Que son los frenos ABS y como funcionan? Tips de En la
actualidad es muy comn escuchar que algunos vehculos Mantenimiento
estn equipados con frenos ABS, de hecho, se ha convertido en una
muy buena herramienta de venta para los vendedores de automviles.
Sin embargo, existen muchas personas que desconocen el
funcionamiento de los frenos ABS o peor an no saben como
utilizarlos. El concepto de los frenos ABS El concepto de los
frenos ABS parte del simple hecho que si la superficie del neumtico
se est deslizando sobre el pavimento entonces se tiene menos
traccin. Esto es muy evidente en situacines de lodo o hielo en
donde podemos observar que si hacemos que los neumticos de nuestro
vehculo se deslicen notamos que perdemos traccin. Los frenos ABS
precisamente evitan que las llantas se detengan totalmente y se
deslicen en la superficie lo cual genera dos ventajas importantes:
la distancia de frenado es menor debido a la mayor traccion y es
posible seguir dirigiendo el vehculo con el volante mientras se
frena. De qu consta un sistema de frenos ABS? Se requieren de
cuatro componentes para el funcionamiento de un sistema ABS: Sensor
de velocidad: Cada rueda del coche o bien el diferencial cuenta con
un sensor de velocidad que determina cuando la rueda est a punto de
bloquearse (detenerse totalmente). Vlvulas: Existe una vlvula en
cada lnea de lquido de frenos para cada freno controlado por el
ABS. Estas permiten presurizar o
bien liberar presin en cada una de las ruedas segn los
requerimientos. Bomba: Cuando se libera presin en los frenos
mediante las vlvulas, la bomba tiene la funcin de recuperar la
presin. Controlador: El controlador es una computadora que recibe
seales de los sensores de velocidad de las ruedas y con esta
informacin opera las vlvulas. Frenos ABS en funcionamiento Los
algoritmos de control de los frenos ABS pueden variar, sin embargo,
de manera general funcionan de la siguiente manera: El controlador
recibe informacin de los sensores de velocidad de las ruedas todo
el tiempo. Cuando se detecta una desaceleracin extraordinaria en
alguna de las ruedas, el controlador evita que esta rueda se
detenga totalmente al liberar presin en el freno de esa rueda hasta
que detecte una aceleracin y entonces levanta presin en ese freno y
as sucesivamente. El sistema puede hacer estos movimientos muy
rpido (15 veces por segundo) de manera que la velocidad real de la
rueda no vare significativamente. El resultado de esta operacin es
que el vehiculo se detenga en una menor distancia maximizando el
poder de frenado. Como usar los frenos ABS? Antes de que existieran
los frenos ABS se le enseaba a los conductores a frenar en
superficies resbaladizas pisando y soltando el pedal del freno
constantemente para evitar que el vehculo se derrapara. Con los
frenos ABS no es necesario realizar
esta operacin, de hecho, en cualquier situacin de emergencia con
frenos ABS solo se requiere pisar el pedal a fondo y prepararse
para maniobrar el vehculo con el freno Al entrar el sistema ABS en
funcionamiento se sienten unas leves pulsaciones en el pedal que
son totalmente normales.
El ABS o SAB (del alemn Antiblockiersystem, sistema de
antibloqueo) es un dispositivo utilizado en aviones y en
automviles, para evitar que los neumticos pierdan la adherencia con
el suelo durante un proceso de frenado. El sistema fue desarrollado
inicialmente para los aviones, los cuales acostumbran a tener que
frenar fuertemente una vez han tomado tierra. En 1978 Bosch hizo
historia cuando introdujo el primer sistema electrnico de frenos
antibloqueo. Esta tecnologa se ha convertido en la base para todos
los sistemas electrnicos que utilizan de alguna forma el ABS, como
por ejemplo los controles de traccin y de estabilidad. A da de hoy
alrededor del 75% de todos los vehculos que se fabrican en el
mundo, cuentan con el ABS. Con el tiempo el ABS se ha ido
generalizando, de forma que en la actualidad la absoluta mayora de
los automviles y camiones de fabricacin reciente dispone de l.
Algunas motos de alta cilindrada tambin llevan este sistema de
frenado. El ABS se convirti en un equipo de serie obligatorio en
todos los turismos fabricados en la Unin Europea a partir del 1 de
julio de 2004, gracias a un acuerdo voluntario de los fabricantes
de automviles. Hoy da se desarrollan sistemas de freno elctrico que
simplifican el nmero de componentes, y aumentan su eficacia.
HistoriaEn el ao 1936 se patent la idea por parte de la compaa
alemana Bosch. Se trataba de hacer (no slo para coches, sino tambin
para camiones, trenes y aviones) que fuera ms difcil bloquear una
rueda en una frenada brusca, con lo que se poda conseguir una mayor
seguridad. Se hicieron pruebas, pero no se lleg a nada serio hasta
que se desarroll la electrnica digital a comienzos de los aos '70.
Hasta entonces, era materialmente imposible realizar tantos clculos
como necesitaba el sistema y de forma rpida.
Bosch inici el trabajo en serio para el desarrollo del ABS en el
ao 1964 de la mano de una subsidiaria, Teldix.Pero es en 1970
cuando la firma desarrolla un dispositivo eficaz y con la
posibilidad de comercializacion a gran escala. La primera generacin
del ABS tuvo 1.000 componentes, cifra que se redujo hasta 140 en la
segunda generacin. Despus de 14 aos de desarrollo, finalmente
estuvo preparado el ABS de segunda generacin que se ofreci como un
caro opcional en el Mercedes Clase S de la poca y en seguida en el
BMW Serie 7.
Bomba de freno y calculador electrnico del sistema ABS en un
automvil.
