lunes, 27 de octubre de 2008

air bag


La función de este moderno dispositivo de seguridad es la de proteger a los ocupantes de un
vehículo en caso de accidente. En caso de impacto, siempre que se utilice junto con el cinturón de
seguridad, el airbag:

- Evita los posibles impactos contra el volante, salpicadero y parabrisas.

- Protege ante el impacto de cristales provenientes del parabrisas.

- Reduce el riesgo de lesiones cervicales.

El airbag se infla en milésimas de segundo en caso de colisión frontal. Su mecanismo entra en
funcionamiento cuando los se activan los sensores de aceleración.

Después de un accidente, deberás cambiar el sistema del airbag aunque éste no se haya abierto.
La pila de alimentación se deberá cambiar de acuerdo con las recomendaciones del fabricante.

Para evitar riesgos y obtener los máximos beneficios de este sistema de seguridad, recuerda
siempre que:

- La eficacia del airbag como sistema complementario de seguridad se basa en la combinación
del uso del cinturón de seguridad con una distancia adecuada al salpicadero, una buena posición de
las manos en el volante (equivalente a la posición de las agujas de un reloj que marca las 10:10
o las 9:15) y la regulación del reposa-cabezas al nivel de las orejas.

- Si llevas airbag, no pongas nunca la silla de seguridad infantil en el asiento delantero.

- Si el asiento del copiloto lleva airbag, debes fijarlo lo más atrás posible. El copiloto debe ir bien
sentado y evitar que manos y piernas estén entre su cuerpo y el salpicadero.

- Si la luz del airbag queda encendida, se debe revisar para evitar lesiones en caso de accidente

volante y pedalera colapsables


Un sistema de pedales para soportar de manera pivotante uno o más pedales de control (13) de un automóvil, en el que una barra pivote (50) para el pedal o pedales está montada con cojinetes en sus extremos sobre soportes discretos (15, 17;52;80) de los extremos de la barra pivote que están físicamente bloqueados con respecto a las paredes laterales (1, 3) del sistema de pedales de tal manera que quedan impedidos de moverse hacia fuera sobre un eje de la barra pivote, caracterizado porque el movimiento relativo entre el sistema de pedales y otro miembro del automóvil (30) en caso de impacto frontal causa un movimiento rotacional de los soportes de extremo (15, 17;52;80) de la barra pivote o de un miembro de fiador (60) asociado con los soportes de extremo (15, 17;52;80) de la barra pivote para desbloquear los soportes de extremo (15, 17;52;80) de la barra pivote con respecto a las paredes laterales (1, 3) de manera que puedan separarse mutuamente a lo largo del eje de la barra pivote causando así la liberación de la barra pivote (50) de los soportes de extremo (15, 17;52;80) de la barra pivote a fin de iniciar el desprendimiento de dicho uno o más pedales (13).

control de traccion


Si alguna vez hemos intentado acelerar en una superficie de baja adherencia, o lo hemos intentado hacerlo de forma fuerte, posiblemente nos habremos encontrado con que las ruedas motrices giran, patinan, y el coche no avanza.

Para solventar estas situaciones de pérdida de adherencia, el control de tracción se encarga de frenar las ruedas que están perdiendo tracción trabajando conjuntamente con el sistema de frenos ABS, con el cual comparte electrónica, sensores y unidad hidráulica.


Pero es necesario algo más que los elementos del ABS. Para ello, se incorporan electroválvulas para frenar las ruedas motrices, una conexión entre la electrónica del ABS y la del motor, así como un mando para que el conductor pueda desconectar el sistema a su voluntad.



Su funcionamiento es sencillo. Mediante los sensores de los frenos ABS, se puede calcular el número de vueltas que cada rueda está dando por segundo, y a partir de este cálculo, comparar la velocidad de giro de todas las ruedas. Si una rueda está girando mucho más rápido que lo que lo están haciendo las otras, se envía líquido de frenos por el circuito para frenar la rueda que más rápido gira, hasta reducirla a una velocidad similar a las otras.

El problema que presenta la anterior forma de trabajar, es que si el coche está en movimiento a una velocidad considerable, frenar una rueda puede comprometer la estabilidad del vehículo, además de calentar en exceso los frenos. Por ello, a partir de cierta velocidad, el control de tracción actúa sobre la inyección del motor, reduciendo su potencia hasta controlar la situación.

lunes, 20 de octubre de 2008

Frenos ABS


Cada día la tecnología avanza a pasos agigantados, en seguridad, calidad, confort, rendimiento, efectividad, etc.
De esta manera lo a hecho la tecnología automotriz en la seguridad de manejo en forma importante en el sistema de frenos implementando muchos tipos de sistemas distintos pero con la misma finalidad, hacer mas eficiente la frenada y mas segura, es con este objetivo que se creo el sistema ABS el cual vamos a explicar en detalle en este trabajo, tratando de explicar de forma técnica cada uno de sus componentes, sus funciones, etc.
El ABS (función): Dispositivo que evita el bloqueo de las ruedas al frenar. Un sensor electrónico de revoluciones, instalado en la rueda, detecta en cada instante de la frenada si una rueda está a punto de bloquearse. En caso afirmativo, envía una orden que reduce la presión de frenado sobre esa rueda y evita el bloqueo. El ABS mejora notablemente la seguridad dinámica de los coches, ya que reduce la posibilidad de pérdida de control del vehículo en situaciones extremas, permite mantener el control sobre la dirección (con las ruedas delanteras bloqueadas, los coches no obedecen a las indicaciones del volante) y además permite detener el vehículo en menos metros. El sistema antibloqueo ABS constituye un elemento de seguridad adicional en el vehículo. Tiene la función de reducir el riesgo de accidentes mediante el control optimo del proceso de frenado. Durante un frenado que presente un riesgo de bloqueo de una o varias ruedas, el ABS tiene como función adaptar el nivel de presión del liquido de freno en cada rueda con el fin de evitar el bloqueo y optimizar así el compromiso de:

- Estabilidad en la conducción: Durante el proceso de frenado debe garantizarse la estabilidad del vehículo, tanto cuando la presión de frenado aumenta lentamente hasta el limite de bloqueo como cuando lo hace bruscamente, es decir, frenando en situación limite.
- Dirigibilidad: El vehículo puede conducirse al frenar en una curva aunque pierdan adherencia alguna de las ruedas.
- Distancia de parada: Es decir acortar la distancia de parada lo máximo posible.

Para cumplir dichas exigencias, el ABS debe de funcionar de modo muy rápido y exacto (en décimas de segundo) lo cual no es posible mas que con una electrónica sumamente complicada.

¿Cómo funciona el ABS?

Unos sensores ubicados en las ruedas controlan permanentemente la velocidad de giro de las mismas. A partir de los datos que suministra cada uno de los sensores, la unidad de control electrónica calcula la velocidad media, que corresponde aproximadamente a la velocidad del vehículo. Comparando la velocidad específica de una rueda con la media global se puede saber si una rueda amenaza con bloquearse.
Si es así, el sistema reduce automáticamente la presión de frenado en la rueda en cuestión hasta alcanzar un valor umbral fijado por debajo del límite de bloqueo.
Cuando la rueda gira libremente se vuelve a aumentar al máximo la presión de frenado. Solo una gira que rueda puede generar fuerzas laterales y, consecuentemente, cumplir funciones de guiado. Este proceso (reducir la presión de frenado / aumentar la presión de frenado) se repite hasta que el conductor retira el pie del freno o disminuye la fuerza de activación del mismo.





En la figura se ve el esquema de un circuito de frenos con ABS. Como se aprecia el esquema es igual al circuito de frenos convencional al que se le ha añadido: un hidrogrupo, una centralita electrónica de mando y unos detectores de régimen (RPM) a cada una de las ruedas, estos elementos forman el sistema ABS.

Hidrogrupo o unidad hidráulica.

El hidrogrupo esta formado por un conjunto de motor-bomba, ocho electro válvulas cuatro de admisión y cuatro de escape, y un acumulador de baja presión.

