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SISTEMA DE FRENOS ABS, EBD Edison Morales, William Loayza, Israel Suárez, Víctor Guano Escuela Superior Politécnica De Chimborazo Riobamba - Ecuador [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

Resumen En el presente artículo se detalla el funcionamiento del sistema de frenos ABS (Sistema de Frenos Antibloqueo), sistema EBD (Distribución Electrónica de Frenado) los componentes, el mantenimiento que se da al mismo. Así como también las nuevas tendencias en lo que a sistemas de freno se refiere, este tipo de sistema está siendo implementado casi en la mayoría de los vehículos de turismo ya que contribuye a la seguridad activa del vehículo y permite que las ruedas no se bloqueen en frenadas bruscas ya que el sistema es contralado electrónicamente por lo tanto actúa automáticamente. Palabras clave: EBD, ABS, seguridad activa, electrónicamente, bloque de ruedas Summary In this paper the operation of the brake system ABS (Antilock Braking System), EBD (Electronic Brake Distribution) components, maintenance given the same detailed. As well as new trends in braking systems are concerned, this type of system is being implemented almost in most passenger cars and contributing to active safety of the vehicle and allows the wheels do not lock in sudden stops because the system is electronically actuated automatically so acts. Keywords : EBD , ABS, active safety , electronically, block wheels

I.

INTRODUCCIÓN

Sistema ABS En los sistemas de frenado convencionales, cuando el conductor presiona el pedal de freno se transmite una fuerza de frenado exactamente igual en las cuatro ruedas. Pero esta fuerza de frenado no es la que directamente provoca la desaceleración del vehículo, la furrza de frenado ejerce una resistencia al giro de las ruedas. El frenado real se produce gracias a la fuerza que se genera por la friccion entre la rueda y el pavimento. [1] Debido a lo expuesto los fabricantes de automóviles han desarrollado el sistema de frenos ABS (Antilock Braking System). El sistema ABS es un dispositivo que evita el bloqueo de las ruedas al momento de frenar.

Un sensor electrónico de revoluciones, instalado en la rueda, detecta en cada instante de la frenada si una rueda está a punto de bloquearse. En caso afirmativo, envía una orden que reduce la presión de frenado sobre esa rueda y evita el bloqueo. El ABS mejora notablemente la seguridad dinámica de los automóviles, ya que reduce la posibilidad de pérdida de control del vehículo en situaciones extremas, permite mantener el control sobre la dirección (con las ruedas delanteras bloqueadas, los coches no obedecen a las indicaciones del volante) y además permite detener el vehículo en menores distancias. El sistema antibloqueo ABS constituye un elemento de seguridad adicional en el vehículo. Tiene la función de reducir el riesgo de accidentes mediante el control óptimo del proceso de frenado. Durante un frenado que presente un riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el ABS tiene como función adaptar el nivel de presión de líquido en cada rueda. [2]

Fig. 2 Control EBD Fuente: http://www.andriuz.skynet.lt/soft/auto/Toyota%20Corolla%20Manual %20Cd%20Corolla/ncf/ncf218s/m_ch_0031.pdf

II.

COMPONENTES

Sensores de rueda Fig. 1 Esquema Circuito de frenos ABS Fuente: Manual de servicio Chevrolet Optra

Sistema EBD El EBD (Electronic Brake Distribution) representa un perfeccionamiento del sistema ABS y proporciona una extraordinaria estabilidad al frenar bruscamente en curvas, regulando individual y electrónicamente la presión de frenado en cada una de las cuatro ruedas. Este sistema utiliza la infraestructura de los frenos antibloqueo, a la que agrega un sensor del ángulo de la dirección y un control sobre la gestión del motor. [3]

Los sistemas de sensores ABS, también llamados captadores de rueda, miden la velocidad instantánea en cada rueda, enviando constantemente esta información a la ECU. El conjunto está compuesto por el captador o sensor y un generador de impulsos o rueda fónica (dentada) que gira con la rueda. El sensor de rueda se instala en el buje de la rueda, donde queda posicionado frente a la corona dentada que forma parte del propio eje de transmisión, dejando un entrehierro de un milímetro entre ambos.

