Sistemas de Tracción 4x4, Frenado y ABS en Automoción: Funcionamiento y Componentes
Sistemas de Tracción en Vehículos
La tecnología 4x4 mejora la capacidad propulsora y la seguridad de comportamiento, aportando mayor potencia en terrenos de baja adherencia.
Tipos de Tracción y Configuración
- 4x4 manual o propulsión trasera
- Tracción delantera
- Caja de transferencia
- 4x4 acoplable automáticamente (Haldex, xDrive)
- 4x4 integral con repartidor (4Matic, Torsen)
Características del 4x4 Automático
Se encarga de acoplar y desacoplar la transmisión, compensando las diferencias de giro entre los dos ejes y repartiendo el par de forma proporcional según los parámetros de la vía.
Diferencias entre Sistemas Haldex y xDrive
- Haldex: Predominio en el eje trasero.
- xDrive: Predominio en el eje delantero. No es hidráulico, funciona mediante motor eléctrico.
Características de la Tracción Integral
Reparte el par a los dos ejes de forma continua. El par se reparte mediante un diferencial central (RP) que compensa las diferencias de giro en las curvas.
Transmisión y Árboles
- Cardán: Es la más empleada para unir árboles de transmisión no alineados, permitiendo desplazamientos angulares de hasta el 25%.
- Semiárbol de transmisión: Cuenta con juntas homocinéticas y elementos deslizantes.
- Semiárbol de eje rígido: Puede ser semiflotante, flotante y 3/4 flotante.
Sistema de Frenado en el Automóvil
El sistema de frenado se compone de mandos, transmisión y el dispositivo de freno.
Tipos de Freno
- Freno de servicio: Consta de 2 números de circuitos, fuerza máxima en el pie de 800 N, presión máxima de 20 a 50 bar y una relación mecánica en el pedal de 5:1 a 8:1.
- Freno de socorro y estacionamiento: Accionamiento mecánico, fuerza máxima de 400 N, relación de palanca de 15:1, valor de frenado del 20% del total, deceleración media de 1,5 m/s² y potencia para detener el coche en pendiente.
Efectos durante la Frenada
- Basculación del eje delantero.
- Bloqueo delantero.
- Bloqueo trasero.
- Pérdida de trayectoria sin bloqueo.
Efectos de la Temperatura
Para combatir el calor se utilizan discos autoventilados, tambores con aletas que evacuan el calor, se agranda el conjunto o se implementan conductos de aire dirigidos contra los discos.
Componentes del Freno de Tambor
Incluye portafrenos, tambor, zapatas, dispositivo de tensado, bombines, resortes de retención y dispositivo de ajuste.
- Dispositivo de tensado: Leva en forma de S-Z, cuña de expansión o bombín de freno.
- Dispositivo de ajuste: Manual (Girling con bombín, Bendix con leva) o automático por trinquete.
Características del Freno de Tambor
Presenta un mayor reforzamiento en la zapata primaria, menor fuerza que el disco, alta sensibilidad a las oscilaciones del coeficiente de rozamiento y de la temperatura (T), menor autolimpieza y protección frente a la suciedad.
Freno de Disco y Otros Componentes
- Disco de freno: Macizo, ventilado o cerámico.
- Pinza: Fija, flotante o deslizante.
- Pastillas: Duras o blandas.
- Servofrenos: De vacío o hidráulicos.
- Correctores de frenada: Fijos independientes de la suspensión, limitadores en función de la carga, integrados en el bombín, en función de la deceleración o válvulas compensadoras de presiones.
- Líquidos de frenos: Sus propiedades clave son el punto de ebullición en seco y húmedo, viscosidad, propiedades anticorrosivas y compatibilidad con elastómeros. Se componen principalmente de éteres de glicol o aceites minerales.
Sistemas de Seguridad Activa: ABS y ESP
Ventajas del Sistema ABS
Evita la pérdida de estabilidad durante la frenada, permite el control de la dirección en situaciones críticas, reduce la distancia de frenado y disminuye el desgaste de los neumáticos.
Componentes y Funcionamiento del ABS
- Componentes: UCE (Unidad de Control Electrónico), bloque hidráulico y sensores de velocidad de rueda.
- Fases de funcionamiento: Generación de presión, mantenimiento de presión, reducción de presión y regeneración de presión.
Diferencias en Sistemas ABS
Se diferencian por ser sistemas de retorno abierto o cerrado, constitución integrada o tipo "add-on", número de sensores de velocidad en ruedas y número de canales.
Funcionamiento y Sensores del ESP
El Control Electrónico de Estabilidad (ESP) interviene sobre la potencia del motor y sobre los frenos de forma selectiva.
Sensores del ESP:
- Sensor de giro del volante
Sistemas de Freno Continuo
El uso de frenos continuos ofrece múltiples ventajas: permite frenar sin desgaste, alarga la vida útil del freno de servicio, ayuda en la conducción y aporta una mayor seguridad en desniveles prolongados.
Tipos de Freno Continuo
- Freno motor por válvula de escape
- Retardador hidrodinámico
- Retardador eléctrico