montajes de sistemas A.B.S. que se encuentran en los vehculos surgen a partir de diversos factores como los diferentes sistemas de frenado, reduccin de los costes de fabricacin, simplificacin del A.B.S., etc.

1 CONFIGURACINSistema de cuatro canales y cuatro sensores. La distribucin hidrulica de frenado corresponde a un sistema convencional de frenados en X. Este montaje representa la mejor configuracin de A.B.S., ya que permite una total compatibilidad con cualquier sistema de traccin, frenado, direccin, etc., montado en un automvil. Por otro lado, la independencia entre los circuitos de frenado permite que la seguridad en este aspecto no se vea influida por el montaje del A.B.S.. El nico inconveniente de esta configuracin es que el coste de fabricacin es elevado ya que se debe utilizar un controlador hidrulico de A.B.S. para cada rueda y, por otro lado, tambin se debe usar un sensor de giro en cada una de las ruedas del vehculo. Es por lo tanto un sistema reservado, por lo general, a vehculos de gama media-alta.

2 CONFIGURACINSistema de tres canales y cuatro sensores. En esta configuracin el montaje del eje anterior es igual que en la p rimera configuracin, con un control hidrulico y una deteccin de giro independiente en cada rueda. Sin embargo en el eje trasero se monta un solo canal, con lo que se reduce el coste de fabricacin pero se incrementa el riesgo de la prdida de frenado total en el eje trasero si se produce una rotura en alguna comunicacin hidrulica. Este montaje no vara el funcionamiento del A.B.S. puesto que todos los sistemas antibloqueo gobiernan las ruedas del tren posterior conjuntamente segn el principio de Seleccin Baja o Select Low. Se puede utilizar tres o cuatro sensores como en la configuracin anterior, pero esta eleccin depende del sistema de traccin.

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El uso de un solo sensor en el eje trasero conlleva una prdida de sensibilidad en la deteccin de bloqu eo de ruedas posteriores pero, en ocasiones, la ventaja econmica es el argumento que se utiliza para el montaje de esta configuracin.

3 CONFIGURACINSistema de dos canales y cuatro sensores. El control para el eje trasero se realiza, independientemente del uso de uno o dos sensores, como ocurra en la segunda configuracin. Para el eje delantero se utiliza un sistema de gobierno denominado Seleccin Alta. Un A.B.S. con canales independientes para las ruedas delanteras no permite que ninguna de ellas lle gue a derrapar, sin embargo este montaje si lo permite en cierta medida. El sistema permite que una rueda bloquee ligeramente para evitar que la regulacin A.B.S. libere el eje completo, lo que se traducira en un aumento considerable de la distancia de fr enado. Al permitir que una rueda bloquee, la otra rueda puede seguir frenando y por lo tanto, ofrecer un buen rendimiento del sistema de freno. De todas formas el derrape de la rueda slo es permitido durante un tiempo controlado para no perder la efectivi dad del A.B.S..

4CONFIGURACINSistema de dos canales y cuatro sensores. En este sistema el control del A.B.S. para la rueda delantera y su opuesta se hace a travs del mismo canal, con lo que se pierde la independencia entre el eje delantero y trasero en lo que a antibloqueo se refiere. La regulacin del freno trasero en funcin de la carga a travs de las vlvulas AV requiere que stas sean de un diseo muy especfico para evitar bloqueos innecesarios en el eje trasero que dieran como consecuencia un fun cionamiento errneo del A.B.S.. Si se disean correctamente las vlvulas de control de carga y los revestimientos para las zapatas de freno, el sistema se comporta de forma satisfactoria, de hecho es un sistema bastante difundido debido a su bajo coste de montaje.

3. COMPONENTES DEL A.B.S.A continuacin se van a explicar brevemente los elementos que ayudan a tomar en todo momento una seal precisa del giro de la rueda y comparar esta informacin con el resto de ruedas para detectar el peligro de deslizamiento .

SENSORES DE GIROSon los elementos que se encargan de la deteccin de la seal de giro.

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En cada rueda, y dependiendo del tipo de configuracin utilizado, se colocan unos sensores inductivos enfrentados a una corona fnica. La corona fnica transmite el movimiento de rotacin de la rueda, el dentado que posee la corona se enfrenta al sensor e induce en l una tensin alterna de valor y frecuencia proporcional a la velocidad de giro de la rueda. El sensor inductivo traduce el cambio de un diente a otro de la corona fnica. La centralita de A.B.S. reconoce estas variaciones y utiliza su frecuencia para determinar la velocidad de giro. Frecuencia y nivel de tensin alto significan velocidad de rueda alta, mientras que frecuencia y tensin baja significan baja velocidad de rueda.

