Sistema de frenos antibloqueo

Un sistema de frenos antibloqueo ( ABS ) es un sistema de frenado antideslizante de seguridad utilizado en aeronaves y vehículos terrestres , como automóviles , motocicletas , camiones y autobuses . [ 1 ^] El ABS funciona evitando que las ruedas se bloqueen durante el frenado, manteniendo así el contacto de tracción con la superficie de la carretera y permitiendo al conductor mantener un mayor control sobre el vehículo.

El ABS es un sistema automatizado que utiliza los principios de frenado por umbral y frenado por cadencia , técnicas que alguna vez fueron practicadas por conductores hábiles antes de que el ABS se generalizara. El ABS opera a un ritmo mucho más rápido y con mayor eficacia de lo que la mayoría de los conductores podrían manejar. Aunque el ABS generalmente ofrece un mejor control del vehículo y disminuye las distancias de frenado en superficies secas y algunas resbaladizas, en superficies de grava suelta o cubiertas de nieve el ABS puede aumentar significativamente la distancia de frenado , al mismo tiempo que mejora el control de la dirección. ^{[2] [3] [4]} Desde que se introdujo el ABS en los vehículos de producción, estos sistemas se han vuelto cada vez más sofisticados y efectivos. Las versiones modernas no solo pueden evitar el bloqueo de las ruedas al frenar, sino que también pueden alterar el sesgo de frenado delantero a trasero . Esta última función, dependiendo de sus capacidades específicas e implementación, se conoce como distribución electrónica de la fuerza de frenado , sistema de control de tracción , asistencia de frenado de emergencia o control electrónico de estabilidad (ESC).

El concepto de ABS es anterior a los sistemas modernos que se introdujeron en la década de 1950. En 1908, por ejemplo, JE Francis presentó su "Regulador de prevención de deslizamiento para vehículos ferroviarios". ^[5]

En 1920, el pionero francés de la industria automotriz y aeronáutica Gabriel Voisin experimentó con sistemas que modulaban la presión de frenado hidráulico en los frenos de sus aviones para reducir el riesgo de deslizamiento de los neumáticos, ya que el frenado de umbral en los aviones es casi imposible. Estos sistemas utilizaban un volante y una válvula conectados a una línea hidráulica que alimenta los cilindros de freno. El volante está conectado a un tambor que gira a la misma velocidad que la rueda. En un frenado normal, el tambor y el volante deben girar a la misma velocidad. Sin embargo, cuando una rueda pierde velocidad, el tambor haría lo mismo, dejando al volante girando a un ritmo más rápido. Esto hace que la válvula se abra, lo que permite que una pequeña cantidad de líquido de frenos pase por el cilindro maestro hacia un depósito local, lo que reduce la presión en el cilindro y libera los frenos. El uso del tambor y el volante significaba que la válvula solo se abría cuando la rueda estaba girando. En las pruebas, se observó una mejora del 30% en el rendimiento de frenado, porque los pilotos aplicaron inmediatamente los frenos a fondo en lugar de aumentar lentamente la presión para encontrar el punto de derrape. Un beneficio adicional fue la eliminación de los neumáticos quemados o reventados. ^[6]

El primer reconocimiento adecuado del sistema ABS llegó más tarde con el ingeniero alemán Karl Wässel, cuyo sistema para modular la potencia de frenado fue patentado oficialmente en 1928. Sin embargo, Wässel nunca desarrolló un producto funcional, como tampoco lo hizo Robert Bosch , que produjo una patente similar ocho años después. ^[5]

En la década de 1930, se utilizó en los ferrocarriles un sistema de frenado similar llamado Decelostat , que utilizaba generadores de corriente continua para medir el deslizamiento de las ruedas. ^[7] En 1951, el Decelostat basado en volante de inercia se utilizó en los aviones para proporcionar antideslizamiento en los aterrizajes. El dispositivo se probó primero en los Estados Unidos y luego en los británicos. ^[8] En 1954, Popular Science reveló que los fabricantes de automóviles estadounidenses habían realizado pruebas preliminares del sistema Decelostat para evitar que los automóviles giraran al frenar con fuerza en Detroit . Sin embargo, no hubo información pública sobre los resultados de las pruebas. ^[9]

A principios de la década de 1950, el sistema antideslizante Dunlop Maxaret era de uso generalizado en la aviación del Reino Unido, con aviones como el Avro Vulcan y el Handley Page Victor , Vickers Viscount , Vickers Valiant , English Electric Lightning , de Havilland Comet 2c , de Havilland Sea Vixen y aviones posteriores, como el Vickers VC10 , Hawker Siddeley Trident , Hawker Siddeley 125 , Hawker Siddeley HS 748 y los derivados British Aerospace ATP y BAC One-Eleven , y el holandés Fokker F27 Friendship (que inusualmente tenía un sistema neumático de alta presión Dunlop (200 Bar) en lugar de hidráulico para frenado, dirección de la rueda de morro y retracción del tren de aterrizaje), equipados con Maxaret de serie. ^[10] Maxaret, si bien reducía las distancias de frenado hasta en un 30% en condiciones de hielo o humedad, también aumentaba la vida útil de los neumáticos y tenía la ventaja adicional de permitir despegues y aterrizajes en condiciones que impedirían volar en aeronaves no equipadas con Maxaret.

