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Sistema ABS/EDS

Sistema ABS TEVES

El primer sistema ABS de Teves para vehículos fabricados en serie, fue el sistema MK II (también denominado Mark II). Fue introducido en 1985 en Europa en el vehículo Ford Scorpio y se instaló en diversos modelos de Ford, Jaguar, Saab, Volvo y VW. La característica específica del sistema MK II, es la unidad compacta, la cual contiene una amplificador hidráulico, el cilindro principal, el suministro de energía (bomba eléctrica) y el bloque de válvulas. En el caso de algunos vehículos, el aparato de control (regulador electrónico) de este sistema viene equipado con un sistema de auto-diagnóstico, el cual indica fallas existentes por medio de un código de parpadeo.

ABS MK IV
La siguiente generación de sistemas ABS de Teves se llamó MK IV (Mark IV), y salió al mercado en 1989. Tuvo una divulgación significativamente mayor que el sistema MK II. Por ejemplo, fue instalado desde 1990 en el modelo Escort de Ford y en la serie 3 de BMW a partir de los modelos 1991, además en diversos vehículos franceses y suecos y también en todos los vehículos comunes de Volkswagen.
El cilindro principal y el servofreno neumático, así como el agregado hidráulico del sistema ABS son unidades por separado. La característica específica con que cuenta el sistema MK IV, es la unidad hidráulica atornillada, que consta de una bomba con motor eléctrico y un bloque de válvulas. La periferia del sistema se diseñó de manera menos aparatosa, de modo que también se redujeron las posibles fuentes de fallas. A partir del sistema MK IV, la memoria de fallas ya no se puede consultar a través del código de parpadeo, sino sólo a través del interfaz serial. Para ello, se requiere de aparatos específicos de lectura de los fabricantes de los vehículos. El sistema ABS MK IV también existió en las variantes MK IV (sistema cerrado) y MK IV Gi (con regulador electrónico integrado).

ABS MK 20
Posteriormente, se desarrolló el sistema MK 20. Esta generación salió al mercado en 1994 y el aparato es significativamente más pequeño y compacto que todos los demás sistemas que se habían conocido hasta este momento. En el regulador hidráulico, vienen unidos la bomba y el bloque de válvulas dentro de una caja, formando una unidad compacta junto con el motor eléctrico. Al igual que en el sistema MK IV-Gi, el regulador eléctrico se encuentra directamente abridado en el bloque de válvulas. El sistema ABS MK 20 de Teves se encuentra instalado en todos los vehículos europeos, con excepción de los modelos de Opel y Porsche. El sistema MK 20 está disponible (al igual que en el caso de los sistemas MK II y MK IV) en diferentes versiones con o sin regulador de deslizamiento de propulsión y bloqueo diferencial electrónico EDS. Debido a la aplicación de una distribución electrónica de la fuerza de frenado, el sistema ABS MK 20 ya no requiere de un regulador de la fuerza de frenado.

ABS MK 60
La más moderna etapa de desarrollo de Continental Teves es denominada ABS MK 60. El sistema es aún más pequeño y compacto y actualmente ya se está instalando en los automóviles de Volkswagen.
La estructura y el principio funcional de los sistemas anti-bloqueo de Continental Teves son similares a otros sistemas de regulación de frenado: Los sensores captan la situación de frenado y el deslizamiento en las ruedas. Dependiendo de dichos parámetros, y por medio de válvulas magnéticas y de una bomba hidráulica, un regulador electrónico regula la presión de frenado en la rueda que esté en peligro de bloquearse.

Sistema ABS Teves Mark II
Esta compuesto por un grupo hidráulico que regula la presión de frenado aplicada a cada uno de los cilindros de rueda, una unidad de control electrónica que gobierna el grupo hidráulico y unos sensores o captadores de velocidad de las ruedas.

El sistema Teves de 1ª generación fueron los denominados: Mark II y el Mark IV. Después evoluciono con nuevos sistemas: Mark 20, Mark 30, Mark 60.

