Control de Presión de los Neumáticos

Introducción



Introducción

El estado de los neumáticos es muy importante para el control de vehículo. Es lo que mantiene al vehículo en contacto con el pavimento y a la hora de realizar determinadas maniobras y frenadas su estado es fundamental para evitar salirnos de la vía y tener un accidente, contando desde un primer momento, claro está, con que los amortiguadores y los frenos se encuentren en perfecto estado.

Durante todo el desarrollo de la automoción han habido muchos accidentes debido a que el usuario del vehículo no ha controlado en ningún momento el estado de sus neumáticos, y al estar éste sometido a los mismos esfuerzos sin la cantidad de aire apropiada (ya sea en exceso o defecto) se ha producido una rotura del mismo y como consecuencia, un accidente.

Estos sistemas, que veremos acontinuación, nos permiten controlar en todo momento la presión que contiene el neumático y nos avisa, en caso de que no sea la adecuada, mediante una indicación en el cuadro de instrumentos.

Existen en la actualidad también otros sistemas, enfocados a grandes vehículos de transporte de mercancías y pasajeros (camiones y autobuses) que, además de verificar la presión que hay en el neumático, aumentan o disminuyen la misma regulando la cantidad de aire que hay en el interior del neumático. Instroduciendo o extrayendo aire según las necesidades. Estos vehículos, al ir equipados con un sistema de aire comprimido para frenos y suspensión, aprovechan este sistema para mantener una presión óptima de inflado en el neumático.

Sistemas de Control de Presión



Existen varios sistemas de este tipo. En este apartado veremos los tres más comunes, sus ventajas y sus inconvenientes.

Los tres sistemas son los siguientes:
Sistema mediante captador de alta frecuencia con piezointerruptor.
Sistema mediante captadores de velocidad en la rueda.
Sistema por inducción.


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Sistema mediante captador de alta frecuencia con piezointerruptor

Este sistema, como se aprecia en la imagen de la izquierda, incorpora un piezointerruptor en la llanta y un captador de alta frecuencia acoplado a la pinza de freno de forma estática.

El piezointerruptor tiene la característica de que al ser piezoeléctrico y al estar sometido bajo la presión constante del gas (ya sea aire, nitrógeno o cualquier otro que el fabricante estime oportuno) que hay en el interior del neumático tiene la capacidad de generar impulsos eléctricos.

Estos impulsos eléctricos van hacia el extremo del piezointerruptor que asoma por la llanta hacia la pinza y se concentran ahí.

Cuando el piezointerruptor y el captador de alta frecuencia se enfrentan, este último realiza la lectura de la presión que recibe, la envía a una unidad de control (generalmente asociada a la del sistema de frenos ABS o a la del control dinámico de estabilidad ESP) y ésta por la línea de multiplexado envía los datos al resto de unidades de control, una de ellas es la del cuadro de instrumentos, para indicar al conductor la presión que posee el neumático.


RECUERDA QUE...

- Un componente piezoeléctrico es capaz de producir energía eléctrica cuando es sometido a presión, por efecto de la deformación que sufre.

- El mismo caso se puede dar a la inversa, aplicando corriente al material piezoeléctrico se produce una deformación en el mismo, por eso este material es usado en inyectores, por ejemplo, debido a la rapidez y fiabilidad con la que actúan.

- Algunos de estos materiales son: cuarzo, rubidio, sal de Seignette, materiales cerámicos..


El captador de alta frecuencia, por su parte, recibe los impulsos y los transmite a la unidad de control electrónico. Esta unidad de control amplifica la señal, debido a que no siempre es la misma debido a la velocidad y otros factores, y el amplificador transmite finalmente en forma de pulsos la señal.

Los pulsos son interpretados según haya sido programada la unidad de control y transmitidos por la linea de datos CAN del vehículo hacia el cuadro de instrumentos para que el conductor pueda saber la presión que tiene en todo momento el neumático, además de avisarle con señales acústicas y luminosas en caso de la presión no sea la adecuada.

En otros sistemas más sofisticados, además de transmitir la información solamente al cuadro de instrumentos, la información es también transmitida a unidades de control tales como: unidad de control para el control de estabilidad, unidad de control de gestión motor, unidad de control de frenos ABS (que es la que norlamente es conectada directamente al captador) y en caso de que la presión no sea óptima, el vehículo adapta los parámetros de la conducción al estado de los neumáticos para aumentar la seguridad además de avisar al conductor.

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Sistema mediante captadores de velocidad en la rueda.

Este sistema es más sencillo y emplea su principio de funcionamiento en la velocidad angular de las ruedas.