En 1958, el Road Research Laboratory utilizó una motocicleta Royal Enfield Super Meteor para probar el sistema de frenos antibloqueo Maxaret. ^[11] Los experimentos demostraron que los frenos antibloqueo pueden ser de gran utilidad para las motocicletas, en las que el derrape es una causa importante de accidentes. Las distancias de frenado se redujeron en la mayoría de las pruebas en comparación con el frenado con rueda bloqueada, especialmente en superficies resbaladizas, en las que la mejora podía ser de hasta un 30%. Sin embargo, el director técnico de Enfield en ese momento, Tony Wilson-Jones, no veía mucho futuro en el sistema y la empresa no lo puso en producción. ^[11]

Un sistema completamente mecánico tuvo un uso limitado en automóviles en la década de 1960 en el auto de carreras Ferguson P99 , el Jensen FF y el Ford Zodiac experimental con tracción total , pero no se utilizó más; el sistema resultó caro y poco confiable.

El primer sistema de frenos antibloqueo totalmente electrónico se desarrolló a finales de la década de 1960 para el avión Concorde .

El sistema ABS moderno fue inventado en 1971 por Mario Palazzetti (conocido como 'Mister ABS') en el Centro de Investigación de Fiat y se ha convertido en un sistema estándar en casi todos los automóviles. El sistema se llamó Antiskid y la patente fue vendida a Bosch, que lo denominó ABS. ^[12]

Chrysler , junto con Bendix Corporation , introdujo un ABS computarizado, de tres canales y cuatro sensores en las cuatro ruedas ^{[13] llamado "Sure Brake" para su} Imperial de 1971. ^[14] Estuvo disponible durante varios años a partir de entonces, funcionó como se esperaba y demostró ser confiable. En 1969, Ford introdujo un sistema de frenos antibloqueo llamado "Sure-Track" para las ruedas traseras del Lincoln Continental Mark III y el Ford Thunderbird , como una opción; ^[15] se convirtió en estándar en 1971. ^[16] El sistema de frenos Sure-Track fue diseñado con la ayuda de Kelsey-Hayes. En 1971, General Motors introdujo el ABS "Trackmaster" solo para las ruedas traseras ^[17] como una opción en sus modelos Cadillac de tracción trasera ^{[18] [19]} y llamó a la opción el Sistema de Frenado True-Track en el Oldsmobile Toronado . ^[20] En 1972, la opción se puso a disposición en todos los Cadillac. En 1971, Nissan ofreció un EAL (sistema antibloqueo eléctrico) desarrollado por la empresa japonesa Denso como opción en el Nissan President , que se convirtió en el primer ABS electrónico de Japón . ^[21]

1971: El Imperial ^[22] se convirtió en el primer automóvil de producción con un sistema de frenos antibloqueo controlado por computadora en las 4 ruedas. Toyota introdujo frenos antideslizamiento controlados electrónicamente en el Toyota Crown, denominados ESC (Electronic Skid Control). ^[23]

1971: Primera aplicación en camión: sistema “Antislittamento” desarrollado por Fiat Veicoli Industriali e instalado en el camión Fiat modelo 691N1. ^[24]

1972: los Triumph 2500 Estate con tracción en las cuatro ruedas fueron equipados con sistemas electrónicos Mullard de serie. ^{[ cita requerida ]} Sin embargo, estos coches eran raros y quedan muy pocos.

1976: WABCO comenzó el desarrollo del sistema de frenos antibloqueo en vehículos comerciales para evitar el bloqueo en carreteras resbaladizas, seguido en 1986 por el sistema de frenado electrónico (EBS) para vehículos pesados. ^[25]

1978: Mercedes-Benz W116 Fue uno de los primeros en utilizar como opción a partir de 1978 un sistema electrónico de frenos antibloqueo multicanal en las cuatro ruedas (ABS) de Bosch .

1982: Honda introdujo el sistema ALB (frenos antibloqueo) multicanal controlado electrónicamente como opción para la segunda generación del Prelude, que se lanzó en todo el mundo en 1982. Información adicional: el agente general de Honda en Noruega exigió que todos los Prelude para el mercado noruego tuvieran el sistema ALB como característica estándar, lo que convirtió al Honda Prelude en el primer automóvil entregado en Europa con ABS como característica estándar. El agente general noruego también incluyó un techo solar y otras opciones como equipo estándar en Noruega, lo que agregó más lujo a la marca Honda. Sin embargo, el sistema fiscal noruego hizo que el automóvil bien equipado fuera muy caro y las ventas sufrieron altos costos. A partir de 1984, el sistema ALB, así como las otras características opcionales de Honda, ya no fue una característica estándar en Noruega.

En 1985 se introdujo en el mercado europeo el Ford Scorpio , que incorporaba de serie un sistema electrónico Teves en toda la gama. Por ello, el modelo recibió en 1986 el codiciado premio Coche del Año en Europa , con elogios muy favorables de la prensa especializada. Tras este éxito, Ford comenzó a investigar sistemas antibloqueo para el resto de su gama, lo que animó a otros fabricantes a seguir su ejemplo.

