Historia de los frenos parte II frenos asistidos frenos de discos 2nda Clase: Historia de los frenos parte II frenos asistidos frenos de discos frenos antibloqueos y control de tracción.

ENERGIA CINETICA EK = ½ M V2

FUERZA DE FRENADO

FRENOS ASISTIDOS La próxima innovación mas grande en frenos vino de la adición de frenada asistida. Cadillac fue la primera en ofrecer los frenos asistidos por vacío en 1930. El potenciador de frenada asistida original “master-vac” se convirtió en el precursor de los sistemas de potenciadores de vacío de hoy en día y fue patentado en 1950 por Bendix. Una opción popular de los años 1960, se convirtió en el equipamiento estándar de la mayoría de los vehículos a mediados de los años 70s y parte porque todo el mundo los requería y parte por los discos de frenos se volvían más comunes. Hoy los frenos asistidos son estándar en casi todos los autos y los camiones livianos.

Frenos de disco Por más buenos que fuesen los frenos de tambor, los frenos de disco son aun mejores. A medida que los vehículos empezaron a pesar mas y ser mas potentes, las ruedas fueron bajando de diámetros. Esto dejo menos espacio y menos enfriamiento de aire a los frenos de tambor. Otra limitación del diseño de tambor fue que tendía a atrapar agua cuando se manejaba por charcos. Esta agua atrapada actuaba como un lubricante y evitaba que los frenos pararan el vehículo. Usar un freno de disco en vez de uno de tambor tenia varias ventajas. Una de estas ventajas era que no atraparía agua, convertía en si la frenada más segura para manejo en condiciones de clima mojado. Otra ventaja era que podía seguramente soportar altas temperaturas sin desvanecimiento de la frenada. Las caras planas del rotor presentaban más superficie abierta para ayudar en el enfriamiento por aire, y la adición de aletas entre las caras del rotor (Rotor ventilado) incrementando aun más la habilidad de absorber y disipar el calor. Una tercera ventaja de los frenos de discos era que eran más compactos y podían ahorrar peso y espacio. Los frenos de disco también son auto-ajustables y eliminaban la necesidad de sistemas de auto ajuste o ajustes periódicos.

Como desventaja, los frenos de disco son más caros de fabricar por el costo adicional de la mordaza. También es más complicado instalarles frenos de emergencia al sistema de mordaza o un mini-tambor adentro del rotor o disco. También como no había el efecto de auto energización cuando se aplican los frenos, los frenos de disco requieren mucho mas esfuerzo de pedal (lo que usualmente indica que se necesitan potenciadores de frenado). Viendo estas desventajas, los frenos de disco usualmente reemplazan a los de tambor en la parte delantera de los vehículos porque sus ventajas son mayores que sus desventajas en esta situación.

Frenos de disco El primer disco de freno para aplicaciones de auto fue inventado por Elmer Sperry para un auto eléctrico en 1898. Este auto tenía frenos de disco en las ruedas delanteras, utilizaba un electroimán que empujaba una pastilla de fricción contra un lado del disco. La primera aplicación de producción masiva de sistema de frenos de disco similar a los que se usan hoy en día fue en el Crosley 1949. En 1956, Triumph y Jaguar ofrecieron discos de frenos como equipamiento estándar, y en los principios de los años 1960s los frenos de discos fueron usados en muchos autos Europeos. En los principios de los años 1970s, los frenos de discos no se utilizaban mucho en los autos americanos (el Corvette era la excepción) por su alto costo. Cuando los discos de frenos fueron adoptado, muchos de los vehículos los usaban en la parte delantera daban mejores resultados. Al usar los frenos de tambor atrás se ahorraba costo y se permitía el uso de un sistema simple (más económico) de freno de emergencia. Hasta el día de hoy, la mayoría de los autos americanos y muchos autos importados utilizan el sistema de combinación disco delantero/tambor trasero porque brinda el mejor compromiso entre costo y desempeño. Los sistemas de cuatro discos de frenos son usualmente reservados para los modelos deportivos y los sedanes de lujo.

Frenos Anti-bloqueos El próximo adelanto en la evolución de los frenos de hoy en día fue la llegada de los sistemas de antibloqueo electrónico (ABS). La adición del ABS a los sistemas de frenos agrego un margen significativo de seguridad al minimizar que se trancaran las ruedas y los derrapes cuando el suelo estaba mojado o paradas de repente en pavimento seco. El ABS logra que uno mantenga el control de la dirección cuando se frena fuertemente para poder manejar alrededor de obstáculos y fuera de problemas. Esto también ayuda a mantener el vehículo en línea recta y estable en una frenada de pánico, a su vez reduce el chance de que el auto se ladee. Por eso es que el ABS se ha convertido en estándar u opción en los vehículos de hoy.

Frenos Anti-bloqueos Los orígenes del ABS datan de poco después de la segunda guerra mundial cuando el ABS se origino para aviones pesados. El primer sistema de ABS electrónico moderno fue inventado por Robert Bosch Corp. Y se ofreció en ciertos modelos de Mercedes Benz y BMW en los 1978. Otros fabricantes de vehículos Europeos siguieron este ejemplo y la opción comenzó a crecer en popularidad. En 1985, los primeros autos equipados con ABS de la Mercedes Benz y BMW llegaron a las costas del mercado de E.U. empezaron la carrera de los ABS en este lado del océano atlántico. El mismo año, Ford se convirtió en el primer fabricante americano en ofrecer un sistema ABS, General Motors salto en el tren del ABS el año siguiente. En 1990 25% de todos los autos nuevos y camiones livianos fueron equipados con ABS como equipamiento estándar o equipo opcional, y para 1995 el ABS se encontraba ya en casi 90 de todos los vehículos nuevos.

