¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona el freno de estacionamiento eléctrico (EPB)? Si eres un amante de los automóviles y deseas conocer más acerca de las maravillas tecnológicas que los rodean, estás en el lugar correcto. En este artículo, exploraremos en profundidad los componentes, el principio de funcionamiento y los diferentes tipos de freno de estacionamiento eléctrico. ¡Prepárate para descubrir cómo se está redefiniendo la manera en que mantenemos nuestros vehículos en su lugar!
Freno de estacionamiento eléctrico (EPB) | Componentes, principio de funcionamiento y tipos.
El freno de estacionamiento eléctrico funciona como un freno hidráulico convencional para aplicaciones de frenado de servicio estándar y como freno eléctrico para estacionamiento y frenado de emergencia.
El freno de estacionamiento eléctrico (EPB) es una pinza de freno con un motor adicional (motor en la pinza de freno) que acciona el freno de estacionamiento. El sistema EPB está controlado electrónicamente y consta del interruptor EPB, la pinza de freno EPB y la unidad de control electrónico (ECU).
El Freno de Estacionamiento Eléctrico o EPB es una evolución del tradicional freno de estacionamiento o freno de mano. A este sistema a veces se le denomina “freno de estacionamiento electrónico”. Técnicamente hablando, este sistema es un subcomponente del sistema “Brake by Wire”.
La función principal de los frenos de estacionamiento es evitar el movimiento del vehículo al estacionar. Además, estos frenos también juegan un papel importante a la hora de evitar que el vehículo retroceda mientras continúa avanzando por la pendiente. Generalmente, los frenos de mano solo funcionan en las ruedas traseras de un vehículo.
La funcionalidad del EPB se basa en cuatro elementos:
1. interruptor de control,
2. un sensor de velocidad de la rueda,
3. un sensor de fuerza y
4. Motores eléctricos.
Juntos, monitorean varias señales de entrada y determinan cuándo es necesario aplicar o soltar los frenos.
COMPONENTES
Sin embargo, para el freno de estacionamiento eléctrico no existe tal conexión de cables. En cambio, funciona con la ayuda de los siguientes componentes principales:
1. Módulo de freno electrónico
2. Actuador o motor eléctrico.
3. Interruptor eléctrico en la cabina.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Los frenos de estacionamiento convencionales utilizan un cable que conecta la palanca del freno de mano y las zapatas de freno. Cuando el conductor acciona la palanca, la tensión en el cable aumenta, forzando la zapata (o pastillas) de freno hacia el tambor (o disco) de freno. Esto significa que las ruedas ya no pueden moverse.
Cuando el conductor presiona el interruptor, envía un comando al módulo, que detecta que es necesario aplicar los frenos de estacionamiento. Este módulo controla posteriormente el funcionamiento de los actuadores o motores eléctricos instalados en las pinzas de freno. Esto fuerza las pastillas de freno hacia el disco, restringiendo el movimiento de las ruedas.
Debido al uso de componentes electrónicos, el funcionamiento de este sistema es casi instantáneo y eficiente. También mejora la fiabilidad de la frenada al no existir conexión mecánica. Este freno se desactiva automáticamente cuando el conductor pisa el pedal del acelerador. Algunos fabricantes de vehículos también integran la función de asistencia en este sistema.
TIPOS DE EPB
1. Sistemas de tracción de cables
El sistema de poleas es simplemente una evolución del método tradicional de palanca y polea. Cuando se activa el interruptor, uno o más motores tiran del cable, ya sea girándolo sobre un tambor o usando un engranaje con rosca interna en una espiral unida al cable. El módulo de freno de mano electrónico, también llamado actuador EPB, que se muestra en la Figura 1, está instalado en algunos modelos Range Rover y Land Rover. En la mayoría de los vehículos, el freno de mano se puede soltar manualmente. Después de retirar una cubierta de plástico o similar, se puede soltar el freno tirando de un lazo de cable.
2. Sistemas de pinzas de freno electrohidráulicos.
Estos tipos se utilizan normalmente como parte de un sistema de control más grande, como un Programa Electrónico de Estabilidad (ESP).