Desde 1987, el ABS ha sido equipo estándar en todos los automóviles Mercedes-Benz . ^[26] Lincoln siguió su ejemplo en 1993. ^[27]

En 1988, BMW presentó la primera motocicleta con ABS electrohidráulico : la BMW K100 . Yamaha presentó el modelo FJ1200 con ABS opcional en 1991. Honda siguió su ejemplo en 1992 con el lanzamiento de su primera motocicleta con ABS en la ST1100 Pan European. En 2007, Suzuki lanzó su GSF1200SA (Bandit) con ABS. En 2005, Harley-Davidson comenzó a ofrecer una opción de ABS en las motos de policía.

El controlador de frenos antibloqueo también se conoce como CAB (Controlador de frenos antibloqueo). ^[28]

Por lo general, el ABS incluye una unidad de control electrónico central (ECU), cuatro sensores de velocidad de las ruedas y al menos dos válvulas hidráulicas dentro del sistema hidráulico de frenos . La ECU monitorea constantemente la velocidad de rotación de cada rueda; si detecta que la rueda gira significativamente más lento que la velocidad del vehículo, una condición indicativa de un bloqueo inminente de la rueda, activa las válvulas para reducir la presión hidráulica del freno en la rueda afectada, reduciendo así la fuerza de frenado en esa rueda; la rueda luego gira más rápido. Por el contrario, si la ECU detecta que una rueda gira significativamente más rápido que las demás, se aumenta la presión hidráulica del freno en la rueda para que se vuelva a aplicar la fuerza de frenado, lo que ralentiza la rueda. Este proceso se repite continuamente y el conductor puede detectarlo mediante la pulsación del pedal de freno. Algunos sistemas antibloqueo pueden aplicar o liberar la presión de frenado 15 veces por segundo. ^{[29] [30]} Debido a esto, las ruedas de los automóviles equipados con ABS son prácticamente imposibles de bloquear incluso durante el frenado de pánico en condiciones extremas.

La ECU está programada para no tener en cuenta las diferencias en la velocidad de rotación de las ruedas por debajo de un umbral crítico, ya que cuando el coche está girando, las dos ruedas situadas hacia el centro de la curva giran más lentamente que las dos exteriores. Por esta misma razón, se utiliza un diferencial en prácticamente todos los vehículos de carretera.

Si se desarrolla una falla en cualquier parte del ABS, generalmente se iluminará una luz de advertencia en el panel de instrumentos del vehículo y el ABS se desactivará hasta que se corrija la falla.

El ABS moderno aplica presión de frenado individual a las cuatro ruedas a través de un sistema de control de sensores montados en el cubo y un microcontrolador dedicado . El ABS se ofrece o viene de serie en la mayoría de los vehículos de carretera y es la base de los sistemas de control electrónico de estabilidad, cuya popularidad está aumentando rápidamente debido a la gran reducción del precio de la electrónica de los vehículos a lo largo de los años. ^[31]

Los sistemas modernos de control electrónico de estabilidad (ESC) son una evolución del concepto ABS. En este caso, se añaden al menos dos sensores adicionales para ayudar al funcionamiento del sistema: se trata de un sensor de ángulo del volante y un sensor giroscópico . La teoría de funcionamiento es sencilla: cuando el sensor giroscópico detecta que la dirección que toma el coche no coincide con la que informa el sensor del volante, el software del ESC frenará la(s) rueda(s) individuales necesarias (hasta tres en los sistemas más sofisticados), para que el vehículo vaya en la dirección que pretende el conductor. El sensor del volante también ayuda en el funcionamiento del control de frenado en curvas (CBC), ya que este le indicará al ABS que las ruedas del interior de la curva deben frenar más que las ruedas del exterior, y en qué medida.

El equipo ABS también puede utilizarse para implementar un sistema de control de tracción (TCS) en la aceleración del vehículo. Si al acelerar el neumático pierde tracción, el controlador ABS puede detectar la situación y tomar las medidas adecuadas para que se recupere la tracción. Las versiones más sofisticadas de este también pueden controlar los niveles de aceleración y frenos simultáneamente.

Los sensores de velocidad del ABS a veces se utilizan en el sistema de monitoreo indirecto de presión de neumáticos (TPMS), que puede detectar un inflado insuficiente de los neumáticos por la diferencia en la velocidad de rotación de las ruedas.

Hay cuatro componentes principales del ABS: sensores de velocidad de la rueda , válvulas , una bomba y un controlador .

Sensores de velocidad (codificadores)

Un sensor de velocidad se utiliza para determinar la aceleración o desaceleración de la rueda. Estos sensores utilizan un imán y un sensor de efecto Hall , o una rueda dentada y una bobina electromagnética para generar una señal. La rotación de la rueda o diferencial induce un campo magnético alrededor del sensor. Las fluctuaciones de este campo magnético generan un voltaje en el sensor. Dado que el voltaje inducido en el sensor es resultado de la rueda giratoria, este sensor puede volverse inexacto a velocidades lentas. La rotación más lenta de la rueda puede causar fluctuaciones inexactas en el campo magnético y, por lo tanto, generar lecturas inexactas para el controlador.

Válvulas

En la línea de freno de cada freno controlado por el ABS hay una válvula. En algunos sistemas, la válvula tiene tres posiciones:

• En la posición uno, la válvula está abierta; la presión del cilindro maestro pasa directamente al freno.
• En la posición dos, la válvula bloquea la línea, aislando el freno del cilindro maestro. Esto evita que la presión aumente aún más si el conductor presiona más el pedal del freno.
• En la posición tres, la válvula libera parte de la presión del freno.