ELECTROVLVULASUna vez que se ha detectado una seal de bloqueo en una o ms ruedas, el A.B.S. intentar variar la presin de frenado en la rueda prxima al bloqueo, variando la presin hidrulica que llega a las pinzas de freno a trav s de unas electrovlvulas. La forma y funcionamiento fsico de las electrovlvulas es muy variado. Sin embargo los elementos comunes a las electrovlvulas son un solenoide o bobina de hilo de cobre y una pieza metlica mvil que se desplaza con la activac in de la vlvula. Existen bsicamente tres estados de funcin de A.B.S. que definen la posicin de la electrovlvula. ? ? REPOSO. Electrovlvula en reposo para la comunicacin de presin hidrulica entre la bomba de freno y las pinzas. Frenado convencional. ? ? MANTENIMIENTO DE PRESIN. Se excita de forma parcial la zona de electrovlvulas para bloquear la llegada de lquido a las pinzas. ? ? ESCAPE DE PRESIN. Se conectan totalmente las electrovlvulas de forma que la presin hidrulica de las pinzas se descargue al depsito de lquido de freno para liberar la rueda con tendencia al bloqueo.

HIDROGRUPOEl bloque hidrulico o hidrogrupo es un elemento muy importante dentro del A.B.S.. Su forma, tamao y ubicacin son muy variados, pero siempre ser la central hidrulica del sistema. En el bloque hidrulico se montarn las vlvulas, bombas de exceso o de alta presin, depsito de lquido, sistema de creacin de presin de asistencia, etc. El hidrogrupo es la primera pieza a buscar para identificar un A.B.S., puesto que su forma indica de qu sistema se trata.

UNIDAD DE CONTROLLa E.C.U de los sistemas A.B.S. es muy similar a cualquier otra unidad de control, bien sea de inyeccin, encendido, suspensin, etc. La E.C.U. permite la deteccin

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de las seales de giro de los s ensores y la elaboracin de los impulsos de apertura para las electrovlvulas entre otras funciones. A la hora de disear una centralita uno de los aspectos ms importantes es el de la seguridad, ya que la E.C.U tiene capacidad para desconectar la presin de frenado a las pinzas de freno y, por lo tanto, provocar una prdida total del frenado del vehculo. Por este motivo, las centrales de A.B.S. se comportan como dos procesadores; el principal realiza las funciones de A.B.S. y el procesador secundario controla que la elaboracin de todas las seales sea correcta. Si debido a un fallo en el procesador principal existiera peligro para el sistema de frenado, el segundo procesador toma el mando de las funciones principales y el sistema funciona en modo de emergencia, esto es, con el testigo de A.B.S. encendido pero con la instalacin de freno intacta.

4. SISTEMA A.B.S. TEVESEn el sistema Teves existen variantes del sistema principal. Se ver con detenimiento el sistema integrado o Teves MK II, debido a que es el d e mayor complejidad, no obstante tambin se estudiarn los sistemas complementarios como el Teves MK IV, sistema T.C.S. para el control de traccin y el sistema E.D.S. montado en el MK IV. Se trata de un sistema integrado de A.B.S. y freno. Dispone de una bomba de alta presin, un acumulador y un presostato para comparar el funcionamiento de la bomba y hacer las funciones de seguridad en caso de fallo hidrulico. La alta presin se utiliza para la asistencia del freno convencional en las pinzas delanteras, para las traseras es esta alta presin la responsable directa del frenado. Esta condicin del sistema MK II da como resultado la existencia de dos circuitos de freno diferentes para el eje delantero y el trasero: ? ? Eje delantero: circuito convencional con as istencia de alta presin. ? ? Eje trasero: circuito dinmico con dosificado de alta presin para el frenado. En cuanto a la configuracin, se trata de un sistema de cuatro sensores y tres canales: un canal para la rueda delantera izquierda, un canal para la ru eda delantera derecha y un canal para el eje trasero. En este eje se deben llevar unas vlvulas reguladoras en funcin de la carga un poco especiales, debido a que la presin de freno para las ruedas traseras puede ser muy elevada al derivarse directamente de la presin principal. En la figura se ve la disposicin del sistema en cuanto a canales de freno.