- Electroválvulas: están constituidas de un solenoide y de un inducido móvil que asegura las funciones de apertura y cierre. La posición de reposo es asegurada por la acción de un muelle incorporado. Todas las entradas y salidas de las electroválvulas van protegidas por unos filtros.
A fin de poder reducir en todo momento la presión de los frenos, independiente del estado eléctrico de la electroválvula, se ha incorporado una válvula anti-retorno a la electroválvula de admisión. La válvula se abre cuando la presión de la "bomba de frenos" es inferior a la presión del estribo. Ejemplo: al dejar de frenar cuando el ABS esta funcionando.

El circuito de frenado esta provisto de dos electroválvulas de admisión abiertas en reposo y de dos electroválvulas de escape cerradas en reposo. Es la acción separada o simultanea de las electroválvulas la que permite modular la presión en los circuitos de frenado.

Conjunto motor-bomba:

Esta constituido de un motor eléctrico y de una bomba hidráulica de doble circuito, controlados eléctricamente por el calculador. La función del conjunto es rechazar el liquido de frenos en el curso de la fase de regulación desde los bombines a la bomba de frenos. Este rechazo es perceptible por el conductor por el movimiento del pedal de freno.
El modo de funcionamiento se basa en transformar el giro del motor eléctrico en un movimiento de carrera alternativa de dos pistones por medio de una pieza excéntrica que arrastra el eje del motor.

Acumulador de baja presión:

Se llena del liquido del freno que transita por la electroválvula de escape, si hay una variación importante de adherencia en el suelo.
El nivel de presión necesario para el llenado del acumulador de baja presión debe ser lo suficientemente bajo para no contrariar la caída de presión en fase de regulación, pero lo suficientemente importante como para vencer en cualquier circunstancia el tarado de la válvula de entrada de la bomba.
El caudal medio evacuado por la bomba es inferior al volumen máximo suministrado en situación de baja presión.

En la figura se ve un hidrogrupo o unidad de regulación hidráulica.







A- Canalización de llegada de la bomba de frenos(circuito primario).
B- Canalización de llegada de la bomba de frenos
(circuito secundario).
C- Canalización de salida del hidrogrupo que va a
la rueda delantera izquierda.
D- Canalización de salida del hidrogrupo que va a
la rueda trasera derecha.
E- Canalización de salida del hidrogrupo que va a
la rueda trasera izquierda.
F- Canalización de salida del hidrogrupo que va a
rueda delantera derecha

Señal del switch de luces de freno: La información del contactor luces de stop tiene como misión permitir abandonar el modo ABS lo mas rápidamente posible cuando sea necesario. En efecto si el ABS esta funcionando y el conductor suelta el pedal de freno con el fin de interrumpir la frenada, la señal transmitida por el contactor de stop permitirá cesar la regulación mas rápidamente.

Ruido y confort de la regulación: Una regulación ABS conduce a unas aperturas y a unos cierres de las electro válvulas, al funcionamiento de un grupo motor-bomba, así como a unos movimientos del liquido en un circuito cerrado, es decir, con retorno del liquido hacia la bomba de frenos. Esto genera un ruido durante la regulación, acompañado por unos movimientos del pedal de frenos. Los ruidos son mas o menos perceptibles en el habitáculo según la implantación arquitectónica del bloque hidráulico y la naturaleza de los aislantes fónicos que posea el vehículo.
Estos ruidos, asociados a la remontada del pedal de frenos presenta sin embargo la ventaja de informar al conductor sobre el activado del ABS y, por lo tanto, sobre la aparición de unas condiciones precarias de circulación. La conducción podrá entonces adaptarse en consecuencia.
Detectores de rueda

Los detectores de rueda o de régimen, también llamados captadores de rueda miden la velocidad instantánea en cada rueda.
El conjunto esta compuesto por un captador (1) y un generador de impulsos o rueda fónica (3) fijado sobre un órgano giratorio.
La disposición puede ser axial, radial o tangencial (axial ruedas delanteras, tangencial ruedas traseras).
Para obtener una señal correcta, conviene mantener un entrehierro (2) entre el captador y el generador de impulsos. El captador va unido al calculador mediante cableado.



El captador funciona según el principio de la inducción; en la cabeza del captador se encuentran dos imanes permanentes y una bobina. El flujo magnético es modificado por el desfile de los dientes del generador de impulsos. La variación del campo magnético que atraviesa la bobina genera una tensión alternativa casi sinusoidal cuya frecuencia es proporcional a la velocidad de la rueda. La amplitud de la tensión en el captador es función de la distancia (entre-hierro) entre diente y captador y de la frecuencia.



Funcionamiento hidráulico del sistema ABS.

Si la fuerza de frenado es menor que la fuerza de adherencia entonces no hay frenado con regulación, el sistema ABS no se activa.
Si la fuerza de frenado es mayor que la fuerza de adherencia (las ruedas tienden a bloquearse) entonces si hay frenado con regulación, el sistema ABS se activa.
Cuando tenemos un frenado con regulación distinguiremos tres estados:
- El mantenimiento de presión.
- La disminución de presión.
- El aumento de presión.

El mantenimiento de presión:

La electro válvula de admisión se cierra y aísla la bomba de frenos del bombin en la rueda. El aumento de presión de frenado es imposible.

La disminución de presión (disminución de la tendencia al bloqueo): Esta fase interviene solo cuando la fase de mantenimiento de presión no ha sido suficiente.
La electro válvula de admisión permanece cerrada. Simultáneamente, la electro válvula de escape se abre y la bomba se pone en funcionamiento.
La bajada de presión se efectúa instantáneamente gracias al acumulador de baja presión, cuya capacidad varia. La acción de la bomba permite rechazar el liquido almacenado en los acumuladores hacia la bomba de frenos.
El aumento de presión (aumento de frenado): La electro válvula de escape se cierra y la electro válvula de admisión se abre. La bomba de frenos esta otra vez unida al bombin de la rueda.

La alimentación hidráulica se efectúa gracias a la bomba de frenos, pero también por medio del motor-bomba (en el caso en el que no este vació el acumulador).
Como el volumen de liquido de freno transportado es por término medio mayor que el volumen que va de los consumidores hacia los acumuladores de baja presión, estos últimos sirven únicamente a los acumuladores intermediarios para puntas de caudal cortas. La bomba rechaza el liquido de freno de los acumuladores de baja presión hacia los circuitos de freno (bomba de freno o bombin, dependiendo del reglaje de las electro válvulas de admisión).

Según el caudal de la bomba, la posición de los pistones de la bomba de frenos, y por consiguiente, la posición del pedal corresponde a la absorción momentánea del bombin de freno con un cierto decalado. Por ello, el pedal se encuentra en posición alta durante las presiones bajas y en posición baja durante las presiones altas. Este cambio de presión regular provoca un movimiento del pedal (pulsación) y señala al conductor que esta en el curso de una regulación.
NOTA: Independientemente del estado eléctrico de las electro válvulas, se puede en cualquier momento reducir la presión de frenado soltando el pedal de freno. La disminución de la presión se efectúa por medio de la válvula anti retorno colocada en paralelo con la válvula de admisión.

CALCULADOR (Unidad electrónica de mando).

Las informaciones medidas por los captadores de rueda transformadas eléctricamente son tratadas en paralelo mediante dos microcomputadores (microprocesadores). En caso de desigualdad en las informaciones recibidas, el calculador reconoce un fallo y se inicializa un proceso de regulación del sistema ABS. Tras la amplificación, las señales de salida aseguran la activación de las electroválvulas y el motor-bomba.

El calculador trabaja según el principio de la redundancia simétrica; los dos microcomputadores son diferentes, tratan la misma información y utilizan un mecanismo de cambio de información jerarquizada para comunicar. Cada microcomputador esta programado con unos algoritmos de calculo diferentes. En caso de no conformidad de las señales tratadas, en caso de avería o fallo en la instalación, el calculador limita el funcionamiento de los sistemas según un proceso apropiado. El fallo es señalado por un testigo en el cuadro de instrumentos y puede ser interpretado mediante un útil de diagnostico. Dado el avance de la electrónica el calculador cada vez es mayor su capacidad para auto diagnosticarse los fallos en el sistema ABS.

