Cómo funcionan los sistemas antibloqueo de frenos (ABS): Guía completa

Un sistema antibloqueo de frenos (ABS) desempeña un papel importante en el sistema de frenado del motor. En una carretera resbaladiza, frenar puede ser muy difícil para conductores profesionales, y más aún para aprendices. Antes de la invención de este diseño, el frenado ha sido un evento dramático en carreteras con superficies resbaladizas.

La existencia del ABS ha ayudado a superar este tipo de eventos, ya que evita que las ruedas se bloqueen. También ayuda a mantener el agarre de la carretera. Hoy veremos la definición, funciones, aplicaciones, componentes, diagrama, tipos y funcionamiento de un sistema antibloqueo de frenos (ABS). También hablaremos de sus ventajas y desventajas, así como de los síntomas de un ABS malo o defectuoso.

¿Qué es un sistema antibloqueo de frenos?

Un sistema antibloqueo de frenos es un dispositivo de seguridad diseñado para el sistema automotriz para evitar que las ruedas se bloqueen en condiciones de frenado de emergencia o brusco. Casi todos los vehículos modernos, incluyendo los de dos y cuatro ruedas, ahora cuentan con el sistema debido a las últimas regulaciones de seguridad.

El ABS entra en acción cuando hay pérdida de tracción entre los neumáticos y la superficie de la carretera. Esto hace que los neumáticos patinen, resultando en un vehículo incontrolable. Pero en situaciones como esta, las ruedas del vehículo continúan en movimiento, y la pérdida de agarre puede hacer que el conductor o piloto pierda el control sobre la dirección del vehículo. Esto puede resultar en un accidente.

Además, un sistema de frenos antibloqueo (ABS) se conoce como un sistema de frenado antideslizante de seguridad utilizado en aeronaves y vehículos como coches, motocicletas, autobuses y camiones. El sistema permite al conductor o piloto tener control sobre el vehículo ya que las ruedas se evitan que se bloqueen durante el frenado. El frenado antibloqueo también mantiene el contacto tractivo con la superficie de la carretera.

El ABS funciona con un principio automatizado de frenado umbral y frenado cadenciado. Estos métodos de frenado eran practicados por conductores hábiles antes de que el ABS se hiciera popular. El ABS funciona a una velocidad mucho mayor y más efectiva que el control del conductor. El sistema generalmente mejora el control del vehículo y también disminuye las distancias de frenado en superficies secas y resbaladizas. También aumenta la distancia de frenado en grava suelta o superficies cubiertas de nieve.

La versión moderna del ABS no solo evita el bloqueo de ruedas bajo frenado, sino que también altera la distribución de frenado del eje delantero. Esta característica depende de sus capacidades específicas e implementación, conocida variadamente como distribución electrónica de la fuerza de frenado, sistema de control de tracción, asistencia de frenado de emergencia, o control electrónico de estabilidad (ESC).

Funciones del sistema antibloqueo de frenos:

Los siguientes son las funciones del sistema antibloqueo de frenos en motores automotrices:

• El propósito principal de un sistema de frenos antibloqueo es tener mejor control de los vehículos, incluso al conducir en obstáculos.
• Cuenta con un controlador que monitoriza los sensores de velocidad en todo momento. Verifica desaceleraciones en la rueda que están fuera de lo ordinario. Esto ocurre justo antes de que la rueda se bloquee, produciendo una desaceleración rápida. Si la verificación no ocurriera, la rueda se detendría mucho más rápido de lo que podría.
• Esto elimina la necesidad de bombear manualmente los frenos al conducir en una superficie de baja tracción o resbaladiza. Esto permite una dirección eficiente en la mayoría de condiciones de frenado de emergencia.
• Los conductores experimentarán pulsaciones en el pedal de freno cuando el sistema está en operación debido a la apertura y cierre de las válvulas. La pulsación indica al conductor que el ABS está funcionando.
• El controlador ABS está programado para saber que una desaceleración rápida de un coche es imposible. Esto significa que cuando ocurre una desaceleración rápida, la rueda está a punto de deslizar, así que reduce la presión para quitar ese freno hasta que experimente una aceleración. Es cuando aumenta la presión hasta que ocurre su desaceleración.

