���������������������������������������������������������������������������������

 

 

Influencia existente en la viscosidad de los fluidos en el sistema de frenado antibloqueo (ABS)

 

Existing influence on the viscosity of fluids in the anti-lock braking system (ABS)

 

Influ�ncia existente na viscosidade dos fluidos no sistema de travagem antibloqueio (ABS)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: elian.chapi929@ist17dejulio.edu.ec

 

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 23 de septiembre de 2022 *Aceptado: 18 de octubre de 2022 * Publicado: 07 de noviembre de 2022

 

 

        I.            Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Urcuqu�, Ecuador.

     II.            Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Urcuqu�, Ecuador.

   III.            Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Urcuqu�, Ecuador.

 

 

 

 

Resumen

El objetivo de esta investigaci�n se bas� en analizar la influencia existente en la viscosidad de los fluidos en el sistema de frenado antibloqueo (ABS), a trav�s de una metodolog�a con dise�o bibliogr�fico apoyada en una investigaci�n documental. En los veh�culos, el frenado es de gran importancia, y uno de los elementos principales en la seguridad de los conductores, por ello hoy d�a es fundamental que los veh�culos cuenten con mayor tecnolog�a para disminuir situaciones que pongan en peligro la vida de las personas en las carreteras por ello, se hace menci�n del Sistema Antibloqueo de Ruedas o sistema ABS, que regula el frenado que hace el veh�culo para poder desacelerar de manera controlada sin tener que llegar al bloqueo de las ruedas, y as� lograr una mayor estabilidad y control del veh�culo, en esto influye en gran medida los fluidos de frenos utilizados, y se concluy� que la viscosidad de los fluidos en el sistema de frenado y en el sistema ABS es de gran importancia para evitar posibles accidentes, y as� el veh�culo reaccione de manera eficiente y segura al momento del frenado, pues la humedad producida por la absorci�n de agua del ambiente influye en gran medida en el sistema ABS y en la reacci�n de respuesta de frenado. Por ello es necesario evaluar cual l�quido de frenos es el adecuado para cada veh�culo, seg�n sus necesidades, especificaciones y requerimientos, de igual manera se demuestra que el DOT4 es el que posee mayor estabilidad en su composici�n y a pesar de ser m�s costoso que el DOT3 permite brindar mayor seguridad y eficiencia en el proceso de frenado.

Palabras claves: Frenado; Sistema ABS; Fluidos; Estabilidad; Control.

 

Abstract

The objective of this research was based on analyzing the existing influence on the viscosity of fluids in the anti-lock braking system (ABS), through a methodology with a bibliographic design supported by documentary research. In vehicles, braking is of great importance, and one of the main elements in the safety of drivers, which is why today it is essential that vehicles have more technology to reduce situations that endanger the lives of people in For this reason, mention is made of the Antilock Wheel System or ABS system, which regulates the braking that the vehicle does in order to decelerate in a controlled manner without having to lock the wheels, and thus achieve greater stability and control of the vehicle. vehicle, this is greatly influenced by the brake fluids used, and it was concluded that the viscosity of the fluids in the braking system and in the ABS system is of great importance to avoid possible accidents, and thus the vehicle reacts efficiently and safe when braking, since the humidity produced by the absorption of water from the environment greatly influences the ABS system and the braking response reaction. either. For this reason, it is necessary to evaluate which brake fluid is suitable for each vehicle, according to its needs, specifications and requirements, in the same way it is shown that DOT4 is the one that has greater stability in its composition and despite being more expensive than DOT3 It allows to provide greater safety and efficiency in the braking process.

Keywords: Braking; ABS system; Fluids; Stability; Control.