Frenos Anti-bloqueos

VALVULAS EN LA FRENADA ABS Posición de frenada 1: En esta posición la presión del master se pasa directamente al freno. Posición de frenada 2: En esta posición la válvula bloquea la línea, aislando el freno del cilindro maestro. Esto previene que la presión se regrese haciendo que se necesite presionar aun mas el pedal. Posición de frenada 3: La válvula suelta algo de la presión de los frenos.

Tipos de sistemas ABS Tipo cuatro canales: Este es el mejor de los arreglos de ABS. Utiliza sensores en cada una de las cuatro ruedas para asegurar la mayor fuerza de frenado. Tipo tres canales: Este es utilizado muchas veces en pickups con ABS en las 4 ruedas. Tiene 2 sensores y 2 válvulas para las ruedas delanteras y un sensor de velocidad y 1 válvula para las ruedas traseras ubicado en el eje trasero. Tipo un canal: Este tipo es utilizado muchas veces en pickups o camiones con un sensor de velocidad y una válvula ubicadas en el eje trasero. En este sistema las dos ruedas traseras tienen que trancarse para que el sistema comience a funcionar asi que su función está limitada. Es fácil detectar este tipo de sistema ya que las líneas traseras de freno están divididas por una T que lleva el fluido a presión hacia cada rueda.

Control de tracción/estabilidad Mientras el ABS evolucionaba, las opciones de control de tracción fueron adicionadas. Esto logro que el sistema ABS monitoreara y previniera que las ruedas patinaran cuando se aceleraba en mojado o en superficies resbalosas. El control de tracción probó ser especialmente una ayuda en autos de alto desempeño con llantas de un ancho considerable que son notorias por tener pobre tracción en climas húmedos Ver video 1 / Ver video 2 El control de tracción permite algo como el diferencial limitado electrónicamente. Cuando los sensores de velocidad detectan que las ruedas patinan, los frenos se aplican a la rueda con menos tracción para que el poder del motor vaya a la rueda con más tracción. Si ambas ruedas patinan, ambas se frenan para mantener la tracción. Algunos sistemas de control de tracción utilizan varias estrategias “reductores de potencia” para reducir el poder del motor cuando las ruedas empiezan a patinar. El sistema puede brevemente reducir el poder del motor retrasando el tiempo, deshabilitando uno o mas inyectores de combustible o reduciendo la apertura de la mariposa aceleradora.

Los nombres para control de estabilidad * Acura: Vehicle Stability Assist (VSA) * Alfa Romeo: Vehicle Dynamic Control (VDC) * Audi: ESP - Electronic Stabilization Program * Buick: StabiliTrak * BMW: Dynamic Stability Control (DSC), including Dynamic Traction Control * Cadillac: All-Speed Traction Control & StabiliTrak * Chevrolet: StabiliTrak (except Corvette - Active Handling) * Chrysler: Electronic Stability Program (ESP) * Dodge: Electronic Stability Program (ESP) * DaimlerChrysler: Electronic Stability Program (ESP) * Fiat: Electronic Stability Program (ESP) and Vehicle Dynamic Control (VDC) * Ferrari: Controllo Stabilita (CST) * Ford: AdvanceTrac and Interactive Vehicle Dynamics (IVD) * GM: StabiliTrak * Hyundai: Electronic Stability Program * Honda: Electronic Stability Control (ESC) and Vehicle Stability Assist (VSA) and Electronic Stability Program (ESP) * Holden: Electronic Stability Program (ESP) * Infiniti: Vehicle Dynamic Control (VDC) * Jaguar: Dynamic Stability Control (DSC) * Jeep: Electronic Stability Program (ESP) * Kia: Electronic Stability Program (ESP) * Land Rover: Dynamic Stability Control (DSC) * Lexus: Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) with Vehicle Stability Control (VSC) and Traction Control (TRAC) systems * Lincoln: AdvanceTrak * Maserati: Maserati Stability Program (MSP) * Mazda: Dynamic Stability Control * Mercedes: Electronic Stability Program (ESP) * Mercury: AdvanceTrak * MINI Cooper: Dynamic Stability Control * Mitsubishi: Active Skid and Traction Control MULTIMODE * Nissan: Vehicle Dynamic Control (VDC) * Oldsmobile: Precision Control System (PCS) * Opel: Electronic Stability Program (ESP) * Peugeot: Electronic Stability Program (ESP) * Pontiac: StabiliTrak * Porsche: Porsche Stability Management (PSM) * Renault: Electronic Stability Program (ESP) * Rover: Dynamic Stability Control (DSC) * Saab: Electronic Stability Program * Saturn: StabiliTrak * SEAT: Electronic Stability Program (ESP) * Skoda: Electronic Stability Program (ESP) * Subaru: Vehicle Dynamics Control Systems (VDCS) * Suzuki: Electronic Stability Program (ESP) * Toyota: Vehicle Dynamics Integrated Management (VDIM) with Vehicle Stability Control (VSC) * Vauxhall: Electronic Stability Program (ESP) * Volvo: Dynamic Stability and Traction Control (DSTC) * VW: Electronic Stability Program (ESP)