Sistemas de Tracción 4x4, Frenado y ABS en Automoción: Funcionamiento y Componentes

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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
Sensor de aceleración
Sensor de derrape piezoeléctrico Sensor de presión de frenado Sensor de recorrido del pedal de freno

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

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