En este sistema la asistencia al frenado se realiza hidráulicamente. El cilindro maestro y el servofreno son sustituidos por un único grupo que se compone de un cilindro maestro adosado a un amplificador hidráulico. Además hay un grupo de presión hidráulica compuesto por electrobomba, presostato y acumulador. El sistema esta compuesto por seis electroválvulas. Las ruedas delanteras están gobernadas individualmente por dos electroválvulas cada una, mientras que la ruedas traseras son gobernadas conjuntamente por dos electroválvulas. De esta forma se controla las ruedas traseras mediante el modo "select low" que controla ambas ruedas a partir de la información del sensor de la rueda que tiene mayor tendencia al bloqueo.

Estas son las principales características que constituyen el sistema Teves Mark II. Este sistema antibloqueo es de distribución delante-detras, con tres canales y cuatro sensores.

En la figura inferior se muestra los componentes que forman este sistema. El cilindro maestro o bomba tándem (B) lleva adosado un amplificador hidráulico (A) y ambos están conectados al bloque hidráulico de regulación (D), así como el bloque de alimentación (E), que a su vez se conecta al depósito (J). En dicho bloque de alimentación se instalan la bomba hidráulica de presión (F), el acumulador (H) y un presostato (G).
El grupo de presión esta formado por una bomba (F) que es accionada por un motor eléctrico. El liquido es impulsado hacia el acumulador (3) y hacia la admisión del amplificador (A) dentro del grupo cilindro-amplificador. La presión se mantiene entre 140 y 180 bares mediante un presostato (G) que envía señal a la unidad de control para que accione o desconecte el motor eléctrico.
Una vez llegado el líquido a presión a la zona del amplificador, se regula ésta para ser aplicada a los cilindros de rueda. Cuando se acciona el pedal de freno se empuja el pistón del amplificador y a su vez los émbolos del cilindro maestro.

Grupo hidráulico
El grupo hidráulico se encarga de generar la presión de frenado, es bastante complejo y esta compuesto por:

• Depósito: dispone de una serie de subdepósitos para dejar en último lugar sin líquido de frenos a la parte más importante del grupo hidráulico. Este depósito dispone de un sensor interno para advertir la falta de líquido de frenos. Primeramente indica la insuficiencia de líquido, mediante una lámpara, y cuando el nivel desciende más indica, por medio de otra lámpara, la perdida de función del sistema antibloqueo.
  El depósito está dotado de un dispositivo “alerta nivel”. En caso de bajada del nivel del líquido de frenos, el dispositivo enciende el testigo de frenos en el tablero de instrumentos. Si el nivel baja más, se enciende el testigo ABS y el sistema funciona en fase degradada.
  
  
• Bomba hidráulica: esta bomba es la encargada de suministrar presión al circuito hidráulico. En caso de una sobrepresión de 210 bares, el sistema dispone de una válvula de seguridad para dejar escapar el líquido al depósito.
  Constituida por un motor eléctrico de 12 V que arrastra un rotor. Este tiene das cámaras separadas en las que hay en cada una, un pistón y una bola. Por efecto de la fuerza centrífuga las bolas y los pistones siguen el perfil descentrado del estator. Dos canales situados a 180º en la parte central del estator, actúan una de alimentación y otro de salida. El liquido de frenos sale a presión por el canal correspondiente hacia el acumulador de presión, a través de una válvula antiretorno.
  A modo orientativo se pueden indicar las características técnicas siguientes:
  - Caudal por vuelta: 0.053 cm3.
  - Duración de funcionamiento: 2 minutos máximo.
  - Presión de salida: 180 bares.
  - Presión de descarga: 210 bares.
  - Potencia: 180 W a 160 bares.
  - Alimentación: por un fusible de 30 A. mediante un relé.
  