FuncionamientoEl ABS funciona en conjunto con el sistema de
frenado tradicional. Consiste en una bomba que se incorpora a los
circuitos del lquido de freno y en unos detectores que controlan
las revoluciones de las ruedas. Si en una frenada brusca una o
varias ruedas reducen repentinamente sus revoluciones, el ABS lo
detecta e interpreta que las ruedas estn a punto de quedar
bloqueadas sin que el vehculo se haya detenido. Esto quiere decir
que el vehculo comenzar a patinar, y por lo tanto, a deslizarse
sobre el suelo sin control. Para que esto no ocurra, los sensores
envan una seal a la Central del sistema ABS, que reduce la presin
realizada sobre los frenos, sin que intervenga en ello el
conductor. Cuando la situacin se ha normalizado y las ruedas giran
de nuevo correctamente, el sistema permite que la presin sobre los
frenos vuelva a actuar con toda la intensidad. El ABS controla
nuevamente el giro de las ruedas y acta otra vez si stas estn a
punto de bloquearse por la fuerza del freno. En el
caso de que este sistema intervenga, el procedimiento se repite
de forma muy rpida, unas 50 a 100 veces por segundo, lo que se
traduce en que el conductor percibe una vibracin en el pedal del
freno. Permite que el conductor siga teniendo el control sobre la
trayectoria del vehculo, con la consiguiente posibilidad de poder
esquivar el obstculo causante de la situacin de riesgo.
UsoEl sistema ABS permite mantener durante la frenada el
coeficiente de rozamiento esttico, ya que evita que se produzca
deslizamiento sobre la calzada. Teniendo en cuenta que el
coeficiente de rozamiento esttico es mayor que el coeficiente de
rozamiento dinmico, la distancia de frenado siempre se reduce con
un sistema ABS. Si bien el sistema ABS es til en casi todas las
situaciones, resulta indispensable en superficies deslizantes, como
son pavimentos mojados o con hielo, ya que en estos casos la
diferencia entre el coeficiente de rozamiento esttico y el dinmico
es especialmente alta. Cuando se conduce sobre nieve o gravilla y
se frena sin sistema ABS, se produce el hundimiento de las ruedas
en el terreno, lo que produce una detencin del coche ms eficaz. El
sistema ABS, al evitar que se produzca deslizamiento sobre el suelo
tambin evita que se hundan las ruedas, por lo que en estos tipos de
superficie, y deseando una distancia de frenado lo ms corta posible
sera deseable poder desactivar la accin del ABS. Algunos sistemas
usados en autos deportivos o de desempeo, permiten al sistema del
vehculo desactivar el uso del ABS para producir una frenada ms
brusca al principio y permitir el control del mismo con una
velocidad ms baja. Es decir el sistema antibloqueo entra a trabajar
con retraso, permitiendo derrapes controlados o enterramientos en
terrenos blandos.Para terminar de una vez por todas con el problema
del bloqueo de las ruedas al frenar, se recurri a la electrnica,
una de las reas de la tecnologa que mayor desarrollo ha tenido en
los ltimos aos. El sistema ABS "Anti-lock Brake System" utiliza la
electrnica para controlar la fuerza de frenado en las cuatro ruedas
del vehculo sobre todo en las Ilamadas frenadas de pnico, cuando se
pisa el pedal de manera enrgica y violenta.
Perdida de control con las llantas delanteras bloqueadas
El esquema de la izquierda ilustra cmo una vez bloqueadas las
ruedas es intil maniobrar la direccin; el vehculo seguir con la
trayectoria que traa al aplicar el freno (en el mejor de los casos)
y el obstculo causante de la maniobra no podr ser evitado. La
conclusin a la que se Ilega es que en caso de bloqueo, no puede
haber control direccional.
Esquema simplificado del sistema ABS Siguiendo la ilustracin
anterior, observamos que en cada rueda se ubica una rejilla que
gira junto con aqulla. El giro de estas rejillas es "ledo" por los
sensores en cada rueda y stos a su vez emiten una seal intermitente
hacia la Unidad de Control que de esta manera sabe que las ruedas
estn girando. Existe una tolerancia para registrar las posibles
diferencias de giro entre las ruedas, por ejemplo cuando se dobla
una esquina, de modo que esas diferencias no activan el ABS. El
sistema antibloqueo se activar cuando cualquiera de los cuatro
sensores emita una seal de que la rueda correspondiente ha reducido
substancialmente su rotacin y est a punto de bloquearse cuando el
freno se encuentra
aplicado. En ese momento, la Unidad de Control ordena a la
unidad ABS que reduzca la presin de frenado en la rueda que
pretende bloquearse (existen dos vlvulas para cada rueda, una que
permite la entrada de presin hidrulica y otra que permite su
salida), la vlvula de entrada de esa rueda, se cierra para evitar
el incremento de presin y se abre la de salida para liberar la
rueda que de ese modo seguir girando; entonces se abre de nuevo la
vlvula de entrada al mismo tiempo que se cierra la de salida para
que la rueda frene de nuevo. Este proceso se repite rpidamente
(puede ser perceptible en forma de vibracin en el pedal de freno)
hasta la total detencin del vehculo. De esta forma, el frenado
resulta efectivo, la distancia de frenado es razonable y, lo que es
ms importante, se mantiene el control direccional del auto lo que
permite maniobrar en el volante para esquivar la colisin si la
distancia disponible no fuera suficiente. Uno de los efectos ms
importantes de los frenos hidrulicos es la simultaneidad de su
aplicacin. Esto es debido a que la fuerza de frenado empieza hasta
que los mbolos de rueda hayan eliminado cualquier recorrido en su
carrera al pisar el pedal, de modo que las cuatro ruedas frenan al
mismo tiempo.
Frenado con maniobra con frenos con ABS
Los frenos de rueda pueden ser de tambor o de disco, aplicndose
los ltimos, debido a su mayor energa, en el eje delantero y los de
tambor en el eje trasero. En la ilustracin de abajo tenemos
esquemas que corresponden a dichos mecanismos.
Frenos de Potencia.Este es un sistema que aprovecha la presin
atmosfrica (1 Kg/cm2) para incrementar la fuerza aplicada sobre el
pedal y reducir as el esfuerzo fsico para frenar. En el momento de
pisar el pedal, una vlvula se abre y comunica la cmara A del
"boster" con el vaco (succin de los cilindros) del mltiple de
admisin y permite la entrada de la presin atmosfrica en la cmara B
que empuja el diafragma y el mbolo del cilindro maestro con gran
fuerza. Recuerda P = F/A?
De este modo, en un "boster" de 30 cm de dimetro tendremos una
fuerza aplicada de
706.8 Kg que sera muy difcil de lograr con tan slo la pierna
derecha. Si el lector desea probarlo, la frmula para obtener el rea
del crculo es "Pi" y el peso de la atmsfera es de 1 Kg/cm.?
