La frenada de emergencia es una de las acciones de conducción que más riesgos entraña, por la situación crítica que requiere reflejos del conductor muy rápidos y certeros, acompañados según las circunstancias de otras acciones como girar el volante para esquivar una colisión y pisar el pedal de embrague con caja de cambios manual para contar con toda la capacidad de frenada posible y mantener en marcha el motor.
Para ayudar al conductor en todo esto hay diversas ayudas a la conducción, algunas avanzadas (ADAS) que llegan a actuar sobre los mandos del automóvil si no lo hace el conductor.
Para este artículo no vamos a contar con las ADAS, será el conductor quién haga las acciones, eso si, ayudado por ayudas que necesitan ser activadas para que hagan sus funciones (servofreno, servodirección …).
Hemos elegido para las explicaciones un complemento técnico más de reciente incorporación en el automóvil, es el embrague electrónico con pedal, la actuación del embrague está controlada por un sistema electrónico aunque el conductor dispone de pedal.
Por supuesto el coche que representamos tiene ABS (+), con este signo indicamos que hay más sistemas integrados en el ABS para funciones complementarias, de los que vamos a incluir en este algunos.
Implantación técnica, embrague electrónico (con pedal), frenos y ABS (+)
En las imágenes se representan los órganos y elementos que van a intervenir en el desarrollo de este artículo, y pasamos a describir.
Implantación, transmisión y embrague electrónico (con pedal)
- Motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera)
- Acelerador electrónico (Ace), este pedal informa al calculador electrónico del motor si se acciona más o menos rápido y a fondo), del ABS (CEabs) y otros a los que afecta este dato
- Caja de cambios manual
- Embrague electrónico (con pedal)
- El volante motor (VM) aporta el par, el disco de embrague (DE) lo recibe y envía a la caja de cambios cuando el plato de presión (PP) le acopla al volante motor, si el plato de presión no le acopla el par motor no sigue a la caja de cambios
- El pedal de embrague no está conectado mecánicamente ni hidráulicamente al embrague, da una señal eléctrica (PEe) que es interpretada por el calculador electrónico del embrague (CEemb) y dispone de accionamiento eléctrico o electrohidráulico (AeE) para desplazar el plato de presión (PP) y embragar o desembragar
- El calculador electrónico del embrague (CEemb) puede accionar el embrague sin que actúe el conductor sobre el pedal
- El plato de presión PP conecta (embraga) o desconecta (desembraga) el disco de embrague (DE) del volante motor, y es movido por el sistema de accionamiento (AeE) controlado por el calculador electrónico del embrague (CEemb)
- En las imágenes ampliadas del embrague se ven estas tres situaciones en las que las acciones están gestionadas por el calculador electrónico del embrague (CEemb), que controla el accionamiento electrónico del embrague (AeE) con la información de posición (electrónicamente) del pedal de embrague ((PEe):
- 1 – Pedal suelto y embragado
- 2 – Pedal pisado y desembragado
- 3 – Pedal suelto y desembragado, lo hace el control electrónico del embrague (CEemb) por diferentes posibles motivos, de los que luego veremos uno que atañe a este artículo
Frenos y ABS (+)
- Este automóvil tiene discos en las cuatro ruedas y las pinzas son fijas, se ven dos bombines en cada una
- Los circuitos hidráulicos son independientes en diagonal (“X”)
- El calculador electrónico del ABS (CEabs) tiene la función de evitar que en frenadas las ruedas lleguen a bloquearse totalmente, para mejorar la eficacia de la frenada y mantener capacidad direccional
- El pedal de freno tiene un sensor electrónico (SePF) que informa de la intensidad de frenada y si es de emergencia
- El servofreno (SF) multiplica la fuerza de frenada en el pedal, mediante depresión generada por el motor en admisión o con una bomba de vacío
- La bomba de frenos es doble (BD), son dos unidas mecánicamente y separados sus circuitos hidráulicos, que son independientes en diagonal (“X”)
- Un grupo electrohidráulico (GE) tiene en su interior electroválvulas para controlar el paso del líquido de frenos a los bombines de rueda, se ven numerados cuatro una para cada una
- Bomba eléctrica de frenos (BEF) puede retomar líquido de los circuitos hidráulicos que va a las ruedas o enviarlo de nuevo a la bomba de frenos doble (BD), sin que intervenga el conductor
- Sensores de velocidad de ruedas (SVR), miden la velocidad de cada una, para el ABS interesa saber si están próximas al bloqueo por efecto de frenada de emergencia
- Potenciador de frenada de emergencia (PFE), puede aportar la máxima fuerza de frenada si es necesario compensando reacciones insuficientes del conductor
Detalles ampliados en las imágenes 4 y 5 de los elementos relacionados con los frenos y ABS en el entorno del pedal y bomba de frenos.
Imagen 4
- Se está frenando y el sensor del pedal (SePF) informa de su intensidad
- Las cuatro electroválvulas en el grupo electrohidráulico (GE) están abiertas, llegando líquido de frenos a presión desde la bomba doble de frenos (BD) a los bombines de rueda
- El calculador electrónico del ABS (CEabs) controla el funcionamiento con las informaciones de los sensores de velocidad de ruedas (SVR), y no hay tendencia al bloqueo de ruedas
Imagen 5
- Se está frenando y el sensor del pedal (SePF) informa de su intensidad
- De las cuatro electroválvulas en el grupo electrohidráulico (GE) están abiertas la 2 y 3, llegando líquido de frenos a presión desde la bomba doble de frenos (BD) a los bombines de esas ruedas, las electroválvulas 1 y 4 están cerradas no llegando líquido a los bombines de esas ruedas
- El calculador electrónico del ABS (CEabs) controla el funcionamiento con las informaciones de los sensores de velocidad de ruedas (SVR), y ha determinado que se ha de cortar la llegada de líquido a las ruedas de las electroválvulas 1 y 4 pues están están próximas al bloqueo, dejar de girar arrastrando sobre el suelo
Seguidamente se explica con detalle lo que sucede si se hace una frenada de emergencia relacionado con los elementos y órganos que se han presentado.
