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por James Walker, Jr. de scR motorsports

En otras partes de este sitio web hemos discutido (con doloroso detalle añadirían algunos) la importancia del sesgo delantero-trasero, o el equilibrio de los frenos, y cómo su optimización puede conducir a un mejor rendimiento de frenado. Sin embargo, un factor crítico en el establecimiento del sesgo – la válvula mecánica de proporción de la presión de los frenos – se dejó fuera de la discusión. Después de todo, uno sólo puede tomar tanto de esta charla de sesgo de freno en una sola sesión.

Eso dijo, estamos de vuelta para compartir las complejidades de cómo la presión de los frenos se distribuye a la parte delantera y trasera del vehículo. Más importante aún, esperamos que usted tome la comprensión de que la sustitución, la modificación, o simplemente jugando con su válvula proporcional puede hacer más daño que bien. Aunque no se trata de magia negra, hay muchas oportunidades de desordenar el sistema sin ni siquiera saberlo.

En consecuencia, ofrecemos este rápido vistazo a estos dispositivos y a sus hermanos mecánicos. Una pequeña cantidad de conocimiento puede producir beneficios sorprendentes, no el menor de los cuales es evitar sorpresas desagradables.

Control de la presión de los frenos traseros

En general, hay tres maneras de tratar con la presión de los frenos traseros: dejarlo solo, hacerlo proporcional a la presión de los frenos delanteros, o controlarlo de una manera que combina estas dos estrategias.

Estrategia 1: Dejarla sola

Si no se utilizara ningún dispositivo para modificar la presión del freno trasero, entonces, como se muestra en la figura A, la presión del freno delantero y la del trasero serían siempre iguales. Naturalmente, esta es la forma más fácil de resolver el problema, pero para evitar el sesgo trasero en todas las condiciones, el propio freno trasero tendría que ser absolutamente diminuto.

Como se puede imaginar, esta no es una solución realista y no se encuentra en el mundo real.

Estrategia 2: Proporción verdadera

La proporción verdadera, como se muestra en la figura B, daría como resultado que las presiones de los frenos traseros fueran linealmente proporcionales a las presiones de los frenos delanteros en todas las condiciones. Por irónico que parezca, las «válvulas proporcionales» no proporcionan este tipo de control, ya que no son los dispositivos puramente proporcionales que su nombre implica.

Este tipo de regulación de la presión es ciertamente posible de lograr, pero normalmente requiere cilindros maestros en tándem y un enlace de reacción ajustable, la misma configuración que se encuentra en casi todos los coches de carreras construidos hoy en día.

En los vehículos así equipados, la relación de proporción se logra mediante una combinación de selección del diámetro del pistón del cilindro maestro y el ajuste de una conexión de reacción mecánica que conecta los dos cilindros maestros. También conocida como barra de polarización, la geometría del varillaje determina la distribución de la fuerza delantera y trasera que proviene del conjunto del pedal de freno. El beneficio significativo de esta configuración es que una barra de polarización puede ser diseñada de tal manera que el conductor puede ajustar la relación de proporción entre la parte delantera y trasera, mientras que en la velocidad.

En el ejemplo que se muestra a continuación, un ajuste de la barra de polarización de 0,010 pulgadas resulta en un aumento de la fuerza de entrada del cilindro maestro delantero de 125lb a 133lb. Al mismo tiempo, la fuerza de entrada del cilindro maestro trasero disminuye de 125 lb a 117 lb.

El control del conductor en tiempo real sobre el sesgo hace que los ajustes para cambiar las condiciones de la pista o la carga de combustible sean prácticamente sin esfuerzo. La complejidad de este diseño hace que sea muy poco práctico para el uso en la calle, pero en la pista simplemente no puede ser superado por la facilidad de ajuste.

Estrategias de combinación – La válvula de proporción mal llamada

Las válvulas de proporción convencionales deberían ser referidas como «reguladores de la fuerza de frenado» o «válvulas reguladoras de la presión de frenado». Aunque su nombre podría implicar un verdadero control proporcional, en realidad proporcionan una combinación del control que se encuentra en las figuras A y B.

Hasta ciertas presiones, estas válvulas permiten una presión igual a los frenos delanteros y traseros (al estilo de la figura A). Sin embargo, una vez que se alcanza un punto de presión preestablecido (600 psi en el ejemplo), la presión del freno trasero sigue aumentando, pero a un ritmo más lento (o pendiente) que la presión del freno delantero. La figura C nos muestra esto con bastante claridad.