Sistema antibloqueo de frenos (ABS) El sistema antibloqueo de
frenos impide que las ruedas se bloqueen durante una frenada de
emergencia o al frenar sobre una superficie resbaladiza, asegurando
as que los conductores mantengan el control sobre la trayectoria
del vehculo. Al bloquearse las ruedas, ya no son capaces de
transmitir fuerzas de giro, de modo que el conductor pierde el
control del vehculo. A fin de impedir que esto ocurra, la unidad de
control ABS utiliza sensores de velocidad en las ruedas para
controlar la velocidad rotacional de todas las ruedas del vehculo.
Si existe riesgo de que se bloquee una rueda, una vlvula de
solenoide en la unidad de control central del sistema antibloqueo
reduce la presin de frenado aplicada a la rueda en cuestin hasta
que ste empieza a girar de nuevo libremente. A continuacin se
vuelve a aumentar la presin hasta el umbral de bloqueo. El vehculo
permanece estable y controlable. En los sistemas de frenado
antibloqueo ms avanzados, como los instalados en todos los modelos
Volkswagen, este proceso se repite varias veces por segundo. El
conductor sabe cundo el sistema de frenado antibloqueo est
interviniendo, ya que el pedal del freno palpita ligeramente. En el
mbito de funcionamiento del sistema antibloqueo, el vehculo puede
conducirse sin dificultad, aunque se est frenando a la mxima
potencia, permitiendo al conductor emprender una accin evasiva para
evitar colisionar con cualquier obstculo presente en la calzada. La
funcin ABS "offroad" que incorpora el Touareg es un algoritmo
especial programado en la unidad de control ABS, que se activa
automticamente slo cuando se circula por terrenos extremadamente
irregulares (por ejemplo, el vehculo debe circular a menos de 5
Km./h con el diferencial central bloqueado). Con el ABS "offroad",
las ruedas pueden bloquearse ligeramente antes de que el sistema
reduzca la presin de frenado. De este modo se da tiempo a que se
forme una pequea cua de material del suelo (como grava o arena)
delante de las ruedas, lo cual incrementa el efecto de frenado. El
Touareg conserva su direccionabilidad en todo momento, al tiempo
que se acorta sensiblemente la distancia de frenado.
EDBDistribucin electrnica de la fuerza de frenado (EBD) El
centro de gravedad de todo vehculo se desplaza hacia delante al
aplicar los frenos. Esto supone un riesgo de que las ruedas
traseras tiendan a bloquearse debido a la reduccin de la traccin.
La distribucin electrnica de la fuerza de frenado usa las vlvulas
de solenoide en la unidad ABS para regular la potencia de frenado
en las ruedas traseras, asegurando as un rendimiento de frenado
mximo tanto en las ruedas delanteras como en las traseras y, en
condiciones normales, impidiendo que el vehculo se vaya de atrs
debido a una
sobrefrenada en las ruedas traseras. La distribucin electrnica
de la fuerza de frenado acta como parte de la funcin ABS: el rango
operativo del EBD termina en el momento en que el control ABS
interviene.
Reparto de frenadaDe Wikipedia, la enciclopedia libre Saltar a
navegacin, bsqueda
En los automviles cuando se frena, debido a la altura, sobre la
calzada, del centro de gravedad, se produce una mayor distribucin
del peso del coche sobre el eje delantero. Este efecto de
distribucin no uniforme de carga sobre el eje delantero es mayor
cuanto mayor es la deceleracin y el centro de gravedad ms alto. Por
este motivo en todos los coches los sistemas de frenado son ms
potentes en el eje delantero que en el trasero, ya que sino se
desaprovecharia la frenada y al patinar las ruedas traseras se
correra el riesgo de sufrir un trompo por poco que se gire. De
hecho se suele disear los frenos para que se bloqueen antes en el
eje delantero que en el trasero incluso en seco, ya que es ms
fcilmente solucionable un subviraje que un sobreviraje. Para
mejorar an ms la frenada , en vehculos de competencia se usan
repartidores de frenada manuales ya que el reparto de frenada ideal
no es siempre el mismo, por ejemplo, en mojado y seco ya que la
deceleracin es diferente y con ella el reparto de peso sobre los
ejes.
Para obtener el reparto de frenada ideal en coches de calle sin
tener que seleccionarlo manualmente se han desarrollado los
sistemas electrnicos EBV y EBD en conjuncin con el ABS.