 

Resumo �

O objetivo desta pesquisa baseou-se em analisar a influ�ncia existente na viscosidade de fluidos no sistema antibloqueio de frenagem (ABS), por meio de uma metodologia com desenho bibliogr�fico apoiado em pesquisa documental. Nos ve�culos, a frenagem � de grande import�ncia, e um dos principais elementos na seguran�a dos motoristas, raz�o pela qual hoje � essencial que os ve�culos tenham mais tecnologia para reduzir situa��es que ponham em risco a vida das pessoas. do Sistema Antibloqueio de Rodas ou sistema ABS, que regula a frenagem que o ve�culo faz para desacelerar de forma controlada sem ter que travar as rodas, e assim obter maior estabilidade e controle do ve�culo. os fluidos de freio utilizados, e concluiu-se que a viscosidade dos fluidos no sistema de frenagem e no sistema ABS � de grande import�ncia para evitar poss�veis acidentes, e assim o ve�culo reage de forma eficiente e segura na frenagem, pois a umidade produzida pelo a absor��o de �gua do ambiente influencia muito o sistema ABS e a rea��o de resposta de frenagem. qualquer. Por esta raz�o, � necess�rio avaliar qual fluido de freio � adequado para cada ve�culo, de acordo com suas necessidades, especifica��es e exig�ncias, da mesma forma que se mostra que o DOT4 � o que possui maior estabilidade em sua composi��o e apesar de ser mais caro que o DOT3 Permite proporcionar maior seguran�a e efici�ncia no processo de frenagem.

Palavras-chave: Frenagem; Sistema ABS; Fluidos; Estabilidade; Ao controle.

 

 

 

Introducci�n

El frenado en los veh�culos es de gran importancia, y uno de los elementos principales en la seguridad de los conductores, por ello hoy d�a es fundamental que los veh�culos cuenten con mayor tecnolog�a para disminuir situaciones que pongan en peligro la vida de las personas en las carreteras, su funci�n se basa en disminuir de manera progresiva la velocidad del autom�vil hasta detenerlo y mantenerlo as� cuando se encuentre estacionado (Chavarria, 2018).

En este sentido, el sistema de frenado seg�n menciona Acosta y Pareja (2019)

Es el encargado de desacelerar y detener la progresi�n del veh�culo. Al pisar el pedal de freno, se empuja el l�quido que va por los conductos a trav�s del circuito. La presi�n del fluido acciona los pistones que llevan al contacto la cara de las pastillas con las pistas del freno. La fricci�n entre las dos superficies reduce la velocidad de la rueda, y con ello la del veh�culo (p. 10.)

Con base en esto, Limaico-Angamarca et al. (2022) mencionan que el sistema de frenado est� conformado por diversos elementos que permiten un adecuado funcionamiento para otorgar seguridad y tranquilidad al conductor al momento de utilizar el veh�culo para desplazarse.

De igual manera mencionan Mu�oz y Calle (2020) que el sistema de frenos debe brindar al conductos ciertas cualidades como seguridad pues es necesario en un veh�culo que brinde seguridad de manera que los frenos (de pedal o servicio, de mano) funcionen correctamente y reduzcan la velocidad y finalmente detengan el veh�culo y que en caso de aver�a en una de las ruedas el sistema cuente con dos circuitos independientes.

Tambi�n debe ser progresivo, es decir que cuando se ejerce fuerza sobre el pedal del freno, el frenado debe ser proporcional a la frenada deseada, y esto depende de la fuerza que se ejerza en el freno, por tanto, debe ser eficaz para que la distancia del frenado sea adecuada y razonable sin perder control y sin ejercer mucha fuerza al presionar el pedal del freno (Mu�oz y Calle, 2020).

En este sentido, se hace menci�n del Sistema Antibloqueo de Ruedas denominado originalmente en alem�n como AntiblockierSystem, (ABS) y como indica Segovia (2019) �este sistema es uno de los principales sistemas de seguridad activa�, que permite reducir la distancia en el frenado y devolverle la direcci�n al conductor cuando se hace una frenada inesperadas que genera que las ruedas se bloqueen.

El sistema de frenos ABS, regula el frenado que hace el veh�culo para poder desacelerar de manera controlada sin tener que llegar al bloqueo de las ruedas, y as� lograr una mayor estabilidad y control del veh�culo, de igual manera se menciona que existen diferentes tipos de sistemas ABS que van desde los ABS hidr�ulicos hasta los controlados de forma electr�nica ajustando la presi�n de las pastillas de los frenos a un grado que no permita que las ruedas se bloqueen y el conductor no corra el riesgo de perder el control del veh�culo (Solbes, 2019).