1. Unidad de control 2. Testigo 3. Modulador hidrulico 4. Electrovlvulas 5. Captador rueda delantera 6. Captador rueda trasera 7. Vlvula limitadora 8. Acumulador 9. Bomba hidrulico

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COMPONENTES DEL SISTEMAEl sistema MK II se caracteriza por un montaje de sus elementos muy compacto. En el bloque hidrulico se tienen los siguientes componentes: ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? Bomba de alta presin. Acumulador. Presostato. Depsito de lquido de frenos. Cmara de amplificacin para asistencia al frenado. Bomba de freno en tndem para frenos delanteros. Bloque de electrovlvulas. Canalizadores del sistema.

En la figura se puede apreciar un despiece general del bloque hidrulico:

Figura 3

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BOMBA DE ALTA PRESINEl sistema MK II no utiliza servo de vaco para la asistencia al frenado, por eso se dispone de una fuente de alta presin para desarrollar las funciones de freno y asistencia. El elemento responsable de esta misin es la bomba de alta presin, situada en e l bloque hidrulico. En el interior del bloque generador de alta presin va montado el acumulador y el presostato.

Figura 4

La bomba est compuesta por dos pistones y dos bolas en sus extremos. Estos pistones son arrastrados en un movimiento de giro den tro de una cmara excntrica como una bomba convencional de alta presin. El movimiento de rotacin del plato en el que van montados los pistones lo provoca el motor elctrico de bomba, acoplado por dos salientes a dicho plato. Hasta la parte interior de l os pistones llegan dos canalizaciones: ? ? Canalizacin superior: salida de alta presin. Es una cmara muy reducida por la excentricidad del anillo exterior que rodea al plato portapistones. ? ? Canalizacin inferior: entrada de lquido de frenos directamente des de el depsito. La excentricidad provoca que los pistones en esta zona estn muy abiertos, y que exista un gran volumen de lquido. La llegada desde el depsito hasta la cmara inferior se realiza por succin y por el propio peso del lquido debido a que e l depsito se encuentra en un plano superior. Cada pistn tiene dos fase de funcionamiento: ? ? Pistn superior: compresin -expulsin de lquido a alta presin. ? ? Pistn inferior: admisin de lquido.

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Cuando el motor elctrico de bomba pone en rotacin el plato portapistones, por la fuerza centrfuga, los pistones junto con las bolas de sus extremos se pegan contra el anillo excntrico exterior. El pistn inferior succiona el lquido a travs de la canalizacin central en su descenso. En el giro, la excentricidad del anillo provoca que el volumen de la cmara situada en el extremo del pistn se reduzca progresivamente. El lquido sufre una compresin debido a que no puede fugar por ninguna de las canalizaciones, tapadas por el portapistones. Cuando el pistn recorre media vuelta se descubre el orificio de salida de alta presin, el lquido comprimido sale al circuito principal creando un aumento de presin. La alternancia entre el funcionamiento de los dos pistones provoca generacin de presin de forma continua. El giro de la bomba est controlado, tal que cuando la presin del sistema alcance los 180 bares detenga su funcionamiento, y que cuando baje de 140 bares se conecte de nuevo para mantener la presin principal dentro de estos mrgenes. Esto lo realiza el presostato y el acumulador.

ACUMULADORLa presin del sistema se consigue con la bomba en un minuto. Si la bomba tuviese que mantener la presin del sistema constante, funcionara ininterrumpidamente, por lo que habra problemas. Por otra parte, en caso de f allo de la bomba, no habra ninguna reserva de presin que garantizase un frenado de emergencia aceptable. Es por ello el uso del acumulador de presin.

Figura 5

Se trata de una esfera dividida en su interior en dos cmaras separadas por una membrana de goma. La cmara superior tiene gas nitrgeno (70 bares), que sirve de " muelle " para compensar la bajada de presin creada por el sistema. A la cmara inferior se le lleva la entrada de lquido. Cuando la bomba crea presin, el lquido entra en el acumulador comprimiendo el nitrgeno a travs de la membrana. El gas se comprime y aumenta de presin a la vez que el lquido. Cuando la presin del gas

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y la del lquido son iguales la membrana queda fija. En funcionamiento normal se llega a mximos de 180 bares, esta presin la mantiene el sistema de accin del nitrgeno cuando la bomba se para. Si se consume presin el gas se expande, y compensa la bajada de presin.

