Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de rodillos

Asociación Española de
Ingeniería Mecánica
XVIII CONGRESO NACIONAL
DE INGENIERÍA MECÁNICA
Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de
rodillos de ITV y suelo plano variando el peso en el eje delantero y
la presión de los neumáticos
C. Senabre, E. Velasco, S. Valero
Universidad Miguel Hernández, Elche, España
csenabre@umh.es
Resumen
El presente artículo muestra los resultados de la investigación llevada a cabo en el laboratorio de ingeniería
mecánica de la Universidad Miguel Hernández, sobre la comparación cualitativa y cuantitativa de los datos de
frenada longitudinal y de deslizamiento obtenidos de las mediciones efectuadas sobre un banco de frenada de
Inspeccion Técnica de Vehículos (frenómetro de ITV) y sobre calzada plana [2].
Los datos de frenada obtenidos de la presión ejercida en el sistema de frenos en relación con el deslizamiento
[1], se han comparado en ambos ensayos (en pista y en itv) y se presentan las diferencias al variar los distintos
parámetros tales como: la presión de inflado del neumático, etc
Además se estudia matemáticamente la formulación que expresa la conversión de los bares de frenada en dicho
circuito de frenos en la eficacia de frenado real de ambos ensayos (sobre rodillos y sobre suelo plano) que nos
permitirá extrapolar teoricamente la frenda a un mayor rango de variación de los parámetros estudiados (el
peso y la presión de inflado del neumático) [3].
Los resultados experimentales de esta investigación han puesto de manifiesto la influencia de prámentros tales
como el peso y la presión de inflado del neumático en las medidas del esfuerzo de frenada sobre banco de ITV y
justifica la necesidad de revisar el procedimiento de inspección de la capaciadad de frenado de un vehículo en
ITV, así como un rediseño del frenómetro.
INTRODUCCION
Una de las diversas pruebas a las que se ve sometido nuestro coche cuando realizamos la Inspección técnica en
ITV es la prueba de frenos sobre el frenómetro, o banco de rodillos, en el cual se pone a prueba el estado de
nuestro circuito de frenos.
El objetivo de este estudio es ver la capacidad de la frenada de un vehículo en función del deslizamiento en el
banco de rodillos o “frenómetro” de las estaciones ITV, comparar estas mediciones con otras análogas de
frenada sobre suelo plano, y con ello no solo evaluar dicha máquina como sistema de verificación del sistema de
frenos sino además establecer un factor corrector de la frenada recogida en el banco de ITV para unas
condiciones dadas.
METODOLOGÍA DE ENSAYOS
Para este estudio se ha utilizado un vehículo usado, en concreto un Renault 21, Modelo: Nevada, de 7 plazas,
Diesel. EL tipo de suspensión delantera es independiente y la del eje trasero es de “brazos arrastrados”. El
sistema de frenos delantero es de disco cuyas con pinzas deslizantes, que usa un líquido de frenos de calidad
DOT 4 y una bomba de frenos del tipo tándem. En las ruedas traseras utiliza freno de tambor.
Para la obtención de medidas se han usado 2 Encoders, instalados en el banco de rodillos y la rueda del coche, y
un sensor de presión instalado en el circuito de frenos del coche. Esta instrumentación se utiliza para conocer la
presión en el circuito hidráulico, tras presionar el pedal de frenos, y su relación con la velocidad de la rueda.
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2
Los datos de los ensayos se registran en un analizador multicanal portátil modelo LMS Pimento. Con el
conseguimos el procesamiento y grabación de las señales con monitorización en tiempo real.