Circulando se decelera bruscamente
El texto que acompaña a la imagen informa de lo que queremos explicar, a lo que añadimos un resumen:
- Para frenar antes se suelta el pedal del acelerador pues los dos pedales se accionan con el mismo pie
- La velocidad con que se suelta el pedal del acelerador aporta información, si se hace progresivamente no indica que haya situación crítica, pero si se hace bruscamente puede indicar que pasa algo y que tal vez se frene a continuación
- Al contar con ABS se puede programar para que si se suelta rápidamente el pedal del acelerador ordene la auto-aproximación de las pastillas a los discos, pues en reposo aunque están muy cerca no llegan a rozar
- Si tras la brusca deceleración se acciona muy deprisa el pedal de freno, la respuesta de los frenos es más rápida al estar ya en contacto las pastillas con los discos
- Si tras la deceleración brusca no se detecta frenada de emergencia las pastillas vuelven a su posición de reposo
- En los dos detalles ampliados de discos con pastillas y bombines se ven estas posiciones:
- En el detalle 1 están las pastillas en reposo ligeramente separadas de los discos
- En el detalle 2 las pastillas está aproximadas a los discos, prácticamente rozando sin llegar a frenar
- Si tras una brusca deceleración se frena …
Circulando se decelera bruscamente … y a continuación se frena con rapidez …
El texto de las imágenes indica el proceso de actuaciones identificando los elementos que van interviniendo, este es un resumen.
Los frenos tras decelerar bruscamente
- Están las pastillas prácticamente rozando con los discos …
- … al pisar el pedal de freno inmediatamente después de soltar bruscamente el acelerador la respuesta de los frenos es instantánea …
- La situación crítica de emergencia puede haber influido en las reacciones del conductor, no frenar a fondo o soltar ligeramente el pedal de freno tras haberlo pisado son dos de estas, que harían perder capacidad de parar el automóvil
- Al haberse detectado la situación, interviene el potenciador de frenada de emergencia, aporta toda la fuerza de frenada del servofreno y la mantiene hasta que se para el automóvil o se suelte del todo el pedal de freno
- Los intermitentes de emergencia actúan y las luces de pare intensifican su intensidad para avisar al tráfico que está detrás
Con caja manual y embrague tradicional es conveniente pisar el pedal de embrague junto con el de freno en frenadas de emergencia a fondo, así se evita que se pare el motor tras intentar el control electrónico de inyección evitarlo acelerando (aceleración electrónica), lo que restaría capacidad de frenada.
Además, al seguir el motor en marcha se podría mover el automóvil si está en situación de riesgo.
El embrague electrónico (con pedal) en frenada de emergencia
- Al estar próximas al bloqueo las ruedas motrices el control electrónico del embrague desembraga, desconectando el motor de las ruedas motrices
- El motor sigue funcionando sin haber interferido en la frenada, lo que mejora la eficacia de los frenos, y puede moverse el automóvil tras la frenada si queda en situación de riesgo
- Al estar las ruedas motrices cerca del bloqueo, dejar de girar, se perdería eficacia de frenada o sobre todo capacidad direccional … para que no pase entra en acción el sistema antibloqueo de ruedas en frenada ABS
Actuación del ABS
El punto de partida de esta dispositiva es la situación anterior: pastillas aproximadas a los discos por brusca deceleración y embrague electrónico (con pedal) desembragado.
Complementamos esta diapositiva con algunos comentarios adicionales:
- Las ruedas al girar recorren en el suelo su circunferencia por cada vuelta, pero puede no ser así siempre
- En aceleraciones rápidas, sobre todo con piso de baja adherencia, las ruedas motrices pueden girar sobre si mismas parte del recorrido en el suelo, que será menor que el correspondiente a la circunferencia de rueda
- En frenada sucede lo contrario, la rueda gira más despacio arrastrando más o menos sobre el suelo, el recorrido tras una vuelta es superior a su circunferencia
- Si, ya sea por aceleración o frenada las ruedas deslizan parcialmente sobre el suelo, pueden llegar a perder capacidad direccional o salirse de la trayectoria
- Estos efectos se empiezan a notar cuando la diferencia entre la distancia recorrida en el suelo comparada con la circunferencia de rodadura llega al 20%, en más por frenada o en menos por aceleración
- El ABS dispone de medios para evitar que las ruedas superen ese 20% de deslizamiento, decelerando el motor y frenando las ruedas que patinan en aceleración (control de tracción) o reduciendo la presión del líquido de frenos en los bombines de ruedas en frenada (antibloqueo de ruedas en frenada)
- En el caso que nos ocupa, el ABS evita que las ruedas superen el 20% de deslizamiento, para lo que hace dos acciones; cortar la llegada de líquido a los bombines de las ruedas que se aproximan y si sigue hacer retornar parte del liquido a la bomba de frenos, vibrando el pedal, estas dos acciones se van repitiendo hasta que desaparece la tendencia al 20% de deslizamiento o se deja de frenar
- La imagen del automóvil representa la situación en que las ruedas delanteras no llegan al 20% de deslizamiento pero las traseras si, lo que hace que el ABS actúe sobre estas ruedas traseras, corte de presión y retorno tantas veces como sea preciso para mantener el giro sin superar el 20% de deslizamiento
