1_ Coeficiente De Friccion Estática.- Representado por la letra griega mu es una constante que define las caracteristacas de una

superficie.

SISTEMA DE FRENOS A.B.S (Antilock

Braking System) Jefferson Torres, Autor.

Universidad Politécnica Salesiana.

Facultad de Ingeniería Electrónica

Cuenca- Ecuador. patojct@hotmail.com

Resumen:

En el presente artículo se discute un sistema autotronico

de antibloqueo de las ruedas de un vehículo conocido

dentro de la rama de la mecanica automotriz como

sistema de frenos A.B.S (Antilock Braking System), para

conocer más sobre este tema se a tomado como

referencia los fundamentos teóricos de lo que es un

sistema de frenos A.B.S, primero vamos a estudiar un

poco sobre la historia de este sistema que nace en

alemania por el año de 1964, luego para entender el

funcionamiento y la aplicación vamos a estudiar los

fenomenos físicos que impulsaron a la creacion de este

sistema mediante la dinamica del autovil, una ves

estudiados los fenomenos físicos vamos a estudiar el

concepto, el funcionamiento y las partes de las que esta

formado el sistema de frenos A.B.S para teminar con la

exposicion sobre las ventajas que presenta el uso de este

sistema.

Abstract.-

This article discusses a autotronic of anti-lock brake of a

vehicle known in the automotive mechanics industry as

brake system ABS (Antilock Braking System), to learn

more about this topic chosen as a reference to the basics

theorists what is a ABS braking system, we first study a

bit about the history of this system was created in

Germany by the year 1964, then to understand the

function and application we will study the physical

phenomena that led the creation of this system by the

dynamics of the car race, once you study the physical

phenomena we are studying the concept, operation and

the party that formed the ABS brake system to Conclude

with the exhibition on the advantages of using of this

system.

I. INTRODUCCION

Hace tiempo atrás los primeros automoviles solo

cumplian con funciones censillas como el transporte de

personas o instrumentos de trabajo, sus sistemas

mecanicos eran complejos y no satisfacian las

espectativas en cuanto a confort y seguridad para los

usuarios, luego con el pasar del tiempo los avances en la

tecnología lograron que los mismos sitemas mecanicos

pritivos evolucionen logrando de ellos un mejor

rendimiento de los mismos y por ende del vehículo,

ademas de la satisfacción del usuario, pero en el año de

1970 con la evolución de la electronica digital nace la

autotronica y con ella sistemas que facilitarian la

conduccion de un vehíclo y crearian un ambiente

económico, confortable y seguro de transporte. Dentro de

estos sistemas autotronicos se encuentra el sistema de

frenos A.B.S que diferencia del sistema de frenos

anteriormente utilizados permite que el usuario asi pise a

fondo el pedal del freno las llantas del mismo no se

bloqueen permitiendo de esta manera al vehículo

mantener una mejor aderencia al suelo y la opcion de que

el usuario pueda maniobrar el vehículo mientras este se

encuentre en un proceso de frenado, de no ser asi con el

sistema de frenos anterior al frenar de manera brusca las

ruedas se bloqueaban causando que el vehículo se

deslize, causando que el usuario pierda el control de su

vehículo causando de esta manera muy graves

accidentes.

II. FUNDAMENTOS TEORICOS.

A. Historia En el año de 1936 la compania alemana Boch patento la

idea de un sistema que hiciera mas difícil el bloque de las

ruedas de un vehículo al momento de aplicar el freno,

pero no consiguio nada sino hasta el año de 1970 con la

ayuda de la electronica digital, en el año de 1964 Boch

inicio con el trabajo del sistema ABS, que fueron

aplicados en los autos Mercedez Benz de la serie S.

B. Dinámica Del Vehículo Cuando los vehículos cambian de su estado original, lo

hacen por una serie de efectos físicos producidos por una

serie de fuerzas cuya suma tiene el nombre de dinámica

del vehículo, si la suma de estas fuerzas es igual a cero se

dice que el vehículo se encuentre en equilibrio tanto

dinámico como estático. Todas estas fuerzas se deben a

una magnitud la aceleracion del mismo. Existen una serie

de fuerzas que cambian las condiciones del vehículo,

pero al momento de frenar el vehículo existen cuatro

fuerzas principales:

1. Fuerza De Traccion: Es la fuerza producida por

el motor del auto que genera el movimiento.

