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IES 6001 GENERAL MANUEL BELGRANO
INFORME FINAL
CATEDRASISTEMAS DE CONTROL
PROFESOR:
INGENIERO DANIEL VAZQUEZ MENDOZA
ALUMNA: PATRICIA MALLO
PROYECTO
FRENOS HIDRAULICO EN SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO ABIERTO
DICIEMBRE 2015
FRENOS HIDRAULICOS
DEFINICION DEL PROBLEMA:
Como diseñar y construir un prototipo de freno hidráulico utilizando operadores
neumáticos, hidráulicos y eléctricos, hecha con materiales q se puedan reutilizar.
INTRODUCCIÓN:
Nuestro proyecto consiste en construir una mano robótica que realice las
funciones básicas de una mano humana basándose en los principios generales de
la neumática y la hidráulica para lo q es necesario trabajar sobre estos cambios.
Analizar los materiales elegidos para le elaboración de nuestro proyecto y poder
llevar a un producto final con bases tecnológicas y con calidad.
OBJETIVOS:
GENERALES:
Nuestro objetivo principal es construir una mano robótica basándose en la
neumática y la hidráulica y en sus principios básicos, además en los
conocimientos aprendidos en años anteriores.
ESPECÍFICOS:
Investigar sobre hidráulica y neumática para poder empezar la elaboración de una
mano robótica a base de la presión del agua.
Observar y verificar los recursos (económicos, materiales, etc.) que vamos a
manejar y utilizar en el proyecto
determinar cómo se inicia el proyecto y la construcción
JUSTIFICACION:
Nuestro proyecto consiste en elaborar un prototipo de una mano humana porque
es un proyecto muy interesante que nos ayudara al rápido entendimiento de estos
conceptos básicos
También seria útil brindarles a los estudiantes pertenecientes a la institución una
opción más económica de este proyecto.Este proyecto beneficia a los estudiantes
facilitándoles el aprendizaje.
MARCO TEORICO
Un sistema de control es un conjunto de dispositivos encargados de administrar,
ordenar, dirigir o regular el comportamiento de otro sistema, con el fin de reducir
las probabilidades de fallo y obtener los resultados deseados. Por lo general, se
usan sistemas de control industrial en procesos de producción industriales para
controlar equipos o máquinas.
Existen dos clases comunes de sistemas de control, sistemas de lazo abierto y
sistemas de lazo cerrado. En los sistemas de control de lazo abierto la salida se
genera dependiendo de la entrada; mientras que en los sistemas de lazo cerrado
la salida depende de las consideraciones y correcciones realizadas por la
retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado es llamado también sistema de
control con realimentación. Los sistemas de control más modernos en ingeniería
automatizan procesos sobre la base de muchos parámetros y reciben el nombre
de controladores de automatización programables (PAC)
Los sistemas de control deben conseguir los siguientes objetivos:
1. Ser estables y robustos frente a perturbaciones y errores en los modelos.
2. Ser eficiente según un criterio preestablecido evitando comportamientos
bruscos e irreales.
Necesidades de la supervisión de procesos
Limitaciones de la visualización de los sistemas de adquisición y control.
Control vs Monitoreo Del Proceso
Control software. Cierre de lazo de control.
Recoger, almacenar y visualizar información.
Minería de datos.
Clasificación de los sistemas de control según su comportamiento
Antes definimos
SISTEMA: Conjunto de elementos unidos y en interacción. Un sistema no
necesariamente es físico y puede aplicarse a fenómenos abstractos y dinámicos,
tales como los que se encuentran en economía. Por tanto, la palabra sistema debe
interpretarse como una implicación de sistemas físicos, biológicos, económicos y
similares.
CONTROL: Selección de las entradas de un sistema de manera que los estados o
salidas cambien de acuerdo a una manera deseada. Los elementos Son:
• Siempre existe para verificar el logro de los objetivos que se establecen en la
planeación.
• Medición. Para controlar es imprescindible medir y cuantificar los resultados.
• Detectar desviaciones. Una de las funciones inherentes al control, es descubrir
las diferencias que se presentan entre la ejecución y la planeación.
• Establecer medidas correctivas. El objeto del control es prever y corregir los
errores.
• Factores de control; Cantidad, Tiempo, costo, Calidad.
