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Sistema ABS
INDICE
ABS – Antilock Braking System o sistema antibloqueo de frenos
¿Por qué utilizar el ABS?
Las fuerzas que actúan en el instante del frenado
Rozamiento estático
Rozamiento cinético o dinámico
¿Cómo se calcula la fuerza de rozamiento?
La fuerza frenante que actúa en el neumático
El deslizamiento
Coeficiente de rozamiento
Rozamiento frenante y coeficiente de deslizamiento
El sistema ABS y su acción en “Aquaplanning”
Sistema de freno tradicional y Sistema ABS
Variación de frenado con sistema ABS
Estabilidad y Maniobrabilidad
Ventajas – Sistema de frenado con y sin ABS
Sensores de giro de las ruedas – Pasivos o inductivos
Ubicación del sensor
Inducción electromagnética
Sensores de giro de las ruedas – activos o magnetorresistivos
Esquema eléctrico del sensor activo
Sistema de frenos ABS 5.3 - Familia Palio
Conexiones de la central electrohidráulica – ABS 5.3
Distancia del sensor a la rueda fónica - ABS 5.3
Descripción de funcionamiento hidráulico - Fase de carga de la presión
Fase de mantenimiento de la presión
Fase de descarga de la presión ABS 5.3
Esquema eléctrico del Sistema de frenos ABS 5.3 - Palio
Esquema eléctrico del Sistema de frenos ABS 5.3 - Palio Weekend
Disposición de los componentes - ABS 5.3
Diagnosis del sistema
Prescripciones para vehículos con sistema ABS
ABS – Antilock Braking System o sistema antibloqueo de frenos
Controla la presión de frenado aplicada a las ruedas cualquiera que sea la fuerza aplicada por el conductor.
Solamente actúa tras comprobar los primeros efectos de un resbalamiento.
Capta los valores de desaceleración, aceleración y resbalamiento de ruedas a través de los sensores.
La central detecta la tendencia al bloqueo de una rueda.
La central controla la modulación de la fuerza de frenado a través de electroválvulas y bomba de recuperación.
Proporciona a las ruedas la misma fuerza de frenado, evitando el bloqueo.
¿Por qué utilizar el ABS?
En carretera seca con superficie regular, la adherencia piso/neumáticos generalmente es buena. Aunque el conductor presione el pedal de freno con fuerza excesiva, el vehículo tiende a parar sin que las ruedas se bloqueen y sin que haya resbalamiento de neumáticos.
En caso de superficie resbaladiza o irregular, con dificultad de dosificar la fuerza aplicada al pedal de freno, la rueda podrá bloquearse y el coeficiente de rozamiento disminuirá.
Las fuerzas que actúan en el instante del frenado
Pp: peso que incide en el neumáticoCf: par frenanteFf: fuerza frenante (contraria al sentido de movimiento del vehículo)Ff: rozamiento frenante X peso del neumático
Rodadura Marcha adelante Ff
Cf
Pp
Rozamiento estático
Fuerza contraria a la fuerza aplicada, con el mismo valor. Si, al empujar una mesa, por ejemplo, ella no se mueve, decimos que hay rozamiento estático, que es igual a la fuerza aplicada.
Rozamiento cinético o dinámico
Fuerza necesaria para vencer el rozamiento estático y provocar el movimiento de la mesa. El rozamiento resultante de tal movimiento es denominado rozamiento cinético o dinámico.
¿Cómo se calcula la fuerza de rozamiento?
La fuerza de rozamiento se calcula de la siguiente manera:
FAT= µ.N
N= Fuerza normal
µ= coeficiente de rozamiento entre los materiales
Use:
µ e para coeficiente de rozamiento estático
µ c para coeficiente de rozamiento cinético
La fuerza frenante que actúa en el neumático
La fuerza frenante es proporcional al rozamiento y al peso que actúa en el neumático.
Debido al peso que actúa en la parte delantera del vehículo (motor) y la tendencia del centro de gravedad desplazarse hacia delante en el instante del frenado, es necesario hacer la compensación de la carga entre las ruedas.
El deslizamiento
La velocidad periférica de la rueda disminuye más rápido que la velocidad del vehículo hasta el instante en que las ruedas se bloquean y el vehículo tiende a continuar en movimiento. El valor máximo de la diferencia entre esas dos velocidades es denominado deslizamiento.