Utiliza los captadores de ABS que el vehículo lleva incoporporados, recibiendo la unidad de control en todo momento la velocidad de cada rueda. Cuando una rueda lleva menos aire del debido, disminuye su radio, y por tanto, aumenta su nº de rpm, en igualdad de condiciones de conducción (en línea recta, ya que en curva la velocidad siempre varía dependiendo de que la rueda se encuentre en el interior o en el exterior).

Esta diferencia de velocidad es apreciada por la unidad de control que emite por línea de multiplexado, hacia el resto de elementos, que una de las ruedas no conserva una presión adecuada. Esta unidad de control, además, comparte datos con el captador de posición del volante, para cerciorarse de que el vehículo está circulando en línea recta.

El sistema no obtiene una apreciación clara de la presión, como puede ser obtenida por el sistema anterior, pero sí es capaz de saber que algo no es correcto por las diferencias apreciadas.


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Sistema de control por inducción.

Este sistema utiliza captadores inductivos que leen el estado de la presión del neumático con la principal ventaja de que puede ser utilizado con otras llantas y ruedas no originales del vehículo.

Un incremento de presión conlleva un incremento de temperatura. El captador inductivo recibe esta información acerca de la temperatura que existe en el interior del neumático, comparándola con la temperatura exterior, por lo que interpreta qué presión hay en el interior del mismo.

El funcionamiento es exactamente el mismo que en los otros dos casos anteriores. Los datos son transmitidos a una unidad de control que a través de multiplexado se comunica con el resto de unidades y avisa al conductor.

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Sistema de Autoinflado de Neumáticos



Sistema de autoinflado de neumáticos.

Este sistema, además de conocer qué presión posee el neumático, ajusta la misma a las condiciones de carga y funcionamiento del mismo. Es muy utilizado en grandes camiones y autobuses, aunque se comienza a extender a algunos turismos y furgonetas.

En este apartado estudiaremos dos de los sistemas. El MTIS utilizado generalmente en vehículos industriales y el SIT que incorpora una válvula peristáltica para regular la presión de aire dentro del neumático.

Sistema MTIS

Es el sistema utilizado en vehículos industriales, debido a que requiere un circuito neumático para suministrar aire a las ruedas.

El sistema se conecta al interior de la llanta mediante una serie de canalizaciónes y una válvula rotativa, que gira con la rueda y de la cual sale otra canalización que se introduce en la llanta, suministrando aire al interior del neumático.

Esas canalizaciones van a parar a un distribuidor, conectado con el circuito neumático del camión, el cual detecta en qué rueda sobra o falta aire y suministra o evacua el mismo.

Este sistema puede ir regulado bien por válvulas de tipo mecánico, las cuales, dependiendo de la presión, se desplazan venciendo el tarado de sus respectivos muelles y comunicando las cámaras de escape o admisión de aire; o bien, puede funcionar por detectores de presión piezoeléctricos, que envían una señal a la unidad de control electrónico y ésta determina la cantidad de aire a inyectar o extraer.


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Como se puede observar en la imagen, un tubo llega a la rueda, es enganchado por una válvula rotativa colocada en el centro de la misma y otra canalización se introduce en la llanta acompañando el movimiento de la rueda en su giro.

Como apreciamos en esta otra imagen, este sistema lleva las canalizaciones por el interior del eje, para luego introducirse en la rueda.

El sistema es el mismo, con la diferencia de que éste resguarda más los elementos del sistema, no estando tan a la vista y evitando roturas por choques en maniobras.

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Esquema eléctrico electroválvula MTIS

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Esquema eléctrico sistema MTIS mecánico


Sistema SIT (Self-Inflaiting Tyre)

El sistema SIT se basa en los principios probados de la bomba peristáltica. Integra una cámara tubular en el talón del neumático. La cámara tubular se mantiene cerrada en su punto más bajo debido a la deformación del neumático causada por el peso del vehículo.

Cuando el neumático gira la deformación se va transmitiendo a lo largo de la cámara tubular, forzando la entrada de más aire en los neumáticos en cada giro de la rueda.


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Esta cámara tubular va conectada a una válvula, que dependiendo de la presión de aire que hay en el interior del neumático, comunica la cámara tubular con el interior del mismo (lo que hace que no suceda nada), o bien lo conecta al exterior (libera presión), o bien provoca que la cámara tubular genere vacío e introduzca aire exterior al interior del neumático.

En un principio este sistema utiliza una válvula de mando totalmente mecánica, con muelle tarado aunque se está estudiando la posibilidad de incorporar una electroválvula.

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Autoría




Autores: Juanjo Martínez y Manuel Rubio (mayo. 2020)

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