[editar] Motos y bicicletasEn el caso de frenadas de motos y
bicicletas, la rueda delantera recibe un par considerable originado
por el peso del vehculo, este par tiende a elevar la rueda trasera
y reducir su agarre a la calzada. Puede incluso despegarla
totalmente del suelo. Por este motivo, hay que repartir parte de la
frenada a la rueda trasera, aunque la delantera pueda soportar todo
la carga de la frenada sin acercarse al lmite del derrape. Tambin
hay sistemas que hacen girar el freno delantero en sentido
contrario al de la rueda y convierte el par del la frenada en una
ayuda en vez de en un problema, este sistema adems tiene otros
efectos giroscopicos que hacen la moto ms gil en giros. Las
bicicletas com respaldo para el conductor mitigan mucho el
levantamiento de la rueda posterior y frenan mucho mejor que las
que no lo tienen. Vase tambin: distancia de frenada
Introduccin Cada da la tecnologa avanza a pasos agigantados, en
seguridad, calidad, confort, rendimiento, efectividad, etc. De esta
manera lo a hecho la tecnologa automotriz en la seguridad de manejo
en forma importante en el sistema de frenos implementando muchos
tipos de sistemas distintos pero con la misma finalidad, hacer mas
eficiente la frenada y mas segura, es con este objetivoque se creo
el sistema ABS el cual vamos a explicar en detalle en este trabajo,
tratando de explicar de forma tcnica cada uno de sus componentes,
sus funciones, etc. El ABS (funcin): Dispositivo que evita el
bloqueo de las ruedas al frenar. Un sensor electrnico de
revoluciones, instalado en la rueda, detecta en cada instante de la
frenada si una rueda est a punto de bloquearse. En caso afirmativo,
enva una orden que reduce la presinde frenado sobre esa rueda y
evita el bloqueo. El ABS mejora notablemente la seguridad dinmica
de los coches, ya que reduce la posibilidad de prdida de control
del vehculo en situaciones extremas, permite mantener el control
sobre la direccin (con las ruedas delanteras bloqueadas, los coches
no obedecen a las indicaciones del volante) y adems permite detener
el vehculo en menos metros. El sistema antibloqueo ABS constituye
un elemento de seguridad adicional en el vehculo. Tiene la funcin
de reducir el riesgo de accidentes mediante el control optimo del
proceso de frenado. Durante un frenado que presente un
riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el ABS tiene como
funcin adaptar el nivel de presin del liquido de freno en cada
rueda con el fin de evitar el bloqueo y optimizar as el compromiso
de: - Estabilidad en la conduccin:Durante el proceso de frenado
debe garantizarse la estabilidad del vehculo, tanto cuando la
presin de frenado aumenta lentamente hasta el limite de bloqueo
como cuando lo hace bruscamente, es decir, frenando en situacin
limite. - Dirigibilidad: El vehculo 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
mximo posible. Para cumplir dichas exigencias, el ABS debe de
funcionar de modo muy rpido y exacto (en dcimas de segundo) lo cual
no es posible mas que con una electrnica sumamente complicada. Cmo
funciona el ABS? Unos sensores ubicados en las ruedas controlan
permanentemente la velocidadde giro de las mismas. A partir de los
datos que suministra cada uno de los sensores, la unidad de control
electrnica calcula la velocidad media, que corresponde
aproximadamente a la velocidad del vehculo. Comparando la velocidad
especfica de una rueda con la media global se puede saber si una
rueda amenaza con bloquearse. Si es as, el sistema reduce
automticamente la presin de frenado en la rueda en cuestin hasta
alcanzar un valor umbral fijado por debajo del lmite de bloqueo.
Cuando la rueda gira libremente se vuelve a aumentar al mximo la
presin de frenado. Solo una gira que rueda puede generar fuerzas
laterales y, consecuentemente, cumplir funciones de guiado. Este
proceso (reducir la presin de frenado / aumentar la presin de
frenado) se repite hasta que el conductor retira el pie del freno o
disminuye la fuerza de activacin del mismo.
El conductor solo nota un ligero efecto pulsante en el pedal del
freno. zona de control ABS Para ver el grfico seleccione la opcin
"Descargar" del men superior En la figura se ve el esquema de un
circuito de frenos convencional sin ABS. Frenado en "X". Para ver
el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men superior En la
figura 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 aadido: un hidrogrupo, una centralita electrnica de
mando y unos detectores de rgimen (RPM) a cada una de las ruedas,
estos elementos forman el sistema ABS.
Hidrogrupo o unidad hidrulica. El hidrogrupo esta formado por un
conjunto de motor-bomba, ocho electro vlvulascuatro de admisin y
cuatro de escape, y un acumulador de baja presin. -
Electrovlvulas:estn constituidas de un solenoide y de un inducido
mvil que asegura las funciones de apertura y cierre. La posicin de
reposo es asegurada por la accinde un muelle incorporado. Todas las
entradas y salidas de las electrovlvulas van protegidas por unos
filtros. A fin de poderreducir en todo momento la presin de los
frenos, independiente del estadoelctrico de la electrovlvula, se ha
incorporado una vlvula anti-retorno a la electrovlvula de admisin.
La vlvula se abre cuando la presin de la "bomba de frenos" es
inferior a la presin del estribo. Ejemplo: al dejar de frenar
cuando el ABS esta funcionando. El circuito de frenado esta
provisto de dos electrovlvulas de admisin abiertas en reposo y de
dos electrovlvulas de escape cerradas en reposo. Es la accin
separada o simultanea de las electrovlvulas la que permite modular
la presin en los circuitos de frenado. Conjunto motor-bomba: Esta
constituido de un motor elctrico y de una bomba hidrulica de doble
circuito, controlados elctricamente por el calculador. La funcin
del conjunto es rechazar el liquido de frenos en el curso de la
fase de regulacin desde los bombines a la bomba de frenos. Este
rechazo es perceptible por el conductor por el movimiento del pedal
de freno. El modo de funcionamiento se basa en transformar el giro
del motor elctrico en un movimiento de carrera alternativa de dos
pistones por medio de una pieza excntrica que arrastra el eje del
motor. Acumulador de baja presin: Se llena del liquido del freno
que transita por la electrovlvula de escape, si hay una variacin
importante de adherencia en el suelo. El nivel de presin necesario
para el llenado del acumulador de baja presin debe ser lo
suficientemente bajo para no contrariar la cada de presin en fase
de regulacin, pero lo suficientemente importante como para vencer
en cualquier circunstancia el tarado de la vlvula de entrada de la
bomba. El caudal medio evacuado por la bomba es inferior al volumen
mximo suministrado en situacin de baja presin. En la figura se ve
un hidrogrupo o unidad de regulacin hidrulica.
A- Canalizacin de llegada de la bomba de frenos(circuito
primario). B- Canalizacin de llegada de la bomba de frenos
(circuito secundario). C- Canalizacin de salida del hidrogrupo que
va a la rueda delantera izquierda. D- Canalizacin de salida del
hidrogrupo que va a la rueda trasera derecha. E- Canalizacin de
salida del hidrogrupo que va a la rueda trasera izquierda. F-
Canalizacin de salida del hidrogrupo que va a rueda delantera
derecha Seal del switch de luces de freno: La informacin del
contactor luces de stop tiene como misin permitir abandonar el modo
ABS lo mas rpidamente posible cuando sea necesario. En efecto si el
ABS esta funcionando y el conductor suelta el pedal de freno con el
fin de interrumpir la frenada, la seal transmitida por el contactor
de stop permitir cesar la regulacin mas rpidamente.