La diagnosis que hace un calculador cubre dos aspectos:
- El primer aspecto corresponde a las acciones que realiza el calculador de manera autónoma para verificar sus periféricos, así como su propio funcionamiento; es decir el autodiagnóstico.

- La otra parte del diagnostico concierne al acceso de las informaciones o datos relativos al estado del sistema, memorizados o no, por un operador exterior; se trata del diagnostico exterior por parte del mecánico mediante el aparato de diagnosis.

El autodiagnóstico es un proceso automático que permite al calculador:
- Verificar sus periféricos.
- Adoptar una marcha, degradada prevista para cada tipo de avería detectada.
- Memorizar el o los fallos constatados en una memoria permanente con el fin de permitir una intervención posterior
Cualquier fallo detectado por el autodiagnóstico puede quedar memorizado en una memoria permanente y conservado, incluso si no hay tensión de alimentación.

En la inicialización (puesta bajo tensión), el calculador efectúa un cierto numero de tareas destinadas a verificar que el sistema esta en estado de arrancar. Son principalmente:
- Tests internos del calculador.
-Tests de uniones: alimentación, relé de electroválvulas, captadores.
- Interfaces hacia el exterior.
Si estos tests, son correctos, esta fase finaliza con el apagado del testigo de fallo al cabo de 2,5 segundos.
Cuando el vehículo ya esta circulando existen varios tipos de auto-controles: algunos se efectúan de forma permanente, otros necesitan unas condiciones de funcionamiento particular (velocidad vehículo superior a un cierto umbral por ejemplo); en todos los casos, los posibles tests se llevan a cabo simultánea y continuamente.

Principales valores utilizados por la lógica interna del calculador.
Informaciones físicas (transmitidas por unas señales eléctricas).
- Velocidad de las cuatro ruedas (las cuatro ruedas pueden tener velocidades diferentes en función de las fases de aceleración o de deceleración y del estado de la calzada, etc.).
- Información del contactor luces de stop.
- Resultados de los tests de control de funcionamiento (rotación de la bomba, estado de los captadores y estados de las electroválvulas).

- Velocidad de referencia:

Por cuestiones de precisión y de seguridad, la lógica calcula la velocidad del vehículo a partir de las velocidades de los cuatro ruedas. Esta información se llama velocidad de referencia. Para el calculo, la lógica tiene en cuenta además de los limites físicos (las aceleraciones y deceleraciones máximas que es posible alcanzar en las diferentes adherencias) con el fin de verificar la coherencia del resultado y en su caso corregir el valor obtenido.
- Deslizamiento de las diferentes ruedas:

El deslizamiento de una rueda es la diferencia de velocidad entre la rueda y el vehículo. Para la estrategia, que solo dispone de la velocidad de referencia como aproximación de la velocidad del vehículo, el deslizamiento es calculado a partir de la velocidad de la rueda y de la velocidad de referencia.
- Aceleraciones y deceleraciones de las ruedas:

A partir de la velocidad instantánea de una rueda (dada por el captador de velocidad), es posible calcular la aceleración o la deceleración de la rueda considerada observando la evolución de la velocidad en el tiempo.
- Reconocimiento de la adherencia longitudinal neumático-suelo:

La lógica calcula la adherencia instantánea exacta a partir del comportamiento de las ruedas. En efecto, cada tipo de adherencia conduce a unos valores de aceleración y de deceleración que son propios. Además, la lógica considera dos ámbitos de adherencia: baja (de hielo a nieve) y alta (de suelo mojado a suelo seco) que corresponden a una estrategias de regulaciones diferentes.

Reconocimiento de las condiciones de rodaje:

La lógica sabe adaptarse a un cierto numero de condiciones de rodaje que es capaz de reconocer. Entre ellas citamos las principales:
Viraje:

Las curvas se detectan observando las diferencias de velocidades de las ruedas traseras (la rueda interior en un giro es menos rápida que la rueda exterior).
Transición de adherencia (paso de alta adherencia a baja adherencia o a la inversa):

los deslizamientos de las ruedas, aceleraciones y deceleraciones se toman en cuenta para reconocer esta situación.
Asimétrica (dos ruedas de un mismo lado sobre alta adherencia y las otras sobre baja adherencia):

los deslizamientos de las ruedas de un mismo lado se comparan con los deslizamientos de las ruedas del otro lado.
- Ordenes de regulación:

la intervención decidida por la lógica se traduce en unas ordenes eléctricas enviadas a las electroválvulas y al grupo motor-bomba, según el cuadro siguiente:



Función especifica de cada elemento

Módulo de control del sistema de frenos antiblocantes (ABSCM):

• Calcula y determina las condiciones de las ruedas y de la carrocería en función de las velocidades de las ruedas, y efectúa una decisión acorde a la situación actual para controlar la unidad hidráulica.

• En el modo de operación de ABS, el módulo envía una señal de control cooperativa al módulo de control de la transmisión automática. (Sólo vehículos con A/T).• Al girar el interruptor de encendido a la posición ON, el módulo efectúa un autodiagnóstico, si detecta alguna condición anormal, desconecta el sistema.

• Comunica con el monitor selector.

Unidad hidráulica (H/U):

En el modo de operación de ABS, la H/U cambia los conductos de líquido para controlar la presión del líquido de los cilindros de rueda, como respuesta a la instrucción recibida del ABSCM. La H/U también forma parte del conducto del líquido de frenos que se extiende desde el cilindro maestro a los cilindros de rueda, junto con las tuberías.

Sensor de velocidad de la rueda (sensor de ABS):

Detecta la velocidad de la rueda en función del cambio en la densidad del flujo magnético que pasa a través del sensor, y la convierte en una señal eléctrica que será transmitida al ABSCM.

Rueda fónica:

El cambio en la densidad del flujo magnético es detectado por los dientes provistos alrededor de la rueda fónica para que el sensor de ABS genere una señal eléctrica.

Sensor G (sólo vehículos AWD):

Detecta un cambio en G en la dirección longitudinal del vehículo y lo transmite al ABSCM en términos de un cambio en el voltaje.

Caja de relés:

Aloja al relé de la válvula y al relé del motor.

Relé de la válvula:

Actúa como interruptor de alimentación de la válvula de solenoide y de la bobina del relé del motor, como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM. El relé de la válvula también constituye uno de los circuitos de mando duplicados de el piloto de ABS.

Relé del motor:

Sirve como interruptor de alimentación del motor de la bomba, como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM.

Interruptor de la luz de parada:

Informa al ABSCM si se está pisando o no el pedal del freno como condición para determinar la operación del ABS.

Piloto de ABS:

Alerta al conductor que hay una anomalía en el ABS. Estando conectados el conector de diagnóstico y el terminal de diagnóstico, la luz destella para indicar los códigos de averías como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM.

Módulo de control de la transmisión automática (TCM) (Sólo vehículos con A/T):

Proporciona los controles para los cambios (fijando la velocidad en 3a o cambiando las características de transmisión entre las ruedas delanteras y traseras en un vehículo 4WD) como respuesta a una instrucción recibida del ABSCM.

Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Diagrama de control ABS v/s (presion,aceleración,velocidad)

TIPOS DE ABS

BOSCH:

1. - 2 LS, se compone de 4 sensores

4 solenoides

4 canales

Sus pulsaciones fluctúan entre 8 a 12 por segundo. Además consta de una ECM, un RELE y una UNIDAD HIDRAULICA.

2. - 5.3 S, se compone de 4 sensores

8 solenoides

4 canales

Sus pulsaciones de frenado son del margen entre 16 a 18 veces por segundo. Consta con los mismos componentes del anterior.

3. - a) 5.3 I, tiene lo mismo que el 5.3 S, pero mas el sistema, distribución electrónico de frenado (EBD) y un sensor llamado G (mide el grado de inclinación del vehículo).

b) 5.3 I + EBD +TCS, idéntico del anterior, y trae un sistema adicional, control de tracción (TCS). Contiene 2 solenoides mas por la TCS.

c) 5.3 I + EBD +TCS +VDC, igual que el anterior + un sistema VDC (control dinámico del vehículo), por ende lleva 2 sensores de presión.

