La seguridad alguna vez fue un accesorio de lujo. Ahora es la línea de base. Los fabricantes de automóviles han gastado décadas y miles de millones de dólares para mejorar los estándares de seguridad. Incluso los autos compactos más asequibles de hoy tienen mejor protección que los sedanes de lujo de los años 90. No es necesario que vacíes tu cuenta bancaria para mantener segura a tu familia. Los coches modernos son bastiones de sensores y circuitos.
Estos sistemas se basan en microcircuitos. Están observando tus actividades. Observan cómo funciona el coche. Si algo sale mal, intervienen. El frenado es donde se obtienen las mayores ganancias. Detenerse de forma segura es el factor más importante para evitar una colisión. Casi todos los automóviles actuales están equipados con sistemas de frenos antibloqueo (ABS). Agregue el Control Electrónico de Estabilidad (ESC) y obtendrá configuraciones que pueden ayudar a prevenir accidentes.
Pero dentro del sistema de frenos hay una capa de tecnología más avanzada. Esto se llama Distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBD).
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La física de detenerse
El ABS evita que las ruedas se bloqueen. EBD garantiza que se aplique la cantidad correcta de presión a cada rueda para una parada eficaz. Este es un problema que no se puede resolver sólo con el ABS.
El peso del coche no es estático. Cambia. Cuando pisas el freno, la parte delantera del coche desciende. Las ruedas delanteras soportan más peso que las traseras. Aplicar la misma fuerza de frenado a las cuatro ruedas puede hacer que la rueda trasera más ligera se bloquee mientras que la rueda delantera, más pesada, sigue girando. Esa es una receta para dar una vuelta.
EBD corrige este desequilibrio. Calcule la carga sobre cada neumático. Ajusta la presión del aceite de cada rueda en tiempo real. Una parte trasera más ligera significa menos presión sobre ella. Esto es aún más cierto si la parte delantera es pesada. Sucede en milisegundos.
¿Por qué es importante?
Se podría pensar que el ABS es suficiente. En una parada de pánico, lo es. Sin embargo, el ABS no tiene en cuenta la transferencia de peso. Sólo reacciona a la velocidad de la rueda. EBD se prepara para la física de la parada. Esto garantiza que el coche siga circulando en línea recta. Maximiza el rendimiento de frenado. Sin esto, dependerías de un sistema que trata a las cuatro ruedas por igual. No lo son.
Esta tecnología no es nueva. Pero se está convirtiendo en la norma. Es un milagro silencioso de la tecnología. No sabrás que está funcionando a menos que algo salga mal. Si esto sucede, evitará que usted se deslice hacia el tráfico que viene en sentido contrario.
¿Vale la pena buscar un coche usado? ¿O comprar uno nuevo? Depende de cómo conduzcas. Pero para la mayoría de las personas, esta es una capa de protección no negociable. No es llamativo. No hay luces de advertencia que permanezcan encendidas durante semanas. Simplemente funciona.
Lo único que se interpone entre usted y perder el control es la fricción. Es física simple. Cuando pisas el pedal del acelerador, la fricción hace que el coche avance. Cuando pisas los frenos, la fricción te frena. Por eso el hielo da miedo. El coeficiente de fricción es cercano a cero. No puedes acelerarlo. No puedes detenerlo.
Pero la fricción también proporciona agarre lateral. Sin él, el coche no sería capaz de moverse en la dirección que indican las ruedas. Deslícese hacia los lados. El control de dirección se pierde por completo.
La pérdida de este agarre no se debe necesariamente al hielo. Esto sucede cuando frenas demasiado fuerte. Cuando los neumáticos dejan de girar, la potencia del coche continúa moviéndose. Este es el bloqueo de ruedas. Las ruedas dejan de girar por completo. Perdieron toda tracción. El coche se vuelve como un trineo y, en cuanto se bloquea, se desplaza en cualquier dirección.
La relación de deslizamiento y el ABS
El secreto para evitar el deslizamiento es controlar su tasa de deslizamiento. Esta es la diferencia entre la velocidad del coche y la velocidad de rotación de los neumáticos. Lo ideal es que haya una pequeña relación de deslizamiento para maximizar la tracción. Pero si los neumáticos dejan de girar mientras el coche va a 60 millas por hora, el derrape se vuelve catastrófico.
El sistema antibloqueo de frenos (ABS) controla esta relación en tiempo real. Ajuste la presión del freno para mantener la relación de deslizamiento en un nivel óptimo. Deslizamiento suficiente para el agarre, pero no suficiente para bloquear.
Cambiar el peso complica las cosas. Cuando pisas el freno, el coche se inclina hacia delante. En los coches con motor delantero, el peso se transfiere al eje delantero. Aumenta el agarre del neumático delantero. Los neumáticos traseros lo pierden. Este desequilibrio hace que las ruedas traseras se bloqueen primero.
Los sistemas hidráulicos más antiguos utilizaban una válvula proporcional para reducir la presión del freno trasero. Esta es una solución estática. No se tienen en cuenta los cambios en las condiciones de la carretera ni las cargas individuales de los neumáticos. El ABS hace que estas válvulas mecánicas sean esencialmente obsoletas para el control dinámico.