PROCESO; Operación o desarrollo natural progresivamente continúo, marcado
por una serie de cambios graduales que se suceden uno al otro en una forma
relativamente fija y que conducen a un resultado o propósito determinados.
Operación artificial o voluntaria progresiva que consiste en una serie de acciones o
movimientos controlados, sistemáticamente dirigidos hacia un resultado o
propósito determinados. Ejemplos: procesos químicos, económicos y biológicos.
Supervisión: acto de observar el trabajo y tareas de otro (individuo o máquina) que
puede no conocer el tema en profundidad.
Sistema de control de lazo abierto
Es aquel sistema en que solo actúa el proceso sobre la señal de entrada y da
como resultado una señal de salida independiente a la señal de entrada, pero
basada en la primera. Esto significa que no hay retroalimentación hacia el
controlador para que éste pueda ajustar la acción de control. Es decir, la señal de
salida no se convierte en señal de entrada para el controlador. Ejemplo 1: el
llenado de un tanque usando una manguera de jardín. Mientras que la llave siga
abierta, el agua fluirá. La altura del agua en el tanque no puede hacer que la llave
se cierre y por tanto no nos sirve para un proceso que necesite de un control de
contenido o concentración. Ejemplo 2: Al hacer una tostada, lo que hacemos es
controlar el tiempo de tostado de ella misma entrando una variable (en este caso
el grado de tostado que queremos). En definitiva, el que nosotros introducimos
como parámetro es el tiempo.
Estos sistemas se caracterizan por:
Ser sencillos y de fácil concepto.
Nada asegura su estabilidad ante una perturbación.
La salida no se compara con la entrada.
Ser afectado por las perturbaciones. Éstas pueden ser tangibles o
intangibles.
La precisión depende de la previa calibración del sistema.
Sistema de control de lazo cerrado
Son los sistemas en los que la acción de control está en función de la señal de
salida. Los sistemas de circuito cerrado usan la retroalimentación desde un
resultado final para ajustar la acción de control en consecuencia. El control en lazo
cerrado es imprescindible cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:
Cuando un proceso no es posible de regular por el hombre.
Una producción a gran escala que exige grandes instalaciones y el hombre
no es capaz de manejar.
Vigilar un proceso es especialmente difícil en algunos casos y requiere una
atención que el hombre puede perder fácilmente por cansancio o despiste,
con los consiguientes riesgos que ello pueda ocasionar al trabajador y al
proceso.
Sus características son:
Ser complejos, pero amplios en cantidad de parámetros.
La salida se compara con la entrada y le afecta para el control del sistema.
Su propiedad de retroalimentación.
Ser más estable a perturbaciones y variaciones internas.
Un ejemplo de un sistema de control de lazo cerrado sería el termo tanque de
agua que utilizamos para bañarnos. Otro ejemplo sería un regulador de nivel de
gran sensibilidad de un depósito. El movimiento de la boya produce más o menos
obstrucción en un chorro de aire o gas a baja presión. Esto se traduce en cambios
de presión que afectan a la membrana de la válvula de paso, haciendo que se
abra más cuanto más cerca se encuentre del nivel máximo.
Tipos de sistemas de controlLEY DE PASCAL:
en física, el principio de Pascal o ley de Pascal, es una ley enunciada por el físico
y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: la
presión ejercida por un fluido incompresible y en equilibrio dentro de un recipiente
de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las
direcciones y en todos los puntos del fluido.
El principio de Pascal puede comprobar utilizando una esfera hueca, perforada en
diferentes lugares y provista de un émbolo. Al llenar la esfera con agua y ejercer
presión sobre ella mediante el émbolo, se observa que el agua sale por todos los
agujeros con la misma velocidad y por lo tanto con la misma presión.
También podemos ver aplicaciones del principio de Pascal en las prensas
hidráulicas, en los elevadores hidráulicos y en los frenos hidráulicos.
Aplicación:
El principio de Pascal puede ser interpretado como una consecuencia de la
ecuación fundamental de la hidrostática y del carácter altamente incompresible de
los líquidos. En esta clase de fluidos la densidad es prácticamente constante, de
modo que de acuerdo con la ecuación:
Donde: , presión total a la profundidad. , presión sobre la superficie libre del
fluido. , densidad del fluido. , aceleración de la gravedad. , Altura, medida en
Metros.