PRESOSTATO.Es el elemento responsable de mantener la presin entre los valores extremos de 180 y 140 bares. Es un presocontacto en cuyo interior lleva dos contactores: ? ? Uno para la conexin y desconexin del rel de la bomba de alta presin. ? ? Un contacto conmutado para encender el testigo de ALERTA FRENO directamente en el cuadro y para avisar a la ce ntral de A.B.S. de una posible avera en el sistema de alta presin. El segundo contacto es conmutado, un contacto abre cuando el otro cierra. Un contacto est cerrado por debajo de 105 bares, y comunica masa al testigo de ALERTA FRENO indicando baja presi n en el sistema. En el momento que se superan los 105 bares, se abre y el testigo se apaga. El segundo contacto conmutado se mantiene abierto por debajo de 105 bares interrumpiendo un lazo de seguridad para la central de A.B.S. informando a sta de la baj a presin del circuito, y provocando la desconexin del A.B.S.. Al superar los 105 bares se cierra el contacto y la central recibe la seal correcta par que el A.B.S. pueda funcionar.

DEPSITO DE LQUIDO DE FRENOSInternamente, el depsito de lquido de fr enos dispone de unos tabiques para evitar que la prdida de lquido en un circuito de freno vace el depsito por completo (este tabicado interno se monta en todos los depsitos de lquido de freno como medida de seguridad). El retorno de las electrovlvul as y la bomba de freno se realiza a travs de una canalizacin especial que lleva en su extremo un tamiz o filtro. Con esta medida se evita que el lquido, al retornar con bastante violencia en la funcin antibloqueo, remueva el lquido del depsito y prov oque burbujas de aire. En la aspiracin de la bomba de alta presin se lleva un filtro para evitar que las impurezas estropeen este elemento. En cuanto a la zona de captacin de nivel, se dispone de un flotador con un imn que activar dos contactos. Un contacto se mantiene abierto hasta que el nivel del depsito desciende un poco sin llegar a ser indicativo de avera. Cuando se cierra permite el paso de masa hacia el testigo de ALERTA FRENO del cuadro de instrumentacin. El segundo contacto permanece cerrado hasta que el nivel de lquido desciende peligrosamente por debajo del mnimo. Estos contactos estn en serie con los contactos del lazo de seguridad del presostato. Cuando los contactos estn cerrados, la central no reconoce avera y el testigo de A.B.S . permanece apagado. En el momento en que los contactos se abren, el lazo de seguridad informa a la central de un problema grave y la central desconecta el A.B.S., la bomba de alta presin (para evitar la prdida del poco lquido restante) y conecta el te stigo de A.B.S. en el cuadro. En este instante el otro contacto del depsito tambin tiene encendido el testigo de ALERTA FRENO.

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CMARA DE ASISTENCIA PARA EL FRENADOEl sistema de asistencia al frenado en los sistemas Teves MK II utiliza la alta presin hidrulica como fuente amplificadora de la fuerza de freno. Esta funcin de asistencia se lleva a cabo en la cmara de asistencia para el frenado que se puede observar en la siguiente figura:

Figura 6 :Cmara en posicin pedal mantenido

De esta cmara se toma presin para los frenos traseros directamente por lo que su misin es doble: por un lado asistir el frenado delantero y por otro, crear la presin de utilizacin para el eje trasero. En la fase de reposo la cmara contiene lquido de frenos sin presi n alguna. Esto se debe a la posicin de la vlvula de regulacin que, como se puede apreciar, permite el retorno de la presin de la cmara hacia el depsito. Esta vlvula de regulacin es tambin la responsable de comunicar la cmara de amplificacin con la presin del sistema. Si el conductor pisa el freno suceder lo siguiente: ? ? Se cierran los extremos inferiores de la palanca de pantgrafo. ? ? Se separan los extremos superiores de la palanca de pantgrafo. ? ? La vlvula de regulacin se desplaza hacia la izqui erda y pone en comunicacin la canalizacin de alta presin con la cmara de amplificacin. La presin de la cmara de amplificacin se transmite a los frenos traseros a travs de la canalizacin que hay en la parte inferior del amplificador. Esta presin pasar a travs de las vlvulas compensadoras en funcin de la carga e ir directamente a las pinzas de freno trasero. La presin de la cmara tambin actuar sobre toda la superficie del mbolo de amplificacin y provocar una fuerza de asistencia que se suma a la que realiza el conductor sobre el pedal de freno. Gracias a esta fuerza se logra una asistencia al frenado similar o incluso superior a la que tenemos en un servofreno convencional de vaco. Si el conductor del vehculo decide mantener la presin de freno suceder lo siguiente:

