Revolución de freno puesta en marcha por brake-by-wire (freno por cable)

La tecnología de frenos ha experimentado un desarrollo significativo en los últimos años. Con la llegada de los coches eléctricos e híbridos se buscó una forma de frenado en la que se pueda recuperar parte de la energía utilizada: el frenado regenerativo. Y el freno por cable se presta muy bien a este concepto, en parte porque dicho sistema puede funcionar de forma totalmente independiente. En este artículo profundizamos un poco más en esta nueva técnica: ¿Qué hace que el freno por cable sea tan especial?

Un poco de historia

Todos recordaran el primer Toyota Prius. Aunque la tecnología híbrida todavía estaba en pañales en ese momento, Toyota ya estaba pensando en un sistema de frenos que pudiera funcionar bien con el sistema de propulsión híbrido. En 2001, la marca introdujo 'ECB' (Electronically Controlled Brake) , que significa freno controlado electrónicamente. Tanto el diseño compacto del sistema de frenos como la precisión de la regulación de la presión de los frenos (un sistema electrohidráulico) fueron revolucionarios. El sistema se introdujo por primera vez en Toyota Estima y Alphard, dos grandes monovolúmenes japoneses. La segunda generación del Prius siguió a partir de 2004, el Lexus RX 400h y el Lexus GS 430. Incluso el famoso Lexus LFA incorporó este sistema de frenado en 2011. Luego pasaron varios años antes de que los especialistas en ABS/ESP Bosch y Continental desarrollaran su propio sistema.

¿Qué es el freno por cable?

Tan pronto como pisa el pedal con un sistema de frenos 'tradicional', una conexión directa acciona el pistón en el cilindro maestro, que se llena con fluido hidráulico. Este fluido hidráulico luego se presiona a través de tuberías a los cilindros de freno de rueda. Este sistema hidráulico está diseñado de tal manera que se genera suficiente fuerza de frenado para detener el automóvil. Un concepto muy básico que funciona de forma muy fiable. Sin embargo, por supuesto no es muy dinámico. ¿Qué pasa si el coche también se frena de forma diferente? ¿Como, por ejemplo, por fuertes dínamos que pueden almacenar la energía de frenado? ¿Cómo consigues que ese sistema convencional funcione con eso?

Y esta es exactamente la razón por la que se introdujo el freno por cable. Con el freno por cable desaparece la conexión física entre el pedal de freno y las partes que ejercen la fuerza de frenado. La única función del pedal del freno ahora es enviar una señal (literalmente a través de un cable: wire), con la cual una computadora puede determinar y aplicar la fuerza de frenado requerida. Un motor de bomba eléctrica proporciona ahora la presión de frenado necesaria en el sistema hidráulico. Varias válvulas solenoides hacen el resto del trabajo.

Una sensación familiar en el pedal del freno

Esta nueva tecnología es, por supuesto, muy agradable, pero las personas son criaturas de hábitos. Una de las preocupaciones que surgieron con la introducción del freno por cable fue la sensación en el pedal del freno. Con un sistema de frenos 'tradicional', puedes sentir claramente la contrapresión del líquido de frenos. Y con un pedal de freno electrónico, esta sensación está completamente ausente.

Podemos tranquilizarlo: la interacción con el conductor se ha pensado cuidadosamente con este nuevo tipo de sistema de frenado. Por lo tanto, en muchos casos, el pedal del freno todavía está conectado a un pasador que comprime el líquido de frenos en un cilindro. El líquido en este cilindro no va a ningún otro lado y su intención es imitar la sensación de un sistema convencional. En ciertos sistemas este cilindro también se usa para medir la presión del pedal del conductor, en otros casos se usa un sensor de pasillo para medir la posición del pedal del freno.