En el mismo orden de ideas, si los veh�culos no poseen este sistema ABS o funciona de forma incorrecta, puede que ocurra que, al frenar las ruedas se bloqueen completamente, haciendo que resbalen o patinen en la carretera pudiendo generar da�os significativos al veh�culo como, por ejemplo: p�rdida de la capacidad de direcci�n, la distancia del frenado se prolonga, los neum�ticos se desgastan m�s, entre otros (Wiseman, 2021). Por ello, es necesario que los veh�culos cuenten con adecuados elementos y componentes que permitan un funcionamiento �ptimo en el sistema de frenado, y con mayor inter�s en esta investigaci�n se hace referencia a los fluidos que intervienen en el proceso para un adecuado frenado.

Con base en esto se tiene como objetivo analizar la influencia existente en la viscosidad de los fluidos en el sistema de frenado antibloqueo (ABS), a trav�s de una metodolog�a con dise�o bibliogr�fico apoyada en una investigaci�n documental.

 

Metodolog�a

Para Mu�oz (2015), el dise�o de una investigaci�n es la estrategia general de trabajo establecida por el investigador cuando ya tiene definido el problema y el objetivo de la investigaci�n para aclarar con mayor facilidad los procesos de la misma. En este sentido, el dise�o de esta investigaci�n es de tipo documental desarrollando la investigaci�n utilizando fuentes secundarias (Mu�oz C. , 2015). Lo que permiti� analizar y sintetizar la informaci�n �til para el desarrollo de la investigaci�n.

Tambi�n, se consideraron fuentes secundarias tales como, informes y art�culos de revistas especializadas, de igual manera, la investigaci�n se bas� en una revisi�n bibliogr�fica, documental y cr�tica del material seleccionado.

 

Resultados y discusi�n

Sistema de frenos antibloqueo

El sistema ABS es regulado a trav�s de un sistema electr�nico, conformado por microprocesadores que de forma simult�nea act�an gracias a la informaci�n que env�an los sensores ubicados en las ruedas, esto permite que las v�lvulas regulen el frenado adapt�ndose al tipo de terreno en que se desplace el veh�culo (Guanuche-Larco et al., 2022)

Su estructura puede visualizarse a continuaci�n en la Figura 1:

 

Fuente: (Shulca, 2017)

Figura 1: Estructura del sistema de frenos antibloqueo

 

Ley de Pascal y el funcionamiento de los frenos

Blaise Pascal, fue un f�sico y matem�tico franc�s (1623-1662) quien enunci� una Ley cuyo principio se basa en que:

El aumento de la presi�n que se superpone en un �rea que tiene un fluido que no se puede comprimir (incompresible), que no se puede prensar y que est� en un espacio, o sea, en una cavidad indeformable, se transporta con igual valoraci�n a cada una de las secciones que tenga el otro recept�culo (Sierra, 2019, p.22)

Generalmente los veh�culos poseen frenos hidr�ulicos, y estos utilizan este principio, basado en que al presionar el freno (la palanca) se comprime con potencia ejercida con el pie en el pedal, provocando que esta fuerza se transmita a un pist�n provocando que internamente se opriman los fluidos del freno (ver figura 2) envi�ndolo a todas las direcciones y que conjuntamente con el sistema ABS en los veh�culos permite un mejor frenado y evita derrapes o patines en el veh�culo. (Sierra, 2019)

 

Fuente: (Sierra, 2019)

Figura 2: Aplicaci�n de hidr�ulica en el freno

 

Fluidos para los frenos y su funci�n principal

El l�quido que contiene el sistema de frenos es de gran importancia pues permite realizar de forma segura el frenado, y su funci�n principal es transferir la fuerza que ejecuta el conductor en el pedal hasta llegar a los pistones de las ruedas, permitiendo que el frenado sea �ptimo y efectivo durante la conducci�n del autom�vil. Asimismo, estos fluidos est�n mezclados con otros aditivos que permiten una buena circulaci�n por el sistema de frenos, evitando la corrosi�n de las partes met�licas en contacto con ambientes erosivos como otros elementos qu�micos, humedad u otros materiales intervinientes (Sierra, 2019).