Mirando los diagramas, uno puede ver que es posible diseñar tanto un sistema de tipo B como un sistema de tipo C que en última instancia dan el mismo equilibrio de freno en el punto de máxima desaceleración. (Obsérvese que tanto la figura B como la C generan 950 psi de presión en la línea de freno trasera cuando la presión en la línea de freno delantera es de 2000 psi.)

Sin embargo, también se puede ver que los sistemas de tipo C -los que utilizan válvulas dosificadoras- pueden acercarnos al equilibrio óptimo a niveles de deceleración más bajos. Este beneficio es relativamente insignificante en una aplicación de carreras, ya que el vehículo siempre está operando a deceleraciones máximas, pero es de gran ventaja en la calle.

En otras palabras, la válvula dosificadora nos permite conducir por la ciudad en condiciones de equilibrio de frenos optimizado (bueno para la vida de las pastillas de freno delanteras), pero también mantiene todo bajo control cuando necesitamos frenar al máximo (bueno para la estabilidad).

Debido a su tamaño compacto y a su coste relativamente bajo, estos dispositivos pueden encontrarse en casi todos los vehículos que requieren una reducción de la presión de los frenos traseros para lograr un sesgo de frenado óptimo. Los turismos típicos y los coches de carreras de serie entran perfectamente en esta categoría.

Válvulas dosificadoras con sensor de altura

Las válvulas dosificadoras de algunos vehículos van un paso más allá, ya que el punto de apoyo en el gráfico puede variar con la cantidad de peso en el eje trasero. Efectivamente, a medida que aumenta el peso del eje trasero, se comprime un acoplamiento entre el eje y la carrocería. Este enlace actúa sobre una leva dentro de la válvula dosificadora que aumenta la precarga del muelle de la válvula dosificadora. El resultado final es que se permite una mayor frenada trasera (bias) a medida que se añade peso al eje trasero, lo que ayuda a aprovechar la mayor tracción ahora disponible en los neumáticos traseros. La figura D ilustra esta relación con bastante claridad.

Entonces, ¿se puede ajustar la válvula proporcional?

Aunque no lo crea, en casi todos los casos las válvulas OEM están bien adaptadas al sistema de frenos original y no deben ser manipuladas, ya que no hay piezas en su interior que puedan ser modificadas por propietarios ambiciosos. Desafortunadamente, algunas son ajustables externamente, por lo que la tentación de jugar está ahí delante de nosotros!

Un punto a considerar es que debido a que son un dispositivo mecánico, las válvulas de proporción deben ser diseñadas como un mejor compromiso para su uso en todas las condiciones. Los escenarios de alta velocidad, baja velocidad, vehículo completamente cargado y vacío deben ser evaluados y calculados en el diseño de la válvula dosificadora.

Por supuesto, si usted ha modificado su vehículo de una manera que afecta a la inclinación delantera-trasera, ¡puede estar parado en el campo de la izquierda! Como un refresco de nuestro artículo de sesgo, vamos a traer de nuevo las listas de modificaciones que pueden influir en el sesgo delantero-trasero.

Factores que aumentarán el sesgo delantero:

• Aumento del diámetro del rotor delantero
• Aumento del coeficiente de fricción de las pastillas de freno delanteras
• Aumento del diámetro de los pistones de las pinzas delanteras
• Disminución del diámetro del rotor trasero
• Disminución del coeficiente de fricción de las pastillas de freno traseras
• Disminución del diámetro de los pistones de las pinzas traseras
• Centro de gravedad más bajo (es decir.es decir, vehículo más bajo)
• Más peso en el eje trasero (es decir cargado)
• Menos peso en el eje delantero
• Neumáticos menos pegajosos (límite de deceleración más bajo)

Factores que aumentarán el sesgo trasero:

• Diámetro del rotor trasero aumentado
• Coeficiente de fricción de la pastilla de freno trasera aumentado
• Diámetro(s) del pistón de la pinza trasera aumentado
• Diámetro del rotor delantero disminuido
• Coeficiente de fricción de la pastilla de freno delantera disminuido
• Diámetro(s) del pistón de la pinza delantera disminuido
• Centro de gravedad más alto (es decir.Es decir, vehículo elevado)
• Menos peso en el eje trasero (es decir, sin carga)
• Más peso en el eje delantero
• Neumáticos más pegajosos (mayor límite de deceleración)

Modificaciones de la proporción

Podríamos empezar esta sección diciendo claramente que no debe modificar su válvula de proporción. Pero, ¿qué gracia tendría eso? Con toda seriedad, la realización de cambios en la válvula dosificadora para efectuar el sesgo de los frenos debe dejarse en manos de aquellos que tienen las herramientas y los dispositivos de medición adecuados, pero si usted ha ajustado su vehículo más allá del reconocimiento, esta puede ser su única solución para restaurar un sentido de sesgo adecuado a su sistema de frenado.