La mayoría de los problemas con el sistema de válvulas se producen debido a válvulas obstruidas. Cuando una válvula está obstruida, no puede abrirse, cerrarse ni cambiar de posición. Una válvula que no funciona impedirá que el sistema module las válvulas y controle la presión suministrada a los frenos.

Bomba

La bomba del sistema ABS se utiliza para restablecer la presión de los frenos hidráulicos después de que las válvulas la hayan liberado. Una señal del controlador liberará la válvula al detectar que las ruedas patinan. Después de que una válvula libera la presión suministrada por el usuario, la bomba se utiliza para restablecer la cantidad deseada de presión al sistema de frenado. El controlador modulará el estado de la bomba para proporcionar la cantidad deseada de presión y reducir el patinaje.

Controlador

El controlador es una unidad de tipo ECU en el automóvil que recibe información de cada sensor de velocidad de rueda individual. Si una rueda pierde tracción, la señal se envía al controlador. El controlador limitará la fuerza de frenado (EBD) y activará el modulador ABS que activa y desactiva las válvulas de frenado.

Existen muchas variaciones y algoritmos de control diferentes para su uso en ABS. Uno de los sistemas más simples funciona de la siguiente manera: ^[30]

1. El controlador monitorea los sensores de velocidad en todo momento. Busca desaceleraciones en la rueda que sean anormales. Justo antes de que una rueda se bloquee, experimentará una desaceleración rápida. Si no se controla, la rueda se detendría mucho más rápido de lo que podría hacerlo cualquier automóvil. Un automóvil podría tardar entre dos y cuatro segundos en detenerse desde 60 mph (96,6 km/h) en condiciones ideales, pero una rueda que se bloquea podría dejar de girar en menos de un segundo.
2. El controlador del ABS sabe que una desaceleración tan rápida del coche es imposible (y en realidad la desaceleración rápida significa que la rueda está a punto de patinar), por lo que reduce la presión sobre ese freno hasta que detecta una aceleración y luego aumenta la presión hasta que detecta la desaceleración de nuevo. Puede hacer esto muy rápidamente antes de que la rueda pueda cambiar significativamente su velocidad. El resultado es que la rueda desacelera al mismo ritmo que el coche, y los frenos mantienen las ruedas muy cerca del punto en el que comenzarán a bloquearse. Esto le da al sistema la máxima potencia de frenado.
3. Esto reemplaza la necesidad de bombear manualmente los frenos mientras se conduce en una superficie resbaladiza o con baja tracción, lo que permite conducir incluso en la mayoría de las condiciones de frenado de emergencia.
4. Cuando el ABS está en funcionamiento, el conductor siente una pulsación en el pedal del freno, que se debe a la rápida apertura y cierre de las válvulas. Esta pulsación también le indica al conductor que se ha activado el ABS.

Los sistemas de frenos antibloqueo utilizan diferentes esquemas según el tipo de frenos que se utilicen. Se pueden diferenciar por el número de canales (es decir, cuántas válvulas se controlan individualmente) y el número de sensores de velocidad. ^[30]

1) ABS de cuatro canales y cuatro sensores

Hay un sensor de velocidad en las cuatro ruedas y una válvula independiente para cada una de ellas. Con esta configuración, el controlador supervisa cada rueda individualmente para asegurarse de que alcance la máxima fuerza de frenado.

2) ABS de tres canales y cuatro sensores

Hay un sensor de velocidad en las cuatro ruedas y una válvula independiente para cada una de las ruedas delanteras, pero solo una válvula para ambas ruedas traseras. Los vehículos más antiguos con ABS en las cuatro ruedas suelen utilizar este tipo.

3) ABS de tres canales y tres sensores

Este sistema, que se encuentra comúnmente en camionetas pickup con ABS en las cuatro ruedas, tiene un sensor de velocidad y una válvula para cada una de las ruedas delanteras, con una válvula y un sensor para ambas ruedas traseras. El sensor de velocidad para las ruedas traseras está ubicado en el eje trasero. Este sistema proporciona un control individual de las ruedas delanteras, de modo que ambas puedan lograr la máxima fuerza de frenado. Sin embargo, las ruedas traseras se monitorean juntas; ambas tienen que comenzar a bloquearse antes de que se active el ABS en la parte trasera. Con este sistema, es posible que una de las ruedas traseras se bloquee durante una parada, lo que reduce la efectividad del frenado. Este sistema es fácil de identificar, ya que no hay sensores de velocidad individuales para las ruedas traseras.

4) ABS de dos canales y cuatro sensores

Este sistema, que se utilizaba habitualmente en los vehículos de pasajeros desde finales de los años 80 hasta mediados de los 90, utiliza un sensor de velocidad en cada rueda, con una válvula de control para cada una de las ruedas delanteras y traseras como par. Si el sensor de velocidad detecta un bloqueo en alguna rueda individual, el módulo de control envía un impulso a la válvula de ambas ruedas de ese extremo del vehículo.

5) ABS de un canal y un sensor

Este sistema se encuentra comúnmente en camionetas, SUV y furgonetas con ABS en las ruedas traseras. Tiene una válvula, que controla ambas ruedas traseras, y un sensor de velocidad, ubicado en el eje trasero. Este sistema funciona de la misma manera que la parte trasera de un sistema de tres canales. Las ruedas traseras se monitorean juntas y ambas tienen que comenzar a bloquearse antes de que entre en acción el ABS. En este sistema también es posible que una de las ruedas traseras se bloquee, lo que reduce la efectividad del frenado. Este sistema también es fácil de identificar, ya que no hay sensores de velocidad individuales para ninguna de las ruedas.