La presión se define como la fuerza ejercida sobre unidad de área p = F/A. De
este modo obtenemos la ecuación: F1/A1 = F2/A2, entendiéndose a F1 como la
fuerza en el primer pistón y A1 como el área de este último. Realizando despejes
sobre esta ecuación básica podemos obtener los resultados deseados en la
resolución de un problema de física de este orden.
Si se aumenta la presión sobre la superficie libre, por ejemplo, la presión total en
el fondo ha de aumentar en la misma medida, ya que el término ρgh no varía al no
hacerlo la presión total. Si el fluido no fuera incompresible, su densidad
respondería a los cambios de presión y el principio de Pascal no podría cumplirse.
Por otra parte, si las paredes del recipiente no fuesen indeformables, las
variaciones en la presión en el seno del líquido no podrían transmitirse siguiendo
este principio.
PRINCIPIO DE ARQUIMEDES:
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total
o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia
arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el
nombre de empuje hidrostático de Arquímedes, y se mide en newton (en el SI). El
principio de Arquímedes se formula así:
Donde E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido
desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la
aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la
densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese
lugar. El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa
verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido
desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.
ley de boyle:
La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y Edme
Mariotte, es una de las leyes de los gases idealesque relaciona el volumen y la
presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley
dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:
donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presión disminuye
el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante
para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura,
manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la
relación:
donde:
Además si despejamos cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:
ley de Bernoulli:
El principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o Trinomio de
Bernoulli, describe el comportamiento de un flujo laminar moviéndose a lo largo de
una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra
Hidrodinámica(1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni
rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que
posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. La energía de un
fluido en cualquier momento consta de tres componentes:
1. Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
2. Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido
posea.
3. Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión
que posee.
La siguiente ecuación conocida como "Ecuación de Bernoulli" (Trinomio de
Bernoulli) consta de estos mismos términos.
NEUMATICA:
La neumática (del griego πνεῦμα "aire") es la tecnología que emplea el aire
comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y
hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al
aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía
acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases
ideales.
Mandos neumáticos
Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización,
elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y
mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan
válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos están constituidos por:
Elementos de información.
Órganos de mando.
Elementos de trabajo.
Elementos artísticos.
Para el tratamiento de la información de mando es preciso emplear aparatos que
controlen y dirijan el fluido de forma prestablecida, lo que obliga a disponer de una
serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y
dirección del flujo del aire comprimido.
En los principios de la automatización, los elementos rediseñados se mandan
manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba
efectuar el mando a distancia, se utilizan elementos de comando por símbolo
neumático (cuervo).
Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos
elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos,
electro-neumáticos y automáticos que efectúan en su totalidad el tratamiento de la
información y de la amplificación de señales.
La gran evolución de la neumática y la hidráulica han hecho, a su vez, evolucionar
los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día
se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos
permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.
Hay veces que el comando se realiza manualmente, y otras nos obliga a recurrir a
la electricidad (para automatizar) por razones diversas, sobre todo cuando las
distancias son importantes y no existen circunstancias adversas.
Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:
Distribuir el fluido
Regular caudal
Regular presión
Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y
la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por el compresor o
almacenado en un depósito. Ésta es la definición de la norma DIN/ISO 1219
conforme a una recomendación del CETOP (Comité Européen des Transmissions
Oléohydrauliques et Pneumatiques).
Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:
1. Válvulas de vías o distribuidoras
2. Válvulas de bloqueo
3. Válvulas de presión
4. Válvulas de caudal
5. Válvulas de cierre
HIDRAULICA:
La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de
las propiedades mecánicas de los fluidos. Todo esto depende de las fuerzas que
se interponen con la masa (fuerza) y empuje de la misma.
La palabra hidráulica viene del griego ὑδϱαυλικός (hydraulikós) que, a su vez,
viene de tubo de agua", palabra compuesta por ὕδωϱ (agua) y αὐλός (tubo).
Aplicación de la mecánica de fluidos en ingeniería, usan dispositivos que
funcionan con líquidos, por lo general agua y aceite como las maquinas ejemplo:
caladora, carros, ETC
Operadores hidraulicos:
rueda hidráulica
bomba hidráulica
transmisión de energía
freno hidráulico
dirección hidráulica
LINEA DEL TIEMPO DE LA NEUMATICA:
Ahora se presenta una pequeña línea del tiempo sobre la historia de la
neumática.2500 a.C.