  
• Acumulador: su función es acumular líquido de frenos a presión, proveniente de la bomba hidráulica, así cuando decaiga la presión en el circuito, éste impida un descenso rápido de la presión permitiendo a la bomba funcionar intermitentemente.
  Es una esfera separada en dos partes por una membrana deformable resistente al líquido de frenos, en cuya parte inferior una copela reforzada evita el riesgo de rotura. Una de las dos partes está llena de un gas neutro (nitrógeno) y la otra, comunicada con la salida de la bomba, tiene líquido de frenos.
  En ausencia del liquido, el gas ocupa la totalidad del volumen, empuja la membrana contra la pared a una presión de ±80 bares, denominada de pretarado.
  Cuando la bomba funciona, el liquido de frenos entra en la cámara inferior, comprimiendo el gas que se encuentra en la cámara superior hasta llegar a la presión máxima (±180 bares, presión limitada por el presostato). En este momento, el gas se encuentra comprimido a una presión superior a la de pretarado. En un lado y otro de la membrana, el gas y el liquido de frenos está a la misma presión. La membrana esta en posición de equilibrio. Cuando los frenos funcionan hay un consumo de liquido, por lo tanto disminuye el volumen y la presión en el acumulador. El gas comprimido se expande para compensar esta variación. La membrana deformable ocupa entonces una nueva posición de equilibrio. El liquido y gas están siempre a la misma presión, pero más baja que la inicial. Una válvula antiretorno evita que el liquido de frenos a presión vuelva a la bomba.
  Estos acumuladores suelen tener un volumen total de esfera de 0.25 L. y una presión de pretarado a 20º C de 80 bares y está presión hay que tenerla en cuenta como precaución a la hora desmontar y manipular este dispositivo.
  
  
• Presostato: consta de una serie de contactos activados por el líquido de frenos para realizar el siguiente proceso. Al accionar el contacto, si la presión en el sistema hidráulico es baja, comienza a funcionar la bomba de presión para aumentar la presión. Al llegar a 130 bares normalmente se apagan los testigos del cuadro de mandos. El presostato desconecta la bomba de presión al llegar a 180 bares, y la vuelve a conectar al bajar a 140 bares. Si la presión sigue disminuyendo al llegar a 105 bares desconecta la bomba de presión y enciende la lámpara del A.B.S.
  
  
• Amplificador hidráulico y cilindro maestro: consta de un cilindro maestro tándem asistido por el amplificador hidráulico. El cilindro maestro alimenta los dos circuitos de frenada en las ruedas delantera izquierda y derecha. Mientras que el eje trasero es alimentado por el amplificador hidráulico accionando el circuito de frenada de las dos ruedas traseras, al mismo tiempo.

Grupo de regulación
Esta integrado junto al grupo hidraúlico y se encarga de controlar el paso de la presión de frenado que se suministra a las ruedas (cilindro rueda). Nos lo encontramos unido al cilindro maestro y amplificador mediante unos tubos rígidos. Está compuesto por seis electroválvulas, tres de alimentación y otras tres de retorno. Siendo su misión quitar presión de la rueda tendente al bloqueo evitando así un bloqueo permanente.
Las electroválvulas de admisión tienen dos vías y dos funciones. En reposo dejan pasar el líquido de frenos proveniente del cilindro maestro y amplificador, produciendo un frenado sobre la rueda. Al ser activada cierra este proceso dejando de aumentar la presión en la pinza de frenado.
Las electroválvulas de retorno cuando están en reposo se encuentran cerradas, impidiendo el retorno del líquido de frenos al depósito. Al ser activadas abren éste camino, así puede desplazarse el líquido hacia el depósito produciendo una disminución de presión en la pinza de frenado.

Durante el frenado normal, el pedal de freno actúa directamente sobre los pistones del cilindro maestro tándem, cuyas cámaras de presión están conectadas a cada una de las ruedas delanteras. El aumento de presión en ellas es proporcional al esfuerzo sobre el pedal y el liquido suministrado atraviesa el bloque de regulación por las electroválvulas de admisión para llegar a los cilindros de rueda delanteros. Para los frenos traseros, el movimiento del pedal de freno desplaza un distribuidor que hace comunicar la alta presión proporcionada por el acumulador con los frenos traseros. El liquido a presión regulada pasa a través de las electroválvulas hacia los cilindros de rueda traseros. Al mismo tiempo, el líquido a presión liberado por el distribuidor actúa sobre el amplificador hidráulico proporcionando la asistencia del frenado.