Componentes del sistema antibloqueo de frenos

A continuación se muestran los componentes de un sistema antibloqueo de frenos y sus funciones:

Sensores de velocidad:

Un sensor de velocidad también se conoce como codificador, ya que ayuda a determinar la aceleración o desaceleración de la rueda. El componente trabaja con un imán y un sensor de efecto Hall, o una rueda dentada y una bobina electromagnética para producir una señal. A medida que la rueda gira, induce un campo magnético alrededor del sensor, lo que genera un voltaje en el sensor a medida que el campo magnético fluctúa alrededor de él.

El sensor se vuelve inexacto a bajas velocidades porque la rotación más lenta de la rueda puede causar fluctuaciones inexactas en el campo magnético. Esto causa lecturas inexactas al controlador.

Válvulas:

El sistema de frenos antibloqueo contiene una válvula como componente. Es controlada por el propio ABS y generalmente tiene tres posiciones en algunos sistemas. En la posición uno, la válvula se abre permitiendo que la presión del cilindro maestro pase directamente al freno. En la posición dos, la válvula bloquea la línea, separando el freno del cilindro maestro. Si esto ocurre, se evita que la presión suba más. En la tercera posición, la válvula libera algo de presión del freno. Una válvula obstruida es un problema común que ocurre en el sistema antibloqueo de frenos.

Controlador:

El controlador sirve como dispositivo ECU ya que recibe información de cada sensor de velocidad de rueda. Se envía una señal al controlador si la rueda pierde tracción. El controlador limitará la fuerza de frenado (EBD) y luego activará el modulador ABS que acciona las válvulas de frenado encendidas y apagadas.

Bomba:

La función de la bomba es restaurar la presión a los frenos hidráulicos después de que las válvulas la liberan. Un controlador muestra una señal que libera la válvula cuando se detecta deslizamiento en la rueda. La bomba restaura una cantidad deseada de presión al sistema de frenado tan pronto como una válvula libera la presión aplicada por el conductor. El controlador entonces modulará la condición de la bomba para proporcionar la cantidad deseada de presión y reducir el deslizamiento.

Diagrama del sistema antibloqueo de frenos:

[Diagrama no disponible en el texto original]

Tipos de sistema antibloqueo de frenos

Los sistemas antibloqueo de frenos funcionan con varios esquemas dependiendo de los tipos de freno empleados. A continuación se muestran los tipos de sistema antibloqueo de frenos en vehículos automotrices:

Cuatro canales, cuatro sensores ABS

Estos tipos de ABS contienen un sensor de velocidad en las cuatro ruedas y una válvula separada para las cuatro ruedas. Esta configuración permite al controlador monitorizar cada rueda individualmente, asegurando que se logre la máxima fuerza de frenado.

Tres canales, cuatro sensores ABS

Esta configuración de sistema antibloqueo de frenos contiene un sensor de velocidad en las cuatro ruedas y una válvula separada para cada una de las ruedas delanteras. Una válvula se emplea para ambas ruedas traseras. Estos tipos de ABS se usan en vehículos más antiguos con tracción a las cuatro ruedas.

Tres canales, tres sensores ABS

Este sistema lleva un sensor de velocidad y una válvula para cada una de las ruedas delanteras. Las ruedas traseras cuentan con una válvula y un sensor para ambas ruedas. Este esquema se encuentra comúnmente en camionetas con ABS de cuatro ruedas. En este sistema, el control individual se proporciona en las ruedas delanteras, para que se pueda obtener la máxima fuerza de frenado. Las ruedas traseras tienen que empezar a bloquearse antes de que el ABS se active en la parte trasera. Sin embargo, las ruedas se monitorizan juntas.

En estos tipos de sistemas de frenos antibloqueo, existe la posibilidad de que una de las ruedas traseras se bloquee durante una parada. Esto reducirá la efectividad del frenado. Bueno, el sistema es fácil de identificar ya que no hay sensores de velocidad individuales para las ruedas traseras.

Dos canales, cuatro sensores ABS

Este sistema se encuentra comúnmente en coches de pasajeros que existieron desde finales de los 80 hasta mediados de los 90. Funciona con un sensor de velocidad en cada rueda y una válvula de control para cada una de las ruedas delanteras y traseras como par. Si se detecta algún bloqueo por el sensor de velocidad en cualquier rueda individual, el módulo de control pulsa la válvula para ambas ruedas en ese extremo del coche.