NIPPON:

1. - 2E, se compone de 4 sensores

3 solenoides + una válvula mecánica

4 canales

Sus pulsaciones son de 8 a 10 veces por segundo. Consta de una ECM, un RELE y una UNIDAD HIDRAULICA.-

Los nuevos sistemas de frenado

Mucho ha llovido desde que el ABS (Antilock Braking System) revolucionara el mundo del automóvil. Por vez primera un sistema electrónico era capaz de actuar más allá del conductor, regulando la frenada para evitar el bloqueo de las ruedas y manteniendo la dirección. Desde entonces, este sistema se ha ido perfeccionando dando lugar a nuevos modelos aún más seguros: el asistente de frenada de emergencia BAS, el repartidor de frenada electrónico EBV (EBD) o los frenos direccionales SERVOTRONIC.

BAS Brake Assist System

Ante una situación de peligro, un sensor detecta que hemos pisado rápidamente y con fuerza el freno. En ese momento actúa el servofreno adicional aumentando al máximo la presión de frenado y reduciendo la distancia recorrida.

EBV Electronic Brake Variation System(EBD)

A través de un sensor, se regula la frenada entre el eje delantero y trasero según el peso de cada uno, enviando más o menos presión a las ruedas.

SERVOTRONIC

Un nuevo sistema de frenado direccional que se activa al frenar en las curvas. Cuar1do detecta que las ruedas de un lado giran menos en una curva y hacia dónde se está girando, frena más las ruedas de uno de los lados para conseguir dar un efecto direccional y compensar la inercia del peso v la velocidad.

EBV (EBD)
Especialmente en vehículos de tracción delantera, el ABS trabaja en combinación con la distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBV), que garantiza una óptima presión de frenado en las ruedas traseras. Al frenar a fondo, en los vehículos de tracción delantera las ruedas traseras tienden a perder adherencia, por lo que el sistema EBV transmite en tal caso una presión de frenado menor (mayor, en caso de frenar normalmente) al eje trasero.
Con el vehículo cargado se transfiere a las ruedas traseras una presión de frenado aún mayor, lo que se traduce en un mejor aprovechamiento de la fuerza de frenado del eje trasero, mayor efectividad y un desgaste mas homogéneo de las balatas.
En situaciones de emergencia, la mayoría de los conductores cometen dos errores típicos al frenar: pisan el freno con demasiada suavidad o comienzan a frenar con precaución, aumentando la presión a medida que el peligro se acerca. Todo ello alarga innecesariamente el recorrido de frenado, porque el ABS no entra en acción o bien lo hace demasiado tarde.
BAS
Servofreno de emergencia. Cuando el sistema reconoce una situación de emergencia que exige un frenazo a fondo aplica inmediatamente la máxima presión de frenado.
El servofreno consta de dos cámaras separadas por un diafragma móvil y sometidas a una depresión constante. Al accionar el pedal de freno, se abre una válvula electromagnética que permite la entrada de aire en una de las cámaras, variando la presión de forma proporcional a la posición del pedal de freno.
Se incorpora un sensor de desplazamiento del diafragma que detecta cualquier movimiento del pedal del freno. Los datos recibidos se transmiten a la unidad de mando del BAS, donde se analizan permanentemente.
Esta unidad de mando reconoce cualquier variación especialmente rápida en la posición del pedal del freno y la identifica con una situación de emergencia. Inmediatamente se activa una válvula electromagnética que deja entrar aire en una de las cámaras del servofreno, con lo que se genera la presión máxima de frenado.
Cuando el conductor retira el pie del freno, la unidad de control reacciona cerrando inmediatamente la válvula, dando por concluida la intervención del servofreno de emergencia.
Al estar interconectado con las unidades de mando del ABS, ASR o ESP, así; como con el equipo electrónico del motor y el cambio, el BAS recibe información durante la marcha que le permiten garantizar en todas las situaciones una óptima adaptación de la presión de frenado. De este modo se puede efectuar un frenado a fondo en el momento oportuno.
BDC
Control Dinámico de Frenado. Tiene una función comparable a la del BAS.
ETS
Sistema de reacción regulado electrónicamente
Antes, cuando se producían problemas de tracción se recurría al diferencial de bloqueo automático (ASD) en el que el efecto bloqueante se genera en los discos del diferencial o bien, a la tracción total.
Hoy en día se encomienda esta tarea a dos sistemas avanzados: el sistema electrónico de tracción (ETS) o el sistema de tracción antideslizante (ASR).
El sistema electrónico de tracción (ETS ) garantiza una máxima tracción al arrancar o al acelerar, incluso en situaciones extremas. Sin intervenir en el sistema de gestión del motor, se aplican los frenos de forma selectiva sobre las ruedas motrices.
Al igual que en el ABS, los sensores de las ruedas informan sobre la velocidad de giro de las mismas. Si una de las ruedas motrices empieza a girar en vacío, el ETS incrementa la presión de frenado sobre la rueda en cuestión y la frena instantáneamente.
El momento de frenado generado en la rueda que tiende a patinar se transmite inmediatamente en forma de par de accionamiento a la rueda con mejor adherencia. Cuando se normaliza el par de giro se deja de aplicar la presión de frenado.
De este modo, la rueda se mantiene siempre en el margen más favorable de tracción y el vehículo conserva su trayectoria.
Esta intervención sobre los frenos se puede efectuar al arrancar en un camino con diferente adherencia, actuando como un bloqueo de diferencial.
El EDS (bloqueo de diferencial electrónico) es muy similar al ETS y, al igual que este, tampoco interviene en el sistema electrónico de gestión del motor.
TRACS
Traction Control System, (Control de tracción). Presenta una estructura y modo de funcionamiento similares a los del EDS.
ASR
Mientras que la fórmula del ETS para mejorar la tracción consiste en aplicar los frenos, el ASR interviene además, en caso necesario, en el sistema de gestión del motor, ofreciendo una mayor estabilidad desde el arranque hasta la velocidad máxima.
Este plus de seguridad se pone de manifiesto sobre todo en automóviles con motor de gran potencia: en caminos mojados o congelados, incluso a los conductores más experimentados les cuesta manejar el acelerador de forma tan precisa y rápida como lo hace el ASR.
Cada rueda cuenta con un sensor que registra su velocidad de giro. Estos datos son analizados en la unidad de mando. Si el conductor pisa el acelerador con tanta fuerza que las ruedas motrices empiezan a girar en vacío, el ASR deduce que el par de accionamiento del motor es demasiado elevado. Con el acelerador electrónico se actúa sobre la mariposa de estrangulación en milésimas de segundo, con lo que automáticamente se reduce la aceleración (aunque el conductor esté pisando a fondo el acelerador). En caso de resbalamiento acusado de las ruedas, el sistema interviene además frenando una de las ruedas motrices o ambas simultáneamente (si la velocidad supera los 40 Km./h).
El ASR utiliza 2 circuitos de regulación: el del equipo de frenos y el del motor. Además del efecto de frenado con regulación del resbalamiento del ABS, el ASR impide que las ruedas motrices giren en vacío y contribuye a estabilizar la trayectoria del vehículo independientemente de la velocidad al arrancar y acelerar, en curvas, con placas de hielo o al maniobrar bruscamente.
DSA
Sistema antiresbalamiento funciona a cualquier velocidad. Este equipo aprovecha el sistema de sensores del ABS y la gestión electrónica del motor para impedir que las ruedas giren en vacío.
Pero, a diferencia del ASR, no interviene sobre los frenos, ni varía la potencia del motor a través de la mariposa de estrangulación, sino que actúa sobre el caudal de inyección de combustible. El conductor nota claramente la intervención del sistema.

CONTROL DE ESTABILIDAD


El programa electrónico de estabilidad ESP es un sistema que ayuda al conductor en situaciones criticas en la conducción y en carreteras difíciles. Gracias a la técnica de sensores, la hidráulica y un programa de software combinados, se consigue incrementar sustancialmente la seguridad.