A continuación se describen los dos tipos diferentes de pruebas realizadas:
Prueba 1
La medición de la frenada en el banco de rodillos de ITV, ver figura 1, se realiza situando el vehículo sobre los
rodillos que giran a una velocidad de 5km/h, que la rueda intentará detener mediante la frenada. En este proceso
se registra el valor de la presión del circuito hidráulico de frenos del vehículo, y el valor deslizamiento sabiendo
la velocidad angular tanto de los rodillos como de las ruedas del vehículo utilizado dos encoders de la marca
OMRON uno modelo E6B2-CWZ6C, y otro modelo E6B2-CWZ1X”, que irán instalados, uno en el rodillo
derecho del banco ITV, ver figuras 2 y 3, y el otro en contacto con la rueda derecha delantera del coche, figura
3. Para asegurar que los encoders giran en sincronismo con los rodillos y la rueda se han construido acoples
como se ve en las figura 2 y 3 donde se puede apreciar que unos muelles asegura un buen contacto.
Fig. 1 Prueba 1 medición en banco de rodillos de ITV.
Fig. 2 Encoder instalado en el banco de rodillos
Fig. 3 Encoder situado en la rueda del coche
Los pulsos adquiridos en la rotación de los encoders de ambas pruebas serán convertidos en una señal
proporcional a la velocidad angular con un convertidor de frecuencia.
Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de rodillos de ITV y suelo plano variando el peso…
3
Prueba 2
En esta prueba el vehículo circula sobre suelo plano. Para medir el deslizamiento se ha acoplado una quinta
rueda con un encoder arrastrada por el vehículo, ver figura 4, y que se utilizará como referencia. Se considera
que la pista es totalmente plana y sin cambios del coeficiente de adherencia en la trayectoria. También se ha
añadido un muelle a la rueda de arrastre para garantizar el contacto.
Fig. 4. Quinta rueda o rueda de arrastre.
Los valores del coeficiente de adherencia (µ), que a su vez están influenciados por diversos factores internos
relacionados con el propio neumático y el vehículo, y externos o relativos al ambiente en que se mueve, se
consideran constantes. Por lo que veremos solamente la diferencia en la medida al variar únicamente la presión
de inflado de los neumáticos en ambos tipos de prueba.
El deslizamiento se calcula en función de los datos registrados durante los ensayos, mediante la expresión:
ANALISIS TEORICO
Como es conocido, se emplea la transmisión hidráulica entre las fuerzas de accionamiento y los frenos de las
ruedas de los automóviles. A continuación vamos a analizar el momento de frenada producidos por el bombín de
freno sobre la rueda y veremos que datos podemos obtener de forma experimental:
Fig. 5. Momento de frenada a causa del Bombin de freno
La fuerza en cualquiera de los cilindros de freno viene dada por:
p= presión hidráulica. Éste valor se obtiene de la medición realizada en sensor de presión instalado en el circuito
de frenos del vehículo Renault 21.
A= sección del bombín de freno. Valor conocido
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4
= rendimiento del bombín. (El rendimiento del bombín tiene en cuenta las pérdidas por rozamiento de las
gomas de estanqueidad, así como las debidas a las posibles fugas de aceite).
Datos conocidos:
 El sensor de presión instalado en el circuito de frenos mide p*ŋ
Usualmente para los bombines de frenos de disco oscila entre 0,96 y 0,98, la presión
del 85 al 90% de frenado,
vale de 110 a 125 (bar)
 La sección en el bombín de frenos es la misma en el eje delantero que en el trasero por lo que Ad= At= П *
r2= П * 32 = 28,27 mm2, pinzas de freno marca Bendix ref: 336429, diam exterior tubo= 10, D iterior= 6mm
 Re= Radio equivalente de la pastilla de freno= Re= 2*(Rex3-Ri3) / 3(Rex2-Ri2). Valores medidos directamente
sobre el vehículo. Rexterior= 116mm, Ri= 76mm, Re = 97,38.