Ruido y confort de la regulacin: Una regulacin ABS conduce a
unas aperturas y a unos cierres de las electro vlvulas, al
funcionamiento de un grupomotor-bomba, as como a unos movimientos
del liquido en un circuito cerrado, es decir, con retorno del
liquido hacia la bomba de frenos. Esto genera un ruido durante la
regulacin, acompaado por unos movimientos del pedal de frenos. Los
ruidos son mas o menos perceptibles en el habitculo segn la
implantacin arquitectnica del bloque hidrulico y la naturaleza de
los aislantes fnicos que posea el vehculo. Estos ruidos, asociados
a la remontada del pedal de frenos presenta sin embargo la ventaja
de informar al conductor sobre el activado del ABS y, por lo tanto,
sobre la aparicin de unas condiciones precarias de circulacin. La
conduccin podr entonces adaptarse en consecuencia. Detectores de
rueda Los detectores de rueda o de rgimen, tambin llamados
captadores de rueda miden la velocidad instantnea en cada rueda. El
conjunto esta compuesto por un captador (1) y un generador de
impulsos o rueda fnica (3) fijado sobre un rgano giratorio. La
disposicin puede ser axial, radial o tangencial (axial ruedas
delanteras, tangencial ruedas traseras). Para obtener una seal
correcta, conviene mantener un entrehierro (2) entre el captador y
el generador de impulsos. El captador va unido al calculador
mediante cableado.
El captador funciona segn el principio de la induccin; en la
cabeza del captador se encuentran dos imanes permanentes y una
bobina. El flujo magntico es modificado por el desfile de los
dientes del generador de impulsos. La variacin del campo magntico
que atraviesa la bobina genera una tensin alternativa casi
sinusoidal cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de la
rueda. La amplitud de la tensin en el captador es funcin de la
distancia (entre-hierro) entre diente y captador y de la
frecuencia.
Funcionamiento hidrulico del sistema ABS. Si la fuerza de
frenado es menor que la fuerza de adherencia entonces no hay
frenado con regulacin, el sistema ABS no se activa. Si la fuerza de
frenado es mayor que la fuerza de adherencia (las ruedas tienden a
bloquearse) entonces si hay frenado con regulacin, el sistema ABS
se activa. Cuando tenemos un frenado con regulacin distinguiremos
tres estados: - El mantenimiento de presin. - La disminucin de
presin. - El aumento de presin. El mantenimiento de presin: La
electro vlvula de admisin se cierra y asla la bomba de frenos del
bombin en la rueda. El aumento de presin de frenado es imposible.
La disminucin de presin (disminucin de la tendencia al bloqueo):
Esta fase interviene solo cuando la fase de mantenimiento de presin
no ha sido suficiente. La electro vlvula de admisin permanece
cerrada. Simultneamente, la electro vlvula de escape se abre y la
bomba se pone en funcionamiento. La bajada de presin se efecta
instantneamente gracias al acumulador de baja presin, cuya
capacidad varia. La accin de la bomba permite rechazar el liquido
almacenado en los acumuladores hacia la bomba de frenos.
El aumento de presin (aumento de frenado): La electro vlvula de
escape se cierra y la electro vlvula de admisin se abre. La bomba
de frenos esta otra vez unida al bombin de la rueda. La alimentacin
hidrulica se efecta gracias a la bomba de frenos, pero tambin por
medio del motor-bomba (en el caso en el que no este vaci el
acumulador). Como el volumen de liquido de freno transportado es
por trmino medio mayor que el volumen que va de los consumidores
hacia los acumuladores de baja presin, estos ltimos sirven
nicamente a los acumuladores intermediarios para puntas de caudal
cortas. La bomba rechaza el liquido de freno de los acumuladores de
baja presin hacia los circuitos de freno (bomba de freno o bombin,
dependiendo del reglaje de las electro vlvulas de admisin). Segn el
caudal de la bomba, la posicin de los pistones de la bomba de
frenos, y por consiguiente, la posicin del pedal corresponde a la
absorcin momentnea del bombin de freno con un cierto decalado. Por
ello, el pedal se encuentra en posicin alta durante las presiones
bajas y en posicin baja durante las presiones altas. Este cambio de
presin regular provoca un movimiento del pedal (pulsacin) y seala
al conductor que esta en el curso de una regulacin. NOTA:
Independientemente del estado elctrico de las electro vlvulas, se
puede en cualquier momento reducir la presin de frenado soltando el
pedal de freno. La disminucin de la presin se efecta por medio de
la vlvula anti retorno colocada en paralelo con la vlvula de
admisin. CALCULADOR (Unidad electrnica de mando). Para ver el
grfico seleccione la opcin "Descargar" del men superior Las
informaciones medidas por los captadores de rueda transformadas
elctricamente son tratadas en paralelo mediante dos
microcomputadores (microprocesadores). En caso de desigualdad en
las informaciones recibidas, el calculador reconoce un fallo y se
inicializa un proceso de regulacin del sistema ABS. Tras la
amplificacin, las seales de salida aseguran la activacin de las
electrovlvulas y el motor-bomba. Para ver el grfico seleccione la
opcin "Descargar" del men superior El calculador trabaja segn el
principio de la redundancia simtrica; los dos microcomputadores son
diferentes, tratan la misma informacin y utilizan un mecanismo de
cambio de informacin jerarquizada para comunicar. Cada
microcomputador esta programado con unos algoritmosde calculo
diferentes. En caso de no conformidad de las seales tratadas, en
caso de avera o fallo en la instalacin, el calculador limita el
funcionamiento de los sistemas segn un proceso apropiado. El fallo
es sealado por un testigo en el cuadro de instrumentos y puede ser
interpretado mediante un til de diagnostico. Dado el avance de la
electrnica el calculador cada vez es mayor su capacidad para auto
diagnosticarse los fallos en el sistema ABS. La diagnosis que hace
un calculador cubre dos aspectos: - El primer aspecto corresponde a
las acciones que realiza el calculador de manera autnoma para
verificar sus perifricos, as como su propio funcionamiento; es
decir el autodiagnstico.
