Video resumen 1.25.1. ABS y sus derivados
En el capítulo anterior se han visto los frenos, los sistemas de disco y tambor, el circuito hidráulico, servofreno y regulador de frenada trasera.
En este capítulo se va a explicar el sistema antibloqueo de frenos ABS y los derivados que se han ido integrando en sus funciones con denominaciones específicas.
Se representa en este capítulo el circuito hidráulico de frenos simplificado hasta las ruedas, entendiendo que conectan con los discos o tambores en aquellas, así se resaltan más las funciones del ABS y sus derivados que es el objetivo de este capítulo.
Efectos del deslizamiento de ruedas por frenada, aceleración y en curva
La capacidad de los neumáticos de transmitir al suelo la fuerza dinámica se basa en su adherencia con relación al suelo, si la adherencia no es suficiente las ruedas deslizan.
El deslizamiento de ruedas se produce genéricamente por tres situaciones dinámicas; frenada, aceleración y curva.
En las dos primeras situaciones la pérdida de adherencia es longitudinal y en la tercera lateral o transversal, también se suelen presentar deslizamientos que combinan estas situaciones.
Deslizamiento de ruedas por frenada:
- Al girar la rueda más despacio de lo debido con respecto al suelo por frenada se reduce su capacidad direccional
- Menos capacidad direccional y más distancia de parada con peor adherencia
- En muchas frenadas de emergencia se ha de esquivar otro vehículo u obstáculo, lo que no es posible al no obedecer la dirección por el deslizamiento de las ruedas
- Es lo que sucede al deslizar por bloqueo parcial o total las ruedas en frenada
Deslizamiento de ruedas por aceleración:
- Al deslizar por exceso de aceleración una rueda motriz, gira más rápido de lo debido, pierde capacidad direccional y avanza menos el automóvil
- Estas reacciones aumentan con menos adherencia, menos respuesta a la dirección y avance del automóvil
- Estos efectos se producen al deslizar la/ rueda/s motriz/ces por exceso de aceleración
Deslizamiento de ruedas en curva:
- Al deslizar por exceso de velocidad en curva la rueda pierde adherencia transversal saliéndose de la trayectoria
- Estas situaciones aumentan con menos adherencia; merma de adherencia lateral y desvío de trayectoria
- El deslizamiento de ruedas en curva por la pérdida de adherencia lateral implica alteraciones de la trayectoria
Al frenar aumenta el peso y adherencia sobre las ruedas delanteras y a la inversa sobre las traseras.
Frenando fuerte y en curva las ruedas traseras son más proclives al deslizamiento por la disminución dinámica de peso, longitudinal y transversalmente.
Acelerando con energía se reduce el peso dinámico sobre las ruedas delanteras y a la inversa sobre las traseras, tendiendo más a deslizar longitudinal y transversalmente las delanteras.
Estos son comportamientos genéricos pues hay muchas variables que intervienen.
Sistema antibloqueo de frenos
Para valorar mejor cada uno de los elementos de seguridad activa, antibloqueo de frenos ABS y sus derivados, se presenta antes el comportamiento del automóvil sin cada equipamiento y después con este.
Se utilizan las siglas ABS al ser admitidas como identificación del sistema antibloqueo de ruedas por frenada, para los demás sistemas se van a utilizar sus iniciales en español, pues es muy frecuente que tengan distintas denominaciones para las diferentes marcas.
Automóvil sin ABS frenando a fondo:
- Se produce un bloqueo parcial o total de las ruedas según sea la adherencia neumáticos – suelo
- La girar más despacio la rueda o quedar bloqueada hay menos capacidad de responder a la dirección y más distancia de parada, esto último sobre todo en piso deslizante
Para recuperar la capacidad direccional habría que soltar el pedal de freno y que las ruedas al girar puedan cambiar de dirección, frenar rápidamente después y repetir estas operaciones con la máxima velocidad, soltar y pisar.
Esto es imposible por la incapacidad física de actuar tan rápidamente sobre el pedal de freno, y el hecho de soltar el freno cuando la situación es de alto riesgo es una reacción muy difícil de ejecutar.