–Muelles de soplado1500 a.m.
–Fuelle de mano y de pie (fundición no ferrosa)s I. a.C.
–el Griego KTesibios inventa el cañón neumáticos. XVII - Estudio de los gases:
Torricelli, Pascal, Mariotte, Boyle, GayLussac1688
–Máquinas de émbolos (Papín)1762
–Cilindro soplante (John Smeaton)1776
–Prototipo compresor (John Wilkinson)s. XIX
–Se empieza a usar la neumática en la industria de forma sistémica1857
–Perforación túnel Mont Celis1869
–Freno de aire para FFCC1880
–Primer martillo neumático1888
–Red de distribución de aire en París. XX
–Incorporación de la neumática en mecanismos y automatización
LINEA DEL TIEMPO DE LAHIDRAULICA:
Caracterizado por que su caja comprende un armazón provisto de recipientes para
perfumes y un mecanismo electrónico para la aplicación de cantidades reguladas
de perfume a través de un teclado utilizando monedas o billetes. 2.- Dispensador
de perfumes para la utilización de cantidades mínimas controladas, de acuerdo a
la reunificación 1, caracterizado por que la caja comprende un armazón es a modo
de varias boquillas o pistolas, permitiendo la utilización o aplicación de perfumes.
3.- Dispensador de perfumes para la utilización de cantidades mínimas
controladas de acuerdo a la reivindicación 1 y 2 caracterizado por que la descarga
o aplicación del perfume con una cantidad exacta y se hace con la boquilla o
pistola. 4.- Dispensador de perfumes para la utilización de cantidades mínimas
controladas de acuerdo a la reindivicaciones 1, 2 y 3 caracterizado por que los
recipientes son recambiables o recargables y su contenido (perfumes) puede ser
variado. 5.- Dispensador de perfumes para la utilización de cantidades mínimas
controladas de acuerdo a las reivindicaciones 1, 2, 3 y 4 caracterizado por que el
funcionamiento del dispensador para la selección y aplicación del perfume se
establece mediante el sistema electrónico.6.- Dispensador de perfumes para la
utilización de cantidades mínimas controladas de acuerdo a las reivindicaciones 1,
2, 3, 4 y 5 caracterizado por que el funcionamiento y puesta en marcha del
sistema electrónico se inicia con la utilización de monedas o billetes. .
AEROSOL:
Un aerosol es un conjunto de partículas microscópicas, sólidas o líquidas, que se
encuentran en suspensión en un gas.
En el contexto de la contaminación del aire, un aerosol se refiere a materia
particular fina, de tamaño mayor que una molécula pero lo suficientemente
pequeña como para permanecer en suspensión en la atmósfera durante al menos
unas horas.
El término aerosol también se emplea con frecuencia para referirse a un bote
presurizado (pulverizador), diseñado para liberar un chorro fino de materiales
como pintura, etc. También ha sido asociado, de manera errónea, con el gas
(propelente) empleado para expulsar el material contenido en el pulverizador.
DISPENSADOR DE PERFUME:
1.- Dispensador de perfumes para la utilización de cantidades mínimas
controladas
COMPRESOR:
Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la
presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son
los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía
entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es
transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo,
aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.
Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a
diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas
térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable
de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de los
ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no
aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.
Utilización
Los compresores son ampliamente utilizados en la actualidad en campos de la
ingeniería y hacen posible nuestro modo de vida por razones como:
Son parte importantísima de muchos sistemas de refrigeración y se
encuentran en cada refrigerador casero, y en infinidad de sistemas de aire
acondicionado.
Se encuentran en sistemas de generación de energía eléctrica, tal como lo
es el Ciclo Brayton.
Se encuentran en el interior muchos "motores de avión", como lo son los
turborreactores y hacen posible su funcionamiento.
se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas
neumáticos, los cuales mueven fábricas completas.
Tipos de compresores:
Funcionamiento de un compresor axial.
Clasificación según el método de intercambio de energía: Hay diferentes tipos de
compresores de aire, pero todos realizan el mismo trabajo: toman aire de la
atmósfera, lo comprimen para realizar un trabajo y lo regresa para ser reutilizado.