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? ? El pedal de freno permanece inmvil junto con el extremo inferior de la rtula de la palanca de pantgrafo. ? ? Debido a la presin hidrulica existente en la cmara, el mbolo de amplificacin se desplaza unos milmetros hacia delante, arrastrando el otro extremo inferior de la palanca de pantgrafo. ? ? Al separarse los extremos inferiores de la palanca de pantgrafo, los extremos superiores se cierran y desplazan la vlvula de regulacin hacia la derecha, cerrando la entrada de a lta presin y evitando un aumento de dicha presin en la cmara. Con este procedimiento se logra mantener el frenado del vehculo. Si el conductor decide pisar con ms energa el pedal de freno provocar de nuevo la apertura de la vlvula de impulsin y aumentar la presin en la cmara provocando la asistencia de freno para el eje delantero y el frenado del eje trasero. Si el conductor libera la fuerza sobre el pedal, la apertura de la vlvula de impulsin permite el retorno al depsito de la presin exist ente en la cmara de amplificacin con lo que se libera la presin de freno sobre los frenos traseros.

BOMBA DE FRENO PARA EL EJE DELANTEROComo se acaba de ver, el frenado para las ruedas posteriores se realiza de forma dinmica, esto es, dosificando una alta presin. Para el eje delantero se utiliza un sistema semiconvencional, con bomba de freno en tndem servoasistida.

Figura 7 La comunicacin de alimentacin y retorno de lquido de frenos se realiza por la canalizacin superior y de forma directa hac ia el depsito. Internamente se llevan dos pequeos depsitos auxiliares separados por un tabique que permiten el frenado incluso si se produce una rotura en el conducto de alimentacin principal desde el depsito. Entre la canalizacin de entrada de lqui do de frenos hasta la bomba en tndem se lleva una electrovlvula llamada Electrovlvula Principal. Esta vlvula permanecer cerrada durante el funcionamiento normal del sistema de frenado. Si se requiere la entrada en funcionamiento del A.B.S. entonces se r activada.

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La bomba en tndem est compuesta por dos mbolos de freno y dos cmaras para la creacin de presin: un mbolo y una cmara para la rueda delantera izquierda y otro mbolo y cmara para la rueda delantera derecha. En caso de fallo en la comunicacin hidrulica de una rueda, se conserva el frenado (hay que desplazar ms el pedal de freno) en la otra. En posicin de reposo, el lquido contenido en las pinzas de freno puede retornar al depsito a travs de las dos vlvulas centrales. Estas vlvul as slo se cierran en el instante en el que conductor pisa el pedal para permitir el aumento de presin en la cmara correspondiente. El diseo y colocacin de estas vlvulas son lo que diferencian esta bomba de una convencional. Cuando el conductor pisa e l freno suceder lo siguiente: ? ? Gracias a la cmara de amplificacin y al esfuerzo sobre el pedal de freno, se desplaza el mbolo principal de freno. ? ? Se cierra la vlvula central del primer compartimento de la bomba y se empieza a crear presin. ? ? Esta presin desplaza el segundo mbolo y cierra su vlvula central con lo que tambin se crea presin en su cmara. En estas condiciones estamos frenando ambas ruedas delanteras con la ayuda de la asistencia hidrulica. Si existe una fuga en alguna canalizacin haci a las pinzas delanteras, no se crear presin en la cmara afectada pero la posicin de tope del mbolo permitir el frenado en la otra rueda al ofrecer un punto firme sobre el que comprimir el lquido de freno con el segundo mbolo. Si el conductor mantiene la fuerza sobre el pedal de freno, la autorregulacin que vimos en la cmara del amplificador hidrulico evita el aumento de la presin en las pinzas de freno. Si se libera el pedal, el retorno a la posicin de reposo de los mbolos, se abren las vlvulas centrales y se degrada la presin en las pinzas hacia el depsito de lquido de frenos. En caso de la prdida de alta presin por avera de alguna canalizacin, bomba, presostato o acumulador, no hay ningn tipo de frenado en el eje posterior. El conductor no puede crear presin para este eje de ningn modo. En el eje delantero existe un frenado convencional sin asistencia, lo que se traducir en un aumento considerable de la fuerza que hay que aplicar sobre el pedal de freno. Si por algn motivo la bomba de alta presin deja de funcionar, hay una reserva de unas 20 pedaladas (gracias al acumulador) antes de que el conductor note endurecimiento del pedal, no obstante, la prdida de presin del sistema ocasiona, a travs del presocontacto, el encendido sim ultneo de los testigos de A.B.S. y alerta freno.