Un estudio australiano realizado en 2004 por el Centro de Investigación de Accidentes de la Universidad de Monash concluyó que el ABS: ^[2]

• Se redujo el riesgo de accidentes con múltiples vehículos en un 18 por ciento.
• Aumentó el riesgo de accidentes por salida de la carretera en un 35 por ciento.

En superficies de alta tracción, como asfalto u hormigón , muchos coches (aunque no todos) equipados con ABS pueden alcanzar distancias de frenado mejores (es decir, más cortas) que las que serían posibles sin el beneficio del ABS. En condiciones del mundo real, incluso un conductor alerta y experimentado sin ABS tendría dificultades para igualar o mejorar el rendimiento de un conductor típico con un vehículo moderno equipado con ABS. El ABS reduce las posibilidades de colisión y/o la gravedad del impacto. La técnica recomendada para conductores no expertos en un coche equipado con ABS, en una típica emergencia de frenado total, es presionar el pedal del freno lo más firmemente posible y, cuando sea apropiado, esquivar los obstáculos. En tales situaciones, el ABS reducirá significativamente las posibilidades de derrapar y la consiguiente pérdida de control.

En superficies con gravilla, arena y nieve profunda, el ABS tiende a aumentar las distancias de frenado. En estas superficies, las ruedas bloqueadas se hunden y detienen el vehículo más rápidamente. El ABS evita que esto ocurra. Algunas calibraciones del ABS reducen este problema al reducir el tiempo de ciclo, lo que permite que las ruedas se bloqueen y desbloqueen brevemente de forma repetida. Algunos fabricantes de vehículos proporcionan un botón "todoterreno" para desactivar la función ABS. El principal beneficio del ABS en dichas superficies es aumentar la capacidad del conductor para mantener el control del vehículo en lugar de derrapar, aunque la pérdida de control sigue siendo más probable en superficies blandas como la gravilla o en superficies resbaladizas como la nieve o el hielo. En una superficie muy resbaladiza como una capa de hielo o gravilla, es posible bloquear varias ruedas a la vez, y esto puede anular el ABS (que se basa en comparar las cuatro ruedas y detectar el derrape de cada una de ellas). La disponibilidad del ABS libera a la mayoría de los conductores de tener que aprender el umbral de frenado.

Un estudio de la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) de junio de 1999 descubrió que el ABS aumentaba las distancias de frenado sobre grava suelta en un promedio del 27,2 por ciento. ^[32]

Según la NHTSA,

"El sistema ABS funciona con el sistema de frenos habitual y lo activa automáticamente. En los vehículos que no están equipados con ABS, el conductor debe activar los frenos manualmente para evitar que las ruedas se bloqueen. En los vehículos equipados con ABS, el pie debe permanecer firmemente apoyado en el pedal del freno, mientras el ABS activa los frenos por usted para que pueda concentrarse en conducir con seguridad".

Cuando se activaban, algunos sistemas ABS anteriores hacían que el pedal del freno pulsara de forma notable. Como la mayoría de los conductores rara vez o no frenan con la fuerza suficiente como para provocar un bloqueo de los frenos, y los conductores normalmente no leen el manual del propietario del vehículo, esto puede no notarse hasta que se produzca una emergencia. Por ello, algunos fabricantes han implementado un sistema de asistencia al frenado que determina que el conductor está intentando hacer una "frenada de pánico" (al detectar que el pedal del freno se presionó muy rápidamente, a diferencia de una parada normal en la que la presión del pedal normalmente se incrementaría gradualmente. Algunos sistemas además controlan la velocidad a la que se soltó el acelerador y/o el tiempo entre la liberación del acelerador y la aplicación del freno) ^{[ cita requerida ]} y el sistema aumenta automáticamente la fuerza de frenado cuando no se aplica suficiente presión. Una frenada brusca o de pánico en superficies con baches, debido a que los baches hacen que la velocidad de la(s) rueda(s) se vuelva errática, también puede activar el ABS, lo que a veces hace que el sistema entre en su modo de hielo, donde el sistema limita severamente la potencia de frenado máxima disponible. Sin embargo, el ABS mejora significativamente la seguridad y el control de los conductores en la mayoría de las situaciones en carretera.

Los frenos antibloqueo son objeto de algunos experimentos centrados en la teoría de la compensación de riesgos , que afirma que los conductores se adaptan a los beneficios de seguridad del ABS conduciendo de forma más agresiva. En un estudio de Munich , la mitad de una flota de taxis estaba equipada con frenos antibloqueo, mientras que la otra mitad tenía sistemas de frenos convencionales. La tasa de accidentes fue sustancialmente la misma para ambos tipos de taxis, y Wilde concluye que esto se debió a que los conductores de taxis equipados con ABS asumieron más riesgos, asumiendo que el ABS se ocuparía de ellos, mientras que los conductores sin ABS condujeron con más cuidado ya que el ABS no estaría allí para ayudar en caso de una situación peligrosa. ^[33]

El Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras publicó un estudio en 2010 que concluyó que las motocicletas con ABS tienen un 37 % menos de probabilidades de verse involucradas en un accidente fatal que los modelos sin ABS. ^[34]

En una motocicleta, un sistema de frenos antibloqueo evita que las ruedas de la motocicleta se bloqueen durante las situaciones de frenado . Basándose en la información de los sensores de velocidad de las ruedas, la unidad ABS ajusta la presión del líquido de frenos para mantener la tracción durante la desaceleración y evitar accidentes. El ABS de la motocicleta ayuda al conductor a mantener la estabilidad durante el frenado y a reducir la distancia de frenado. Proporciona tracción incluso en superficies de baja fricción .

