Anólisis de eficiencia de frenado de la vólvula compensadora de peso en el eje posterior, para mejorar la seguridad del vehí­culo

Autores/as

  • Inés Francisca Sánchez Correa Universidad Internacional del Ecuador.
  • Francisco Antonio Acosta Enríquez Universidad Internacional del Ecuador.
  • Juan Carlos Rubio Terán Universidad Internacional del Ecuador.

DOI:

https://doi.org/10.23857/dc.v8i3.2948

Palabras clave:

Material de fricción, válvula compensadora de freno trasero.

Resumen

El mercado automotriz ecuatoriano, ofrece diferentes tipos de frenos, los cuales estón instalados  en la mayorí­a de vehí­culos, sin embargo, no todos los sistemas de frenos son completamente eficientes al momento de frenado en condiciones extremas de carga o livianos, el estudio del presente artí­culo sugiere una solución alternativa al evaluar el rendimiento en condiciones de manejo reales para esos vehí­culos que demanden de una frenada efectiva con carga o sin carga, utilizando la vólvula compensadora de freno instalada en el eje posterior de los vehí­culos.

La investigación es abordada para un segmento particular automotriz, analizaremos los datos mediante pruebas de laboratorio y de campo segíºn la normativa EC-13H estableciendo como material referencial la vólvula compensadora de freno trasero de una camioneta HILUX pick up, que pertenece a la categorí­a N1, la misma que corresponde a la normativa INEN 2185 la cual permite estudiar los materiales de fricción que ingresan o se fabrican en el Ecuador. Las pruebas de laboratorio realizadas respecto al material original mantienen un í­ndice estóndar de frenado, las pruebas en pista nos permiten corroborar que la temperatura alcanzada y la distancia recorrida al frenar se mantiene dentro de los parómetros permisibles en nuestro caso alcanzamos una temperatura móxima de 66 °C y eficiencia en el eje posterior de 55.38%, al accionar el sistema de frenos;  En los resultados de laboratorio se evidencia una mayor eficiencia con la vólvula conectada llegando a tener hasta  un 1.6% de incremento en la reacción del frenado,  y la exactitud del mismo, mejorando de forma tangible el frenado del vehí­culo.

Biografía del autor/a

Inés Francisca Sánchez Correa, Universidad Internacional del Ecuador.

Estudiante de Ingeniería en Mecánica Automotriz Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

Francisco Antonio Acosta Enríquez, Universidad Internacional del Ecuador.

Estudiante de Ingeniería en Mecánica Automotriz Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

Juan Carlos Rubio Terán, Universidad Internacional del Ecuador.

Ingeniero en Mecánica Automotriz, MBA mención PYMES, Universidad Internacional del Ecuador, Quito, Ecuador.

Citas

Durante la frenada de un vehí­culo se debe evitar el bloqueo tanto de los neumáticos delanteros como los traseros con el fin de obtener una frenada óptima, maximizando la desaceleración y disminuyendo el tiempo de frenada, especialmente en condiciones de baja adherencia donde debido a la disminución de la misma es más factible que se produzca este fenómeno (Correa Neira, 2020).

Se determinará la eficiencia del frenado con la válvula compensadora de freno posterior, utilizando el freno-metro, como herramienta de diagnóstico, para comprobar la fuerza de frenado en cada eje y los beneficios al momento de frenado en condiciones reales de manejo, es por este motivo que el estudio abarca pruebas de laboratorio de la válvula compensadora de freno posterior para evaluar su rendimiento y seguridad bajo las mismas condiciones al frenar. En el sistema de freno se destaca la lí­nea base del vehí­culo, para asegurar condiciones operativas óptimas de los sistemas de suspensión y frenos del vehí­culo de prueba, el funcionamiento de la válvula compensadora de freno posterior debe ser aprobado como un dispositivo indispensable, es por eso que en el presente estudio se comprobará la utilidad de la válvula y los beneficios que esta representa para el vehí­culo, para determinar esto, será necesario realizar estudios que comprueben el estado y condiciones de trabajo, comprobando así­ la eficiencia de frenado, para esto será necesario efectuar pruebas de campo y de laboratorio bajo las normas ya establecidas, que permitan identificar su eficiencia y su aporte a la seguridad operativa del vehí­culo.