El compresor de émbolo: Es un compresor de aire simple. . Un mango
impulsado por un motor eléctrico es rotado para levantar y bajar el émbolo
dentro de una cámara. En cada movimiento hacia abajo del émbolo, el aire
es introducido a la cámara mediante una válvula. En cada movimiento
hacia arriba del émbolo, se comprime el aire y otra válvula es abierta para
comprimir dichas moléculas de aire; durante este movimiento la primera
válvula mencionada se cierra. El aire comprimido es guiado a un tanque de
reserva. Este tanque permite el transporte del aire mediante distintas
mangueras en el compresor. La mayoría de los compresores de aire de
uso doméstico son de este tipo.
El compresor de tornillo: Aún más simple que el compresor de émbolo, el
compresor de tornillo también es impulsado por motores eléctricos. La
diferencia principal radica es que el compresor de tornillo utiliza dos
tornillos largos para comprimir el aire dentro de una cámara larga. Para
evitar el daño de los mismos tornillos, aceite es insertado para mantener
todo el sistema lubricado. El aceite es mezclado con el aire en la entrada
de la cámara y es transportado al espacio entre los dos tornillos rotadores.
Al salir de la cámara, el aire y el aceite pasan a través de un largo
separador de aceite donde el aire ya pasa listo a través de un pequeño
orificio filtrador. El aceite es enfriado y reusado mientras que el aire va al
tanque de reserva para ser utilizado para un trabajo.
Sistema Pendular Taurozzi
Reciprocantes o Alternativos: utilizan pistones (sistema bloque-cilindro-
émbolo como los motores de combustión interna). Abren y cierran válvulas
que con el movimiento del pistón aspira/comprime el gas. Es el compresor
más utilizado en potencias pequeñas. Pueden ser del tipo herméticos,
semi-hermeticos o abiertos. Los de uso doméstico son herméticos, y no
pueden ser intervenidos para repararlos. los de mayor capacidad son semi-
hermeticos o abiertos, que se pueden desarmar y reparar.
de Espiral (Orbital, Crol)
Rotativo-Helicoidal (Tornillo, Screw): la compresión del gas se hace de
manera continua, haciéndolo pasar a través de dos tornillos giratorios. Son
de mayor rendimiento y con una regulación de potencia sencilla, pero su
mayor complejidad mecánica y costo hace que se emplee principalmente
en elevadas potencias, solamente.
Rotodinámicos o Turbomáquinas: Utilizan un rodete con palas o álabes
para impulsar y comprimir al fluido de trabajo. A su vez éstos se clasifican
en:
o Axiales
o Radiales
GATO HIDRAULICO:
Los gatos hidráulicos son usualmente usados únicamente por vulcanizadores o
bien mecánicos, ya que no se consideran gatos convencionales de emergencia
para transportar en el propio vehículo. Esto se debe a que el gato hidráulico
requiere una atención y utilización más especializada, ya que es necesario
seleccionar las condiciones del suelo, el punto exacto donde levantar el objeto y
asegurarse de la estabilidad del mismo cuando el gato hidráulico sea extendido.
Un gato hidráulico usa un fluido, el cual es incomprensible, que es impulsado a un
cilindro mediante el émbolo de una bomba. El aceite es usado debido a su
capacidad de auto-lubricarse y a su estabilidad. Cuando el émbolo va hacia atrás,
arrastra aceite fuera de la reserve a través de una válvula para ser introducido a la
cámara de la bomba. Cuando el émbolo va hacia adelante, empuja el aceite
mediante una descarga de la válvula hacia el cilindro. La válvula de succión se
encuentra al lado de cámara de la bomba y se abre con cada movimiento del
émbolo. La válvula de descarga está fuera de la cámara y se abre cuando el
aceite es enviado al cilindro. En este punto, la válvula de succión es impulsada y la
presión del aceite crece en el cilindro. Es un gato que solo tiene Diana.
FRENO DE AIRE:
El freno neumático es un tipo de freno cuyo accionamiento se realiza mediante
aire comprimido. Se utiliza principalmente en trenes, camiones, autobuses y
maquinaria pesada.
Utiliza pistones que son alimentados con depósitos de aire comprimido mediante
un compresor, cuyo control se realiza mediante válvulas. Estos pistones actúan
como prensas neumáticas contra los tambores o discos de freno.
El primer freno neumático factible para ferrocarriles fue inventado en los años
1860 por George Westinghouse.
FRENO HIDRAULICO:
El Freno hidráulico es el que aprovecha la acción multiplicadora del esfuerzo
ejercido sobre un líquido oleoso incompresible.