2. Fuerza De Guiado Lateral: Son las fuerzas que

ayudan a mantener la direccion del auto.

2_ Captadores De Velocidas.- Son sensores que detectan la velocidad instantanea de las ruedas de un vehículo.

3_ Electrovalvula.- Válvula comandada por un circuito electrico de corriente o voltaje.

3. Fuerza De Frenado: Conocida como fuerza de

rozamiento, es una fuerza dependiente de la

reaccion del suelo y el coeficiente de fricción

estática(1) entre el suelo y el neumático, mismo

que mientras mas alto, quiere decir que la

calzada contiene mas rugozidad, y mientras mas

bajo es quiere decir que es una calzada

resbaladiza.

4. Fuerza De Adherencia: La fuerza de Adherencia

del neumático depende del coeficiente de

fricción dinámico que mientras mas bajo es

presenta mayor adherencia y mientras es mayor

presenta menos adherencia.

Fig1.Diagrama De Cuerpo Libre De Las Cuatro Fuerzas

Principales De Frenado.

El sistema de frenos A.B.S de un auto controla el

bloqueo total de las ruedas de un vehículo que permite

que el coeficiente de fricción estática nunca llegue a

cero, con lo que se disminuye la distancia de frenado.

C. Concepto El sistema ABS (Antilock Braking System) es un sistema

de seguridad para el automovil que permite una mejor

adherencia de los neumaticos al suelo mediante la

adaptación del nivel de presión del líquido de freno en el

freno de cada rueda.

Fig2. Sistema De Frenos A.B.S Instalados En Un Vehículo.

D. Funcionamiento Del Sistema ABS Basicamente el funcionamiento de est sitema de frenado

puede resumierse en tres etapas.

1. Etapa De Frenado Normal: Se produce una

frenada convencinal y el captador de velocidad

informa a la unidad de control electronico de la

disminución de la velocidad.

2. Etapa De Mantenimiento De Presión: Los

captadores de velocidad (2) envian la señal de

que la rueda esta a punto de bloquearse a la

unidad de control electrónico, y este hace que

una electrovalvula (3) bloquee el suministro de

liquido de freno proveniente del cilindro

maestro.

3. Etapa De Reduccion De Presión: En esta etapa

la unidad de control electronico permite el paso

del líquido de frenos a la bomba de presión por

lo que la presión de la pinsa de frenado se

reduce y la rueda se acelera.

Este proceso se repite de 4 a 10 veces por segundo, hasta

que el auto frene por completo o se levante el pie del

pedal del freno el sistema funciona hasta que la velocidad

del auto sea de 8 Km/hr.

E. Componentes Del Sistema ABS Basicamente este sistema esta formado por tres partes,

mismas que son:

1. Unidad De Control Electrónico (UCE)

Conocida tambien como calculador es la parte mas

importante para el correcto funcionamiento del sistema,

ya que este controla al grupo hidráulico (Mecanismo De

Frenado), esta unidad de control recive las señales

sinusoidales que envían los captadores de velocidad de

las ruedas, estars señales son tratadas electricamente en

paralelo mediante dos microprocesadores que en caso de

una desigualdad de informaciones recibidas la unidad de

control inicia la regulacion del sistema ABS. El

funcionamiento de los microprocesadores se basa en el

principio de la redundancia simétrica; los dos

microcomputadores son diferentes, pero tratan la misma

información y utilizan un mecanismo de cambio de

información jerarquizada para comunicar. Cada

microcomputador esta programado con unos algoritmos

de cálculo diferentes. El fallo es señalado por un testigo

en el cuadro de instrumentos y puede ser interpretado

mediante un útil de diagnostico.

1.1. Informaciones Físicas Transmitidas Mediante

Señales Electricas.