En la revisión vehicular especí­fica, realizada periódicamente por un ente certificador se verifica el cumplimiento de normas de seguridad, las mismas que permitirán definir los parámetros de frenado necesarios que se deben cumplir como requisito indispensable necesario para circular sin ningíºn problema, además determinará de forma legal la necesidad de un mantenimiento preventivo del vehí­culo inspeccionado. Esta revisión se lleva a cabo mediante pruebas de laboratorio con procesos ya establecidos, en base al reglamento EC13H, dicho documento normaliza las pruebas de ruta, por los que usando un freno-metro, como medio de diagnóstico, evaluaremos resultados bajo las mismas condiciones en vehí­culos categorí­a M, N y O en lo relativo al equipo de frenado. Los datos adquiridos con las pruebas realizadas, se comparan con los datos que nos ofrece la misma categorí­a de vehí­culo bajo las normas establecidas, adicionalmente se comparan los valores para analizar los resultados. Teniendo en cuenta que el accionamiento de frenado es fundamental para detener al vehí­culo, el accionar con fuerza el freno de mano. Detener el vehí­culo cuando es solicitada por el conductor la masa y peso del vehí­culo ayuda a frenar suavemente para evitar levantamiento de la parte posterior. Es importante conocer que si frenamos bruscamente en caminos montañosos provocaremos un sobrecalentamiento del sistema y pí©rdida de equilibrio del automóvil (Chiroque Chavez, 2020).

El sistema de frenos es una parte fundamentalmente importante del vehí­culo, la que permite al operador disminuir la velocidad o detener el mismo segíºn sea necesario, debemos destacar que su principio de funcionamiento radica en absorber la energí­a ciní©tica generada por el motor y transformarla en calor por causa de la fricción entre los accesorios del freno para disipar al ambiente (Coloma Torres, 2021).

Las caracterí­sticas de los diferentes tipos de válvulas que son fabricadas para ayudar con la eficiencia de frenado, varí­an dependiendo de su función mecánica en relación al tipo de vehí­culo y el peso del mismo, con el fin de realizar un estudio general de los materiales de frenado, hemos considerado tanto la respuesta al frenar, así­ como la compensación y distribución de peso en la parte delantera y posterior del vehí­culo, en el que se demuestra el equilibrio de peso para ayudar al frenado del vehí­culo, ya que se genera una acción de freno no equitativo sobre las ruedas posteriores (Barba Nieto, 2019). A partir del análisis del fading de freno se prioriza las caracterí­sticas de funcionamiento sobre la válvula compensadora de freno posterior que trabaja al accionar el freno y las condiciones de trabajo en el freno, las medidas obtenidas, demuestran cuales son los efectos que resultan en el vehí­culo a causa del sobrecalentamiento y fallo (Cisneros Topete, 2018), se destaca que las pruebas se realizaron en un vehí­culo categorí­a N1 bajo pruebas normalizadas ECE13H.

Fundamento teórico

Es supremamente importante considerar que los frenos son utilizados constantemente y están expuestos a grandes esfuerzos durante el proceso de conducción que implica el frenado frecuente y a esfuerzos tí©rmicos extraordinarios durante una brusca acción de freno, por otra parte, el sistema de frenado se puede ver afectado al no tener una respuesta mecánica inmediata y apropiada del vehí­culo, la misma que podrí­a causar una respuesta tardí­a de freno y descontrol del peso del vehí­culo.