Los sensores miden continuamente el ángulo de giro de la dirección, la velocidad de rotación de las ruedas, la aceleración transversal y el ángulo de rotación sobre el eje del vehículo. Y reconoce a tiempo cuándo el vehículo amenaza con entrar en una situación de inestabilidad, en milésimas de segundo el ESP actúa sobre la electrónica del motor y el sistema de frenado y ayuda al conductor a superar la situación crítica mediante la aplicación activa de fuerzas de frenado que estabilizan la trayectoria.

Se pueden producir dos situaciones diferentes. Ante la presencia de un obstáculo en la carretera, al intentar esquivarlo el coche pierde adherencia del eje trasero y derrapa, haciendo un trompo. El ESP permite superar el peligro que representa esta situación gracias al frenado de la rueda delantera situada en el exterior de la curva, y el coche mantiene la trayectoria indicada.

En el segundo caso, al tomar una curva con firme deslizante, el coche se sale derecho a pesar de hacer una corrección con el volante. El ESP reacciona en estas situaciones frenando la rueda trasera interior a la curva. Así el vehículo sigue la trayectoria indicada por el conductor.




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martes, 14 de octubre de 2008

BARRAS DE PROTECCION LATERAL


El acero avanzado de alta resistencia es un material imprescindible para los componentes de seguridad de los coches. El acero hace posible producir distintos tipos de componentes de protección contra el choque que son ligeros pero poseen una alta capacidad para la absorción de energía.
Las barras de protección lateral de aceros avanzados de alta resistencia, se instalan de forma estándar en la mayor parte de los automóviles aun cuando su diseño esté lejos de estar estandarizado. Existen diferentes tipos de diseño, algunos fabricantes de coches prefieren perfiles abiertos, otros emplean diseños tubulares y otros emplean perfiles que tienen refuerzos soldados.

La solución óptima es, naturalmente, una barra de protección lateral que pueda ser fabricada en grandes volúmenes y utilizada en un gran número de modelos diferentes de coches con solo pequeñas modificaciones. Este ha sido el objetivo básico de Dura en su trabajo de desarrollo.

Otra condición fundamental fue el uso de acero de ultra alta resistencia Docol 1200, acero que tiene una buena soldabilidad y buenas propiedades para el conformado con rodillos. El acero tiene un límite elástico mínimo de 1200 N/mm2 lo que hace de él uno de los más avanzados aceros de alta resistencia disponible en el mercado. Todos los accesorios de seguridad del automóvil deben de poseer un tratamiento efectivo anticorrosivo, lo cual puede conseguirse mediante la utilización de acero Docol1200 M electrozincado.

La barra de protección lateral Dura es un perfil cuadrado cerrado, con forma de collar en los lados. El diseño del perfil ha sido optimizado para dar una muy alta capacidad de absorción de energía a la barra de protección lateral.

Este diseño ha sido patentado. El grosor del acero en la barra es de solo 2 mm lo que hace que su peso sea solo de 1,75 kg para una longitud de 1,1 m de la barra.
Sin embargo, los diseñadores de Dura, no estaban satisfechos con haber conseguido únicamente las propiedades básicas que proporcionan este tipo de barras. Se dieron cuenta de que estas propiedades podían ser mejoradas colocando un refuerzo en medio de la barra, de 200 a 300 mm de longitud. Este es el lugar donde los esfuerzos son máximos en caso de choque. Este refuerzo, incrementa el peso en solo 200 g, pero permite una optimización de las deformaciones en el caso de un impacto lateral

"Virtualmente, probamos para los refuerzos toda clase de materiales" afirma Torsten Hundt de Dura quien tiene la responsabilidad para la prueba de los prototipos. "El refuerzo extra, con acero de ultra alta resistencia, nos permite hacer una barra mucho más resistente. Pero en los trabajos de seguridad, los esfuerzos se dirigen a menudo a conseguir una absorción controlada de la energía para lograr que la barra tenga una mayor deformación pero sin romperse. Nos dimos cuenta de que un cierto tipo de material plástico, producía justamente estas propiedades".

El tipo de refuerzo que se adapta a un coche en particular depende de la filosofía sobre la seguridad del fabricante. Determinados fabricantes de coches, priorizan las deformaciones controladas mientras que otros especifican una máxima resistencia.

Dependiendo de la filosofía que se tenga en materia de seguridad, las barras pueden fabricarse a medida, según los requerimientos específicos, variando el tipo y longitud de los refuerzos" añade Meinhard Schwermann, quien participó en estos trabajos en Dura.

También puede variarse el tipo de montaje. Dependiendo de las especificaciones del proyecto, la barra puede fijarse a la puerta mediante remaches, soldarse o atornillarse. La ventaja para el fabricante de automóviles es que la barra puede ser adaptada rápidamente a las diversas variantes de un determinado modelo de coche.

En paralelo con los diversos tipos de barra y de refuerzos, Dura ha realizado un eficiente sistema de producción. Todas las operaciones tienen lugar en la línea de producción, en la que el acero discurre de forma continua procedente de una bobina de banda. La parte inferior de la barra es conformada por rodillos en primer lugar y, en ese momento, los refuerzos son colocados en su sitio. El perfil se cierra entonces y se une mediante soldadura por láser. La barra se corta entonces al tamaño deseado.
El refuerzo se fija al perfil de diversas formas dependiendo de su tipo - los de acero son fijados mediante soldadura por puntos durante el conformado por rodillos, mientras que los refuerzos plásticos son fijados mediante apriete en forma de cuello en los laterales.

Dura Automotive Systems es uno de los líderes mundiales en la producción de componentes y sistemas para la industria del automóvil. El grupo de compañías está ubicado en los EE.UU. pero ha desarrollado unidades de producción en todos los rincones del mundo. Su lista de clientes incluye los principales fabricantes de coches de EE.UU. y Europa. El grupo tiene 17.000 empleados y su facturación es de 2.500 millones de dólares.

La nueva barra anticolisión ha sido desarrollada en Alemania por Dura Automotive Body & Glass Systems GmbH en Plettenberg. La barra será fabricada en la planta de la compañía en Blatna, en la República Checa, en donde la línea de producción de barras comenzó su actividad en otoño de 2005.

JAULA ANTIVUELCO



Este artículo se refiere a requerimientos para vehículos que participan en competencias reguladas, como rally y carreras de velocidad. Como tal, sus directrices pueden no aplicarse a las necesidades de un dispositivo de protección antivuelco para vehículos 4x4. Sin embargo, es posible encontrar aquí criterios de diseño de utilidad.

Siempre consulta a un especialista en el tema al escoger una jaula o barra para tu 4x4.
La función primaria de la protección antivuelco es reducir la posibilidad de daños serios a los ocupantes del vehículo durante una competencia en vehículos a motor. La habilidad de una jaula o barra antivuelco para proveer protección depende de la calidad del diseño, construcción y mantención de la estructura. Un beneficio secundario de instalar protección antivuelcos es que mejora la rigidez del chassis.

El propósito principal de este documento es clarificar los requerimientos de construcción de tales dispositivos y describir el proceso de homologación. Hay una amplia variación en el estándar de las postulaciones de homologación enviadas a las oficinas de MotorSport y por esta razón se explica y clarifica en detalle.

Criterios de diseño

Consideraciones: Un conjunto de factores deben ser considerados antes de comenzar la construcción

¿Hay requerimientos o restricciones para la clase en que se compite para el diseño de la protección antivuelco?
¿Deseará poder sacar la protección en cualquier momento?
¿Usará el vehículo en caminos públicos con la protección instalada?
¿Hay miembros adicionales requeridos, tales como barras "side intrusion" (parecen ser travesaños que van desde la barra principal a las patas delanteras de la jaula, a la altura de las puertas. MB)

Puede ahorrar bastante tiempo y evitar equivocaciones consultando con competidores en vehículos similares o yendo a un constructor experimentad de dispositivos de protección antivuelco.