Presentamos la distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBD)
El ABS regula el deslizamiento. EBD se encarga de la distribución del peso.
La distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBD) utiliza los mismos sensores que el ABS. Una unidad de control electrónico (ECU) monitorea cada rueda individualmente. Cuando la ECU detecta el deslizamiento de las ruedas traseras, reduce la fuerza de frenado en las ruedas traseras. Mantiene o aumenta la presión sobre las ruedas delanteras. Esto recrea la distribución ideal del peso durante el frenado.
EBD también resuelve los problemas en las curvas. En las curvas, las ruedas exteriores viajan más y más rápido que las ruedas interiores. Cuando el sistema de frenos aplica la misma fuerza a todas las ruedas, la rueda interior se bloquea. Esto puede provocar sobreviraje. La parte trasera gira hacia afuera. Pierdes la línea.
El EBD detecta una desaceleración excesiva de las ruedas interiores. Reduce la presión en estos neumáticos en particular. Mantiene las ruedas exteriores frenadas con fuerza para mantener la estabilidad. El auto se queda plantado.
El hardware detrás de la lógica
Estas correcciones ocurren en milisegundos. La ECU procesa datos de los sensores de velocidad de las ruedas, los sensores del ángulo de dirección y el sensor de velocidad de guiñada. Calcula la presión de frenado óptima para cada curva. Envía un pulso a los moduladores hidráulicos. Estos reguladores ajustan la presión del líquido en las líneas de freno.
¿Cómo se logran estas maravillas electrónicas? En la página siguiente, explique el hardware y el software que utilizan los sistemas EBD para controlar de forma independiente la cantidad de fuerza de frenado aplicada a cada neumático.
Componentes electrónicos de distribución de la fuerza de frenado
El hardware físico es resistente y duradero. Estos sensores están diseñados para resistir vibraciones, calor y humedad. Las mangueras de freno están reforzadas para soportar cambios bruscos de presión. La ECU es resistente al agua y está aislada.
Pero la verdadera magia está en el código. Los algoritmos se adaptan constantemente. ellos aprenden. ellos reaccionan. No sólo reaccionan ante la carretera. Reaccionan ante el conductor. Y al coche.
Los componentes físicos detrás de la distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBD) no son tan diferentes de un sistema de frenos antibloqueo (ABS) estándar. La diferencia no es si es de metal o de plástico. Está en el código.
Hay tres piezas principales de hardware que habilitan EBD. Necesita un sensor para controlar el deslizamiento de las ruedas. Necesita una válvula que pueda ajustar la presión hidráulica de cada rueda. Se necesita una unidad de control electrónico (ECU) para realizar el trabajo pesado y calcular exactamente cuánta fuerza se necesita y dónde.
El papel del sensor de velocidad en EBD
Para determinar el deslizamiento de las ruedas, el sistema necesita dos puntos de datos. Necesita saber qué tan rápido gira una rueda en particular. También es necesario saber a qué velocidad va realmente el coche.
Si las ruedas giran más lento que la velocidad general del automóvil, está perdiendo tracción. Ese es el comienzo de un derrape.
Cada rueda tiene su propio sensor de velocidad. Ninguno de los sensores mide el movimiento hacia adelante del automóvil. En cambio, el sistema EBD promedia los datos de las cuatro ruedas. Este promedio se convierte en la línea base de velocidad del vehículo.
Modulación de la fuerza de frenado
Los frenos funcionan hidráulicamente. El fluido se bombea a las líneas, empujando el pistón hacia el rotor. Aquí es donde entran en juego los sistemas EBD.
Las válvulas accionadas eléctricamente se encuentran entre el cilindro maestro y la rueda. Estas válvulas se pueden abrir y cerrar rápidamente. Controlan la cantidad exacta de líquido que llega a cada pinza de freno o cilindro de rueda. Esto permite que el sistema aplique más o menos presión a una rueda específica en milisegundos.
La ECU como cerebro
La ECU es básicamente una pequeña computadora integrada en el módulo ABS. Toma los datos sin procesar de los sensores de velocidad. Calcula la relación de deslizamiento de cada rueda. A continuación, ordena a los moduladores que ajusten la presión.
El objetivo es sencillo. Mantenga la relación de deslizamiento de cada rueda en un rango seguro y eficiente. No demasiado resbalón. No muy poco. Agarre suficiente para detenerse sin bloquearse.
Sensores de guiñada y estabilidad
Las instalaciones modernas de EBD tienen un sensor de guiñada. Este dispositivo detecta cómo gira el vehículo alrededor de su eje vertical. Piense en ello como medir el giro del automóvil durante un giro.
El sistema compara estos datos de rotación con la entrada del sensor de ángulo del volante.
Esta comparación revela dos problemas comunes:
* Sobreviraje: La parte trasera del automóvil se balancea más de lo previsto.
* Subviraje: La parte delantera del automóvil se empuja hacia adelante, ignorando el movimiento de la dirección.