Es por esto que el freno de servicio deberá funcionar de manera eficaz en todo momento, el conductor debe accionar el pedal de freno sin retirar las manos del volante, el freno garantiza seguridad al accionarse de manera secuencial durante la marcha normal, este circuito está constituido por un pedal de accionamiento, una bomba hidráulica con depósito de lí­quido de freno, servofreno, discos de freno, pinzas de freno, zapatas de freno, tambores de freno, lí­quido de freno, y la válvula compensadora de freno posterior. Cuando hablamos del sistema de freno hidráulico podrí­amos clasificar a los vehí­culos entre los que, sí­ tienen el sistema ABS y los que no, adicional a esto todos los vehí­culos cuentan con un freno de estacionamiento de acción manual, el que se utiliza para inmovilizar al vehí­culo cuando está parado. Tí©cnicamente, en cuanto a la operatividad del sistema de freno, la acción se transmite desde la bomba hacia los cilindros por medio de tuberí­as rí­gidas de acero, algunos vehí­culos en la parte posterior cuentan con limitadores de presión, la misma que se incrementa a mayor carga o disminuye a menor carga del monoplaza, incrementando el agarre de los neumáticos, es por esta razón que se debe tomar en cuenta las consecuencias que se producen al frenar, considerar la transferencia de pesos para analizar el sistema de frenos, puesto que se acciona longitudinalmente y se transfiere el peso del eje posterior al eje delantero; es decir, evidencia una descarga de pesos. En contraste, cuando se incrementa el peso en el eje delantero, el frenado es efectivo gracias al aumento del agarre de los neumáticos (Coloma Torres, 2021).

Con respecto a la fuerza de frenado que puede desarrollar el vehí­culo, se determina en caso de ensayo en el freno-metro que estaÌ limitada por la adherencia existente entre el neumático y el freno-metro de rodillos, lo que en la práctica vendrí­a a ser entre el neumático y la calzada. El desequilibrio de frenado es otro de los parámetros representativos del funcionamiento del sistema de frenado y tambií©n se mide durante la inspección, este se traduce como la diferencia de fuerzas de frenado entre ruedas de un mismo eje, si este se presenta en un alto grado de desequilibrio conlleva a que durante la frenada, un lado del vehí­culo genere más fuerza de frenado que el otro lado, provocando lo que se conoce como un momento de guiñada, esta acción provoca que el vehí­culo gire†hacia el lado en el que la fuerza de frenado es mayor.

Elementos de seguridad

Los autos poseen seguridad activa y pasiva las cuales nos protegen de cualquier impericia o descuido al manejar.

Al hablar de seguridad activa se destacan los sistemas ABS, los que junto a los sensores activados son los responsables de mantener un trayecto uniforme, generando la actuación activa de las partes del freno, como son el ESP servofreno activo, unidad de control hidráulica y aceleración lateral que ayuda al conductor a realizar la compensación necesaria para obtener confort y seguridad al manejar.

Por otra parte, la seguridad pasiva se refiere a los componentes de seguridad, elementos fundamentales de la estructura del vehí­culo cuya función principal es evitar daños en los ocupantes al momento de un impacto, se componen de: juego de airbags, cinturones de seguridad y reposacabezas del vehí­culo.

Sistema de freno

El principal trabajo del sistema de frenos es detener el vehí­culo de manera progresiva y segura de acuerdo a las circunstancias de la marcha y las necesidades del conductor, hasta poner estático al vehí­culo, es importante que al mismo tiempo pueda modular la rapidez, seguridad y equilibrio del automóvil en las ví­as carrózales y así­Ì no ocasionar accidentes catastróficos (Correa Neira, 2020).

Estructuralmente el freno de disco consta de componentes mecánicos como pastillas y los í©mbolos, los mismos presionan los componentes contra los caÌlipers mediante el sistema de fricción, lo que permite detener el vehí­culo cuando estaÌ en movimiento.

Las pastillas están fabricadas de material cerámico, cada pastilla debe tener un espesor mayor que el mí­nimo especificado y no deben estar contaminadas con grasa o lí­quido de freno.

Los mecanismos de frenos son ventilados para reducir el calor, ya que la temperatura extremadamente alta podrí­a llegar a inactivar el sistema.

Es importante destacar, que el disco no debe tener fisuras, surcos profundos o rajaduras y no debe exceder los lí­mites de variación de espesor y de concentricidad (Chiroque Chavez, 2020).

Neumáticos

Al seleccionar los neumáticos es fundamental regir nuestra decisión guiados en las especificaciones del fabricante, ya que tienen diferentes normativas, con esto podremos obtener una frenada precisa y estable, además de aumentar de la acción de frenado.