 Recordando la definición del índice de freno C* la fuerza de frenado en una rueda Fr es: C* = 2 μ
Si las fuerzas periféricas resultantes sobre el disco son las originadas por las dos pastillas, una a cada lado del
disco, y su valor total es 2 * μ * Fn, y la realizada por el bombín es T que es igual a la fuerza normal generada en
el disco
Fn. C* = 2 * μ * Fn / Fn = 2 * μ
 μ de la pastilla de freno según fabricante es aproximadamente 0,44 , pastilla de freno marca Textar T 269 GF,
ref: 21016(277)02
 C* = 2 μ=2*0.44 = 0.88
 Peso P = 1330 kg (según la ficha técnica del Renault 21 Nevada)
De modo que la fuerza en cualquiera de los cilindros es:
Sh = 28,27 * 2*0,44* p*ŋ = 24,87 p*ŋ
Por otra parte los momentos de frenado son:
Sh= fuerza resultante generada en el disco de freno
r =distancia del bombín al centro de la rueda
R= Radio dinamico del neumático= re
Datos conocidos:
 r =distancia del bombín al centro de la rueda, medida con el vehículo en estático = 97,38
Si la velocidad de desplazamiento del eje de la rueda (V), será superior a la correspondiente a rodadura libre (ra)
por lo que el deslizamiento será ip:
ip  1
r
r
 1
V
re
Si Re radio efectivo o también llamado radio dinámico de rodadura, se define como la velocidad de traslación
del eje de la rueda dividido por la velocidad angular de la rueda
Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de rodillos de ITV y suelo plano variando el peso…

5
re= V/ wr cuando la rueda está bloqueada y el deslizamiento es total, re es infinito, y por el contrario cuando
el vehículo está parado y/o el deslizamiento es cero el radio dinámico corresponde al radio estático y el valor
experimental en este caso es = 290 mm para una rueda 185/65 R14 85T
Fig. 6. Neumático sometido a esfuerzo normal y longitudinal de frenado.
Si Fr es la fuerza de frenada de la rueda según la acción del bombín de freno:
Y en definitiva:
;
Fr= 24,87 p*ŋ * (97,38/290)= 8,35 p*ŋ
Por tanto debemos multiplicar la constante 8,35 a los datos obtenidos del sensor de presión traducidos a Knm
tras realizar el correspondiente calibrado de los bares a Nm donde para ello hemos usado una palanca de 1,5
metros de longitud que se ha anclado sobre los tornillos de la llanta con el objeto de buscar una proporción entre
la menor presión en la bomba principal de freno para soportar un momento conocido como se muestra en el
siguiente dibujo ilustrativo, ver figura 7:
Mp
Peso
Mf
1,5
Fig.7 : Barra atornillada a la rueda para obtener el par de frenada
Es importante destacar que el vehículo se encontraba parado sobre los rodillos y este peso aplicado sobre la
palanca debe de ser soportado por la frenada realizada en el vehículo. Tras ir retirando el pie del pedal de freno
se recoge el valor justo en el momento en el que la palanca empieza a moverse gracias a un “contacto-triger” por
tanto tenemos el menor valor antes del giro con la siguiente correlación bar-Nm, ver gráfico 8:
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45
6
y = 0,072x + 5,6628
R2 = 0,9989
40
presion bares
35
30
25
Serie1
20
Lineal (Serie1)
15
10
5
0
0
100
200
300
400
500
600
par en NM en rueda
Fig.8 : Relación Newton metro
De modo que por cada 1 nm tenemos 0.072 bar y 1 bar son 13,88 Nm.
MEDIDAS SOBRE EL BANCO DE RODILLOS DE ITV.
En las medidas sobre el banco de rodillos de ITV no existe transferencia de carga ya que el vehículo no se
desplaza por lo que no es necesario considerar el peso dinámico sino el estático:
La fuerza de frenado total del vehículo puede obtenerse como:
Los subíndices
cada eje.
se refieren al eje delantero y los
al trasero, y el coeficiente 2 aparece por las dos ruedas de
Por otra parte la fuerza total de frenado es igual a la masa por la deceleración que se produce, F= Z*P.
Z=Declaración, y P= masa.