Funcionamiento: Los frenos hidráulicos utilizan la presión de un líquido (presión
hidráulica) para forzar las zapatas de freno hacia fuera, contra las tamboras.
Presenta esquemáticamente un sistema típico de frenos hidráulicos. El sistema
consta esencialmente de dos componentes: el pedal del freno con un cilindro
maestro y el mecanismo de freno de ruedas, junto con los tubos o conductos
correspondientes y las piezas de sujeción.
Al funcionar, el movimiento del pedal del freno fuerza a un pistón para que se
mueva en el cilindro maestro. Esto aplica presión a un líquido delante del pistón.
Obligándolo a pasar – bajo presión – a través de los conductos de freno hacia los
cilindros de ruedas. Cada cilindro de rueda tiene dos pistones, como se aprecia.
Cada pistón está acoplado a una de las zapatas de freno mediante un pasador
accionado. Por tanto, cuando el líquido es forzado al interior de los cilindros de
ruedas, los pistones resultan empujados hacia fuera. Este movimiento fuerza las
zapatas también hacia fuera, poniéndolas en contacto con la tambora.
LA INGENIERIA DE SISTEMAS DE CONTROL DE FRENOS
Problemas
Los problemas considerados en la ingeniería de los sistemas de control,
básicamente se tratan mediante dos pasos fundamentales como son:
1. El análisis.
2. El diseño.
En el análisis se investiga las características de un sistema existente. Mientras
que en el diseño se escogen los componentes para crear un sistema de control
que posteriormente ejecute una tarea particular.
Métodos de diseño
Existen dos métodos de diseño:
1. Diseño por análisis.
2. Diseño por síntesis.
El diseño por análisis modifica las características de un sistema existente o de un
modelo estándar del sistema y el diseño por síntesis en el cual se define la forma
del sistema a partir de sus especificaciones.
Representación
La representación de los problemas en los sistemas de control se lleva a cabo
mediante tres representaciones básicas o modelos:
1. Ecuaciones diferenciales , integrales, derivadas y otras relaciones
matemáticas.
2. Diagramas en bloque.
3. Gráficas en flujo de análisis.
Los diagramas en bloque y las gráficas de flujo son representaciones gráficas que
pretenden el acortamiento del proceso correctivo del sistema, sin importar si está
caracterizado de manera esquemática o mediante ecuaciones matemáticas. Las
ecuaciones diferenciales y otras relaciones matemáticas, se emplean cuando se
requieren relaciones detalladas del sistema. Cada sistema de control se puede
representar teóricamente por sus ecuaciones matemáticas. El uso de operaciones
matemáticas es patente en todos los controladores de tipo P, PI y PID, que debido
a la combinación y superposición de cálculos matemáticos ayuda a controlar
circuitos, montajes y sistemas industriales para así ayudar en el perfeccionamiento
de los mismos.
FRENOS ABS
El sistema antibloqueo de ruedas o frenos antibloqueo, del alemán
Antiblockiersystem (ABS), es un dispositivo utilizado en aviones, automóviles y en
modelos avanzados de motocicletas que hace variar la fuerza de frenado para
evitar que los neumáticos pierdan la adherencia con el suelo.
El sistema fue desarrollado inicialmente para los aviones, los cuales acostumbran
a tener que frenar fuertemente una vez han tomado tierra. En 1978 Bosch hizo
historia cuando introdujo el primer sistema electrónico de frenos antibloqueo. Esta
tecnología se ha convertido en la base para todos los sistemas electrónicos que
utilizan de alguna forma el ABS, como por ejemplo los controles de tracción y de
estabilidad.
A día de hoy alrededor del 75% de todos los vehículos que se fabrican en el
mundo, cuentan con el ABS. Con el tiempo el ABS se ha ido generalizando, de
forma que en la actualidad la gran mayoría de los automóviles y camiones de
fabricación reciente disponen de él. Algunas motos de alta cilindrada también
llevan este sistema de frenado. El ABS se convirtió en un equipo de serie
obligatorio en todos los turismos fabricados en la Unión Europea a partir del 1 de
julio de 2004, gracias a un acuerdo voluntario de los fabricantes de automóviles.
Hoy día se desarrollan sistemas de freno eléctrico que simplifican el número de
componentes, y aumentan su eficacia.