Coeficiente de deslizamiento
0% con la rueda libre
100% con la rueda bloqueada y el vehículo en movimiento
Coeficiente de rozamiento
El control del coeficiente de rozamiento con el máximo esfuerzo de frenado debe quedar entre 5% y 15% y, como máximo, 20%.
Rozamiento frenante y coeficiente de deslizamiento
1 = Neumáticos radiales en asfalto seco
2 = neumáticos de invierno en asfalto mojado
3 = neumáticos radiales sobre nieve reciente y no compactada
4 = Neumáticos radiales sobre hielo
Campo de actuación del dispositivo ABS
B = Punto de bloqueo de las ruedas
El sistema ABS y su acción en “Aquaplanning”
En caso de “aquaplanning”, la adherencia disminuye y el par se distribuye de manera desigual.
Los sensores informan a la central, que controla el frenado, manteniendo la estabilidad y la maniobrabilidad.
Sistema de freno tradicional y Sistema ABS
Sin ABS
V Vehíc.
V Rueda
P Rueda Zona inestable
Variación de frenado con sistema ABS
Con ABS
V Vehículo
V Rueda
P Rueda
Modulación de presión
Estabilidad y Maniobrabilidad
1. Estabilidad
Con ABS Sin ABS
Frenado
Tentativa de corrección por el conductor
Acción de fuerza lateral (Fl)
Inicio del frenado
2. Maniobrabilidad
Con ABS Sin ABS
Frenado
Inicio del frenado
Ventajas – Sistema de frenado con y sin ABS
Vehículo a 50 Km/h
Asfalto seco Asfalto mojado Empedrado seco
Con ABS Sin ABS
Vehículo a 80 Km/h
Asfalto seco Asfalto mojado Empedrado seco
Con ABS Sin ABS
+14,5%+12,5% +12,5%
13,6012,21 14,8917,05 13,2514,91
+22,0%+23,0%+19,5%
30,2936,25 34,5842,52 39,1132,05
Sensores de giro de las ruedas – Pasivos o inductivos
1 - Sensor de número de giros para las ruedas delanteras
2 - Conexión eléctrica
1 2
1 - Sensor de número de giros para las ruedas traseras
2 - Conexión eléctrica
1
2
1. Brida de fijación del sensor
2. Imán permanente
3. Cuerpo del sensor (de plástico)
4. Devanado de la bobina
5. Núcleo polar
6. Rueda dentada o rueda fónica
7. Cable de 2 hilos coaxial
Ubicación del sensor
Ubicación del sensor de número de revoluciones de las ruedas delanteras
Ubicación del sensor de número de revoluciones de las ruedas traseras
Inducción electromagnética
Estes sensores funcionan según el principio de inducción electromagnética.
Las líneas de fuerza se cierran cuando pasan los dientes y se abren cuando pasan los vanos.
Flujo magnético máximo
Flujo magnético mínimo
Sensores de giro de las ruedas – activos o magnetorresistivos
Anillo de retención magnetizado (15 g).
Tornillo y saliente de la pieza para fijación del sensor (40 g)
Sensor activo
Cabeza del sensor (8 g)
Rodamiento
La señal es una onda cuadrada donde la velocidad de giro cambia y la amplitud permanece constante.
Tensión Tipo de señal
Frecuencia
Doble sentido de rotación
Cuerpo del sensor
Cables de conexión a la central del ABS
Air Gap o entrehierro
Sensor delante de un conjunto magnético (o rueda fónica)
Anillo magnético multipolar en rotación con la retención del rodamiento (48 bipolos norte/sur
El sensor activo está en el montante de la rueda y transmite señales eléctricas que permiten calcular la velocidad de la rueda.
Esquema eléctrico del sensor activo
Esquema eléctrico de un sensor activo o magnetorresistivo
+ Alimentación
Señal
Cuerpo del
sensor
Central electrónica de control
Vc= Tensión de alimentación
Tensión de la batería filtrada
Rc= Resistencia de descarga
R= 115 Ω
Sistema de frenos ABS 5.3 - Familia Palio
MC1 MC2
1
2
3 4
5
7 6
8 9 17 18
10
1016151413
12
10
11
10
Sistema de frenado con doble circuito cruzado
Conexiones de la central electrohidráulica – ABS 5.3
La central está unida al sistema por medio de conexiones con siglas para identificación.