Cuando el conductor presiona el interruptor para activar el freno de mano, la unidad ESP crea automáticamente presión en el sistema de frenos y presiona las pastillas de freno contra el disco. A continuación, las pinzas de freno se bloquean en su posición mediante una válvula solenoide controlada eléctricamente. La pinza permanece bloqueada sin necesidad de presión hidráulica. Para soltar el freno, el ESP vuelve a generar brevemente presión, un poco más de la necesaria para bloquear la pinza de freno, y se suelta la válvula.
3. Conducción totalmente eléctrica por nosotrossistemas electrónicos
El sistema drive-by-wire que se muestra en la Figura 3 fue desarrollado por Continental. Utiliza un motor eléctrico (3) y una caja de cambios para ejercer presión sobre las pastillas y por tanto sobre el disco. Un componente clave es el bloqueo del freno de mano. Esto funciona como un trinquete y evita que la presión en el pistón haga girar el motor, manteniendo así los frenos aplicados.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas del EPB :
• Arquitectura modular, fuerza de sujeción escalable y durabilidad con histéresis reducida
• Ahorro de peso significativo en comparación con los sistemas de freno de estacionamiento mecánico para mejorar el consumo de combustible y reducir las emisiones.
• Cobertura de vehículos desde el segmento de autos pequeños hasta camionetas livianas.
• El control electrónico permite la integración con otras tecnologías de seguridad
• Fue pionero en la tecnología EPB en el año 2000 y ahora está en su quinta generación con más de 90 millones de pinzas EPB en las carreteras del mundo.
• El tiempo de respuesta de este sistema es muy corto.
• El funcionamiento es extremadamente fiable.
• Mejora el control del vehículo al arrancar desde parado en una pendiente.
Desventajas del EPB
1. Este sistema es caro.
2. La solución de problemas requiere un profesional experimentado.
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Freno de Estacionamiento Eléctrico (EPB) | Componentes, Principio de Funcionamiento y Tipos
El Freno de Estacionamiento Eléctrico (EPB, por sus siglas en inglés) funciona como un freno hidráulico convencional para aplicaciones de frenado de servicio estándar, y como un freno eléctrico para el estacionamiento y el frenado de emergencia.
El Freno de Estacionamiento Eléctrico (EPB) es una pinza con un motor adicional (motor en la pinza) que opera el freno de estacionamiento. El sistema EPB está controlado electrónicamente y consta del interruptor EPB, la pinza EPB y la unidad de control electrónica (ECU).
El freno de estacionamiento eléctrico o el EPB es una versión avanzada del freno de estacionamiento convencional o freno de mano. A veces, las personas también se refieren a este sistema como ‘Freno de Estacionamiento Electrónico’. Técnicamente, este sistema es una subparte del sistema ‘Brake by Wire’ (freno eléctrico).
La función principal de los frenos de estacionamiento es evitar el movimiento del vehículo cuando está estacionado. Además, estos frenos también juegan un papel importante en evitar el movimiento hacia atrás del vehículo que se reanuda en una pendiente. Generalmente, los frenos de estacionamiento solo operan en las ruedas traseras de un vehículo.
El funcionamiento del EPB se basa en cuatro elementos:
1. Interruptores de control.
2. Un sensor de velocidad de las ruedas.
3. Un sensor de fuerza.
4. Motores eléctricos.
Juntos, estos monitorean una variedad de señales de entrada y determinan cuándo aplicar o liberar los frenos.
Componentes:
Sin embargo, en el Freno de Estacionamiento Eléctrico, no existe tal conexión por cable. En su lugar, funciona con la ayuda de los siguientes componentes principales:
1. Módulo de Freno Electrónico.
2. Actuador o motor eléctrico.
3. Interruptor eléctrico en la cabina.
Principio de Funcionamiento:
Los frenos de estacionamiento convencionales utilizan un cable que conecta la palanca del freno de mano y las zapatas de freno. Cuando el conductor acciona la palanca, la tensión en el cable aumenta, lo que hace que la zapata (o pastillas) se presione contra el tambor (o disco) de freno. De esta manera, las ruedas no pueden moverse más.