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FUNCIONAMIENTO EN LA FASE DE A.B.S.En este apartado se trata como se comporta el bloque principal del Teves MK II cuando es necesaria la intervencin del A.B.S. En la figura se ve el bloque de freno en el momento de una regulacin A.B.S:

Figura 8

Lo ms importante es fijarse en la posicin de la electrovlvula principal. Siempre que se produzca la regulacin antibloqueo, esta vlvula permanecer abierta, independientemente d e la posicin de las electrovlvulas para el control de rueda. La apertura de la vlvula principal (ordenada por la central de A.B.S.) provoca la llegada de alta presin desde la cmara de amplificacin hasta la parte posterior de los retenes de bomba en t ndem. El retn, debido a su forma en cua, no permite la fuga de lquido cuando ste presiona en su parte delantera, sin embargo cuando ste entra por la parte posterior, el retn se comba hacia delante y s permite el paso. El lquido que se ha enviado a travs de la electrovlvula principal puede superar los retenes de la bomba de freno e ir hacia las pinzas. Con esto se consiguen dos efectos: ? ? En primer lugar, la presin del lquido sobre el casquillo de posicionado eleva el pedal del freno para permitir una carrera auxiliar en caso de que el vehculo necesite una mayor intensidad de freno. ? ? En segundo lugar, debido a la regulacin antibloqueo, se elimina presin de alguna de las pinzas. Si esta presin no se recupera en la fase de aumento de presin, cada vez que se vace la presin de las pinzas y se conecte de nuevo la entrada de presin desde la bomba de freno, el conductor notar que el pedal de freno ir descendiendo hasta que hace tope. Para evitar esto, adems de subir el pedal gracias al casquillo de posicionado, se introducir lquido con presin justo a la entrada de pinza.

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BLOQUE DE ELECTROVLVULAS.En la figura se puede ver la forma del bloque de electrovlvulas del sistema MK II:

Figura 9 El sistema posee seis electrovlvulas: ?? ?? ?? ?? ?? ?? Electrovlvula de Admisin rueda VL Electrovlvula de Escape rueda VL Electrovlvula de Admisin rueda VR Electrovlvula de Escape rueda VR Electrovlvula de Admisin eje trasero H Electrovlvula de Admisin eje trasero H

El bloque de electrovlvulas dispone de un conect or de siete patillas, una es para alimentacin de positivo comn para las seis electrovlvulas y las restantes son para la excitacin individual por masa de cada electrovlvula directamente desde la central. La comunicacin hacia la pinza de freno desde la bomba en tndem es permitida por la vlvula de admisin mientras que la de escape bloquea la salida de lquido de frenos hacia el depsito.

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En esta figura se ve la posicin de las electrovlvulas para la fase antibloqueo denominada mantenimiento de presi n:

Figura 10 En esta fase se bloquea, mediante la activacin de la vlvula de admisin, la entrada de presin desde la bomba de freno. La presin en la pinza de freno correspondiente se mantiene. La vlvula de admisin permanece cerrada mientras se acti va la vlvula de escape y se libera la presin de la pinza hacia el depsito. Con esto se permite que la velocidad de la rueda aumente y supere el peligro de deslizamiento. Gracias a la vlvula principal, el lquido de frenos que se ha descargado al depsi to es recuperado para evitar que el conductor deba pisar ms el pedal para compensar la falta de presin.

SISTEMA COMPLEMENTARIO T.C.S.Existe un sistema que utiliza la instalacin de freno y A.B.S. para su funcionamiento; se trata de los sistemas para el control de traccin. Estos sistemas buscan la mejor motricidad del vehculo para evitar el patinado de los neumticos sobre firme deslizante o bajo una fuerte aceleracin. Se sabe que el diferencial de un vehculo se usa para permitir diferencia de giro entre las ruedas motrices de un mismo eje. Esto nos beneficia sobre todo en las curvas, evitando deslizamientos laterales del neumtico (debido a la traccin), pero debido a su concepcin no es un sistema apropiado para un reparto de fuerza motriz correcto en fase de aceleracin sobre firme deslizante. El diferencial provocara que la rueda que patina reciba toda la fuerza motriz, mientras que a la rueda que puede traccionar se le elimina casi por completo esta fuerza. La consecuencia de esto es el derrape de los neumticos sin que el vehculo traccione y comience su marcha. Si las dos ruedas motrices de un vehculo giran a la misma velocidad, el reparto de fuerza motriz es el mismo con lo que la traccin es muy favorable. Conseguir igualar la velocidad de ambas ruedas motrices es el objetivo del sistema antipatinado. Este sistema recibe el nombre de T.C.S. cuando se monta en vehculos equipados con sistema A.B.S. Teves MK II.