MC1 – Conexión de alimentación del cilindro de los frenos M 12x1
MC2 – Conexión de alimentación del cilindro de los frenos M 12x1
LF – Conexión de envío a la pinza del freno delantera izquierda M10x1
LR – Conexión de envío a la pinza del freno trasera izquierda M12x1
RF – Conexión de envío a la pinza del freno delantera derecha M10x1
RF – Conexión de envío a la pinza del freno
trasera derecha M12x1
1 - Central electrohidráulica
2 - Electrobomba de recuperación
3 - Central electrónica
4 - Conector de 31 terminales
Distancia del sensor a la rueda fónica - ABS 5.3
1- Central electrónica del ABS
2- Circuito del señalador luminoso
El sistema posee sensores que están a una distancia reglamentaria de la rueda fónica y un señalador luminoso de avería.
El valor de resbalamiento debe mantenerse dentro de un límite aceptable, sobre el cual la rueda podría bloquearse.
El sensor 12 envía señales eléctricas a la central y la central comanda la activación de las electroválvulas, provocando la reducción de la presión frenante en las pinzas de freno.
Descripción de funcion. hidráulico - Fase de carga de la presión
Electroválvulas 9 y 10 están desconectadas.
Presión llega a la pinza de freno sin alterarse.
Cuando aumenta la fuerza de frenado, el resbalamiento tiende a aumentar.
Carga de presión
Fase de mantenimiento de la presión
La electroválvula de carga 9 está conectada y se cierra interrumpiendo la conexión hidráulica entre el cilindro maestro 6 y la pinza de freno 11.
La electroválvula de descarga 10 permanece desconectada y cerrada.
La presión del fluido mantenida constante en la pinza y la fuerza de frenado mantienen la desaceleración de la rueda.
La velocidad de la rueda cambia hasta que el sensor 12 no envíe valor que pueda ser comparado a la velocidad de referencia.
La central electrónica comanda el cambio para la fase de carga caso la rueda acelere y descarga caso la rueda esté casi bloqueándose.
Carga de la presión Mantenimiento de la presión
Fase de descarga de la presión ABS 5.3
Electroválvula 9 y 10 conectadas delante de la tendencia de bloqueo de las ruedas a fin de manter la desaceleración de la rueda dentro del límite.
La conexión hidráulica entre el cilindro maestro 6 y la pinza de freno 11 sigue interrumpida y la electroválvula de carga 9 permanece cerrada.
La electroválvula de descarga 10 se abre, permitiendo la conexión entre pinza 11, acumulador 2 y electrobomba de recuperación 4.
Carga de la presión Mantenimiento de la presión
La central conecta el motor 3 de la electrobomba de recuperación 4, que saca parte del fluido que quedó en la pinza de freno y envíalo al circuito principal del cilindro maestro, disminuyendo la presión en la pinza.
Parte del fluido queda en el acumulador 2 o en el depósito de baja presión y la parte que va para la cámara de amortiguamiento 5 y por la restricción 14 se utiliza para atenuar los impulsos hidráulicos.
La válvula de reducción rápida de presión 8 y la electroválvula de carga 9 permite una rápida caída de presión en la pinza 11 cuando el pedal de freno es liberado.
Esquema eléctrico del Sistema de frenos ABS 5.3 - Palio
Esquema eléctrico del Sistema de frenos ABS 5.3 - Palio Weekend
Disposición de los componentes - ABS 5.3Esquema del sistema antibloqueo de las ruedas ABS Bosch 5.3
1 - Frenos delanteros de disco
2 - Sensor de números de giros de las ruedas delanteras
3 - Depósito del fluido del freno
4 - Cilindro maestro para circuito de los frenos de las ruedas delanteras
5 - Señalador luminoso de indicación de avería
6 - Servofreno de vacío
7 - Frenos traseros de tambor
8 - Sensor de números de giros de las ruedas traseras
9 - Interruptor del pedal del freno
10 - Central electrohidraulica con central electrónica incorporada
11 - Válvula de reducción de la presión para freno de la rueda trasera derecha
12 - Válvula de reducción de la presión para freno de la rueda trasera izquierda
La identificación y la búsqueda de posibles defectos pueden ser realizadas por medio de los instrumentos de diagnosis, que registran las fallas en una memoria permanente.
Diagnosis del sistema
Prescripciones para vehículos con sistema ABS
Para soldaduras eléctricas, desconecte la central electrónica.
Para secado en horno, saque la central electrónica.
Antes del desmontaje de la central ABS, saque el conector negativo de la batería.
No conecte fuente de tensión superior a 16 V.