El antibloqueo de frenos se intercala entre la bomba y los bombines (tambores) o pinzas (discos) de freno, adaptando la fuerza de frenada en cada rueda a la adherencia disponible para que no dejen de girar lo suficiente para poder cambiar de dirección.
Como se ha adelantado, en este capítulo se explica lo que hacen el ABS y sus derivados.
En el resumen repaso, al final de este capítulo, se anticipa el funcionamiento del ABS y sus derivados, incluyendo sus elementos principales.
Automóvil frenando a fondo con ABS:
- Las ruedas no se llegan a bloquear totalmente manteniendo la capacidad direccional
- Disminuye la distancia de parada sobre todo en piso deslizante
- Un testigo controla el ABS, apagado con el motor en marcha indica funcionamiento correcto y si se enciende hay fallo
El ABS deriva de los aviones al ser trascendental para evitar el bloqueo de las ruedas en los aterrizajes.
Su aplicación en el automóvil ha ido evolucionando, y una de estas evoluciones ha sido el incremento de su frecuencia de actuación sobre el control de la fuerza de frenada en cada rueda, lo que ha ido permitiendo la incorporación de más complementos derivados del ABS.
Al actuar el ABS se producen en el pedal de freno unas vibraciones que pueden restar confianza al conductor.
Complementos de seguridad activa derivados del ABS
Sin regulador de frenada trasera ni ABS
En el capítulo 1.24.1 se han visto los diferentes sistemas mecánicos de regulación de la frenada trasera, para reducir o evitar el riesgo de que se bloqueen estas ruedas en frenados fuertes, lo que implicaría perdida de trayectoria y sobreviraje.
Frenada fuerte en automóvil sin ABS ni regulador de frenada trasera:
- La trasferencia dinámica de peso hacia delante hace que se lleguen a bloquear antes las ruedas traseras al disminuir el peso que soportan
- El efecto del bloqueo de las ruedas traseras hace que se salgan de su trayectoria induciendo sobreviraje
La incorporación del algún sistema de regulación mecánico de frenada trasera se aplicó pronto al automóvil al incrementarse sus prestaciones, lo que supuso mermar bastante la frenada trasera circulando con poca ocupación al estar regulada su actuación para piso deslizante por seguridad activa o primaria.
El en capítulo anterior se explican los diferentes sistemas mecánicos de regulación de la fuerza de frenada trasera.
Con regulador de frenada trasera RFT y sin ABS
Con regulador mecánico de frenada trasera se da un paso adelante en seguridad activa o primaria, como se deduce de esta animación.
Frenada fuerte en automóvil con regulador mecánico de frenada trasera RFT sin ABS:
- El RFT reduce el riesgo de bloqueo de las ruedas traseras
- Las ruedas traseras mantienen la trayectoria durante la frenada
- La regulación de la fuerza de frenada trasera con el regulador mecánico RFT se hace para piso deslizante, perdiendo capacidad de frenada si es adherente
En los primeros automóviles con ABS se mantuvo el regulador mecánico de frenada trasera, pues la frecuencia de actuación del ABS era relativamente lenta induciendo ligeros efectos de trayectoria en las ruedas traseras sin alteraciones de trayectoria, pero que restaban confianza al conductor.
Con ABS y regulador electrónico de frenada trasera RFTe
El incremento de velocidad en la frecuencia de actuación del ABS permitió que controlase la fuerza de frenada también en las ruedas traseras en todas las situaciones con máxima eficacia, asumiendo la función de regulador electrónico de frenada trasera RFTe, lo que supuso prescindir del regulador mecánico.
Frenada fuerte en automóvil con ABS y regulador electrónico de frenada trasera:
- El ABS reduce el riesgo de bloqueo de las cuatro ruedas según la adherencia de cada una
- Las ruedas delanteras mantienen capacidad direccional y las traseras siguen la trayectoria en frenada
- La fuerza de frenada se adapta en cada una de las cuatro ruedas independientemente evitando que lleguen a bloquearse
Con la llegada del regulador electrónico de frenada trasera RFTe, el control en cada rueda es tan preciso que abre la puerta a más sistemas de control dinámico del automóvil derivados del ABS.
La fuerza de frenada en las ruedas traseras es bastante superior que con regulador mecánico lo que permite contar con más aportación de frenada en pisos con buena adherencia.