Pero cualquiera que sea el método elegido, en ambas situaciones la señal se envía a la computadora ABS / ESP. Esto luego determina cuánta fuerza de frenado se necesita realmente y luego controlará el motor de la bomba y las válvulas de solenoide correctas para realizar esto. El sistema de frenado, naturalmente, trabaja junto con los sistemas que recuperan la energía de frenado. Debido a que la computadora controla en última instancia las acciones de frenado, esto ofrece muchas opciones adicionales. Piense, por ejemplo, en varios modos de conducción como económico, confort y deportivo. A menudo se utiliza una interfaz Human Machine Interface (HMI) central en la que todos estos ajustes se pueden ajustar a los deseos del conductor.

Las ventajas del freno por cable

Probablemente ya haya llegado a la conclusión de que el freno por cable es un concepto muy útil. La acción de frenado sigue sintiéndose igual para el conductor, pero mientras tanto ofrece muchas posibilidades. Algunas ventajas de un vistazo:

• La posibilidad de integrar todo tipo de sistemas de seguridad como Frenado de Emergencia Autónomo
• Seguridad mejorada a través de tiempos de reacción más rápidos y distancias de frenado más corta
• Menos ruido y vibraciones en el coche al no tener conexión directa
• Más flexibilidad de diseño y menor peso del sistema debido a la falta de una conexión directa
• Economía de combustible a través de la colaboración con los sistemas reguladores
• La capacidad de recopilar datos y aplicarlos en tiempo real para mejorar la experiencia de conducción
• La capacidad de integrar sistemas que mejoran la comodidad, como una sensación diferente del pedal en diferentes modos de conducción

¿Por qué realmente los frenos por cable han aumentado recientemente?

Lo especial de la historia del freno por cable es el tiempo que se tardó en ponerse realmente en marcha. Como suele ser el caso en la industria automotriz, primero esperaron la necesidad y la aceptación del cliente. Esto ha retrasado mucho la introducción.

¿Sabías esto ?

Debido a que la Fórmula 1 cambió a la tecnología híbrida a partir de 2014, allí se introdujo el freno por cable. No podemos decir con seguridad si esto ha dado un impulso al desarrollo, pero el freno por cable ha cobrado impulso desde entonces. Por lo tanto, los últimos sistemas tienen infinitas posibilidades.

Debido a esta renuencia, el avance definitivo de los frenos por cable solo se produjo después de que tanto Bosch como Continental introdujeran cada uno su propio sistema (ampliamente aplicable). Bosch presentó 'iBooster' a fines de 2013, Continental a su vez lanzó el MK C1 en 2016. Este fue un gran avance para los fabricantes, porque ya no tenían que reinventar la rueda ellos mismos. Alfa Romeo (Giulia Q), Audi (e-Tron Sportback), Chevrolet (Corvette C8), Porsche (Taycan), Tesla y muchos otros ahora usan uno de estos sistemas y cada vez más marcas de automóviles están siguiendo su ejemplo. Ahora que los requisitos medioambientales son cada vez más estrictos, los fabricantes no tienen más remedio que centrarse por completo en la tecnología híbrida y la propulsión eléctrica. Y el frenado regenerativo es una parte importante de estos sistemas de propulsión. Además, cosas como el frenado autónomo pronto se convertirán en un requisito para los vehículos nuevos. Por lo tanto, el freno por cable es una necesidad.

El futuro del freno por cable

En 2022 podemos decir que el futuro del freno por cable parece muy brillante. Por el momento se utiliza principalmente en el segmento superior, pero como toda nueva tecnología, también estará disponible para los segmentos inferiores en un futuro próximo. Después de todo, los beneficios son grandes y el fuerte crecimiento en el mercado de vehículos eléctricos lo reforzará aún más. Este año, por ejemplo, Continental comenzará a producir la segunda generación de su solución de freno por cable: el MK C2. Es aún más ligero y proporciona una eficiencia aún mayor durante el frenado regenerativo.

Por lo tanto, ACtronics sigue de cerca estos desarrollos, porque tan pronto como estos sistemas se conviertan en el estándar, sin duda algo fallará. Y, por supuesto, le proporcionaremos una solución adecuada. Hasta entonces, si ya tiene un sistema de freno por cable en el taller que está causando problemas, contáctenos. Es posible que podamos ayudarlo más.