UNIVERSIDADE DE LA FUERSAS ARMADAS - ESPE

Nombre: Christian GarcaMateria: Autotronica III

Frenos antibloqueo ABS

Los frenos antibloqueo impiden que las ruedas de un vehculo derrapen sobre una superficie del camino durante una aplicacin brusca de los frenos, lo cual permite que el conductor mantenga el control de la direccin del vehculo. El sistema antibloqueo de frenos utiliza la electrnica para controlar la fuerza de frenado que se aplica a las ruedas.El ABS (Anti-Lock Brake System), es un sistema, que se acondiciona a un freno tradicional, con el fin de prevenir el bloqueo de las ruedas, mientras el vehculo se mueva con una velocidad superior a 7 a 20 km/h segn sea el sistema controlando electrnicamente la presin hidrulica o neumtica en el cilindro de caliper en el de rueda y/o en la cmara de aire.Se requieren de cuatro componentes para el funcionamiento de un sistema ABS:Sensor de velocidad: Cada rueda del coche o bien el diferencial cuenta con un sensor de velocidad que determina cuando la rueda est a punto de bloquearse (detenerse totalmente).Vlvulas: Existe una vlvula en cada lnea de lquido de frenos para cada freno controlado por el ABS. Estas permiten presurizar o bien liberar presin en cada una de las ruedas segn los requerimientos.Bomba: Cuando se libera presin en los frenos mediante las vlvulas, la bomba tiene la funcin de recuperar la presin.Mdulo electrnico de control de frenos: El controlador es una computadora que recibe seales de los sensores de velocidad de las ruedas y con esta informacin opera las vlvulas.

PRINCIPIOS OPERATIVOSEl sistema ABS est integrado y controlado por un mdulo electrnico de control de frenos (Electronic Brake Control Module = EBCM) o tambin llamado ECU unidad de control electrnico.En el caso del ABS, el EBCM vigila los datos de velocidad de las ruedas para regular su deslizamiento durante el frenado, obteniendo un incremento en la eficiencia del mismo, dicho de otra forma ante una frenada de emergencia, el sistema anti- bloqueo permite realizar el mejor compromiso entre la manejabilidad direccional, estabilidad del vehculo y la distancia de parada.

Sensores PasivosLos sensores pasivos de velocidad de la rueda son sensores de reluctancia variable que utilizan un captador de velocidad de tipo inductivo, colocado frente a la corona dentada que gira con la rueda. El captador est formado por un imn permanente y una bobina conectada al mdulo. El imn crea un flujo magntico que se ve afectado por el paso de los dientes de la corona frente al imn, de manera que genera una tensin elctrica en la bobina en forma de frecuencia de seal de corriente alterna, que es proporcional al giro de la rueda.

Sensores Activos Estos sensores contienen un sensor tipo reluctancia y un convertidor anlogo digital que convierte la seal a una onda digital cuadrada.Los sensores activos son sensores de dos cables, pero no pueden probarse usando un ohmetro. Un cable es la alimentacin de energa de 12 V para el sensor. El segundo cable transporta la onda cuadrada de regreso al mdulo de control. La seal digital alterna entre aproximadamente 0.9 y 1.9 V.

Unidad de Control Electrnico

Bajo la direccin de un mdulo de control, tambin conocida como unidad de control electrnica, el sistema antibloqueo de frenos utiliza diversas vlvulas para dirigir el fluido de los frenos donde se requiera. La presin de los frenos hidrulicos se reduce si la ECU determina que es eminente el bloqueo de las ruedas. El mdulo de control ABS es el cerebro del sistema, determina si un freno o frenos requieren modulacin de la presin para impedir el bloqueo de las ruedas, y luego acta sobre sus determinaciones. El mdulo de control recibe seales electrnicas de los sensores de velocidad de las ruedas, sus funciones son. Calcular las velocidades de las ruedas. Estima la velocidad del vehculo. Determina el bloqueo de las ruedas.

En el funcionamiento de frenos con ABS, si la fuerza ejercida sobre el pedal de freno se mantiene constante, el modulo electrnico establece las siguientes fases: Si un sensor de velocidad comunica al mdulo un retraso notable en el giro de la rueda, es decir, si hay tendencia al bloqueo, la seal enviada desde el modulo al bloque hidrulico hace que la presin aplicada a esta rueda deje de aumentar. Si el giro de la rueda sigue retrasndose o desacelerndose, el modulo activa el distribuidor hidrulico de manera que la presin en el cilindro de rueda se reduce, con lo que el frenado de esta pierde intensidad. El giro de la rueda se acelera al reducir la presin de frenado. Cuando se alcanza un determinado valor lmite, el modulo electrnico detecta que esa rueda esta insuficientemente frenada y modifica la seal de mando para el distribuidor hidrulico, modificando la presin de frenado con el consecuente retraso del giro de la rueda, comenzando as un nuevo ciclo de regulacin.