El EBD puede corregir estos problemas frenando selectivamente ciertas ruedas. Cuando el coche subvira, el sistema aplica fuerza de frenado a la rueda trasera interior. Esto crea un punto de pivote que ayuda a que la nariz gire hacia adentro. Cuando el coche sobrevira, frena la rueda trasera exterior. Esto alinea la parte trasera.
Esta medida correctiva generalmente funciona junto con el control electrónico de estabilidad (ESC) para evitar vuelcos y pérdida de control.
¿Vale la pena la EBD?
El hardware es muy avanzado. El software lo es aún más. ¿Pero cambiará tu forma de conducir?
La siguiente página analiza los beneficios prácticos de seguridad de tener este sistema en su automóvil.
Cómo la distribución electrónica de la fuerza de frenado puede salvar vidas en situaciones de emergencia
Vas a 50 mph. Aparece un obstáculo. Un vehículo detenido. Tu instinto es pisar el freno y desviarse. Si utiliza una configuración de frenado antigua, probablemente esté condenado. El cambio de peso durante una frenada brusca hace que la parte delantera se eleve y la parte trasera se hunda. Este cambio puede hacer que los neumáticos traseros pierdan tracción y se bloqueen. Los neumáticos bloqueados no giran. Eres como un proyectil que se desliza directamente hacia el parachoques que intentas evitar. Peor aún, la parte trasera sobresale. Empieza a sobrevirar y a girar. Los resultados suelen ser malos para todos los que están a bordo.
Presentamos la distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBD). Esta no es una característica de lujo. Ésta es la red de seguridad básica. EBD evita que los neumáticos se bloqueen. Mantenga los puntos de contacto frescos. Tú conservas el mando. Este sistema ajusta la presión de los frenos en las ruedas interiores y exteriores durante las curvas, eliminando el sobreviraje. Evita los obstáculos. El coche está en perfecto estado. Los pasajeros quedan ilesos para los pasajeros. Esto suena sencillo. Porque el resultado es una cosa o la otra. En otras palabras, vive o no vive.
Conducir por carreteras con poca tracción
Hielo. lluvia. aceite. Estas condiciones hacen que el asfalto se convierta en un lugar resbaladizo. Los derrapes ocurren rápidamente. EBD no puede ver la superficie de la carretera. No tiene ojos. No sabe que estás sobre hielo negro hasta que es demasiado tarde para realizar la corrección manual. Entonces, ¿cómo ayuda? Lee la relación de deslizamiento. Los sensores de velocidad de las ruedas se comunican con el módulo de control en tiempo real. Si una rueda está sobre pavimento seco y la otra sobre hielo, la relación de deslizamiento entre ellas diverge. El sistema detecta esta asimetría. Ajusta la fuerza de frenado instantáneamente a esa curva específica.
No hay ningún botón mágico. No se puede desafiar la física. Sin embargo, el EBD hace que frenar con fuerza sea tan seguro como lo permite la física en superficies resbaladizas. Compensa diferentes niveles de agarre que el pie humano no puede detectar. Puedes mantener el control. No entras en una deriva descontrolada.
El factor de carga del maletero
La mayoría de los conductores no piensan en el maletero. Lo cargan con equipaje. equipaje pesado. Esto cambia el centro de gravedad. Añade masa al eje trasero. El peso adicional aumenta la tracción en las ruedas traseras. Una válvula dosificadora mecánica estándar tiene una curva fija. No puede adaptarse a un coche cargado. Cuando el coche es ligero, es posible que frene demasiado las ruedas traseras. Si el automóvil es pesado, frene poco cuando el automóvil sea pesado. EBD resuelve este problema. Detecta el cambio en la relación de deslizamiento causado por la masa agregada. Aplica más fuerza de frenado a los neumáticos traseros donde ahora el agarre es mayor. La distancia de frenado es más corta. Mejor estabilidad. No estás simplemente conduciendo un coche. Estás impulsando un sistema dinámico cambiante que cambia constantemente. EBD actualiza los parámetros cada milisegundo.
Por qué esto es importante en la conducción diaria
La seguridad no es sólo para las pistas de carreras. Esto es para administrar los comestibles. Esto es para un viaje de negocios. EBD funciona junto con ABS (frenos antibloqueo). También están integrados el control de tracción y el control electrónico de estabilidad. Estos sistemas forman una red de seguridad. Detectan los errores antes de que provoquen accidentes. La tecnología ha madurado. Esto es estándar. Sin embargo, comprender cómo funciona cambiará su forma de conducir. Confías en el sistema. Puedes conducir con más confianza. Cuando presionas el pedal, sabes que el auto está levantando objetos pesados.
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salir
-Kari, Larry. “Distribución electrónica de frenos: la tecnología emergente ofrece oportunidades de servicio”. Autos importados. 1 de febrero de 2009. (3 de noviembre de 2009) http://www.import-car.com/Article/46362/Electronic.aspx
- William B. Ribbens, “Comprensión de la electrónica automotriz”. 6ta edición. 2003. Ciencia Elsevier. Burlington, Massachusetts
