Aunque algunos vehículos de alta gama se están alejando de los sistemas de frenado activados hidráulicamente a las versiones híbridas de freno por cable, la mayoría de los conductores todavía dependen de la presión hidráulica para detenerlos.
A pesar de que los vehículos han estado equipados con sistemas de frenado hidráulico durante décadas, desarrollar un sistema que proporcione retroalimentación al conductor mientras retiene un retardo efectivo en todo momento y bajo todas las condiciones es un gran desafío.
Durante el funcionamiento del sistema hay varias variables que impactan en el rendimiento:
- La transferencia de peso de los ejes traseros a los ejes delanteros, lo que requiere una modulación gradual de la presión sobre las ruedas cargadas.
- El “punto de inflexión” 1) en el que el servo reduce la asistencia, así como la relación entre la asistencia y el esfuerzo del pedal.
- Debido a la presión que se aplica, las tuberías y mangueras tienden a expandirse y reducir la presión de la línea para un recorrido de pedal dado (en casos extremos, el conductor puede describir esto como un “pedal esponjoso”)
1) El servo, o servofreno, proporciona una asistencia progresiva hasta el punto de la rodilla donde se recibe la máxima asistencia de vacío y cualquier aumento en la presión de salida más allá de este punto se debe solo a un mayor esfuerzo del pedal. Si la asistencia no se redujera en esta etapa, se produciría un bloqueo de las ruedas.
También debe tenerse en cuenta que con la introducción del ABS multicanal se han solucionado muchos de los problemas dinámicos relacionados con la rotación de las ruedas y la fricción dinámica frente a la estática, incluida la modulación de presión debido a la transferencia de peso al frenar.
Sin embargo, el frenado de cadencia rápida con el ABS activado puede crear presiones de línea tremendamente fluctuantes y, en ocasiones, extremadamente altas que deben determinarse, utilizando transmisores de presión de alta calidad colocados estratégicamente en líneas críticas durante el desarrollo.
Con presiones de línea de operación en la región de 100 bar, es imperativo que todos los componentes, incluidas las tuberías y mangueras, estén diseñados para cumplir con estas presiones; y que el sistema no exceda estos valores especificados.
Sin embargo, esto tampoco es tan simple, cuando se considera que las tuberías y mangueras de diferentes áreas de sección transversal, con diferentes espesores de pared, podrían producir un rendimiento de frenado similar, pero algunas pueden ser marginales en la resistencia al estallido.
La única forma de verificar esto es mediante la medición precisa de la presión de línea cuando el sistema está completamente presurizado. Obviamente, estos valores medidos deben estar dentro de las especificaciones de los proveedores de tuberías y tubos.
Además, también es importante medir la presión de la línea para confirmar que la relación de apalancamiento del pedal puede presurizar el sistema a aproximadamente 80 bar en condiciones de frenado severas. Si la presión deseada no se puede alcanzar fácilmente, la relación del pedal debe aumentarse hasta que se logre esta presión.
Y cuando se diseña, los ingenieros del sistema también deben seleccionar el diámetro del cilindro maestro correcto: uno de los conceptos erróneos más comunes es que un cilindro maestro más grande creará más presión. Mientras que un cilindro maestro más grande crea un desplazamiento más grande, se necesita más fuerza para crear la misma presión en comparación con un orificio más pequeño.
Si bien un cilindro maestro más grande eliminará la holgura del sistema con menos carrera del pedal, se necesitará más fuerza para crear la misma presión del sistema. El resultado después de agregar un cilindro maestro más grande es un pedal más duro que necesita mucha más presión para crear la misma cantidad de fuerza de frenado. Por ejemplo, pasar de un cilindro maestro de 3/4 “a uno de 1” requiere un 77,7% más de fuerza en la varilla de empuje.
El objetivo de optimizar el rendimiento de los frenos solo se puede lograr equilibrando todo el sistema: la fuerza del pedal, la presión del sistema y el recorrido de la palanca deben tenerse en cuenta, y durante las fases de diseño y desarrollo, los fabricantes han llegado a confiar en transmisores de presión de alta precisión producidos. específicamente para aplicaciones como estas.