Grupo hidrulico Unidad de control hidrulico HCU

La HCU toma las seales del mdulo de control ABS y aplica o quita la presin hidrulica a los ensambles de frenos. Los solenoides elctricos en la HCU controlan las vlvulas hidrulicas. Las vlvulas hidrulicas reducen el flujo de fluido de frenos presurizado a los sistemas. El motor de la bomba se energiza y restaura el flujo al presurizar el fluido cuando el mdulo de control determina que las ruedas ya no se van a bloquear.

La HCU usa vlvulas hidrulicas controladas con solenoides para controlar (modular) la presin hidrulica enviada desde el cilindro maestro a los cilindros de las ruedas y/o calipers de los frenos.Cuando la computadora determina que una rueda se est desacelerando muy rpido, se reduce la presin a las zapatas y/o pastillas de los frenos, evitando as el bloqueo de la rueda. Esto se logra accionando la unidad de control hidrulico (HCU) para que abra y cierre las vlvulas solenoide apropiadas. Una vez que la rueda afectada regresa a su posicin normal, el mdulo de control regresa las vlvulas a su posicin normal, y se reanuda el frenado normal. Estas vlvulas estn situadas en la unidad de control hidrulico y no se les puede dar servicio. Si una vlvula tiene defectos, se debe reemplazar toda la unidad hidrulica de control.

FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA ANTIBLOQUEO DE FRENOS ABSLas llantas que derrapan proporcionan un frenado muy pobre y no proporcionan control de la direccin. La friccin incrementada de las ruedas en movimiento de rotacin produce un mayor control del vehculo.Durante condiciones de frenado brusco, es posible que las ruedas de un vehculo se bloqueen o que dejen de girar. Una rueda bloqueada causa reduccin del frenado y del control de la direccin. Los sensores electrnicos de las ruedas y un sistema de computadora monitorean constantemente la rotacin de las ruedas. Si una o ms de las ruedas empiezan a bloquearse, el sistema abre y cierra vlvulas elctricas, ciclando hasta 10 veces por segundo. Los frenos se aplican y se liberan y se vuelven a aplicar rpidamente, de tal manera que las ruedas delanteras conducen y frenan de manera alternada. Tambin se impide que las ruedas traseras se bloqueen.Los sistemas antibloqueo de frenos permiten que los vehculos eviten el derrape. El sistema ABS tiene un mdulo de control electrnico, sensores de velocidad de las ruedas y un mdulo de control hidrulico para aplicar la presin de frenos correcta e impedir el bloqueo de las ruedas.

SISTEMA DE DIRECCIONES ELCTRICAS

Los sistemas de Direcciones elctricas se encuentran cada da ms utilizados en vehculos de pasajeros, estos modernos sistemas permiten al conductor, tener mayor desempeo y maniobrabilidad al momento de una situacin de riesgo, o simplemente mayor confort en una conduccin cotidiana.

Bsicamente la idea de este sistema es que la asistencia a la direccin no es Hidrulica, si no elctrica, encontrndose una unidad de control electrnico denominada generalmente EPS (Electronic Power Steering), que comanda a un motor corriente directa sin escobillas generalmente, aunque pueden existir variantes. Este motor esta acoplado al sector de la direccin, y asiste al movimiento del conductor.El movimiento del eje de la direccin es verificado por un sensor de posicin, el cual puede ser ptico, tipo potencimetro o efecto hall.Si la posicin de la direccin no corresponde a la que debera tener en ese momento, o simplemente se presenta un malfuncionamiento en alguno de los elementos, la unidad EPS generara un cdigo de falla, iluminara una luz en el tablero y la direccin quedara completamente mecnica, presentando dificultad al movimiento del timn. Vale aclarar que cualquier trabajo que se realice en el sistema (Ej. alineacin) requiere el uso del scanner para colocar en punto cero la direccin, a continuacin se presentara, la imagen de algunos de los componentes que hacen parte del sistema de control electrnico de la direccin.

Motor de la direccin.

En este caso se puede apreciar que el motor es un motor de corriente directa de dos cables, el cual trabaja con inversin de polaridad, la polaridad se coloca sobre el motor de acuerdo al sentido de giro de la direccin, para eso la unidad de control electrnico cuenta internamente con una serie de transistores de potencia para este fin. En el esquema inferior se presenta un breve resumen de este control electrnico.