Dinámica de frenado

Frenado del vehí­culo

El objetivo del sistema de frenos en un automóvil es reducir la energí­a ciní©tica y potencial de la unidad en movimiento, llegando a detenerlo en caso de ser necesario. La disminución de la energí­a ciní©tica, se logra transformándola en energí­a calórica a traví©s de la fricción entre los materiales que componen el sistema de frenos, para que la fricción ocurra, el sistema de freno dispone de un sistema de actuación que permite la fricción entre las piezas encargadas de ejercer, en el caso de los vehí­culos el mecanismo usado para actuar en el sistema de frenos es el pedal (Gutií©rrez González, 2019).

Cálculo dinámico del sistema de frenado

Principalmente el frenado se produce gracias al rozamiento entre las pastillas y los discos de freno, transformando la energí­a ciní©tica del vehí­culo en calor. Para calcular esta energí­a disipada es necesario saber la masa del vehí­culo, el factor de corrección, las masas rodantes y la velocidad que lleva el vehí­culo al momento que empieza a frenar. Para un vehí­culo convencional su masa(m) es aproximadamente de 1930 Kg, el factor de corrección para masas rodantes (i) para un vehí­culo de velocidad media es 1,05, y tomando una velocidad de 80 Km/h para efectos de cálculo (equivalente a 22,22 m/s) se obtiene el siguiente valor de energí­a disipada en el freno trasero (Garcí­a León, 2018):

Ef = i*m*(V2 - Vf2) /2 = 500270,3 J (GARCIA LEON, 2018)

Para calcular la energí­a disipada en el freno delantero (Ed) es necesario saber que la energí­a total se distribuye entre un 75 % y 80 % en el eje delantero debido a que la mayor cantidad de masa del vehiÌculo se presenta en ese eje, de lo que resulta [4]:

Ed = Ef * 0,75= 375202,72 J. (Garcí­a León, 2018)

Del total de energí­a que se absorbe en el eje delantero, un 90% se disipa en el disco de freno y un 10% en la pastilla [4].

Edisco = Ed * 0,9 = 337682,45 J (Garcí­a León, 2018)

Un automóvil tiene 2 ejes y cada eje tiene dos discos, así­Ì que la energí­a disipada se reparte entre ellos:

E = Edisc/2 = 168841,22 J. (Garcí­a León, 2018)

La optimización del sistema de frenado en este caso es que la energí­a se disipe en el menor tiempo posible y, de esta manera, evitar sobrecalentamientos y fallas del sistema (Garcí­a León, 2018).

Efectos de deslizamiento en la frenada

El deslizamiento durante la frenada se produce cuando la fuerza de frenado del vehí­culo supera a la capacidad de adherencia de los neumáticos con el asfalto produciendo el bloqueo de las ruedas del vehí­culo. Cuando un vehí­culo se encuentra en estático, el peso del mismo se distribuye sobre cada eje dependiendo de la concentración de la masa en el mismo. Además, durante el frenado del vehí­culo, se produce un efecto debido a la inercia del vehí­culo de transferencia de peso desde el eje trasero al eje delantero, la cual aumenta cuanto mayor es la desaceleración del vehí­culo (Gutií©rrez González, 2019).

Normativa tí©cnica 2185 y EC13H

Los requisitos para homologar un elemento de fricción al ecuador como: pastillas de freno, empaques de zapata se rigen bajo esta normativa tí©cnica demostrando parámetros de dureza y fricción en la que toda empresa que fabrique o importe material tiene que aprobar la normativa, entre los requisitos hay que tomar en cuenta los materiales no deberáÌ tener imperfecciones ni deformaciones que afecten el funcionamiento y no deberáÌ sufrir alteraciones a un lapso no menor a un año. Bajo estos requisitos se deberá realizar un mí©todo de ensayo para que un elemento de fricción logre ingresar al mercado ecuatoriano y ser parte del funcionamiento del sistema de frenos (Olavares, 2021). La eficacia de un sistema de frenado se va a determinar midiendo la distancia de frenado en relación con la velocidad inicial del vehí­culo, para la homologación de cualquier vehí­culo la eficacia del frenado se determinará en ensayos en pista en laboratorio que serán efectuados en condiciones de las velocidades indicadas para cada tipo de ensayo (Reglamento no 13-H, 2015).