En éste montaje nos encontramos con tres posibilidades:

• En la posición de reposo el sistema se encuentra inactivo, el paso de líquido a presión se encuentra cerrado.
• Posición de frenada normal. Los dos pistones del cilindro maestro se mueven por el accionamiento del pedal sobre el pistón del amplificador hidráulico.
• Y por último la posición de frenada con el sistema antibloqueo. La electroválvula principal es accionada por la U.C.E., cerrando el retorno del líquido de frenos y abriendo el paso al líquido a presión proporcionado por la bomba.

  

   

Este sistema pasa por una serie de fases, empezando por la de reposo, seguida por una frenada normal y otra cuando funciona el sistema antibloqueo, y en esta última situación realiza un ciclo repetitivo.

En un principio se introduce líquido de frenos a presión a la pinza de freno y cuando la U.C.E. detecta un posible bloqueo en la rueda cierra la electroválvula de alimentación provocando un mantenimiento de la presión. Si persiste el intento de bloqueo, entonces abre la electroválvula de retorno provocando una caída de presión, eliminando así la posibilidad de bloqueo, por consiguiente aumenta la velocidad de la rueda. Llegando a un punto vuelve a cerrar la válvula de retorno para disminuir la velocidad de la rueda. Si resulta insuficiente entonces abre la válvula de alimentación repitiendo el ciclo.
Este ciclo realizado varias veces por segundo provoca una vibración en el pedal de freno.

Desde que la velocidad del vehículo alcanza 7 Km/h. el dispositivo ABS se autocontrola y está listo para actuar. Una acción en el pedal de freno, provoca por una parte la apertura en la válvula de regulación del amplificador y por otra parte el accionamiento de la bomba de frenos tándem. La presión aumenta, proporcionalmente a la fuerza del pie, en los circuitos estáticos (delante) y en el circuito dinámico (trasero).

Teves Mark IV
Utiliza una bomba de frenos con dispositivo de asistencia por servofreno y un bloque hidráulico con bomba de descarga, con las correspondientes electroválvulas. Como característica especial de este sistema puede citarse el captador de carrera del pedal montado en el cuerpo del servofreno, cuyo vástago de mando se enlaza a la membrana del servo, de manera que los movimientos de ésta sean transmitidos a un cursor que se desplaza sobre una pista de material resistivo. La señal de este sensor es transmitida a la unidad de control. Esta señal es utilizada para determinar el instante de puesta en marcha del motor eléctrico de la bomba de descarga y el tiempo que debe estar funcionando.

Para frenadas normales, la unidad de control electrónica determina una fase de frenado clásica. Para frenadas fuertes, las ruedas tienden a bloquearse; se pasa a la fase de mantenimiento de presión. La fase siguiente de la disminución de presión, en la que la electroválvula de escape se abre y la rueda toma velocidad, pasando entonces a la fase de aumento de presión en la que la válvula de admisión se abre y el pedal de freno baja. La unidad de control analiza la información recibida desde el sensor de carrera del pedal de freno y pone en marcha la bomba de descarga. Inmediantamente el pedal sube y la nueva señal enviada a la unidad de control establece la parada de la bomba. El ciclo se repita continuamente. Así, pues, en este sistema la bomba de descarga no funciona permanentemente, sino que es puesta en marcha o parada según las señales enviada por el captador de carrera del pedal.

En la figura inferior muestra el esquema del circuito hidráulico de este sistema antibloqueo (cuatro canales, cuatro sensores) en el que puede verse la utilización de dos electroválvulas para cada rueda, conectados a la bomba tándem de frenos de manera que uno de los cilindros maestro abastece a las ruedas delantera derecha y trasera izquierda, mientras que la otra salida de presión se conectan a las ruedas delantera derecha y trasera izquierda. En posición de reposo, las electroválvulas de admisión están abiertas permitiendo el paso de liquido a los cilindros de rueda en una acción normal de frenado. En la fase de regulación, la unidad de control comanda las electroválvulas para permitir el funcionamiento o la caída de presión, de manera similar a la explicada en otros sistemas.
En el esquema se muestra la versión de Teves Mk IV con control de tracción EDS, aunque también hay una versión sin el EDS.