- La otra parte del diagnostico concierne al acceso de las
informaciones o datos relativos al estado del sistema, memorizados
o no, por un operador exterior; se trata del diagnostico exterior
por parte del mecnico mediante el aparato de diagnosis. El
autodiagnstico es un proceso automtico que permite al calculador: -
Verificar sus perifricos. - Adoptar una marcha, degradada prevista
para cada tipo de avera detectada. - Memorizar el o los fallos
constatados en una memoria permanente con el fin de permitir una
intervencin posterior Cualquier fallo detectado por el
autodiagnstico puede quedar memorizado en una memoria permanente y
conservado, incluso si no hay tensin de alimentacin. En la
inicializacin (puesta bajo tensin), el calculador efecta un cierto
numero de tareas destinadas a verificar que el sistema esta en
estado de arrancar. Son principalmente: - Tests internos del
calculador. -Tests de uniones: alimentacin, rel de electrovlvulas,
captadores. - Interfaces hacia el exterior. Si estos tests, son
correctos, esta fase finaliza con el apagado del testigo de fallo
al cabo de 2,5 segundos. Cuando el vehculo ya esta circulando
existen varios tipos de auto-controles: algunos se efectan de forma
permanente, otros necesitan unas condiciones de funcionamiento
particular (velocidad vehculo superior a un cierto umbral por
ejemplo); en todos los casos, los posibles tests se llevan a cabo
simultnea y continuamente. En el esquema de abajo se ve la parte
interna de un calculador as como las seales que recibe y manda al
exterior (a sus perifricos que forman parte del sistema ABS). Para
ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men superior
Principales valores utilizados por la lgica interna del calculador.
Informaciones fsicas (transmitidas por unas seales elctricas). -
Velocidad de las cuatro ruedas (las cuatro ruedas pueden tener
velocidades diferentes en funcin de las fases de aceleracin o de
deceleracin y del estado de la calzada, etc.). - Informacin del
contactor luces de stop. - Resultados de los tests de control de
funcionamiento (rotacin de la bomba, estado de los captadores y
estados de las electrovlvulas). Esquema elctrico
Para ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men
superior 1 Unidad hidrulica 2 Vlvula de solenoide de entrada DI 3
Vlvula de solenoide de salida DI 4 Vlvula de solenoide de entrada
DD 5 Vlvula de solenoide de salida DD 6 Vlvula de solenoide de
entrada TI 7 Vlvula de solenoide de salida TI 8 Vlvula de solenoide
de entrada TD 9 Vlvula de solenoide de salida TD 10 Motor 11 TCM
(Solo con A/T) 12 Piloto ABS 13 Rel del motor 14 Rel de la vlvula
15 Caja de rels 16 Conector enlace de datos 17 Conector de
diagnostico 18 Switch de freno 19 Luz de freno 20Sensor G (solo
AWD)
21Sensor de rueda DI 22 Sensor de rueda DD 23 Sensor de rueda TI
24 Sensor de rueda TD 25 Modulo de control Para ver el grfico
seleccione la opcin "Descargar" del men superior Cdigos de avera
SUBARU Legacy Seales de entrada y de salida Para ver el grfico
seleccione la opcin "Descargar" del men superior Informaciones
calculadas. - Velocidad de referencia: Por cuestiones de precisin y
de seguridad, la lgica calcula la velocidad del vehculo a partir de
las velocidades de los cuatro ruedas. Esta informacin se llama
velocidad de referencia. Para el calculo, la lgica tiene en cuenta
adems de los limites fsicos (las aceleraciones y deceleraciones
mximas que es posible alcanzar en las diferentes adherencias) con
el fin de verificar la coherencia del resultado y en su caso
corregir el valor obtenido. - Deslizamiento de las diferentes
ruedas: El deslizamiento de una rueda es la diferencia de velocidad
entre la rueda y el vehculo. Para la estrategia, que solo dispone
de la velocidad de referencia como aproximacin de la velocidad del
vehculo, el deslizamiento es calculado a partir de la velocidad de
la rueda y de la velocidad de referencia. - Aceleraciones y
deceleraciones de las ruedas: A partir de la velocidad instantnea
de una rueda (dada por el captador de velocidad), es posible
calcular la aceleracin o la deceleracin de la rueda considerada
observando la evolucin de la velocidad en el tiempo. -
Reconocimiento de la adherencia longitudinal neumtico-suelo:
La lgica calcula la adherencia instantnea exacta a partir del
comportamientode las ruedas. En efecto, cada tipo de adherencia
conduce a unos valores de aceleracin y de deceleracin que son
propios. Adems, la lgica considera dos mbitos de adherencia: baja
(de hielo a nieve) y alta (de suelo mojado a suelo seco) que
corresponden a una estrategias de regulaciones diferentes.
Reconocimiento de las condiciones de rodaje: La lgica sabe
adaptarse a un cierto numero de condiciones de rodaje que es capaz
de reconocer. Entre ellas citamos las principales: Viraje: Las
curvas se detectan observando las diferencias de velocidades de las
ruedas traseras (la rueda interior en un giro es menos rpida que la
rueda exterior). Transicin de adherencia (paso de alta adherencia a
baja adherencia o a la inversa): los deslizamientos de las ruedas,
aceleraciones y deceleraciones se toman en cuenta para reconocer
esta situacin. Asimtrica (dos ruedas de un mismo lado sobre alta
adherencia y las otras sobre baja adherencia): los deslizamientos
de las ruedas de un mismo lado se comparan con los deslizamientos
de las ruedas del otro lado. - Ordenes de regulacin: la intervencin
decidida por la lgica se traduce en unas ordenes elctricas enviadas
a las electrovlvulas y al grupo motor-bomba, segn el cuadro
siguiente:Electrovlvula Electrovlvula Motor-bomba de admisin de
escape - Subida de presin - Mantenimiento presin - Bajada de presin
- Subida de presin tras la bajada
0 1 1 0
0 0 1 0
0 0* 1 1
Sin regulacin Con regulacin Con regulacin Con regulacin
0 - No alimentada con tensin 1 - Alimentada con tensin
* - Durante el primer mantenimiento, la bomba no funciona (0).
Durante los mantenimientos siguientes, la bomba funciona (1). El la
figura se ve el circuito hidrulico de un sistema ABS. 1-
Electrovlvula de admisin. 2- Electrovlvula de escape. 3- Vlvula
anti-retorno. 4- Vlvula reguladora de la presin de frenado. 5-
Rueda delantera izquierda. 6- Rueda trasera derecha. 7- Rueda
delantera derecha. 8- Rueda trasera izquierda. 9- Bomba de frenos.
10- Silenciador. 11- Motor-bomba. 12- Acumulador de baja presin.