Materiales y Mí©todos

Mí©todo

En esta investigación principalmente se comprende el tema desde un segmento particular automotriz hací­a observaciones especí­ficas, donde se analiza los datos obtenidos mediante las pruebas de laboratorio y de campo segíºn la normativa EC-13H en relación con las variables independientes y dependientes mostradas en la tabla 3 y tabla 4 las cuales son parte de la investigación. Los datos obtenidos nos permitirán una evaluación donde se seguirá un criterio objetivo a la investigación creando una descripción evaluativa descriptiva del funcionamiento de los materiales.

Materiales

Vehí­culos

A nivel nacional existen camionetas con diferente capacidad de carga y distribución de freno para lo cual teniendo en cuenta los criterios de seguridad y normativas europeas se escogió la camioneta pick up Toyota Hilux categorí­a N1.

Se considera que la fortaleza fundamental con la que cuenta la camioneta Hilux de Toyota es la calidad que ofrece a sus clientes, ya que es capaz de adaptarse y ser resistente a casi cualquier tipo de clima, por esta razón se ha ganado el sobre nombre de indestructible, todo esto sumado a la comodidad de un SUV, para brindar al consumidor una experiencia satisfactoria en el viaje (Barberán Benavides, 2018).

Fuente: Autores

Figura 1: HILUX 2004

Válvula compensadora de freno posterior

Fuente: Autores

Figura 2: Válvula compensadora de freno posterior

La mayor capacidad de frenado siempre va a ser en los frenos delanteros con un 60 % de capacidad de frenado y en los posterior un 40%, donde la válvula se instala en el freno posterior (Tufiño Ortega, 2021).

La bomba tiene dos lí­neas de freno que son de salida, una que se encuentra en el frente de la bomba la cual es para el actuador del ABS y otra se encuentra al costado de la bomba , esta es la principal para los cuatro frenos y se reparte para los frenos delanteros tanto izquierdo como derecho ,además para los frenos traseros primero llega a la válvula compensadora y se reparte a los frenos posteriores de tal forma que emite la fuerza de frenado cuando la camioneta está cargada o cuando está vací­a.

De tal manera que la válvula se conecta al diferencial con un muelle, en donde tiene tres tubos, dos son de entrada y uno de salida, en el cual la lí­nea principal sale desde la bomba de freno, la otra lí­nea distribuye para los frenos posteriores y los tambores, por ende, la íºltima lí­nea es la entrada que viene directo desde el actuador del ABS donde el mecanismo que actíºa sobre la válvula compensadora se mueve dependiendo el peso de la camioneta si está cargada o está vací­a. Teniendo en cuenta si el frenado de las llantas delanteras y posteriores es un 50% - 50% se pueden empezar a bloquear las ruedas traseras en frenadas irregulares a fuertes, de tal forma que la camioneta puede empezar a perder el equilibrio en la parte posterior por eso la mayor fuerza de frenado es en los frenos delanteros (Sanmartí­n Vaca, 2018).

Cuando la camioneta lleva peso o no lleva peso en el balde va a variar el espacio de la válvula modificando la altura y eso afecta la compresión del muelle, donde abre o cierra la válvula conforme al movimiento la palanca de la válvula modificando la fuerza de frenado en la parte superior. El trabajo de la válvula ayuda a distribuir el peso y fuerza del frenado para que no se bloqueen las ruedas (Balla, 2014).

Fuente: Autores

Figura 3. IMAGEN

Normativa

La normativa EC13H la cual se va a utilizar alude primordialmente procesos para las pruebas de campo y las pruebas de laboratorio el cual ayuda a verificar si los datos de ruta suben el rango estándar con referencia a la válvula compensadora de freno posterior. En la tabla (poner cita de la tabla) se observa las condiciones para las pruebas, velocidad promedio, tiempo y níºmero de pruebas. Donde por seguridad tiene un lí­mite de 120 km/h.

