Tecnología de Frenado en Vehículos Pesados: Sistemas Neumáticos y Control Electrónico

Sistemas Neumáticos de Frenado

Componentes del Circuito Neumático

Los elementos fundamentales del circuito neumático incluyen:

• Compresor
• Regulador de presión
• Deshidratador
• Calderines (acumuladores)
• Pedal y válvula de accionamiento del freno de servicio
• Corrector de frenada
• Cilindros de freno

Generación y Regulación de Presión

La generación y regulación de la presión se lleva a cabo mediante:

• Compresor: Genera el aire a presión.
• Regulador de presión: Mantiene la presión dentro de los límites operativos.
• Deshidratador: Se encarga de secar el aire y limpiarlo de partículas, previniendo la corrosión y el congelamiento.

Acumulación y Aseguramiento de la Presión

Los calderines acumulan el aire para su empleo en el circuito. La válvula de seguridad garantiza la presión de aire adecuada en los distintos circuitos del camión.

Dispositivos de Accionamiento y Acoplamiento

Son todos aquellos elementos que el conductor acciona para conseguir frenar:

• Pedal: Canaliza el aire a presión hasta los émbolos de frenado.
• Corrector de frenada: Regula y limita la presión de frenado en el eje trasero, dependiendo de la carga del vehículo.
• Cilindros de freno: Transforman la energía neumática en fuerza mecánica para aplicar el frenado.

Frenado Continuo (Auxiliar)

Los sistemas de freno continuo se emplean para aliviar y complementar los frenos de rueda. Sus principales ventajas son:

• Frenan sin desgaste, ya que no funcionan por fricción.
• Incrementan la vida útil de los frenos de servicio.
• Ayudan en la conducción, permitiendo bajar desniveles con mayor seguridad.

Los sistemas más empleados son:

• Freno motor
• Retardadores hidrodinámicos
• Retardadores eléctricos

El Retardador Intarder

El Intarder es un tipo de embrague hidráulico. El rotor está unido a la transmisión del vehículo, y el estator se encuentra fijado al cárter del conjunto y permanece estacionario. El efecto de frenado se obtiene mediante el aceite que entra en el interior del rotor y del estator, generando resistencia hidrodinámica.

Sistemas Electrónicos de Seguridad Activa

Componentes del Sistema Antibloqueo de Frenos (ABS)

Los componentes esenciales del ABS son:

• Bomba hidráulica
• Unidad hidráulica (modulador)
• Unidad de control ABS (ECU)
• Sensores de rueda
• Conmutador de la luz de freno
• Testigo luminoso ABS y sistema de frenado
• Luces de freno

Estructura del Sistema Hidráulico del ABS

El sistema hidráulico incluye:

• Bomba de barrido
• Válvulas de aspiración y presión
• Acumulador de baja presión
• Electrovalvulas de entrada y salida

Sensores de Rueda

Su misión es transformar las magnitudes físicas o cinemáticas (velocidad de giro) en magnitudes eléctricas que un módulo pueda procesar.

• Sensor inductivo: La frecuencia y la amplitud de la tensión alterna del sensor dependen de la velocidad de giro del anillo o rueda fónica.
• Sensor activo magnetorresistivo: Ofrece una señal más precisa a bajas velocidades.

Control de Tracción (TCS)

Los sistemas de control de tracción evitan que las ruedas motrices derrapen y, como consecuencia, que pierdan tracción cuando se supera la fuerza motriz máxima transmisible. Si la rueda comienza a derrapar, el sistema interviene.

Constitución del Sistema Hidráulico BTCS (Brake Traction Control System)

El sistema BTCS parte de la constitución básica del ABS, pero incorpora otra tubería de aspiración con una válvula conmutadora para poder aplicar presión de frenado de manera selectiva durante la aceleración.

Programa Electrónico de Estabilidad (ESP)

La misión del ESP es actuar en situaciones críticas de conducción. Realiza intervenciones selectivas en los frenos, ayudando a corregir y restablecer la estabilidad dinámica del vehículo.

Sensores Específicos del ESP

Para su funcionamiento, el ESP requiere información de los siguientes sensores, además de los de rueda:

• Giro del volante
• Aceleración (longitudinal y transversal)
• Derrapaje (sensor piezoeléctrico de guiñada)
• Presión de los circuitos de frenos
• Recorrido del pedal de freno