Si las características de las 4 ruedas son iguales:
F= 4Fr= 4* 8,35 p*ŋ = 33,4 p*ŋ = Z*P = Z * 1330 Kg
F= 33,4 p*ŋ = Z*P = Z * 1330 Kg
Z= 33,4 p*ŋ / (1330 kg *9.8m/seg2)= 0,025kg/9.8 p*ŋ
Y puesto que tenemos las medidas tanto del sensor de presión como de la deceleración en pista , ver gráfico 9,
podemos establecer una equivalencia para cada caso:
Relación Freno-deceleración
Voltage de los sensores
2
1,5
1
0,5
Aceleración
0
-0,5 1
82
163 244 325 406 487 568 649 730 811 892 973
Presión-freno
-1
-1,5
-2
Tiempo
Fig.9 : Relación de los valores del sensor de presión con la medida del acelerómetro medidos en voltios
Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de rodillos de ITV y suelo plano variando el peso…
7
Como las lecturas en banco de ITV se realizan por ejes, debemos descomponer la fuerza total de frenada en los
distintos ejes, y recordando ahora que es la parte de la frenada total que se aplica en el eje trasero, las fuerzas
de frenado por eje se pueden expresar como:
Frenada en el eje trasero:
En donde , representa el esfuerzo total de frenada.
La recta de la distribución real del sistema de frenos, se define como la relación entre la fuerza de frenado en el
eje trasero, respecto a la fuerza total de frenado.
Por otra parte la fuerza total de frenado es igual a la masa por la deceleración que se produce, lo que es lo mismo
.
En definitiva:
y por lo tanto:
Como por otra parte:
Así que la Fuerza de frenado en el eje delantero se expresaría del siguiente modo:
En la Frenada sobre banco de ITV también se realiza la lectura de los bombines de frenos por lo que si las 4
ruedas son iguales:
Fitv= 4Fr= 4* 8,35 p*ŋ = 33,4 p*ŋ
Y puesto que no es lo mismo circular sobre banco de rodillos que sobre suelo plano deberemos de multiplicar la
anterior expresión por otro factor corrector llamado “V” para equiparar la frenada.
Fitv real= 4Fr= 4* 8,35 p*ŋ = 33,4 p*ŋ*V
Según las mediciones obtenidas para ambas pruebas donde se recoge la presión en el circuito de frenos del
vehículo y el deslizamiento de la rueda durante la frenada y tras comparar los datos, vemos que la presión
máxima a aplicar en el circuito de frenos, para detener el vehículo que circula sobre suelo plano, disminuye
conforme aumenta la presión de inflado del neumático, fenómeno antagónico con la experiencia de frenada sobre
banco de ITV.
Por tanto la deducimos que el valor corrector de V bebe depender de la presión de inflado del neumático.
En primer lugar vamos a buscar una relación entre los bares del circuito de frenos medidos en el banco de itv y
sobre suelo plano, ver tabla 1.
C. Senabre et al. / XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica (2010)
C om pa ra c ión IT V C ON S UE L O P L ANO; 1B AR
140,00
B ares de pres ión en el c irc uito de freno.
140,00
B ares de pres ión en el c irc uito de freno.
120,00
100,00
1 bar P rueba 1 IT V
80,00
1 bar s uelo P rueba 2
plano
60,00
40,00
20,00
0,00
‐0,20
0,00
‐20,00
0,20
0,40
0,60
De sliz a m ie nto
0,80
1,00
C om pa ra c ión IT V C ON S UE L O P L ANO; 1,5 B AR
120,00
100,00
80,00
1,5 bar P rueba 1
IT V
60,00
40,00
1,5 bar P rueba 2
s uelo plano
20,00
0,00
‐0,20 ‐20,000,00
0,20
0,40
0,60
0,80
De sliz a m ie nto
1,20
Fig. 10. Comparación de bar de presion del circuito de
frenos-deslizamiento del vehículo sobre frenómetro y
sobre suelo plano para 1 bar de inflado de la rueda.
8
Fig. 11 Comparación de bar de presion del circuito de
frenos-deslizamiento del vehículo sobre frenómetro y sobre
suelo plano para 1,5 bar de inflado de la rueda.