Principalmente son dos informaciones que recibe, la

velocidad instantanea de cada rueda enviadas por los

captadores de velocidad y los resultados del test de

control de funcionamiento

1.2. Informaciones Calculadas (De Salida). Tenemos algunos tipos de informaciones calculadas, de

las cuales las más importantes las describimos a

continuacion: La velocidad de referencia, la misma que

es calculada a traves de la velocidad del vehículo y la

velocidad instantanea de cada rueda. El deslizamiento de

las ruedas que se calcula mediante la diferencia de

velocidad entre la rueda y el vehículo. La aceleracion y

desaceleración de las ruedas que se calcula mediante la

velocidad instantanea de las ruedas y su variación con

4_ Bobinado.- Enrollado simulatneo de un conductor alrededor de un cilindro con varias aplicaciones electricas

5_ Señales Sinusoidales.- Señales correspondientes a una funcion seno o coseno, que en la electricidad representan señales de voltajes, corrientes, etc

variantes en el tiempo.

respecto al tiempo. Reconocimiento de la adherencia

longitudinal neumático-suelo que calcula la adherencia

instantánea exacta a partir del comportamiento de las

ruedas. Reconocimiento de las condiciones de rodaje que

le permite adaptarse a un cierto número de condiciones

de rodaje como por ejemplo el viraje, transición de

adherencia, asimétria, etc.

Fig5. Unidad De Control Electrónico Diagrama De

Conexión.

2. Grupo Hidráuloco

Es un mecanismo en el que se encuentral las

electrovalvulas y la bomba, elementos controlados por la

unidad de control electronica, Las electrovalvulas

comandadas por voltaje permiten el paso o no de liquido

de freno desde el cilindro maestro según tres fases,

subida de presión, mantenimiento de presión y bajada de

presión. La bomba encambio mantiene el flujo de líquido

hacia las pinsas de frenado.

Fig6. Funcionamiento Del Grupo Hidráulico.

3. Captadores De Velocidad

Son sensores ubicados en cada rueda cuentan con un

generador de impulsos que es una rueda dentada que se

ubica de manera axial o tangencial en las ruedas funciona

bajo el principio de induccion magnetica, esta formada

por unos imanes pemanetes y un bobinado (4). Genera

señales sinusoidales (5) de frecuencias proporcionales a la

velocidad de la rueda.

Fig7. Captador De Velocidad.

IV. CONCLUSION.

De forma general se puede concluir que el documento

explica los conceptos básicos para poder entender el

funcionamiento de este sistema uatotrónico de frenado y

su aplicación en los vehículos de nueva generacion.

Funcionamiento y principios fundamentales en el sistema

ABS

_ Es importante conocer que las señales de velocidad

enviadas al calculador se basan en el principio de

induccion electromagnética.

_ Todo el sistema ABS tiene como funcion evitar que el

coeficiente de fricción estática sea cero, para tener de

esta manera una mejor adherencia al suelo.

_ Cada uno de los mecanismos que conforman este

sistema son importantes, pero principalmente la UCE

_ La influencia del tiempo de frenado ya que la unidad

de control realiza los calculos del sistema en base al

tiempo.

Ventajas Del Sistema De Frenos ABS

_ Este sistema permite la ventaja de ser un sistema de

frenado de alta eficacia, por lo que es brinda mayor

segurida a los usuarios de los vehículos

_ A permitido un avance tecnologico en la rama de la

mecanica automitriz ya que en base a este sistema los

ingenieros han logrado crear nuevos sistemas

autotrónicos para una mayor eficiencia de los vehículos.

V. REFERENCIAS.

Información tomada de los medios:

[1] Dinámica. “Mecánica Vectorial Para Ingenieros”.

Autor Hibbeler R.C. Décima Edición

[2] http://www.centro-

zaragoza.com:8080/web/sala_prensa/revista_tecnica/hem

eroteca/articulos/R5_A5.pdf “Sistemas ABS”. Autor

Ing. Hernandez Alex Elias

[3] Windtech international “ABS System Parts”

http://www.windtech-

international/content/ABS/System/1051_

[4] http://www.mecanicavirtual.org/sistema_abs.pdf

“Mecanica Del ABS”. Autor Revista Mecanica Virtua,

2010, Artículo De Dani Allievi

[5] Mechanical Parts Magazine “AntilockSystem”,

http://www. Mechanicalidea_estatics_pr/.org_.pdf