Un canal, un sensor ABS

Este sistema se usa comúnmente en camionetas, furgonetas y SUVs, ya que contiene una válvula que controla ambas ruedas traseras. También tiene un sensor de velocidad, ubicado en el eje trasero. Su funcionamiento es igual que el extremo trasero de un sistema de tres canales. Las ruedas traseras se monitorizan juntas y tienen que bloquearse antes de que el ABS actúe. En este sistema, también existe la posibilidad de que una de las ruedas traseras se bloquee, lo que reduce la efectividad del frenado. Y el sistema es fácil de identificar, ya que no hay sensores de velocidad individuales para ninguna de las ruedas.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento de un sistema antibloqueo de frenos es menos complejo y puede entenderse fácilmente. Aunque se ha mencionado mucho al explicar los diversos tipos y componentes del sistema, mantente atento mientras explico más sobre cómo funciona.

Un sistema antibloqueo de frenos funciona con el sistema de frenado regular ya que los bombea automáticamente. Se hace manualmente por los conductores en vehículos que no están equipados con el sistema, lo que evita el bloqueo de ruedas. En vehículos equipados con ABS, el pie del conductor debe permanecer firmemente colocado en el pedal de freno, mientras el ABS bombea el freno automáticamente. Esto permite al conductor concentrarse en la dirección segura.

La actuación del ABS hace que el pedal de freno pulse notablemente, ya que algunos conductores inexpertos piensan que es una falla de frenos. Algunos sistemas están adicionalmente diseñados para monitorizar la tasa de aceleración liberada o el tiempo entre la liberación del acelerador y la aplicación del freno. El sistema entonces aumentará automáticamente la fuerza de frenado donde se requiera suficiente presión.

Como se mencionó anteriormente, el sistema de frenado antibloqueo monitoriza las ruedas bajo frenado fuerte. Es comúnmente conocido como control electrónico de estabilidad, que ayuda a lograr la monitorización. Dependiendo del tipo, cada rueda tiene un sensor, que detecta cuando una rueda está a punto de bloquearse y dejar de moverse. El sistema entonces liberará el freno, permitiéndole moverse. El ABS aplica continuamente la presión de frenado óptima a cada rueda, permitiendo un nivel de frenado que ocurra y no bloquear completamente las ruedas.

Con este efecto, el riesgo de derrape se reduce incluso cuando ocurren maniobras evasivas excesivas. Por eso el conductor debe saber que la distancia de frenado puede aumentar. Esto significa que el coche podría no detenerse inmediatamente al conducir en una carretera obstruida.

Mira el video para entender más sobre cómo funciona el ABS:

[Video no disponible en el texto original]

Ventajas y desventajas del sistema antibloqueo de frenos

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios de un sistema antibloqueo de frenos:

• El ABS previene bloqueos y derrapes, incluso en condiciones resbaladizas como frenar en hielo, carreteras aceitosas o mojadas. El sistema está asegurado para salvar vidas en tales condiciones, dando al conductor control perfecto del vehículo.
• Debido a la efectividad del dispositivo, ahora es obligatorio por ley que todos los vehículos lo lleven. Esto hace fácil para los conductores comprar dispositivos que lleven el sistema a bajos costos de seguro.
• El ABS moderno está diseñado para tener un sistema de control de tracción, que permite que todas las ruedas tengan tracción en la carretera. Esto hace fácil para los fabricantes tener ambas características hechas en fábrica.
• Coches o camiones equipados con sistema de frenos antibloqueo tienen mayor valor de reventa ya que el sistema sigue aumentando.

Desventajas del sistema antibloqueo de frenos

A pesar de las ventajas del ABS, algunas limitaciones aún ocurren. A continuación se muestran las desventajas de un sistema antibloqueo de frenos:

• El sistema es delicado. Es fácil que el sistema cause problemas en los frenos, como desorientación del ABS, donde el vehículo tiembla debido a los sensores de freno.
• Un freno antibloqueo puede ser costoso de mantener dependiendo del modelo del coche. Los sensores en cada rueda pueden costar mucho arreglar cuando desarrollan una falla. Esta es la razón por la que la mayoría de la gente no tiene ABS en sus vehículos.
• El ABS asegura un frenado ideal en condiciones resbaladizas, pero algunos usuarios se quejan de tiempo de parada inconsistente. Es decir, las distancias de frenado para condiciones regulares se alargan por su ABS. Esto es causado por un error en el sistema.

En conclusión, un sistema de frenos antibloqueo se encuentra importante en todo tipo de automóviles ya que los conductores tienden a tener control al conducir en una mala carretera. Hemos examinado mucho sobre eso en este artículo.

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