Por Leslie Wang, Support Engineer, Shanghai
Dewesoft China

El sistema de frenos es un sistema bastante complejo en el vehículo. Consiste en muchos componentes y partes, y cualquier falla menor de un componente podría causar la falla de todo el sistema.

Un cliente de Dewesoft, un fabricante de frenos de vehículos en China, necesitaba verificar si un problema específico de los frenos fue causado por un desequilibrio de presión en la línea de frenos. Anteriormente, el cliente no realizaba este tipo de resolución de problemas. Ahora, una solución de medición Dewesoft, que incluye un sistema de adquisición de datos DEWE-43 con un sensor de presión y el software Dewesoft X, hace el trabajo.

Bus and DEWE-43A DAQ system for brake testing

De todos los sistemas que componen un automóvil, el sistema de frenos podría ser el más importante y vulnerable: garantiza la seguridad básica al conducir. Dichos sistemas contienen una variedad de partes: 

  • pastillas de freno,
  • tambores de freno,
  • discos de freno,
  • pinzas de freno,
  • Zapatas de freno,
  • cilindros de rueda,
  • placas de respaldo,
  • cables de freno,

que son todos accesorios consumibles.

Problema: desviación al frenar

La mayoría de los vehículos de motor cuentan con sistemas de frenos hidráulicos y las líneas de freno son mangueras flexibles que transfieren la presión del pie del conductor sobre el pedal del freno a la potencia de frenado. El líquido de frenos se almacena en el cilindro maestro y se transfiere desde el cilindro maestro a las pinzas de freno a través de las líneas de freno cuando se presiona el pedal del freno. Esta presión obliga a las pinzas a apretar los frenos y, a su vez, reducir la velocidad y detener el vehículo.

Las líneas de freno son esenciales para mantener el vehículo seguro en la carretera, si fallan o no son confiables, significa un problema serio. Entonces, este tipo de pruebas es general en la industria del vehículo.

Nuestro cliente, el fabricante de componentes de frenos de un vehículo, suministra sus productos a vehículos comerciales y autobuses. Sus clientes les reflejaron que un autobús que usaba sus componentes de freno siempre se desviaba al frenar. Querían comprobar si un desequilibrio de la presión de la línea de freno causaba el problema del freno o si las pinzas de freno y los discos de freno eran los responsables del fallo.

La solución: sistema de adquisición de datos DEWE-43A

Para realizar esta solución de problemas, el cliente utilizó una solución Dewesoft para probar la presión de la línea de freno. El sistema de medición consta del sistema de adquisición de datos DEWE-43A, el software de adquisición de datos Dewesoft X, sensores de presión de terceros tipo WIKA S-10.

Brake test data acquisition system connection schemeFigura 1. Diagrama de conexión de medida y prueba.

 DEWE-43A es un sistema de adquisición de datos robusto y portátil. Pesa menos de dos libras y es lo suficientemente pequeño como para caber en una mano. La unidad está cortada de un bloque sólido de aluminio mediante CNC.

DEWE-43A DAQ system aluminium chassisEl sistema DAQ DEWE-43 está fresado en CNC a partir de un durazno sólido de bloque de aluminio

DEWE-43 tiene 8 entradas analógicas universales, 8 entradas digitales / de contador / codificador y dos entradas de bus CAN de alta velocidad. Cada canal proporciona energía para la excitación del sensor y cada canal, ya sea analógico, digital o CAN, está sincronizado con una precisión de microsegundos. Dewesoft X, el galardonado software avanzado de adquisición de datos, registro de datos y análisis de datos, se incluye con el hardware.

Con la funcionalidad plug and play, el DEWE-43A es adecuado para varias aplicaciones de adquisición de datos dinámicos. Tiene entradas analógicas universales y puede aceptar: señales de voltaje y de puente completo de forma nativa, así como señales IEPE, carga, termopares, medio puente, cuarto de puente, RTD, corriente, resistencia y LVDT con el uso de adaptadores DSI. La frecuencia de muestreo es de hasta 200 kS / s por canal, con ADC sigma-delta de 24 bits. Cada canal proporciona energía para la excitación del sensor.