Tabla 1. Comparación de los valores máximos en bar de presion del circuito de freno del vehículo sobre
frenómetro y sobre suelo plano para 1-1.5-2 bar de inflado de la rueda.
BANCO DE RODILLOS ITV
SUELO PLANO
DIFERENCIA
ENSAYO
Bar máx para frenar
Bar máximo
( bar )
Promedio 1 BAR
45,07
128,62
83,55
Promedio 1,5 BAR
75,34
127,06
51,72
Promedio 2 BAR
86,83
121,24
34,41
Previsión 2,5 BAR
¿?
¿?
¿?
Nota: Para los siguientes gráficos tomaremos como valores de x = (1,1.5,2) para los distintos valores de presión
de inflado de las ruedas en bar.
Viendo la tendencia e la diferencia de medidas en ITV y suelo plano de los valores anteriormente mostrados en
la tabla 1 pretendemos extrapolar los datos a un valor de inflado del neumático de 2.5 ó 3 bar:
Si queremos saber el valor de frenada en itv para una presión de neumático de 2,5 debemos mirar la tendencia de
las medidas realizadas:
Tendencia de los valores máx presión-freno en la prueba en itv con distintas presiones de
inflado del neumático
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
y = 41,76x + 3,31
itv
Lineal (itv)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Fig.13. Tendencia de los valores máximos en bar de presion del circuito de freno del vehículo sobre frenómetro
de ITV con 1-1.5-2 bar de inflado de la rueda.
Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de rodillos de ITV y suelo plano variando el peso…
9
Como se puede observar en la gráfica de la fig. 13 conforme aumentamos la presión de inflado del neumático es
mayor la presión de frenado que necesitamos ejercer en el sistema de frenos para detener el vehículo sobre el
banco de ITV aunque siempre menor que la necesaria en las frenadas sobre suelo plano antes de obtener el
deslizamiento total.
Conocida la ecuación de la tendencia de bar-frenada sobre itv, y = 41,76x + 3, podemos prever que para un valor
de inflado de 3 bar en el neumático, en el circuito de freno se recogería un valor máximo de 128.59 bar antes del
deslizamiento, ver grafico 13 y la tabla 2.
Por otro lado la tendencia de las medidas máximas de frenada en bar en pista o suelo plano es el siguiente:
Valores máximos de Presión-frenada en plano.
130
129
valores máximos de presión
en el circuito de frenos para
los distintos bar de inflado
del naumático en frenada en
plano.
128
127
126
125
Polinómica (valores máximos
de presión en el circuito de
frenos para los distintos bar
de inflado del naumático en
frenada en plano.)
124
123
122
y = -8,52x 2 + 18,18x + 118,96
121
120
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Fig.14. Tendencia de los valores máximos en bar de presion del circuito de freno del vehículo sobre pista con
1-1.5-2 bar de inflado de la rueda.
Donde podemos prever que para un valor de inflado de 3 bar en el neumático en el circuito de freno se recogería
un valor máximo de frenada sobre pista 96.82 bar antes del deslizamiento, teniendo como ecuación de la
tendencia de las medidas y = -8,52x2 + 18,18x + 118,96, ver grafico 14 y la tabla 2.
Y por último sabiendo la tendencia de la diferencia de medidas de frenada en ITV y sobre suelo plano podemos
establecer un factor corrector V (en función de los bar de inflado del neumático) que rectifique la medida de ITV
y la convierta a lo que se recogería de valor de frenada si el vehículo estuviera frenando en pista en vez de sobre
banco de ITV, ver grafico 15 y tabla 2:
El factor corrector V plano-itv
90
80
70
60
diferencia itv-plano
50
Lineal (diferencia itv-plano)
40
y = -49,14x + 130,27
30
20
10
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Fig.15. Tendencia dela diferencia de los valores máximos en bar de presion del circuito de freno del vehículo
sobre pistay sobre banco de frenada de ITV para valores de 1-1.5-2 bar de inflado de la rueda.