Opciones de diseño

La protección antivuelco puede ser diseñada y construída siguiendo una de las tres siguientes opciones:
Requerimientos de Motorsport NZ, según se detalla en la edición actual del Manual de MotorSport en el apéndice 2, Clase A, o apéndice 6, clase AA. Requerimientos FIA, dependiendo del tipo de vehículo
Un diseño alternativo, como se detalla en la edición actual del Manual de MotorSport

Cualquier diseño de protección antivuelco que varía respecto de los requerimientos de MotorSport o FIA es clasificado como diseño alternativo, cuyos requerimientos se detallan a continuación

Requerimientos para diseños alternativos

Los diseños anternativos para barras o jaulas antivuelco deben ser capaces de soportar cualquier combinación de las siguientes cargas, aplicadas en la parte superior de la jaula o barra:
Lateral: 1.5 veces el peso del vehículo
Adelante y atrás: 5.5 veces el peso del vehículo
Vertical: 7.5 veces el peso del vehículo + 150 kg

La postulación para homologar un diseño alternativo debe ser hecha en el formulario T004, incluir dibujos y fotografdías del diseño completo, y adjuntar la certificación de un ingeniero calificado acompañada de cálculos de esfuerzo verificando las cargas ya mencionadas.

Nota: Esto puede ser una opción de diseño bastante cara y debe tomarse en cuenta la desventaja de desviarse de las opciones de diseño de MotorSport y FIA. La opción de diseño alternativo es principalmente para fabricantes que requieren construir una cantidad de jaulas o barras idénticas para una aplicación determinada.

Criterios de Construcción

Los siguientes miembros estructurales deben estar:

Una Barra Antivuelco consiste en una barra principal, 2 diagonales hacia atrás, y al menos una barra diagonal.

Una Jaula Antivuelco consiste en una barra principal, 2 barras laterales o una barra frontal, las barras que las conectan, dos barras diagonales hacia atrás, y al menos un miembro diagonal.

Nota: Las Side Intrusion Bars deben instalarse cuando hay un asiento adyacente a una puerta con una estructura alivianada.

Miembros estructurales individuales

La barra principal deberá
ser hecha de un único tubo
seguir el perfil interior de la carrocería tan cerca como sea posible
tener sus secciones verticales tan rectas y verticales como sea posible
posicionarse tan atrás como sea posible respecto de la posición de los asientos.

La barra frontal deberá
ser hecha de un único tubo
tener patas rectas, o bien tener patas que siguen el pilar del parabrisas hasta el nivel del tablero, y luego tener sólo un doblez hacia abajo

Las diagonales hacia atrás deberán
estar hechas de un único tubo
unirse a la barra principal tan arriba como sea posible
tener un ángulo de al menos 30 grados respecto a la vertical
extenderse no más atrás que el centro del eje trasero

Los brazos diagonales deberán
ser hechos de un único tubo
ser rectos
unirse a la barra principal a menos de 100 mm de la unión entre la diagonal trasera y la barra principal, o unirse a la barra principal a menos de 100 mm de las uniones con las diagonales.

Las Side Intrusion Bars deberán
ser tan altas como sea práctico pero no más altas que la mitad de la altura de la puerta
pueden ser instaladas usando uniones desmontables aprobadas
estos miembros no pueden dificultar la entrada o salida a los ocupantes del vehículo

Las barras de refuerzo deberán
ceñirse a las especificaciones de material del schedule A, artículo 4.4.4
estar soldadas en su posición
no usurpar el espacio de los ocupantes
no entorpecer la entrada o salida de los ocupantes del vehículo

Nota: las barras de refuerzo son adicionales a los requerimientos mínimos y por tanto no son un requerimiento obligatorio.

Las barras para montar arneses deberán
estar soldadas a la barra principal, o a las dos diagonales traseras, o a ellas más la barra diagonal
ser de material del mismo grado y tamaño que los miembros a los que se conectan
estar construídas tal que aseguren que tienen la capacidad de carga requerida

Nota: Los requerimientos de carga para el montaje de arneses de seguridad se detallan en el el schedule A.


Requerimientos de construcción

Unión a la carrocería

La protección antivuelco puede ser fijada permanentemente a la estructura del vehículo soldando los puntos de unión con placas de refuerzo, o pueden hacerse como una estructura removible incorporando soportes que se apernan a las placas de refuerzo. En ambos casos las placas de refuerzo deben estar soldadas a la estructura del vehículo / chassis.

Los soportes apernables generalmente son sólo requeridos cuando el diseño de la estructrura es removible. Las placas de refuerzo deben ser más grandes que los soportes fijados a ellos.

Los siguientes puntos de montaje son el requerimiento mínimo, pero pueden ser suplementados por puntos adicionales tales como la parte superior de la barra principal al pilar "B" de la carrocería
las patas de la barra principal, de la barra frontal, y de la barra lateral
las patas inferiones de las diagonales traseras.

Las placas de refuerzo deben estar soldadas a la carrocería en cada uno de los puntos de anclaje.

El dispositivo de protección antivuelco debe ser unido a las placas de refuerzo soldando el tubo directamente a la placa de refuerzo, o soldando el tubo a una placa, la que a su vez es soldada o apernada a la placa de refuerzo usando pernos adecuados






Recomendaciones para la Soldadura:
Sea 50% intermitente. Solde 20mm y deje un espacio de 20mm
Monte la placa de refuerzo al travesaño o en más de un plano cuando sea posible.
La soldadura debiera ser hecha con un procedimiento de penetración completa (Mig o Tig), usando una barra o alambre de relleno apropiado para el "parent material" (supongo que es el material de aquello que se está soldando. MB)
Tenga especial cuidado al usar aceros al carbón

Uniones

Pueden ser incorporadas en el diseño para permitir remover secciones del dispositivo

Curvatura de tubos

Al curvar tubo, debe tenerse cuidado de no comprometer la fuerza del material. Al doblar tubos las propiedades mecánicas del material son afectadas, lo que a su vez puede disminuir la fuerza del material. Al curvar, el exterior de las paredes del tubo se estira y adelgaza, mientras que el interior de las paredes se comprime y engrosa.

Se puede minimizar los problemas aplicando las siguientes reglas:
Los tubos deben doblarse en frío
Debe usarse dobladoras de tipo mandril
Los tubos con unión soldada deben ser doblados con el sello soldado hacia afuera del eje neutral, o sea a 90 grados de la curvatura
Las curvaturas deben tener un radio de al menos 3 veces el diámetro exterior del tubo

La curva terminada debe
Ser suave, sin roturas ni corrugaciones
Tener un radio de al menos 3 veces el diámetro exterior del tubo, medido desde el centro del tubo
Tener una mínima deformación axial aparente
La relación entre el menor diámetro (B) a mayor diámetro (A) debe ser menor o igual a 0.9, o la razón de diámetro menor (B) al diámetro nominal del tubo (X) debe ser mayor o igual a 0.94


Especificaciones de material

Requerimientos generales
Las barras y jaulas deben ser construidas solamente en acero
El uso de aceros que requieren soldadura especializada o técnicas de tratamiento en calor aplicadas para normalizar el parent material no son recomendadas en general. Si se usan esos aceros, es responsabilidad del fabricante proveer evidencia de lo adecuado del acero y de que se aplicaron métodos de construcción apropiados.

Tubo: Las especificaciones mínimas son
Tamaño: 38 x 25 mm
Fuerza Tensil: 350 MPa
Yield Strength: 300 MPa
Placas de pie de tubo
Acero, Espesor mínimo: 3mm
Placas de refuerzo en anclaje
Acero, Area mínima para barras principal, lateral y frontal: 120 cm2
Acero, Area mínima para diagonales traseras: 60 cm2

Nota: No se recomienda usar placas de refuerzo de más de 5 mm

Pernos, especificaciones mínimas
Cantidad para anclajes en la barra principal, y lateral: 3
Canidad para las diagonales traseras y transversal: 2
Tamaño mínimo: M8 o 5/16"
Grado mínimo: 8.8 o SAE grado 5

Nota: pernos "high tensile" no deben ser soldados o tratados en caliente. Se puede usar pernos de tensile medio de mayor diámetro siempre que cumplan o excedan
las fuerzas indicadas y el número sea el mismo.