Mientras que los modelos de ABS más antiguos se derivan de los automóviles, el ABS para motocicletas más reciente es el resultado de una investigación orientada a las particularidades de las motocicletas en cuanto a tamaño, peso y funcionalidad. Organizaciones nacionales e internacionales han evaluado el ABS para motocicletas como un factor importante para aumentar la seguridad y reducir la cantidad y la gravedad de los accidentes y colisiones de motocicletas. La Comisión Europea aprobó una legislación en 2012 que hizo obligatoria la instalación del ABS en todas las motocicletas nuevas de más de 125 cc a partir del 1 de enero de 2016. Consumer Reports dijo en 2016 que "el ABS se ofrece comúnmente en modelos grandes y costosos, pero se ha extendido a varias motos deportivas de nivel de entrada y motos de tamaño mediano". ^[35]

En 1988, BMW introdujo un ABS electrónico/ hidráulico para motocicletas, diez años después de que Daimler Benz y Bosch lanzaran el primer ABS para vehículos de cuatro ruedas para producción en serie. Las motocicletas de la serie BMW K100 estaban equipadas opcionalmente con el ABS, que añadía 11 kg a la moto. Fue desarrollado junto con FAG Kugelfischer y regulaba la presión en los circuitos de frenado a través de un pistón de émbolo . ^{[36] [37]} Los fabricantes japoneses siguieron con una opción de ABS en 1992 en la Honda ST1100 y la Yamaha FJ1200 . ^[38]

Continental presentó su primer ABS integral para motocicletas (MIB) en 2006. Fue desarrollado en cooperación con BMW y pesaba 2,3 kg. ^[39] Mientras que la primera generación de ABS para motocicletas pesaba alrededor de 11 kg, la generación (2011) presentada por Bosch en 2009 pesa 0,7 kg (ABS básico) y 1,6 kg (ABS mejorado) con frenado integral. ^{[40] [41] [42]}

Los sensores de velocidad de las ruedas montados en las ruedas delanteras y traseras miden constantemente la velocidad de rotación de cada rueda y envían esta información a una unidad de control electrónico (ECU). La ECU detecta dos cosas: 1) si la desaceleración de una rueda supera un umbral fijo y 2) si el deslizamiento de los frenos, calculado en función de la información de ambas ruedas, aumenta por encima de un cierto porcentaje y entra en una zona inestable. Estos son indicadores de una alta posibilidad de que una rueda se bloquee. Para contrarrestar estas irregularidades, la ECU envía señales a la unidad hidráulica para que mantenga o libere la presión. Después de que las señales muestren el regreso a la zona estable, la presión se aumenta nuevamente. Los modelos anteriores usaban un pistón para controlar la presión del fluido . Los modelos más recientes regulan la presión abriendo y cerrando rápidamente las válvulas solenoides . Si bien el principio básico y la arquitectura se han transferido del ABS de los automóviles de pasajeros, las características típicas de las motocicletas deben considerarse durante los procesos de desarrollo y aplicación. Una característica es el cambio de la carga dinámica de la rueda durante el frenado. En comparación con los automóviles, los cambios de carga de la rueda son más drásticos, lo que puede provocar que la rueda se levante y se caiga. Esto se puede intensificar con una suspensión blanda. Algunos sistemas están equipados con una función de mitigación del despegue de la rueda trasera. Cuando se detectan los indicadores de un posible despegue trasero, el sistema libera la presión de frenado en la rueda delantera para contrarrestar este comportamiento. ^[43] Otra diferencia es que en el caso de la motocicleta, la rueda delantera es mucho más importante para la estabilidad que la rueda trasera. Si la rueda delantera se bloquea entre 0,2 y 0,7 s, pierde fuerzas girostáticas y la motocicleta comienza a oscilar debido a la mayor influencia de las fuerzas laterales que actúan sobre la línea de contacto de la rueda. La motocicleta se vuelve inestable y cae.