C. Senabre et al. / XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica (2010)
10
De modo que conocido el valor de frenado para 2,5 bar sobre banco de ITV y extrapolando la formula del factor
corrector de V, V= y = -49,14x + 130,27, ver grafico 15 y tabla 2, sobre suelo plano sería de 103,74 bar:
Tabla 2. Comparación de los valores máximos en bar de presion del circuito de freno del vehículo sobre
frenómetro y sobre suelo plano para 1-1.5-2 y extrapolando a 3 bar de inflado de la rueda
Usando
Freno
Usando
Diferencia
Frenada
sobre
Ecuación sobre
Ecuación
datos
plano
plano-itv
neumático
Itv Itv
plano
Bar de
inflado
ecuación
diferencia
corrección
medida plano
con factor V
1
45,07
45,07
128,62
128,62
83,55
81,13
47,49
1,5
75,34
65,95
127,06
127,06
51,72
56,56
70,5
2
86,83
86,83
121,24
121,24
34,41
31,99
89,25
Previsión
2,5 107,71
107,71
111,16
111,16
3,45
7,42
103,74
Previsión
3 128,59
128,59
96,82
96,82
-31,77
-17,15
113,97
Como vemos en los datos de la tabla 2 una presión de inflado excesivamente baja en las ruedas permite llegar a
valores de deslizamiento con menor presión en el circuito de frenos del vehículo en los ensayos de ITV dato que
difiere en mayor dimensión a la frenada recogida en la experimentación de la frenada sobre suelo plano.
Para que la frenada en ITV se pueda equiparar a la frenada sobre suelo plano previamente hemos convertido los
bares en ITV con el factor V a bares sobre suelo plano y tenemos como resultado dos curvas análogas:
1,80
P R E S IÓ N 1 B AR
P ar de frenada ( K Nm )
1,60
1,40
1,20
P rueba 1. R odillos
ITV
P rueba 2. S uelo
plano
ME DIDA ITv + fac tor
c orrec tor
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
20,00
40,00
De sliz
a m ie nto
60,00
80,00
100,00
120,00
Fig. 16. Comparación de Nm del par de frenada aplicada sobre la rueda-deslizamiento del vehículo sobre
frenómetro y sobre suelo plano para 1 bar de inflado de la rueda visualizando tambíen la curvade frenada sobre
ITV corregid apreviamente con el factor V.
A continuación hemos realizado la conversión bares-Nm con la ecuación explicada anteriormente Sabiendo los
datos de presión en el circuito de frenos en itv podemos convertirlos a par de freno con la ecuación Fitv real=
4Fr= 4* 8,35 p*ŋ = 33,4 p*ŋ (bar) *13.88 (Nm/bar)
Por último hemos visto que el incremento de peso sobre el eje delantero no es un factor que afecte en gran
medida a las mediciones de frenada sobre ITV para las distintas presiones de inflado de los neumáticos como
muestra el siguiente gráfico de la fig 17.
CONCLUSIONES
El estudio ha sido realizado controlando al máximo que las condiciones de medida fueran las mismas en tanto en
la prueba sobre banco de ITV como sobre pista. Aun así, hemos podido comprobar la gran deferencia en ambos
casos en las medidas presión a ejercer en el circuito de frenos del vehículo para detenerlo antes de obtener el
100% de deslizamiento. Además vemos una tendencia antagónica en ambos tests que siguen las mediciones de la
presión de frenada con respecto del deslizamiento para las distintas presiones de inflado del neumático. En suelo
Análisis de datos de frenada de un vehículo sobre banco de rodillos de ITV y suelo plano variando el peso… 11
plano se ha demostrado que conforme aumentamos la presión de inflado del neumático vamos a necesitar un
menor esfuerzo de frenada antes de tener el deslizamiento máximo, y por lo contrario en la prueba sobre rodillos
al aumentar la presión de inflado necesitaremos incrementar a su vez el esfuerzo de frenada, es decir tendremos
que incrementar la presión en el circuito de frenos obtener deslizamiento 100%.
Según el presente estudio podemos concluir que conforme vamos aumentado la presión de inflado en los
neumáticos el frenómetro recoje medidas que se acercan más a las realizadas sobre suelo plano.