DEFORMACION PROGRAMADA






Zonas de deformacion programada

Deformación programada
Es evidente que ante cualquier impacto hay bastantes posibilidades de que el coche se deforme, de modo que lo mejor para asegurar la seguridad de los ocupantes del coche es ”guiar” esa deformación. Así se retiene progresivamente el impacto y se evita que su fuerza se transmita a los pasajeros.



Algunos fabricantes incorporan a algunos elementos, como los largueros, una serie de taladros o muescas que consiguen que cualquier cambio se ”ajuste a programa”. También se pretende aislar el habitáculo para que los elementos mecánicos no puedan atravesarlo y herir a los ocupantes.

Seguridad Pasiva Los sistemas de seguridad pasiva actúan cuando se produce un accidente, y son los encargados de proteger a los ocupantes del vehículo en estas circunstancias. Así, como veremos a continuación con mas detalle, son elementos de seguridad pasiva el cinturón de seguridad y los airbags, entre otros.Carrocería de deformación programada Cuando se produce un accidente y el vehículo impacta un objeto rígido, su estructura se somete a una violenta desaceleración, la cual es finalmente transmitida a sus ocupantes. En estos casos, la estrategia considerada en el diseño de los vehículos actuales para proteger a sus pasajeros esdotarlos de zonas de deformación programada en sus extremos, y de un habitáculo rígido que asegure la intergridad de la cabina. Las zonas de deformación programada se ubican en el sector delantero y trasero del vehículo, yestán diseñadas para absorber la mayor cantidad de energía posible en caso de impacto. La absorción de energía se realiza principalmente a través de las deformaciones de piezasespecíficamente diseñadas para cumplir esta función, junto con la dispersión de las cargas hacia losdemás sectores del vehículo. La absorción de parte de la energía del impacto efectuada por las zonas de deformación programada, permite reducir la cantidad de energía que deberá absorber el compartimento de pasajeros, y finalmente los ocupantes. Esto se traduce en pasajeros expuestos a aceleraciones de menores magnitudes, lo cual reduce la gravedad del impacto que “sienten” los pasajeros del vehículo. Como se comentaba en el caso de las zonas de deformación programada, los vehículos actualesestán formados por zonas “blandas” para absorber la energía del impacto y zonas “duras” para proteger a los ocupantes de las consecuencias de este. El habitáculo de pasajeros, como puede esperarse, es la principal zona “dura” del vehículo. La función del habitáculo es mantener la integridad de los pasajeros en caso de accidente y permitir que los demás sistemas de seguridad pasiva que equipa el vehículo puedan cumplir su función correctamente.

El habitáculo de pasajeros se diseña formando una jaula de seguridad alrededor de ellos, utilizando aceros de alta resistencia y espesores elevados. Se busca que el compartimento de pasajerosmantenga su forma en caso de impacto o volcamiento, evitando la intrusión de elementos tanto externos como internos (pedales o motor) al habitáculo. Habitáculo de un vehículo Es importante indicar que la denominación “habitáculo indeformable” no se refiere a un tipo particularde habitáculo. Es simplemente una denominación genérica que pueden utilizar los vehículos que cumplen con los estándares internacionales exigidos en nuestro país de pruebas de impacto. Espejos retrovisores abatiblesLos espejos retrovisores abatibles se doblan hacia adentro al ser impactados cuando el vehículo circula hacia adelante. Los retrovisores son la parte más saliente de un automóvil, con lo que están más expuestos a golpes que el resto del vehículo. El hecho que un vehículo cuente con retrovisoresabatibles permite reducir la posibilidad de lesiones en golpes a peatones o ciclistas. Airbag frontalSi se sufre un impacto frontal contra un objeto inmóvil, circulando a unas velocidades superiores a 30 km/h, existe un importante riesgo de sufrir lesiones graves en cabeza, cervicales y parte alta del tronco del ocupante del asiento. Para reducir las consecuencias de este tipo de accidentes se ha diseñado el sistema de airbag frontal. Básicamente, el airbag (bolsa de aire en inglés) está constituido por un cojín hinchable, colocado en el interior del volante en el caso del conductor y en el tablero para el copiloto, capaz de desplegarse por completo en caso de impacto, ofreciendo al ocupante del vehículo una zona sobre la que puede amortiguar su desplazamiento comoconsecuencia de la colisión. Su principio de funcionamiento se basa en la absorción de la energía cinética del choque mediante la amortiguación que produce una bolsa llena de gas. Al chocar contra la bolsa, que debe estarcompletamente inflada en ese momento, el cuerpo transmite a la misma su energía, al tiempo que ésta le impide que se mueva y lesione. El airbag frontal se activa entre 5 y 20 milisegundos bajoimpactos frontales y oblicuos de hasta 30º respecto del eje longitudinal del vehículo. Cuando la bolsase infla alcanza velocidades de 250 km/h, lo que permite que esté completamente inflada cuando elcuerpo del ocupante la impacte. Luego del contacto del cuerpo del ocupante, la bolsa se desinfla automáticamente.
Funcionamiento y plegado de un airbag frontal Durante el impacto, el airbag frontal entrega una suficiente área de contacto para el cuerpo del conductor, aunque no obstaculiza completamente su visión. El mecanismo que activa la bolsa esoperado por fuerza de inercia, lo que evita cualquier activación inesperada producto de fallas en el sistema eléctrico del vehículo. Es importante mencionar que el airbag está diseñado para funcionaruna sola vez, y que si se activa debe ser reemplazado únicamente por el fabricante del vehículo. En combinación con el cinturón de seguridad, la bolsa de aire a salvaguardar la integridad de losórganos de la cabeza y el tórax evitando su impacto contra el volante y tablero. Si se activa cuando los ocupantes no están utilizando su cinturón de seguridad, su acción es contraproducente pudiendo provocar graves lesiones. Para el correcto uso de la bolsa de aire frontal deben seguirse los siguientes consejos: Utilizar siempre el cinturón de seguridad Sentarse a una distancia mínima de 30 cm del volante de dirección No ubicar nunca a un bebé en su silla de seguridad invertida si el asiento cuenta con airbag frontal. Los bebés deben ser transportados en sillas de seguridad en los asientos traseros del vehículo.

Consecuencias de instalar una silla para niños mirando hacia atrás en el asiento delantero Distintos fabricantes y organismos han investigado la eficacia del buen uso de las bolsas de aire frontales en la reducción de lesiones originadas en un impacto frontal. Audi y Volkswagen aseguran que el airbag frontal interviene con su efecto protector en mas del 60% de los accidentes, reduciendo las lesiones graves de cráneo y daños en el tórax. Por su parte, tras la realización de un estudio, la NHTSA (Administración Nacional de Seguridad de Carreteras) estadounidense, ha llegado a la conclusión que combinar el uso de los cinturones de seguridad y las bolsas de aire previene eficazmente las lesiones graves en la cabeza en un 75% de los casos y las lesiones graves en el pecho en en 66%. Airbags lateralesEl impacto lateral tiene características distintas a las del impacto frontal. En este caso, solamente 20 a 30 cm de la estructura lateral del vehículo protegen a los ocupantes del golpe. Esta razón es citada por estudios internacionales para explicar la mayor gravedad de los accidentes en que se producen impactos laterales.
Los airbags laterales son bolsas de aire de alrededor de 12 lt de capacidad que se instalan en losasientos o bien en las puertas del vehículo. Su misión es proteger la cabeza y las caderas del ocupante, evitando el impacto de éste con la estructura de la puerta. Debido al escaso espacio entre el cuerpo del ocupante y la puerta del automóvil, la bolsa se despliega inmediatamente cuando detecta un impacto lateral, tardando alrededor de 3 milisegundos. Al igual que en caso del airbag frontal, las bolsas de aire laterales reducen drásticamente su utilidad si se activan cuando el ocupante no tiene ajustado su cinturón de seguridad. Según un estudio realizado por Volvo, los airbags laterales reducen en un 40% las graves consecuencias de losaccidentes laterales.

