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ABS piezoeléctrico: una propuesta 50 veces más rápida

Diego Cano Zuriguel

09 Jul 2018 - 09:57

Actualmente los sistemas de frenado asistido cómo son el ABS o el Control de tracción son capaces de realizar miles de cálculos en un instante basados en complejos algoritmos para gestionar la frenada en unas milésimas de segundo. Sin embargo, las unidades hidráulicas actuales que gestionan la distribución y presión de frenada en cada rueda tienen una limitación mecánica. Esto impide que los cálculos se transmitan a esa velocidad, y únicamente son capaces de generar unos 20 accionamientos por segundo de las pastillas sobre el disco. A pesar de que este dato puede parecer elevado, en realidad a 120 kilómetros/hora el vehículo recorre casi 2 metros de distancia entre cada accionamiento; una distancia excesiva en caso de una frenada de emergencia.

El sistema de ABS piezoeléctrico propuesto está pensado para superar ampliamente esa limitación y, además, agregar prestaciones impensables en las unidades hidráulicas actuales.

CONCEPTO DEL SISTEMA

El sistema se basa en reemplazar únicamente las unidades hidráulicas de frenado actuales por las nuevas unidades hidráulicas piezoeléctricas. El resto de componentes del sistema no requerirían reemplazo, si bien, los sistemas diseñados específicamente para estas unidades piezoeléctricas, sobre todo la programación y electrónica, se beneficiarían de prestaciones especificas muy interesantes.

PRESTACIONES

Este sistema permite accionar las pastillas sobre el disco o tambor de cada rueda por separado unas 1.000 veces por segundo, contra las 20 de los sistemas actuales. Esto quiere decir que a 120 kilómetros/hora podemos variar la frenada cada 3 centímetros de distancia recorrida por el vehículo, puesto que, además, cada una de estas actuaciones se pueden efectuar con una presión diferente de la pastilla sobre el disco o tambor.

FUNCIONAMIENTO

Para conseguir estas velocidades de actuación se utilizan actuadores piezoeléctricos independientes para desplazar el fluido hidráulico de cada rueda. Estos actuadores tienen la capacidad de encogerse o estirarse miles de veces por segundo al aplicarles voltaje, pero el principal problema es que sus desplazamientos en raras ocasiones llegan a una décima de milímetro. No obstante, dado que tratamos con un fluido, es factible multiplicar su desplazamiento haciéndolo pasar por un conducto más pequeño. De esta forma, con un desplazamiento de 0,1 milímetro del actuador piezoeléctrico podemos tener 1 milímetro de desplazamiento del fluido con una fuerza 10 veces menor.

Sin embargo, 1 milímetro de desplazamiento del fluido hidráulico a veces no es suficiente para que la pastilla toque el disco y ejerza la presión requerida sobre el mismo. Por esto, se incorpora otro sistema que desplaza el fluido hasta que la pastilla esté a una distancia del disco de unos 0,5 milímetros por ejemplo. Entonces los actuadores piezoeléctricos pueden trabajar separando la pastilla del disco hasta 0,5 milímetros o empujándola sobre el disco hasta otros 0,5 milímetros.

SEGURIDAD

De poco serviría todo esto si el sistema no es seguro y en caso de fallo perdemos el control de nuestros frenos. Por lo cual, en caso de fallo del sistema o perdida de corriente eléctrica, el sistema se libera y permite hacer funcionar nuestros frenos cómo un sistema convencional sin ABS.

NOTA DEL AUTOR

Hace ya 10 años que abandoné mi carrera musical para aprender ingeniería y diseñar entre muchos otros, los sistemas que he publicado en TheF1.com, desde el F-Duct Automático allá por 2010.

Sin embargo, y después de más de dos años desde mi última publicación, éste será el último de mis sistemas tras retomar de nuevo mi carrera musical. Por lo cual, quería publicarlo en SoyMotor.com, con la dirección que me brindó la oportunidad de empezar a mostrar mis diseños.

Gracias, y hasta siempre.

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