Sistemas de pistón : La liberación de presión en este sistema se realiza mediante el movimiento de un pistón tensado por resorte. Cuando se debe liberar la presión, un motor lineal tira hacia atrás del pistón del émbolo y abre más espacio para el fluido. El sistema se utilizó, por ejemplo, en el ABS I (1988) y ABS II (1993) de BMW. El ABS II se diferenciaba en tamaño y se montó un embrague de fricción controlado electrónicamente en el eje en lugar de un émbolo. Otros sensores de desplazamiento registran la distancia de recorrido del pistón para permitir que la unidad de control realice una regulación más precisa. Honda también utiliza este sistema de modulación de presión para grandes motos deportivas y de turismo . ^{[44] [45]}

Sistemas de válvulas y bombas : Las partes principales que forman parte del sistema de modulación de presión son las válvulas de entrada y salida de solenoide, una bomba, un motor y acumuladores/depósitos. La cantidad de válvulas difiere de un modelo a otro debido a las funcionalidades adicionales y la cantidad de canales de freno. Según la entrada de la ECU, las bobinas operan las válvulas de entrada y salida. Durante la liberación de presión, el líquido de frenos se almacena en acumuladores. En este enfoque de sistema abierto, el líquido luego regresa al circuito de frenos a través de una bomba operada por un motor que se siente a través de la pulsación en la palanca de freno. ^[46]

Los vehículos eléctricos pueden recuperar la energía del frenado de las ruedas traseras. ^[47]

Al contrario de cómo reaccionan colectivamente las ruedas de los coches y los trenes a los frenos cuando se aplican, en las motocicletas el freno de la rueda trasera y el de la rueda delantera se controlan por separado. Si el conductor solo frena con una rueda, esta rueda frenada tiende a bloquearse más rápido que si se hubieran aplicado ambos frenos. Por lo tanto, un sistema de frenado combinado distribuye la fuerza de frenado también a la rueda que no frena para reducir la posibilidad de un bloqueo, aumentar la desaceleración y reducir el paso de la suspensión .

Con un único sistema de frenado trasero, la presión de frenado aplicada en el freno trasero (pedal) se distribuye simultáneamente a la rueda delantera. Una válvula de retardo corta la presión hidráulica para garantizar que solo cuando se aplica un frenado fuerte, la presión también se cree en la rueda delantera. La primera motocicleta de calle de Honda con un sistema de frenado combinado (entonces llamado frenado unificado) fue la GL1100 de 1983. Este sistema se derivó de la motocicleta de carreras de resistencia mundial RCB1000 de la década de 1970. ^{[48] [49]}

Los modelos más grandes con dos discos delanteros utilizan un sistema CBS dual. El sistema fue instalado por primera vez por Moto Guzzi en 1975. ^[50] Aquí, la presión de frenado aplicada en la parte delantera también se aplica a la rueda trasera y viceversa. Si se aplica la palanca delantera, la presión se acumula en 4 de los 6 pistones en las 2 pinzas delanteras. Un cilindro maestro secundario en la rueda delantera distribuye la presión restante a la rueda trasera a través de una válvula de control proporcional y actúa sobre 2 de las 3 pinzas. Si se aplica una fuerza de frenado fuerte en la rueda trasera, la fuerza también se distribuye a 2 de los 6 pistones de la rueda delantera. Los CBS duales más modernos utilizan pinzas delanteras y traseras (y todos los pistones) de acuerdo con una relación de carga preestablecida de la parte delantera a la trasera. La proporción se controlaba originalmente mediante complejos sistemas totalmente hidráulicos que interconectaban la parte delantera y trasera, con un retraso fijo o detectando cambios en la distribución del peso. Ya en 2001, BMW introdujo un sistema electrohidráulico. ^[51]

El sistema CBS ayuda a reducir el riesgo de bloqueos de las ruedas y caídas, pero en determinadas situaciones es posible que el sistema CBS provoque una caída. Si la presión de frenado se distribuye de la rueda trasera a la delantera y la fricción de las superficies cambia de repente (charco, hielo en la calzada), la rueda delantera podría bloquearse incluso si solo se ha aplicado el freno trasero. Esto provocaría una pérdida de estabilidad y una caída. Por ello, el sistema CBS se combina con el ABS para evitar esto en una motocicleta. Existen diferentes enfoques para realizar esta combinación: Sin presión activa Versión simple: Un tercer canal adicional conecta el circuito de la rueda trasera a través de una válvula de retardo al freno delantero. La fuerte presión de frenado en la rueda trasera (o en ambas ruedas) presuriza ambos circuitos de freno; sin embargo, esta presión se ajusta según la velocidad de la rueda y el deslizamiento del freno.

La versión dual combina el Honda Dual CBS con un cilindro maestro secundario y una válvula de control proporcional [con ABS de pistón]. Un modulador regula la presión para cada ^[52] Con acumulación de presión activa En 2009, Honda introdujo el ABS combinado controlado electrónicamente para sus motos deportivas de alto rendimiento que utilizan tecnología de freno por cable. La entrada de freno del conductor se mide mediante sensores de presión y la información se proporciona a una ECU. Junto con la información de los sensores de velocidad de la rueda, la ECU calcula la distribución óptima de la presión para evitar bloqueos y proporcionar la mejor desaceleración posible. En función de esta salida, un motor para cada rueda opera una bomba que acumula y regula la presión de freno en la rueda. Este sistema ofrece un tiempo de reacción rápido debido a la funcionalidad de freno por cable.

El MIB (sistema de frenado integral para motocicletas) de Continental Teves y el eCBS (sistema electrónico de frenado) del ABS mejorado para motocicletas de Bosch son el resultado de otro enfoque. Estos sistemas se basan en el enfoque de bomba y válvula. Mediante válvulas adicionales, bombas más potentes y un motor más potente, el sistema puede generar presión de forma activa. La presión de entrada del conductor se mide con sensores de presión en la palanca y el pedal. A continuación, la bomba genera presión adicional adaptada a las condiciones de conducción. Un sistema parcialmente integral está diseñado para funcionar solo en una dirección: delantera → trasera o trasera → delantera. Un sistema completamente integrado funciona en ambas direcciones.