Airbag para la cabeza (cortina)En algunos impactos, la presencia de airbags laterales no es suficiente para evitar que la cabeza de los ocupantes golpee las ventanas laterales, o que salga al exterior si estas están abiertas. Para controlar esta situación se desarrolló el airbag para la cabeza, que retiene el movimiento de la cabeza de forma controlada en caso de impacto. Esta bolsa de aire se ubica en la parte interior del marco del vehículo, recubriendo el lateral a la altura de las ventanillas. En algunos modelos la bolsa es individual y de forma tubular, y en otros esun colchón de mayores dimensiones que protege a todos los ocupantes de un lado. Su tiempo de inflado es de 25 milisegundos. Estas bolsas muestran toda su eficacia cuando se produce un impacto lateral contra un objeto estrecho, como puede ser un poste o un árbol. En estas circunstancias, el airbag para la cabeza puede hacer la diferencia entre la vida y la muerte de los ocupantes, siempre que estos utilicen el cinturón de seguridad.Airbags inteligentesLas bolsas de aire deben activarse bajo impactos de distintas características, con lo que para asegurar un buen desempeño en cualquier circunstancia, es necesario adaptar el proceso de detonación e inflado para cada impacto. Los airbags inteligentes recopilan información a través de un conjunto de sensores, y se despliegan de forma de maximizar su eficacia ante cada impacto. Existen airbags que pueden reconocer si el conductor maneja muy cerca del volante de dirección, si lleva copiloto, si lleva ajustado el cinturón de seguridad o si en el asiento del copiloto hay instalada una silla para niños. Algunos desarrollos avanzados incluyen un despliegue variable en función del tamaño, peso, posición y cercanía al airbag del conductor, y pueden distinguir la naturaleza del impacto, ya sea frontal, lateral, o volcamiento. Inicialmente, el airbag fue desarrollado como un complemento al cinturón de seguridad. Por esta razón es que funciona correctamente si se utiliza el cinturón de seguridad, logrando su máximaeficacia. Si los ocupantes no llevan puesto el cinturón de seguridad, el airbag es contraproducente ya que los ocupantes hacen contacto con el cuando se está inflando, lo que puede provocar lesionesgravísimas. Los airbags inteligentes detectan si los ocupantes no están utilizando el cinturón, y bajo un impacto éste se detona antes, de manera que los cuerpos de los ocupantes impacten la bolsacuando está completamente inflada. Lo anterior no significa que si el vehículo cuenta con airbags inteligentes no sea necesario utilizar el cinturón de seguridad. El airbag inteligente reduce los riesgosde la detonación del airbag si no se utiliza el cinturón, pero este elemento se debe utilizar siempre para maximizar la eficacia del airbag.

Pretensor cinturón de seguridadYa se ha comentado la importancia de utilizar el cinturón de seguridad por su aporte en la reducciónde lesiones en caso de accidente. Los pretensores en los cinturones de seguridad mejoran la eficacia de éstos en impactos de cierta consideración. En caso de impacto, estos elementospermiten que el cinturón de seguridad no sólo impida el desplazamiento de los ocupantes del vehículo, sino que también intervenga activamente para aferrarlo contra el asiento. El pretensor cuando se activa tensa el cinturón de seguridad, manteniendo a los ocupantes pegados al asiento durante el impacto. Esto permite el correcto funcionamiento de los demás sistemas de seguridad pasiva del vehículo, como pueden ser los airbags o los apoyacabezas activos, al evitardesplazamientos de los ocupantes del vehículo. Existen pretensores de accionamiento mecánico o pirotécnico, y pueden actuar en el carrete del cinturón, en el cierre o en ambos puntos. El accionamiento de mayor efectividad por su precisión yconfiabilidad es el pirotécnico, que activa el pretensor a través de una explosión controlada de forma similar a un airbag. El pretensor se dispara a través de sensores mecánicos de inercia o bien haciendo uso de los sensores del airbag. En este último caso se obtiene una óptima complementación entre el pretensor y el airbag frontal, con lo que la combinación de estos sistemas resulta tremendamente eficaz para reducir lesiones en impactos frontales. Limitador de tensión cinturón de seguridadEn caso de accidente el cinturón de seguridad, si bien protege de una gran cantidad de lesionesgraves, también puede causar algunas heridas en la región del tórax. Estas heridas se producen por la acción del cinturón de seguridad al retener el cuerpo del ocupante bajo impactos violentos. El limitador de tensión permite el estiramiento controlado del punto de fijación del cinturón de seguridad, reduciendo de esta forma la tensión de este sobre el tórax del ocupante. Esto permite reducir drásticamente el riesgo de fracturas en las costillas, por ejemplo. Para maximizar la eficacia del cinturón de seguridad es necesario que éste se mantenga siempre sin holguras y ajustado al cuerpo del ocupante. Si existen holguras, mayor será la probabilidad que el cinturón de seguridad provoque heridas en caso de impacto. Este problema es solucionado con el pretensor para el cinturón de seguridad, el cual es un excelente complemento al limitador de tensión,ya que mejora su eficacia. Apoyacabezas activo (sistema de protección cervical)Para reducir el riesgo de lesiones bajo un impacto trasero se debe reducir al máximo el movimiento relativo entre las cabezas de los ocupantes y el resto del cuerpo. La primera medida para evitar este riesgo es que el apoyacabezas se encuentre cerca de la cabeza de los ocupantes al momento del impacto. Por esta razón es importante regularlos adecuadamente cuando se ingresa a un vehículo nuevo
Los apoyacabezas activos se activan bajo impactos posteriores, y están diseñados para acercarse automáticamente a la cabeza de los ocupantes en estas circunstancias. Esto no significa que no deban ser regulados tal como se hace con los apoyacabezas convencionales: la regulación de estos elementos es fundamental. Cuando se produce un impacto posterior, el apoyacabeza activo sedesplaza inmediatamente hacia la cabeza del conductor, evitando que ésta se “quede atrás” en el movimiento hacia delante del resto del cuerpo. Este comportamiento permite reducir las lesiones por el llamado “efecto latigazo” (ver “apoyacabezas traseros”). Existen diferentes sistemas de apoyacabezas activos, cada uno con modos de accionamiento yfuncionamiento diferentes. Incluso existen sistemas que modifican la posición del asiento y surespaldo para evitar lesiones graves en el cuello. Todos estos sistemas están agrupados debido a que cumplen la misma función Apoyacabezas traserosLos apoyacabezas sirven para prevenir lesiones cervicales en impactos traseros. Para que sean eficaces, deben estar posicionados detrás de la cabeza del conductor. Sin embargo, normalmente ocurre que los apoyacabezas son regulados en su posición mas baja, reduciendo drásticamente su protección de caso de impacto posterior, llegando incluso a ser contraproducentes. Cuando un vehículo sufre un impacto trasero es sometido a una aceleración hacia delante, lo que provoca que el asiento empuje el cuerpo del ocupante también hacia adelante. Si la cabeza de éste no se encuentra apoyada, oscila respecto del torso, lo que provoca un violento cambio de dirección en el cuello, que toma forma de “s” al principio y posteriormente se va hacia atrás. Este movimiento se denomina efecto latigazo.
El efecto latigazo Los apoyacabezas deben estar regulados de manera de maximizar su contribución a la seguridad de cada persona en caso de impacto posterior. La posición ideal del apoyacabezas es a menos de 5 cm de distancia, tanto vertical como horizontal, de la cabeza. La figura siguiente ilustra la regulación de este elemento. Fuente: IIHS (Insurance Institute for Highway Safety) Regulación correcta de los apoyacabezas En la figura, la zona de mayor : seguridad (good) queda determinada por las distancias de seguridad tanto en altura (height) como en separación (backset), siendo la región donde se cruzan las dos franjas de seguridad. Si se aumentan cualquiera de las distancia anteriores se sale fuera de la región óptima, indicando que el nivel de seguridad entregado por el apoyacabezas. Los apoyacabezas traseros, como se ve, son tienen una función de suma importancia en impactos traseros. En los asientos delanteros son obligatorios por ley, lo que demuestra su relevancia.