Uno de los aditivos que poseen estos fluidos es el agua, en mayor o menor proporci�n y esta influye directamente en la viscosidad del l�quido, influyendo tambi�n en la velocidad de respuesta en el sistema de frenado debido al nivel de viscosidad que esta posea (Guanuche-Larco et al., 2022). En el estudio realizado por los autores antes mencionados se realiz� un an�lisis a trav�s de pruebas de viscosidad cinem�tica a diferentes fluidos de frenos para evaluar la eficiencia del frenado, sin embargo las caracter�sticas de estos fluidos vienen determinados por el fabricante, y seg�n el Department of Transportation (DOT), el cual es un organismo estadounidense establece ciertos aspectos que regulan una serie de componentes automovil�sticos entre estos los fluidos de los frenos clasificandolos de acuerdo a su punto de ebullici�n y los nombr� DOT seguido de un n�mero que determina la categor�a que posee el mismo (Guanuche-Larco et al., 2022).

En este caso, Guillermo Morales Ltda (2020), menciona que los fluidos denominados DOT 3, DOT 4 y DOT 5.1 son higrosc�picos que se refiere a la capacidad que tienen de absorber la humedad existente en la atm�sfera, permitiendo que el punto de ebullici�n del fluido sea elevado pues no contiene agua y por lo tanto no hierve tan r�pido, en este sentido se indica que a mayor numero DOT mayor es su punto de ebullici�n y es de mejor calidad.

Por otro lado Guillermo Morales Ltda (2020), menciona que, el fluido DOT 5 es hidr�fobo y a base de silicona, esto se refiere a que este fluido repele el agua y no la absorbe de la atm�sfera durante su funcionamiento, lo que se traduce a una larga vida �til, resistencia a la corrosi�n del sistema de frenos, pero su desventaja que al ser de silic�n no permite la lubricaci�n de las bombas ABS ni de los fluidos a base de glicol.

Los l�quidos de frenos m�s utilizados seg�n menciona W�jcik (2018), es el DOT 3 y DOT 4, y su investigaci�n se bas� en examinar las propiedades reol�gicas b�sicas de estos l�quidos, cuando se menciona reolog�a se refiere al estudio de las deformaciones de diferentes sustancias que se enfrentan a tensiones extremas y se eval�a la relaci�n entre la tensi�n y la velocidad de corte.

Con base en esto se muestra la Tabla 1 donde se evidencia el grado de severidad del riesgo seg�n el punto de ebullici�n y viscosidad cinem�tica a ciertos grados de temperatura de los diferentes fluidos de frenos utilizados seg�n la normativa SAE J1703, Norma ISO 4925-79 y FNMVSS N�116

 

Figura 3: Grado de severidad del riesgo

Fuente: (W�jcik, 2018)

 

Con base en esta tabla Schroeder et al. (2019) mencionan que los l�quidos de frenos DOT son m�s econ�micos y presentan un punto de ebullici�n bajo en comparaci�n al resto pero una ventaja que poseen es que absorben el agua menos r�pido, los DOT4 son m�s utilizados en Europa y tienen un valor econ�mico m�s alto que los DOT3 y su punto de ebullici�n es m�s alto y posee mejores propiedades en cuanto a la viscosidad a baja temperatura. Asimismo mencionan Schroeder et al. (2019) los l�quidos de frenos DOT5.1 son de alto rendimientos y est�n dise�ados para lograr cumplir requisitos m�s exigentes aunque estos son m�s costosos, tienden a absorber agua r�pidamente.

A continuaci�n, se muestra en la Tabla 2 un resumen de las caracter�sticas m�s primordiales de estos tipos de l�quidos existentes basados en la investigaci�n de mercado realizada por Schroeder et al. (2019)

 

Figura 4: Resultados de la encuesta

Fuente: (Schroeder et al., 2019)

 

Conclusi�n

Con base en las investigaciones realizadas de los diversos autores, se concluye que la viscosidad de los fluidos en el sistema de frenado y en el sistema ABS es de gran importancia para evitar posibles accidentes, y as� el veh�culo reaccione de manera eficiente y segura al momento del frenado, pues la humedad producida por la absorci�n de agua del ambiente influye en gran medida en el sistema ABS y en la reacci�n de respuesta de frenado.

Por ello es necesario evaluar cual l�quido de frenos es el adecuado para cada veh�culo, seg�n sus necesidades, especificaciones y requerimientos, de igual manera se demuestra que el DOT4 es el que posee mayor estabilidad en su composici�n y a pesar de ser m�s costoso que el DOT3 permite brindar mayor seguridad y eficiencia en el proceso de frenado.