Los transistores Q1, Q2, Q3, Q4 permiten colocar las polaridades necesarias sobre el motor MT1 (motor de la direccin), bsicamente la inversin es calculada por el micro controlador que con seales de disparo a los transistores de potencia logra amplificar este control hasta el motor, la corriente que este motor maneja puede llegar hasta los 80 Ampere, de acuerdo al requerimiento de posicin del sistema. Todo el comando es calculado por la unidad de control electrnico de la direccin EPS y este mdulo tiene en cuenta las seales de requerimiento de asistencia, como por ejemplo la velocidad del vehculo VSS.

Sensor de posicin de la columna de la direccin.

Este sensor enviara la informacin al mdulo de control del sistema de la direccin, el funcionamiento de este sensor puede cambiar de acuerdo al modelo utilizado, uno de los ms usados es el tipo ptico, el cual permite manejar una seal a travs de unos fototransistores a travs de unas ranuras en plato internamente ensamblado en el sensor, en la imagen inferior se puede apreciar esta explicacin, para el caso usando una bombilla a manera de entender el ejemplo del sensor.

Cada vez que la columna se mueve en grados, hacia un sentido o hacia otro, la luz interna de los fototransistores y fotodiodos, enfrenta las ventanas generando seales.

Estas seales sern ondas cuadradas, que van de 0 5 V, similares a las de un captor de posicin efecto hall.Diagnstico para el tcnico en el taller.El tcnico del taller tiene que manejar muy bien el tema de la direccin, puesto que es un sistema nuevo que involucra procesos de programacin, por ejemplo despus de alinear mecnicamente una direccin.Un ejemplo del diagnstico, es cuando se quiere verificar la posicin cero de la direccin Mecnica y electrnicamente, el tcnico debe tener muy claro los parmetros, por ejemplo si la posicin est completamente alineada mecnicamente, las ruedas estn centradas, el timn derecho, y los grados en el scanner deben ser 0 GradoSi se gira el timn hacia un costado completamente, debe mostrar aproximadamente 520 Grados y si se gira hacia el otro lado completamente debe mostrar 520 Grados aproximadamente. En las siguientes imgenes se pueden apreciar esos ejemplos con el scanner.

ESTRUCTURA DEL SISTEMA DE DIRECCIN ASISTIDA EPS.El sistema de direccin asistida elctrica se compone de un motor elctrico, accionado por una unidad de control electrnica (UCE) y una serie de sensores de captacin e informacin de cualquier accin del sistema direccional para generar la servoasistencia correspondiente de la direccin.Este sistema es la combinacin entre el accionamiento mecnico del volante de la direccin y el accionamiento elctrico de asistencia la cremallera de la direccin.

A continuacin se describen brevemente los componentes principales del sistema. Sensor de ngulo de direccin: Va situado en la columna de direccin, entre el mando combinado y el volante, y suministra la seal para la determinacin del ngulo de direccin. Sensor de par de direccin: Va ubicado en la carcasa del mecanismo de la direccin y suministra la seal del par aplicado a la direccin. Sensor de rgimen del motor elctrico: Forma parte integrante del motor elctrico y no es accesible exteriormente. Sensores de rgimen seal de velocidad: La seal de la velocidad de marcha del vehculo es suministrada por la unidad de control del ABS, a travs de sus captadores de ruedas. Sensor de rgimen del motor: Ubicado en la carcasa de salida de cigeal suministra la seal del rgimen de revoluciones del motor de combustin, a travs de la propia UCE de inyeccin. Motor elctrico: Se trata de un motor asncrono con desarrollo de bajo par mximo y de construccin simple, que permite accionamientos cortos y rpidos, por lo que resulta muy adecuado para movimientos de asistencia de la direccin.

Conexin:

Averas:

CONCLUSIONES: El ABS (Anti-Lock Brake System), es un sistema, que se acondiciona a un freno tradicional. La friccin incrementada de las ruedas en movimiento de rotacin produce un mayor control del vehculo. Durante condiciones de frenado brusco, es posible que las ruedas de un vehculo se bloqueen o que dejen de girar. Una rueda bloqueada causa reduccin del frenado y del control de la direccin. El movimiento del eje de la direccin es verificado por un sensor de posicin, el cual puede ser ptico, tipo potencimetro o efecto hallBibliografa:http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/5092/1/T-ESPEL-0875.pdfhttps://www.google.com.ec/#q=direccion+electronica+automotriz+pdf