DEWE-43A data acquisition system from DewesoftFigura 2. Sistema de adquisición de datos DEWE-43.

El software Dewesoft X para la adquisición de datos (DAQ), la grabación de datos y el análisis de datos se incluyen en los sistemas de adquisición de datos de Dewesoft.

Compactos y resistentes, los transmisores de presión WIKA S-10 están diseñados para aplicaciones industriales de medición de presión, que incluyen hidráulica y neumática, vacío, medición de nivel de líquido, control de prensas, control de compresores, protección de bombas y otras operaciones de procesamiento y control.

WIKA S-10 pressure sensor
Figura 3. Transmisor de presión WIKA S-10.

El sensor de presión utilizado es un sensor WIKA S-10 de 3 hilos. Su rango de medición es de 0 ~ 150 bar, la salida es de 0 ~ 10 v, la temperatura del medio es de -30 ~ +100 grados Celsius y la temperatura de funcionamiento es de -20 ~ +80 grados Celsius.

DEWE-43 DAQ system test placed under bus in a repair shopFigura 4. El sitio de prueba es el patio de reparaciones del cliente y se coloca un DEWE-43 A con una computadora portátil debajo del autobús.

Medidas de presión de la línea de freno

Usando DEWE-43A con sensores de presión para medir la presión de la línea de freno, se obtiene el valor de presión y la curva de presión de la válvula principal y la cámara de freno de la rueda del carro.

En este caso, el cliente está limitado por el número de sensores de presión. Solo hay disponibles cuatro sensores de presión, lo que significa que tanto el sistema del eje delantero como el sistema del eje trasero no se pueden medir al mismo tiempo. Se eligió el sistema de eje delantero para medir.

Un sensor de presión está instalado en la línea de la válvula principal de la cavidad superior. Se instalan otros dos sensores con acoplamientos en T en la línea de presión de la cámara de freno delantera derecha y la cámara de freno delantera izquierda. Los cables de medición conectan los sensores de presión y la entrada analógica del DEWE-43A.

Debido a las condiciones de prueba, la prueba es estática, la presión de inflado de la bomba maestra del freno es de aproximadamente 10 bar.

Se golpea el freno, se activa el sistema de frenos y se registra la curva de presión. A continuación, la curva se analiza, entre otras cosas, para establecer si la presión de freno superior de la cámara de freno derecha e izquierda es igual y si la sincronización de la cámara de freno derecha e izquierda es simultánea. En este caso, el software Dewesoft X DAQ solo se utiliza para registrar los valores de presión y las curvas.

Pressure sensor installed in the brake chamber with tee couplingFigura 5. Sensor de presión instalado en la cámara de freno con acoplamiento en T.

En el software, se agregan dos canales estadísticos para calcular el valor de presión máxima de dos cámaras de freno. Las cámaras de freno delantera derecha tienen 4,38 bar y la delantera izquierda 4,73 bar. Luego hicimos zoom en la parte de aumento de presión y usamos el cursor doble para ver la diferencia de tiempo en el tiempo entre la válvula principal de la cavidad superior y la de la cámara del freno en funcionamiento. Fue de unos 55 ms.

De esta manera, la curva registrada de los datos ayuda al cliente a encontrar la desviación de frenado causada por el desequilibrio de presión de la línea de freno.

Pressure sensor installed in the upper cavity main valve with tee couplingFigura 6. Sensor de presión instalado en la válvula principal de la cavidad superior con acoplamiento en T.

Figura 7. La curva de presión de la válvula principal de la cavidad superior y dos cámaras de freno.

Conclusión

Anteriormente, el cliente no realizaba este tipo de pruebas, pero el DEWE-43A, como producto pequeño, flexible y fácil de usar, ayudó al cliente a obtener nuevos conocimientos valiosos.

El fabricante ya utilizaba más sistemas de adquisición de datos Dewesoft. Se conectan o amplían si se necesitan más canales en el futuro, cuando el cliente tiene la intención de agregar el módulo GPS y los sensores de fuerza del pedal.