Como estos sistemas están controlados electrónicamente y son capaces de generar presión de forma activa, ofrecen la posibilidad de adaptar el comportamiento de frenado de la motocicleta al piloto. Los pilotos experimentados pueden desactivar el CBS y el ABS y también pueden elegirse diferentes modos de regulación con umbrales más altos o más bajos, como el modo lluvia o el modo slick en la BMW S1000RR.

El Instituto de Seguros para la Seguridad en las Carreteras (IIHS) realizó un estudio sobre la eficacia del ABS para motocicletas y llegó a la conclusión de que las motocicletas de más de 250 cm3 ^sin ABS tienen un 37 por ciento más de probabilidades de estar involucradas en accidentes fatales y un estudio de la Administración de Carreteras sueca llegó a la conclusión de que el 48 por ciento de todos los accidentes graves y fatales de motocicletas de más de 125 cm3 ^podrían evitarse gracias al ABS de las motocicletas. ^[53]

Estos estudios hicieron que la Comisión Europea iniciara un proceso legislativo en 2010 que se aprobó en 2012 y que llevó a que el ABS para motocicletas de más de 125 cm3 ^se volviera obligatorio a partir de 2016. Organizaciones como la Fédération Internationale de l'Automobile y el Institute of Advanced Motorists (IAM) exigieron la implementación de esta legislación ya para 2015. ^[54] Por otro lado, algunos motociclistas protestan contra un ABS obligatorio para todas las motos porque piden la posibilidad de apagar el sistema, para uso todoterreno o por otras razones. ^{[55] [56] [57]} En 2011, las Naciones Unidas (ONU) iniciaron el Decenio de Acción para la Seguridad Vial . El objetivo principal es salvar 5 millones de vidas hasta 2020 a través de la cooperación global. ^[58] Una parte de su plan global es: Fomentar el despliegue universal de tecnologías de prevención de accidentes con eficacia probada, como el Control Electrónico de Estabilidad y los Sistemas de Frenado Antibloqueo en motocicletas.

En los Estados Unidos, la NHTSA ha exigido el uso del ABS junto con el control electrónico de estabilidad según las disposiciones de la FMVSS 126 a partir del 1 de septiembre de 2012. ^[59]

El ABS es obligatorio en todos los turismos nuevos vendidos en la UE desde 2004. ^{[ cita requerida ]}

Desde 2016, la UE exige ABS en todos los scooters, motocicletas, triciclos y quads nuevos a partir de 125 cc; de lo contrario, CBS (o ABS). ^[60]

El Reglamento Nº 78 de las Naciones Unidas, relativo al frenado de los vehículos de las categorías L1, L2, L3, L4 y L5 (motocicletas), se aplica en la Unión Europea, Rusia, Japón, Turquía, Ucrania, Australia y el Reino Unido. ^[61]

El reglamento técnico global número 3 relacionado con los sistemas de frenos de motocicletas es aplicado por Canadá, la Unión Europea, Japón, Rusia y Estados Unidos.

Desde el 1 de abril de 2019, la India exige que todos los vehículos nuevos de dos ruedas de más de 125 cc tengan al menos un sistema ABS de un solo canal, o que en caso contrario sea un sistema CBS (o ABS). ^[62] El ABS también es obligatorio en todos los automóviles y minibuses nuevos desde la misma fecha. ^[63]

Desde el 1 de enero de 2019, Brasil exige el ABS en todas las motocicletas nuevas de 300 cc o más. ^[64] El ABS es obligatorio en todos los automóviles nuevos desde enero de 2014. ^[65]

A partir del 1 de enero de 2024, Argentina exigirá ABS en todas las motos nuevas de 250 cc o CBS (o ABS en rueda delantera) para las de carretera de entre 50 y 250 cc o sus equivalentes eléctricos. ^{[66] [67]} El ABS es obligatorio en todos los vehículos nuevos desde enero de 2014. ^[68]

A partir de febrero de 2025, Chile requerirá ABS en todas las motocicletas nuevas de 150 cc o 11 kW, de lo contrario CBS (o ABS) de 50 cc o 4 kW a partir de febrero de 2026. ^[69] El ABS ha sido obligatorio en todos los automóviles nuevos desde octubre de 2020. ^[70]

A partir de octubre de 2025, Colombia exigirá ABS en todas las motocicletas nuevas a partir de 150 cc o 11 kW, y CBS (o ABS) a partir de 50 cc o 4 kW. ^[71]

A partir de marzo de 2027, Colombia exigirá ABS en todas las motocicletas nuevas a partir de 125 cc, por debajo de las que tengan CBS (o ABS). ^[71]

• Portal de tecnología
• Frenado con el pie izquierdo
• Asistencia de frenado de emergencia o sistema de asistencia de frenado (BAS)
• Control electrónico de estabilidad (ESP)
• Freno por cable (EBS)

• Mayersohn, Norman S. (agosto de 1988). Frenos antibloqueo por fin. Popular Mechanics . Consultado el 18 de abril de 2013 .
• Brown, Stuart F. (mayo de 1987). Frenos antibloqueo para motocicletas. Popular Science . Consultado el 18 de abril de 2013 .

• Medios relacionados con Sistemas de frenos antibloqueo en Wikimedia Commons