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El T.C.S. utiliza la inmensa mayora de los elementos originales del Teves y slo necesita unos cuantos elementos adicionales: ?? ?? ?? ?? Bloque de electrovlvulas adicionales TC Presocontacto de seguridad en la cmara de amplificacin Testigos de TCS y TCS CONTROL Central de control simultneo del T.C.S. y del A.B.S.

El objetivo del T.C.S. es conseguir igualar la velocidad de giro de las dos ruedas motrices. Cuando una rueda gira a ms velocidad que su contraria, los sensores de rueda (comunes para el A.B.S. y el T.C.S.) informan de tal situacin. La central elabora el siguiente proceso de funcionam iento: ? ? Activa una electrovlvula TC para comunicar la alta presin del sistema con la electrovlvula principal del A.B.S. ? ? Activa la electrovlvula principal, para tener alta tensin en las pinzas a travs de los retenes de bomba de freno convencional. ? ? Cierra la electrovlvula de admisin de la rueda que no quiere frenar para evitar la llegada del lquido hasta su pinza. ? ? La alta presin llega hasta la pinza de la rueda que patina y sta se frena. Al igualar su giro con la otra rueda, se libera la presin de frenado para evitar una disminucin de velocidad excesiva. El proceso se repite desde el principio para conseguir igualar la velocidad de giro de las dos ruedas. Hay dos vlvulas: ? ? Normalmente abierta: permite la llegada de alta presin desde el conjunto bomba-acumulador hasta la vlvula principal. Esto sucede en las fases de frenado convencional y con A.B.S., al igual que en un Teves sin T.C.S.. Se cierra cuando entra el antipatinado para evitar la llegada de alta presin hasta la cmara de amplificacin. ? ? Normalmente cerrada: slo se abre en funcionamiento T.C.S. para comunicar alta presin a la vlvula principal sin que esta presin pase por la cmara de amplificacin. En el bloque TC llevamos un presocontacto, su misin es detectar la llegada de presin a la cmara de amplificacin durante el funcionamiento del T.C.S.. La llegada de alta presin a la cmara de amplificacin significa que el conductor ha pisado el freno y por lo tanto el T.C.S. se debe desconectar. El sistema de frenado es preferente sobre e l sistema antipatinado. El presocontacto completa la funcin de deteccin de frenado que realiza el interruptor del pedal de freno como medida adicional de seguridad.

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En la siguiente grfica se observa el funcionamiento de T.C.S. sobre una de las ruedas d elanteras:

Figura 11

En el cuadro de instrumentacin se lleva cuatro testigo relacionados con el A.B.S T.C.S.: ? ? Testigo ALERTA FRENO: bajo nivel de lquido a baja presin. ? ? Testigo A.B.S.: indica el test del sistema a la puesta en contacto. Su iluminacin en marcha indica avera del sistema antibloqueo de frenos. ? ? Testigo T.C.S.: se enciende cuando el sistema antipatinado entra en funcionamiento. Es normal que se encienda cuando se acelera bruscamente sobre firme deslizante para indicar al conductor que el s istema funciona correctamente. ? ? Testigo T.C.S. CONTROL: se enciende cuando existe una avera en el sistema antipatinado

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El sistema T:C:S: se ve complementado con el control del funcionamiento del motor del vehculo mediante el E.T.S. o mariposa electrnica. El E.T.S. aisla al acelerador del vehculo del mando sobre la mariposa de gases. Esta mariposa es gobernada por un servomotor controlado por una unidad de control. Cuando el conductor pisa pedal del acelerador, el movimiento es detectado por un potencim etro que a su vez enva una seal elctrica a la central para que desplace en consecuencia la mariposa. Este sistema es necesario porque el T.C.S. slo puede igualar la velocidad de giro de las ruedas de un mismo eje. Si se trata de evitar que ambas ruedas derrapen (respecto a las traseras) el T.C.S. no podr lograrlo. Cuando ambas ruedas delanteras derrapan, el E.T.S. o mariposa electrnica entra en funcionamiento para recortar potencia al motor y evitar el deslizamiento. Se puede decir que el T.C.S. busca igualar la velocidad de las ruedas motrices del mismo eje, mientras que el E.T.S. busca igualar la velocidad de giro del eje delantero respecto al trasero. Por supuesto el E.T.S. recibir tambin informacin de los sensores de giro de rueda para poder det ectar las diferencias de velocidad. Decir por ltimo, que no hay posibilidad de provocar sobrecalentamientos peligrosos de las pastillas de freno bajo la accin del T.C.S. debido a que la central cortar el funcionamiento del antipatinado por encima de un determinado tiempo para evitar estos problemas.