Cuando el conductor acciona el interruptor, envía una señal al módulo que detecta que se deben activar los frenos de estacionamiento. Posteriormente, este módulo ordena a los actuadores o motores eléctricos instalados en las pinzas de freno que operen. De esta manera, las pastillas de freno se presionan sobre el disco, lo que restringe el movimiento de las ruedas.
Debido al uso de componentes electrónicos, el funcionamiento de este sistema es casi instantáneo y eficiente. Además, mejora la confiabilidad de los frenos debido a la ausencia de conexión mecánica. Este freno se desactiva automáticamente cuando el conductor presiona el pedal del acelerador. Algunos fabricantes de vehículos también integran una función de asistencia con este sistema.
Tipos de EPB:
1. Sistemas por Cable:
El sistema de cable es simplemente el desarrollo del método tradicional de palanca y cable. Cuando se acciona el interruptor, un motor o motores tiran del cable enrollándolo en un tambor o utilizando un engranaje roscado interno en espiral adjunto al cable. El módulo electrónico de frenado mostrado en la figura 1, también conocido como actuador EPB, está instalado en algunos modelos de Range Rover y Land Rover. El freno de estacionamiento se puede liberar manualmente en la mayoría de los vehículos. Después de quitar una cubierta de plástico o similar, tirar de un lazo de cable permitirá liberar el freno.
2. Sistemas de Pinza Eléctrico-Hidráulica:
Estos tipos se utilizan generalmente como parte de un sistema de control más grande, como un programa de estabilidad electrónico (ESP). Cuando el conductor presiona el interruptor para activar el freno de estacionamiento, la unidad ESP genera automáticamente presión en el sistema de frenos y presiona las pastillas de freno contra el disco. Las pinzas luego quedan bloqueadas en posición por una válvula solenoide controlada eléctricamente. La pinza permanece bloqueada sin necesidad de presión hidráulica. Para liberar el freno, el ESP genera brevemente presión nuevamente, ligeramente más de la necesaria para bloquear la pinza, y la válvula se libera.
3. Sistemas de Accionamiento Totalmente Eléctrico:
El sistema de accionamiento por cable mostrado en la figura 3 fue desarrollado por Continental. Utiliza un motor eléctrico y una caja de cambios para aplicar presión sobre las pastillas y, por lo tanto, sobre el disco. Un componente clave es el pestillo del freno de estacionamiento. Esto es como una trinquete y evita que la presión en el pistón gire el motor, manteniendo así los frenos aplicados.
Ventajas y Desventajas:
Ventajas del EPB:
– Arquitectura modular, carga de sujeción escalable y durabilidad con histéresis reducida.
– Ahorro significativo de peso en comparación con los sistemas de freno de estacionamiento mecánicos para respaldar una mayor economía de combustible y emisiones reducidas.
– Cobertura de vehículos que van desde automóviles pequeños hasta camiones ligeros.
– Control electrónico que permite la integración con otras tecnologías de seguridad.
– EPB fue pionero en tecnología en el año 2000 y ahora está en su quinta generación, con más de 90 millones de calibradores de EPB en carreteras de todo el mundo.
– El tiempo de respuesta de este sistema es muy corto.
– La operación es altamente confiable.
– Mejora el control del vehículo al arrancar desde una condición de parada en una pendiente.
Desventajas del EPB:
– El sistema es costoso.
– Requiere de un profesional capacitado para resolver problemas.
En resumen, el Freno de Estacionamiento Eléctrico (EPB) es una evolución del freno de estacionamiento convencional que utiliza componentes electrónicos y motores eléctricos para proporcionar una operación más rápida, confiable y eficiente. Aunque tiene un mayor costo y puede requerir habilidades técnicas para su mantenimiento, sus ventajas en términos de control y rendimiento lo convierten en una opción popular en los vehículos modernos.