El ensayo en el frenó metro permite obtener caracterí­sticas de inercia necesaria, los frenos montados son idí©nticos a los del tipo del vehí­culo inicial, de tal manera que obtiene un registro continuo de la velocidad de giro del disco o del tambor y tiempo de frenado.

Equipo

Para el siguiente análisis se utilizó el freno metro brak 3000 el cual cumple con la normativa Inter local ISO 376 es la íºnica a nivel local que cubre la calibración original.

Los valores que determina el freno metro son datos de funcionamiento bajo rodillos de alto desempeño que mide la eficiencia de frenado.

Figura 4: Lí­nea de Inspección Tí©cnica de Vehí­culos ligeros 4Tm

Dimensiones 4,915 x 1700 x 1780 mm.

Peso 1760 kg.

Ví­a Admisible 755 í· 2.200 mm.

Máx. Peso Eje 4.000 kg

Medidas Rodillos 723 x 206 mm

Distancia Ejes Rodillos 400 mm

Velocidad Prueba 80 km/h

Potencia Motor 102 CV / 75 kW

Coeficiente Fricción Seco > 0,9

Híºmedo > 0,7

Rango de Medición 0 í· 6 kN

Alimentación 3 x 230 / 3 x 400 V

/ 60 Hz

Condiciones de Trabajo Temperatura -5 í· +40ºC

Humedad Relativa < 95%

Fuente: (VTEQ, 2021)

Los valores que obtenemos del freno- metro son bajo el funcionamiento de los rodillos de alto desempeño el cual mide la distancia y eficiencia de frenado.

Resultados y Discusión

Datos de entrada

En la tabla 2 detalla los valores que se utilizan en cada una de las pruebas realizadas manteniendo la categorí­a del vehí­culo y colocando datos importantes para el desarrollo de las pruebas, las cuales son ejecutadas por una sola persona para mantener los datos con la misma presión de frenado y peso establecido con el conductor.

Figura 5: Datos de entrada

VEHICULO HILUX

Año 2004

Fuerza de frenado 60,72 Dan.

Selector marcha de transmisión Neutro

Níºmero de pruebas 6

Velocidad de prueba 80 km/h

Temperatura ambiente 12 °C

Coeficiente de Adherencia carretera ≥ 0,70

Presión Inflado de neumáticos 30 psi

Medidas neumático 205/75/R16

Vehí­culo sin carga 1104 Kg

Vehí­culo con media carga 1232 Kg

Vehí­culo con carga completa 1341 Kg

Fuente: Autores

Pruebas de laboratorio

Prueba con la válvula compensadora de freno posterior

En primer lugar, se medirá la distancia de frenado desde el punto donde se acciona el pedal de freno hasta que el vehí­culo frene completamente para verificar la distancia recorrida sin peso en el balde.

Figura6: Resultado prueba de laboratorio con válvula

CON LA VáLVULA COMPENSADORA DE FRENO

PRUEBA CON VáLVULA

post Izq. (KN) post Der

(KN) Eficiencia eje post Velocidad Distancia

VáLVULA SIN CARGA 3221,2 3392,1 61,9% 80 km/h 30,3 m

VáLVULA CON MEDIA CARGA 3943,1 4430,7 61,7% 80 km/h 29,4 m

VáLVULA CON CARGA COMPLETA 4608,5 47740,2 60,3% 80 km/h 28,1 m

Fuente: Autores

Prueba sin válvula compensadora de freno posterior

Los resultados detallados en la tabla 4, indican un aumento en la eficacia en el eje posterior de freno sin carga, un aumento de distancia con carga completa y una fuerza de adherencia mayor con carga.

Figura 7: Resultado prueba de laboratorio sin válvula

SIN LA VáLVULA COMPENSADORA

PRUEBA SIN VáLVULA

post Izq. (KN) post Der (KN) Eficiencia eje post Velocidad Distancia

SIN CARGA 3120,3 3275,6 60,3% 80 km/h 30,3 m

CON MEDIA CARGA 3828,8 4328,2 59,8% 80 km/h 32,2 m

CON CARGA COMPLETA 4500,7 47637,5 53.6% 80 km/h 35 m

Fuente: Autores

Pruebas de campo

Las pruebas de campo bajo la normativa EC13H se realizan para establecer los procesos de nuestro estudio y poder sustentar el uso de la válvula de compensación de freno posterior con carga, sin carga, con carga media, y la medición del desplazamiento del vehí­culo durante la frenada con y sin la válvula.