VALORES MÁXIMOS DE PRESION EN EL CIRCUITO DE FRENO
SEGÚN INCREMENTO DE PESO
Bar inflado neumático
PRESION EN EL
CIRCUITO DE FRENO
140
1 BAR
120
1,5 BAR
100
2 BAR
2,5 BAR
80
1 BAR
60
Lineal (2,5 BAR)
Lineal (2 BAR)
40
20
648 Kg
710 Kg
737 Kg 756 Kg
PESO
Lineal (1,5 BAR)
Lineal (1 BAR)
0
Fig.17. Valores máximos de presion del circuito de freno del vehículo sobre sobre banco de frenada de ITV
para valores de 1-1.5-2 bar de inflado de la rueda con incrementos de peso en el eje delantero.
En definitiva, una baja presión de inflado al realizar el test de frenada en el frenómetro de ITV nos da valores de
presión del circuito de frenos que difieren hasta en un 65% menos de la frenada real que se produciria en el suelo
plano.
Esta diferencia se ha cuantificado con el uso de un factor corrector llamado “V” que corresponde a una ecuación
relacionada con el valor de inflado de los neumáticos y que nos permite extrapolar la medida de frenada de itv
con un valor de presión del neumático conocido a una medida teorica en suelo plano.
Las diferencias en las medidas de ambas pruebas podrian deberse a:
1º. Los fenómenos a comparar son visiblemente distintos: Sobre suelo plano, prueba 2, estamos midiendo
la presión en el circuito de frenos necesaria para detener un vehículo y en el banco, prueba 1, estamos
midiendo la presión necesario para ser expulsado del banco.
2º. Que en suelo plano al frenar se debe contrarestar una inercia de avance que no existe en la prueba
sobre rodillos.
3º. Que el area de contacto entre la rueda y la superficie de rodadura del banco de rodillos ITV
disminuye conforme aumenta la presión de inflado, por lo que una mayor área friccionando con lo
rodillos necesitará un mayor esfuerzo de frenada.
4º. Según unas medidas realizadas con el vehículo estático la huella de contacto entre la rueda y el rodillo
para cualquier presión de inflado siempre es inferior al área de contacto de la rueda sobre suelo plano.
De esta manera queda demostrado que la eficacia de la media depende directamente no solo del estado de los
frenos si no tambien de la presión de los neumáticos en el momento de realizar la prueba en el frenómetro
demostrando que es necesario el uso de un factor V que corrija las medidas realizadas en las estaciones de ITV.
Por el contrario aun en el caso de no poder modificar la presión de inflado del neumático hemos visto que las
medidas de los bares en el circuito de freno siguen una tendencia clara para las distintas presiónes de neumático
y hemos indicado “factor del neumático” que corresponde a la ecuación de la tendencia de la medida de presiónfrenos para ambas pruebas que prevee comportamientos de frenada no experimentados teniendo algunos valores
obtenidos de la experimentación.
Por último concluimos que el factor “V” no debe depender del peso sobre el eje delantero ya que para una misma
presión de neumatico los bar-freno registrados al incrementar un máximo de 108kg de peso solo incrementan
solo en un 7.5%
C. Senabre et al. / XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica (2010)
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REFERENCIAS
[1] F. Aparicio y C. Vera, Teoría de los vehículos automóviles (2), (2001) p. 69.
[2] J. C. Dixon, “Tires, Suspension and Handing”, Society of Automotive Engineers, Inc. The Open University,
Great Britain, 1996
[3] C. Vera Álvarez, F. Aparicio Izquierdo, J. Félez Mindan, V. Díaz López. Diseño y cálculo del sistema de
frenos en automóviles.
[4] Hans B. Pacejka, Tire and vehicle dynamics.
[5] Hyo-Jun Kim, Young-Pil Park. “Investigation of robust roll motion control considering vary speed and
actuator dynamics”. Mechatronics, nº 14, 2004, 35-54