13- Filtro. Para ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del
men superior Funcin especifica de cada elemento Mdulo de control
del sistema de frenos antiblocantes (ABSCM): Calcula y determina
las condiciones de las ruedas y de la carrocera en funcin de las
velocidades de las ruedas, y efecta una decisin acorde a la
situacin actual para controlar la unidad hidrulica. En el modo de
operacin de ABS, el mdulo enva una seal de control cooperativa al
mdulo de control de la transmisin automtica. (Slo vehculos con
A/T). Al girar el interruptor de encendido a la posicin ON, el
mdulo efecta un autodiagnstico, si detecta alguna condicin anormal,
desconecta el sistema. Comunica con el monitor selector. Unidad
hidrulica (H/U):
En el modo de operacin de ABS, la H/U cambia los conductos de
lquido para controlar la presin del lquido de los cilindros de
rueda, como respuesta a la instruccin recibida del ABSCM. La H/U
tambin forma parte del conducto del lquido de frenos que se
extiende desde el cilindro maestro a los cilindros de rueda, junto
con las tuberas. Sensor de velocidad de la rueda (sensor de ABS):
Detecta la velocidad de la rueda en funcin del cambio en la
densidaddel flujo magntico que pasa a travs del sensor, y la
convierte en una seal elctrica que ser transmitida al ABSCM. Rueda
fnica: El cambio en la densidad del flujo magntico es detectado por
los dientes provistos alrededor de la rueda fnica para que el
sensor de ABS genere una seal elctrica. Sensor G (slo vehculos
AWD): Detecta un cambio en G en la direccin longitudinal del
vehculo y lo transmite al ABSCM en trminos de un cambio en el
voltaje. Caja de rels: Aloja al rel de la vlvula y al rel del
motor. Rel de la vlvula: Acta como interruptor de alimentacin de la
vlvula de solenoide y de la bobina del rel del motor, como
respuesta a una instruccin recibida del ABSCM. El rel de la vlvula
tambin constituye uno de los circuitos de mando duplicados de el
piloto de ABS. Rel del motor: Sirve como interruptor de alimentacin
del motor de la bomba, como respuesta a una instruccin recibida del
ABSCM. Interruptor de la luz de parada: Informa al ABSCM si se est
pisando o no el pedal del freno como condicin para determinar la
operacin del ABS. Piloto de ABS: Alerta al conductor que hay una
anomala en el ABS. Estando conectados el conector de diagnstico y
el terminal de diagnstico, la luz destella para indicar los cdigos
de averas como respuesta a una instruccin recibida del ABSCM.
Mdulo de control de la transmisin automtica (TCM) (Slo vehculos
con A/T): Proporciona los controles para los cambios (fijando la
velocidad en 3a o cambiando las caractersticas de transmisin entre
las ruedas delanteras y traseras en un vehculo 4WD) como respuesta
a una instruccin recibida del ABSCM. Para ver el grfico seleccione
la opcin "Descargar" del men superior Diagrama de control ABS v/s
(presion,aceleracin,velocidad) TIPOS DE ABS BOSCH: 1. - 2 LS, se
compone de 4 sensores 4 solenoides 4 canales Sus pulsaciones
fluctan entre 8 a 12 por segundo. Adems consta de una ECM, un RELE
y una UNIDAD HIDRAULICA. 2. - 5.3 S, se compone de 4 sensores 8
solenoides 4 canales Sus pulsaciones de frenado son del margen
entre 16 a 18 veces por segundo. Consta con los mismos componentes
del anterior. 3. - a) 5.3 I, tiene lo mismo que el 5.3 S, pero mas
el sistema, distribucin electrnico de frenado (EBD) y un sensor
llamado G (mide el grado de inclinacin del vehculo). b) 5.3 I + EBD
+TCS, idntico del anterior, y trae un sistema adicional, control de
traccin (TCS). Contiene 2 solenoides mas por la TCS. c) 5.3 I + EBD
+TCS +VDC, igual que el anterior + un sistema VDC (control dinmico
del vehculo), por ende lleva 2 sensores de presin. NIPPON: 1. - 2E,
se compone de 4 sensores
3 solenoides + una vlvula mecnica 4 canales Sus pulsaciones son
de 8 a 10 veces por segundo. Consta de una ECM, un RELE y una
UNIDAD HIDRAULICA.Los nuevos sistemas de frenado Mucho ha llovido
desde que el ABS (Antilock Braking System) revolucionara el mundo
del automvil. Por vez primera un sistema electrnico era capaz de
actuar ms all del conductor, regulando la frenada para evitar el
bloqueo de las ruedas y manteniendo la direccin. Desde entonces,
este sistema se ha ido perfeccionando dando lugar a nuevos modelos
an ms seguros: el asistente de frenada de emergencia BAS, el
repartidor de frenada electrnico EBV (EBD) o los frenos
direccionales SERVOTRONIC. BAS Brake Assist System Ante una
situacin de peligro, un sensor detecta que hemos pisado rpidamente
y con fuerza el freno. En ese momento acta el servofreno adicional
aumentando al mximo la presin de frenado y reduciendo la distancia
recorrida. EBV Electronic Brake Variation System(EBD) A travs de un
sensor, se regula la frenada entre el eje delantero y trasero segn
el peso de cada uno, enviando ms o menos presin a las ruedas.