Prueba de campo, con carga y la válvula conectada

De acuerdo con los resultados detallados en la tabla 5 se puede observar un incremento de distancia directamente proporcional al peso y la velocidad, el recorrido del pedal de freno conforme al tiempo de freno es el ideal para mantener una distancia uniforme y segura.

Figura 8: Resultado prueba de campo válvula compensadora de freno

Velocidad inicial Distancia Tiempo de frenado Velocidad final

Km/h Mts Seg Km/h

CON VáLVULA

Sin carga 4 30 3,9

Media carga 5,4 29,5 3,72 80

Carga total 5,2 28,7 3,59 80

SIN VáLVULA

Sin carga 5,1 30,5 4,1 80

Media carga 5,7 31,1 4,5 80

Carga total 6,8 34,2 4,9 80

Fuente: Autores

Prueba de campo, sin carga y con la válvula conectada

Principalmente la prueba permitió definir rangos de distancia y tiempos, en la tabla 6 detalla una elevada distancia con un aporte mayor al freno si el vehí­culo está sin carga, a mediana y alta carga el vehí­culo no tarda en detenerse por completo, pero logra una mejor adherencia a la carretera en bajas revoluciones.

Comparativa de resultados

Las pruebas realizadas en diferentes condiciones de carga en la camioneta con la válvula de compensación de freno posterior conectada y con la válvula desconectada se puede analizar la eficiencia de frenado, la distancia recorrida y la velocidad estimada al accionar el freno.

Como se puede observar en la tabla 3 y en la tabla 4 las pruebas de laboratorio indican el porcentaje de eficiencia en el eje posterior donde se ubica la válvula, teniendo en cuenta que se necesita una relación de 40 por ciento en la parte delantera y 60 por ciento en la parte posterior indicando que la válvula ayuda a la compensación de peso al momento de accionar el freno para tener la correcta proporción de peso total del vehí­culo.

Fuente: Autores

Figura 9: Prueba de laboratorio

Conclusiones

Una vez realizados los ensayos con la válvula conectada y desconectada se tiene resultados favorables hacia la válvula conectada con diferentes variables que son sin carga, con carga media y con carga completa. Los valores de tiempo de frenado con y sin la válvula de compensación de freno posterior en la prueba de campo se puede analizar que con la válvula conectada tiene menor tiempo de recorrido, teniendo mayor exactitud al frenar.

Los resultados de laboratorio determinan un porcentaje mayor de eficiencia en el eje posterior con la válvula conectada, llegando a tener un valor sin carga de 61,9 %, con carga media de 61,7% y con carga completa de 60,3%, a diferencia de los resultados sin la válvula de compensación de freno posterior al tener un valor sin carga de 60,3%, con carga media de 59,8% y con carga completa de 60,3%, todas las pruebas fueron realizadas a 80km/h con una distancia aproximada de 30 metros de desplazamiento.

Concluyendo con el estudio sobre la utilización de la válvula compensadora de freno posterior para mayor seguridad y precisión de frenada sabiendo que el peso del vehí­culo va a influir indispensablemente en el frenado hay que tener en cuenta las pruebas realizadas en laboratorio donde se llega a obtener un 60% de frenada con la válvula y en la prueba de campo con la válvula tiene menor tiempo de frenada siendo más eficaz al momento de frenar.

Referencias

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Publicado

2022-08-20

Cómo citar

Sánchez Correa, I. F., Acosta Enríquez, F. A., & Rubio Terán, J. C. (2022). Anólisis de eficiencia de frenado de la vólvula compensadora de peso en el eje posterior, para mejorar la seguridad del vehí­culo. Dominio De Las Ciencias, 8(3), 637–656. https://doi.org/10.23857/dc.v8i3.2948

Número

Sección

Artí­culos Cientí­ficos