Distribución de la fuerza de frenado de las ruedas delanteras/traseras Si se accionan los frenos mientras el vehículo se encuentra en movimiento recto hacia adelante, la transferencia carretera reduce la carga aplicada a las ruedas traseras. La ECU de control de deslizamiento determina esta condición por medio de señales procedentes del sensor de velocidad y el actuador del freno regula la distribución de la fuerza de frenado de las ruedas traseras para obtener un control óptimo. Por ejemplo, la cantidad de fuerza de frenado aplicada a las ruedas traseras durante el frenado varía independientemente de si el vehículo lleva carga. La cantidad de fuerza de frenado aplicada a las ruedas traseras varía además de acuerdo con la amplitud de la desaceleración. Por ello, la distribución de la fuerza de frenado en la parte trasera está controlada de forma óptima para poder aprovechar con eficacia la fuerza de frenado de las ruedas traseras en estas condiciones. [4]

Fig. 3. Sensor de rueda Fuente: http://www.ingemecanica.com/tutoriales/tutorialesdelasemana/Tutorial _N75_2011.pdf

Unidad de Control Electrónico (ECU) La ECU se encarga del tratamiento de las señales enviadas por los captadores o sensores de cada rueda. Es el cerebro del sistema ABS. Recibe información de los sensores y envía señales a las válvulas ABS y a la unidad hidráulica para el caso de sistemas hidráulico de frenos. Hay ECUs para aplicaciones de montaje en la cabina o bien en el bastidor.

inferior al volumen máximo suministrado en situación de baja presión.

Fig.5. Hidrogrupo BOSCH Fuente: http://www.ingemecanica.com/tutoriales/tutorialesdelasemana/Tutorial _N75_2011.pdf Fig. 4. Diferentes aplicaciones de la ECU Fuente: http://www.ingemecanica.com/tutoriales/tutorialesdelasemana/Tutorial _N75_2011.pdf

Hidrogrupo El hidrogrupo o unidad hidráulica es un conjunto formado por motor-bomba, ocho electroválvulas, cuatro de admisión y cuatro de escape, y un acumulador para el fluido hidráulico de baja presión. A continuación se exponen las características más importantes de cada uno de ellos: 

Electroválvulas

Están constituidas de un solenoide y de un inducido móvil que desarrolla las funciones de apertura y cierre. La posición de reposo es asegurada por la acción de un muelle incorporado. Todas las entradas y salidas de las electroválvulas van protegidas por unos filtros. 



Señal del switch de luces de freno

La información del contactor “luces de stop” tiene como misión permitir abandonar el modo ABS lo más rápidamente posible cuando sea necesario. Así si el ABS está funcionando y el conductor suelta el pedal de freno con el fin de interrumpir la frenada, la señal transmitida por el contactor de stop permitirá cesar la regulación más rápidamente.



Válvulas moduladoras ABS

En los vehículos industriales con sistema de frenos neumáticos, las válvulas moduladoras controlan la presión de aire a cada freno afectado durante la función de un ABS. La válvula moduladora generalmente está instalada sobre un riel del bastidor o un miembro transversal próximo a la cámara del freno.

Equipo motor-bomba

Está constituido por un motor eléctrico y de una bomba hidráulica de doble circuito, controlado por la ECU. La función de este equipo es rechazar el líquido de freno durante la fase de regulación desde los bombines a la bomba de frenos. Cuando actúa el conjunto hidráulico el conductor lo nota dado que se produce un ligero movimiento del pedal de freno. 

Acumulador de baja presión

Durante la actuación del sistema de ABS recibe el líquido de freno que pasa por la electroválvula de escape. El nivel de presión necesario 11para el llenado del acumulador de baja presión debe ser lo suficientemente bajo para no interferir en la caída de presión necesaria en la fase de regulación, pero lo suficientemente alta como para vencer el tarado de la válvula de entrada de la bomba. El caudal medio evacuado por la bomba debe ser

Fig.6. Válvulas moduladoras ABS Fuente: http://www.ingemecanica.com/tutoriales/tutorialesdelasemana/Tutorial _N75_2011.pdf



Cableado

En los sistemas ABS se disponen de cables que partiendo de cada sensor conectan a éste con la ECU. A parte están los cables que conectan las válvulas

moduladoras ABS con el ECU.

III.

FUNCIONAMIENTO

Frenos ABS El sistema frenos antibloqueo (ABS) evita que las ruedas se bloqueen y patinen al frenar, con lo que el vehículo no solamente decelera de manera óptima, sino que permanece estable y direccionable durante la frenada (podemos girar mientras frenamos).