Todos los veh�culos de nueva generaci�n poseen sistema ABS por lo que es importante utilizar productos de calidad y con las caracter�sticas m�s id�neas para que el sistema trabaje de mejor manera, y el conductor pueda sentir mayor seguridad al volante ante cualquier situaci�n que pueda presentar.

 

Referencias

1.      Acosta, I., & Pareja, D. (2019). Construcci�n de un banco de pruebas para el an�lisis del comportamiento al desgaste de los sistemas de frenos de discos automotrices. Trabajo de grado, Universidad Francisco de Paula Santander, Oca�a. Obtenido de http://repositorio.ufpso.edu.co/handle/123456789/2465

2.      Chavarria, A. (2018). Construcci�n de un simulador del sistema de freno hidr�ulico ABS. La Paz: Universidad Mayor de San Andr�s. Obtenido de http://repositorio.umsa.bo/xmlui/handle/123456789/19068

3.      Guanuche-Larco, D., Reyes-Campa�a, G., C�rdenas-Garz�n, E., & Simba�a-Cevallos, F. (2022). Influencia en la viscosidad de los fluidos en el sistema abs. Polo del Conocimiento, 7(4), 602-629. doi:10.23857/pc.v7i4.3843

4.      Guillermo Morales Ltda. (20 de Septiembre de 2020). �Qu� es el l�quido de frenos y cu�l es su funci�n? Obtenido de https://www.guillermomorales.cl/que-es-liquido-frenos-funcion/

5.      Limaico-Angamarca, S., Yaselga, E., & Santos-Correa, L. (2022). Factores que influyen en el desgaste de las pastillas de frenos de los autom�viles. Dominio de las Ciencias, 8(3), 2130-2150. doi:http://dx.doi.org/10.23857/dc.v8i3

6.      Mu�oz, C. (2015). Metodolog�a de la investigaci�n. M�xico: Oxford University Press M�xico S.a.

7.      Mu�oz, C., & Calle, C. (2020). An�lisis del comportamiento t�rmico de las pastillas de freno cer�micas, semimet�licas y organicas en funci�n de la distancia de frenado bajo la normativa ECE-13H. Escuela Superior Polit�cnica de Chimborazo. Obtenido de http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/15296

8.      Schroeder, Z., Pruski, K., Sebastian, T., Muzzell, P., & Dusenbury, J. (2019). Brake fluid standarization for Anti-Lock Braking Systems (BFABS) Benchtop testing report. Warren, Michigan: U.S Army. Obtenido de https://apps.dtic.mil/sti/pdfs/AD1091780.pdf

9.      Segovia, F. (2019). Modelado y control del sistema antibloqueo de frenos de un autom�vil. Sevilla: Universidad de Sevilla. Obtenido de https://hdl.handle.net/11441/88473

10.  Shulca, J. (2017). Las tics en el aprendizaje del sistema de frenos en el segundo a�o de bachillerato del Colegio Nacional Rumi�ahui. Quito: Universidad Central del Ecuador. Obtenido de http://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/13707

11.  Sierra, J. (2019). Sistema de frenos asistidos. Universidad Nacional de Educaci�n . Obtenido de http://hdl.handle.net/20.500.14039/5655

12.  Solbes, P. (2019). Modelado y control de sistemas de frenado ABS con CarSim. Centro Universitario de la Defensa en la Escuela Naval Militar. Obtenido de http://calderon.cud.uvigo.es/handle/123456789/392

13.  Wiseman, Y. (2021). Revisiting the Anti-lock Braking System. Technical Report, 1-15. Obtenido de https://u.cs.biu.ac.il/~wisemay/brakem1.pdf

14.  W�jcik, M. (2018). Rheological properties of new and used brake fluids. Acta Mec�nica Slovaca, 22(4), 50-54. Obtenido de https://www.actamechanica.sk/pdfs/ams/2018/04/07.pdf

 

 

 

 

 

 

 

 

� 2022 por los autores. Este art�culo es de acceso abierto y distribuido seg�n los t�rminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribuci�n-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)

(https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/).x