SERVOTRONIC Un nuevo sistema de frenado direccional que se activa
al frenar en las curvas. Cuar1do detecta que las ruedas de un lado
giran menos en una curva y hacia dnde se est girando, frena ms las
ruedas de uno de los lados para conseguir dar un efecto direccional
y compensar la inercia del peso v la velocidad. EBV (EBD)
Especialmente en vehculos de traccin delantera, el ABS trabaja en
combinacin con la distribucin electrnica de la fuerza de frenado
(EBV), que garantiza una ptima presin de frenado en las ruedas
traseras. Al frenar a fondo, en los vehculos de traccin delantera
las ruedas traseras tienden a perder adherencia, por lo que el
sistema EBV transmite en tal caso una presin de frenado menor
(mayor, en caso de frenar normalmente) al eje trasero. Con el
vehculo cargado se transfiere a las ruedas traseras una presin de
frenado an mayor, lo que se traduce en un mejor aprovechamiento de
la fuerza de frenado del eje trasero, mayor efectividad y un
desgaste mas homogneo de las balatas. En situaciones de emergencia,
la mayora de los conductores cometen dos errores tpicos al frenar:
pisan el freno con demasiada suavidad o comienzan
a frenar con precaucin, aumentando la presin a medida que el
peligro se acerca. Todo ello alarga innecesariamente el recorrido
de frenado, porque el ABS no entra en accin o bien lo hace
demasiado tarde. BAS Servofreno de emergencia. Cuando el sistema
reconoce una situacin de emergencia que exige un frenazo a fondo
aplica inmediatamente la mxima presin de frenado. El servofreno
consta de dos cmaras separadas por un diafragma mvil y sometidas a
una depresin constante. Al accionar el pedal de freno, se abre una
vlvula electromagntica que permite la entrada de aire en una de las
cmaras, variando la presin de forma proporcional a la posicin del
pedal de freno. Se incorpora un sensor de desplazamiento del
diafragma que detecta cualquier movimiento del pedal del freno. Los
datos recibidos se transmiten a la unidad de mando del BAS, donde
se analizan permanentemente. Esta unidad de mando reconoce
cualquier variacin especialmente rpida en la posicin del pedal del
freno y la identifica con una situacin de emergencia.
Inmediatamente se activa una vlvula electromagntica que deja entrar
aire en una de las cmaras del servofreno, con lo que se genera la
presin mxima de frenado. Cuando el conductor retira el pie del
freno, la unidad de control reacciona cerrando inmediatamente la
vlvula, dando por concluida la intervencin del servofreno de
emergencia. Al estar interconectado con las unidades de mando del
ABS, ASR o ESP, as; como con el equipo electrnico del motor y el
cambio, el BAS recibe informacin durante la marcha que le permiten
garantizar en todas las situaciones una ptima adaptacin de la
presin de frenado. De este modo se puede efectuar un frenado a
fondo en el momento oportuno. BDC Control Dinmico de Frenado. Tiene
una funcin comparable a la del BAS. ETS Sistema de reaccin regulado
electrnicamente Antes, cuando se producan problemas de traccin se
recurra al diferencial de bloqueo automtico (ASD) en el que el
efecto bloqueante se genera en los discos del diferencial o bien, a
la traccin total. Hoy en da se encomienda esta tarea a dos sistemas
avanzados: el sistema electrnico de traccin (ETS) o el sistema de
traccin antideslizante (ASR). El sistema electrnico de traccin (ETS
) garantiza una mxima traccin al arrancar o al acelerar, incluso en
situaciones extremas. Sin intervenir en el sistema de gestin del
motor, se aplican los frenos de forma selectiva sobre las ruedas
motrices. Al igual que en el ABS, los sensores de las ruedas
informan sobre la velocidad de giro de las mismas. Si una de las
ruedas motrices empieza a girar en vaco, el ETS incrementa la
presin de frenado sobre la rueda en cuestin y la frena
instantneamente. El momento de frenado generado en la rueda que
tiende a patinar se transmite inmediatamente en forma de par de
accionamiento a la rueda con mejor adherencia. Cuando se normaliza
el par de giro se deja de aplicar la presin de frenado.
De este modo, la rueda se mantiene siempre en el margen ms
favorable de traccin y el vehculo conserva su trayectoria. Esta
intervencin sobre los frenos se puede efectuar al arrancar en un
camino con diferente adherencia, actuando como un bloqueo de
diferencial. El EDS (bloqueo de diferencial electrnico) es muy
similar al ETS y, al igual que este, tampoco interviene en el
sistema electrnico de gestin del motor. TRACS Traction Control
System, (Control de traccin). Presenta una estructura y modo de
funcionamiento similares a los del EDS. ASR Mientras que la frmula
del ETS para mejorar la traccin consiste en aplicar los frenos, el
ASR interviene adems, en caso necesario, en el sistema de gestin
del motor, ofreciendo una mayor estabilidad desde el arranque hasta
la velocidad mxima. Este plus de seguridad se pone de manifiesto
sobre todo en automviles con motor de gran potencia: en caminos
mojados o congelados, incluso a los conductores ms experimentados
les cuesta manejar el acelerador de forma tan precisa y rpida como
lo hace el ASR. Cada rueda cuenta con un sensor que registra su
velocidad de giro. Estos datos son analizados en la unidad de
mando. Si el conductor pisa el acelerador con tanta fuerza que las
ruedas motrices empiezan a girar en vaco, el ASR deduce que el par
de accionamiento del motor es demasiado elevado. Con el acelerador
electrnico se acta sobre la mariposa de estrangulacin en milsimas
de segundo, con lo que automticamente se reduce la aceleracin
(aunque el conductor est pisando a fondo el acelerador). En caso de
resbalamiento acusado de las ruedas, el sistema interviene adems
frenando una de las ruedas motrices o ambas simultneamente (si la
velocidad supera los 40 Km./h). El ASR utiliza 2 circuitos de
regulacin: el del equipo de frenos y el del motor. Adems del efecto
de frenado con regulacin del resbalamiento del ABS, el ASR impide
que las ruedas motrices giren en vaco y contribuye a estabilizar la
trayectoria del vehculo independientemente de la velocidad al
arrancar y acelerar, en curvas, con placas de hielo o al maniobrar
bruscamente. DSA Sistema antiresbalamiento funciona a cualquier
velocidad. Este equipo aprovecha el sistema de sensores del ABS y
la gestin electrnica del motor para impedir que las ruedas giren en
vaco. Pero, a diferencia del ASR, no interviene sobre los frenos,
ni vara la potencia del motor a travs de la mariposa de
estrangulacin, sino que acta sobre el caudal de inyeccin de
combustible. El conductor nota claramente la intervencin del
sistema. Para ver el grfico seleccione la opcin "Descargar" del men
superior Conclusin En esta investigacin logramos entender el real
funcionamiento del ABS desde todos los aspectos y sistemas que este
tiene, la manera en que usa las seales recibidas de los sensores,
la forma de resolver de la mejor manera el tipo de frenada que se
realizar, etc. Tambin en este trabajo incluimos los nuevos sistemas
de freno y algunos sub-sistemas de estos.