Funcionamiento Sistema EBD Este sistema ocupa la bomba hidráulica del ABS para distribuir la fuerza de frenado durante freno normal. Esto asegura que cada rueda recibe una presión uniforme de acuerdo con la carga que lleva el vehículo. Al aplicar los frenos la velocidad de parada de las ruedas delanteras y ruedas traseras debería ser uniforme. Al enviar una mayor presión a las ruedas traseras causa que estas tiendan a detenerse más rápido que las delanteras. Cuando la ECU del ABS percibe, a través de los sensores de ruedas, que las ruedas traseras están deteniéndose más rápido, le quita la presión a las ruedas traseras y la aguanta para que estas tomen velocidad. Luego habilita los pasajes para que se aumente la presión y se repita el ciclo hasta que el vehículo haga una parada segura. Hay que destacar que EBD no es ABS, a pesar de que se ocupa del sistema del ABS. La diferencia está en que ABS ocurre cuando hay bloqueo de rueda. EBD ocurre cuando las ruedas traseras se están deteniendo más rápido que las delanteras. [6] IV.

MANTENIMIENTO

Equilibrado de frenado Figura 7. Operación del ABS Fuente: http://automotrizenvideo.com/wp-content/sp-resources/forumfile-uploads/cbarquero/2013/04/HBB-ABS-EBD-ASTC-BK-2007.pdf

En cada rueda se encuentra un sensor de revoluciones o régimen que está conectado con la unidad central de control electrónico del ABS; las revoluciones de las ruedas así medidas se comparan constantemente entre sí y con la velocidad real del vehículo. En el caso de que la velocidad de giro de alguna rueda disminuya más que proporcionalmente, la electrónica detecta el peligro de bloqueo y reduce inmediatamente la presión hidráulica del líquido de frenos sobre el circuito de freno correspondiente. [5]

En los frenos convencionales, esta prueba se puede hacer en carretera, simplemente comprobando que el coche reduce velocidad al pisarlos. Sin embargo, en el caso de los ABS se necesita emplear una herramienta: los frenómetros. Se trata de 8 rodillos en los que se colocan las ruedas del auto y que las arrastran hacia atrás. Un sistema de medición permite identificar si hay deformaciones en el tambor o fallos de reglaje de las zapatas, en función de la respuesta de las ruedas. Purgado Este mantenimiento se realiza del mismo modo en los frenos ABS que en los tradicionales. En el caso de que el módulo hidráulico se estropee, no hay forma de arreglarlo, la única opción es cambiarlo por otro nuevo. Comprobar los circuitos eléctricos

Figura 8. Funcionamiento ABS Fuente: Frenos ABS, pag. web: http://www.areatecnologia.com/el_abs.htm

Los frenos ABS disponen de un sistema de autodiagnosis, que dispone de un testigo luminoso que alerta cuando se produce algún problema. Deberás preocuparte cuando después de encender el auto, la señal permanece encendida. En este caso, tendrás que acudir a

un taller, en el que dispondrán del personal y las herramientas adecuadas para localizar el origen de error. Si se cuida los neumáticos y los amortiguadores, también se contribuye a un buen mantenimiento de los frenos ABS, ya que si los elementos citados no están en buen estado, el sistema tendrá que entrar en funcionamiento más veces de las deseadas. [7]

V. CONCLUSIONES  El sistema de frenos ABS contribuye a mejorar significativamente la seguridad del vehículo  Con las nuevas tendencias en sistema de frenos la presión de frenado se distribuye uniformemente lo que contribuye a un igual desgaste de los elementos de fricción como las pastillas y zapatas de freno.  El mantenimiento de este sistema se lo realiza de la misma forma que en los frenos convencionales.  Algunos de los elementos de este sistema al ser electrónicos no se reparan, se tienen que sustituir por nuevos. REFERENCIAS [1] Manual Técnico en Mecánica y Electrónica Automotriz, Tomo 2, pág. 348. [2] http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/110/6/Capitulo1.pdf [3] Frenos ABS, pag. web: http://www.areatecnologia.com/el_abs.htm [4] http://www.andriuz.skynet.lt/soft/auto/Toyota%20Corolla%20Manual %20Cd%20Corolla/ncf/ncf218s/m_ch_0031.pdf [5] http://www.actiweb.es/servicionavarro/archivo1.pdf [6] Mitsubishi Motors, Presentación de servicio HBB, ABS, EBD, ASTC [7] http://motor.uncomo.com/articulo/como-hacer-el-mantenimientode-los-frenos-abs-24976.html#ixzz3IFKDJptT