SISTEMA TEVES MK-IVEste sistema vara notablemente del modelo MK -II en cuanto a funcionamiento. En la siguiente figura se puede ver el bloque principal del MK IV:

Figura 12

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Se trata de un sistema no integr ado que usa la bomba y servofreno convencionales, a los que se les suma una bomba elctrica de recuperacin y un bloque electovlvulas. Adicionalmente el sistema puede montar E.D.S que es la versin de antipatinado con los Teves MK -IV. El sistema original utiliza 10 electrovlulas: ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? Admisin VR Escape VR Admisin VL Escape VL Admisin HR Escape HR Admisin HL Escape HL Dos vlvulas E.D.S.

El funcionamiento de las electrovlvulas para rueda es igual que con el sistema MK II, con la variacin de que en el MK-IV se utilizan dos canales para eje trasero, en lugar de uno. Las vlvulas E.D.S. evitan que en funcionamiento antipatinado la presin de frenado llegue hasta las ruedas traseras. El frenado se produce de forma convencional a travs de bomba de freno y servofreno de vaco. El funcionamiento del A.B.S se consigue mediante la activacin de las electrovlvulas para el corte de las comunicaciones hidrulicas. El funcionamiento de la bomba de presin es doble: ? ? En la fase de A.B.S escape de presin, recupera la pr esin perdida hacia el depsito. As evitamos que el pedal de freno se hunda despus de cada entrada del A.B.S. ? ? En la fase de E.D.S. crea la presin de freno que se aplicar a la rueda que est patinando para frenar su velocidad. La entrada en funcionamien to de la bomba elctrica provoca la creacin de presin para el frenado. Las vlvulas de presin diferencial reducen las presin creada por la bomba hasta unos 60 bares para evitar bloquear la rueda. Las vlvulas E.D.S. estn activadas cortando la comunica cin de freno hacia las ruedas traseras. El sistema dispone de un potencimetro conectado a la membrana del servofreno que indica el recorrido del pedal de freno. La seal de este potencimetro se utiliza para detectar frenado por parte del conductor. Con el potencimetro tambin se consigue informar a la central de la intensidad con la que el conductor pisa el pedal. El detectar frenado a travs de este potencimetro tambin provoca la desconexin del E.D.S. si el sistema est en funcionamiento.

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5. CONCLUSIONESEl sistema Teves es uno de los ABS ms complejos que se han montado y est bastante difundido, por lo que aunque actualmente no se monta en ningn vehculo, ha sido aplicado con xito durante mucho tiempo y hay un parque importante de coches con este s istema. En la actualidad existen tres grandes fabrica ntes, que son Teves, Bosch y Bendix. En los nuevos coches que salen al mercado, pocos utilizan el siste ma Teves, por dos razones principales: ? ? Mayor complejidad del sistema frente a sus co mpetidores. ? ? Aunque en fiabilidad sea parejo, el Teves es algo ms caro. Siendo Bosch el fabricante l der en este sistema. El sistema Teves est actualmente presente en los Citren Saxo, Seat Ibiza, Ford Escort, Fiat Bravo, Renault Megane, y Renault Laguna, estos dos ltimos utilizan un sistema Teves MK-IV GI. El sistema Teves MK-II, con su sistema de asistencia hidru lica y su funcionamiento particular, a pesar de ser un gran sistema antibloqueo, resulta demasiado caro para aplicar con cierta rentabilidad en gamas de vehculos medias o bajas, gamas que que tiene derecho a disponer de ABS. Para cubrir este mercado con c ostes de fabricacin reducidos, y una mejora en el funcionamiento de sus equipos se desarroll el sistema Teves MK-IV.

6. BIBLIOGRAFAGrupo AMA formacin,S.L. La Corua