Empezaremos aquí con tres de las reglas más básicas con respecto a la instalación y selección de la válvula dosificadora.

1. Si usted tiene la necesidad profundamente arraigada de instalar su propia válvula dosificadora ajustable, tenga en cuenta que NUNCA deben ser instalados si la unidad de fábrica está todavía en su lugar. Las válvulas proporcionales en serie pueden hacer cosas desagradables e impredecibles.

2. Si tiene la necesidad de instalar su propia válvula proporcional ajustable, tenga en cuenta que NUNCA debe instalarse en línea con los frenos delanteros. El efecto sería hacer que su vehículo se incline hacia atrás antes de poder decir «sobreviraje terminal». La presión de la línea de freno delantera debe dejarse siempre sola – sólo las presiones traseras deben ser consideradas para la dosificación.

3. En todos los casos, el equilibrio básico del sistema de frenos tiene que estar cerca de ser optimizado para empezar. Esta es la única manera de que una válvula dosificadora puede ser utilizado con eficacia. Usted nunca debe asumir que la simple adición de una válvula dosificadora resolverá todas las condiciones de inclinación trasera, ya que incluso las mejores válvulas dosificadoras deben estar bien adaptadas al vehículo objetivo.

Selección de la válvula dosificadora

La selección de la válvula dosificadora ajustable correcta para su vehículo implica no sólo la selección del punto adecuado en el que comienza la limitación de la pendiente (el punto de inclinación), sino también la selección de la tasa adecuada en la que la presión de la línea de freno trasero se acumula después de ese punto (la pendiente). Casi todas las válvulas proporcionales ajustables en el mercado hoy en día tienen un punto de rodilla ajustable (el punto en el que la presión de la línea de freno trasero comienza a ser controlada), pero una pendiente fija (la tasa a la que se acumula más allá del punto de rodilla). Mientras que un parámetro es ajustable, ambos son críticos para el rendimiento del sistema. Obsérvese que en la figura E las dos curvas tienen el mismo punto de inflexión, pero las pendientes varían mucho.

Entonces, ¿cómo se selecciona el punto de inflexión y la pendiente adecuados? Sin los recursos de prueba y medición de un gran fabricante de automóviles, es casi imposible decirlo. Por supuesto, usted podría probar y hacer un error para llegar a una solución que considere adecuada, pero sin pruebas en todas las condiciones de carga, velocidad y condiciones de la carretera, podría haber una condición de funcionamiento esperando a morderle.

En resumen, si se encuentra pensando, «Me pregunto cómo elegiría la válvula dosificadora correcta para mi coche», probablemente no debería cambiarla usted mismo.

Proporcionamiento electrónico: No se permite la manipulación

Como una pequeña barra lateral a la válvula de proporción mecánica discutida aquí, hay un movimiento en marcha para reemplazar la función de la válvula de proporción con el hardware que realiza la función del ABS. Aunque esto no es todavía la norma, la mayoría de los coches de alto rendimiento ya tienen esta característica como equipo estándar y se puede predecir con razonable certeza que la tendencia continuará.

A partir de la información recogida de los cuatro sensores de velocidad de las ruedas del ABS, los algoritmos de proporcionamiento dinámico trasero (DRP) o de distribución electrónica de la fuerza de frenado (EBD) calculan la relación de deslizamiento delantero-trasero de los cuatro neumáticos. Entonces, dados los umbrales y parámetros preestablecidos, el hardware del ABS puede intervenir y modificar la presión de frenado que va a las ruedas traseras de forma automática.

Debido a que el DRP y el EBD se basan en el deslizamiento real de las ruedas y no en la presión de la línea de frenado, este tipo de proporcionamiento trasero es más flexible y adaptable a las modificaciones que uno pueda hacer en su vehículo. También es menos costoso, ya que el OEM ahora puede eliminar la válvula de proporción mecánica del vehículo y reemplazar su función con otro hardware ya a bordo.

Naturalmente, el OEM no quiere que los propietarios jueguen con su proporción delantera-trasera, y como resultado no hay manera de que el entusiasta reprograme el DRP o EBD para satisfacer sus deseos. Por supuesto, si el vehículo original de frente a la espalda sesgo está en el tacto en el primer lugar, no hay necesidad de reprogramar de todos modos.

Planificar sabiamente

En resumen, hay más a la válvula de proporción de lo que parece. Usted debe hacer todo lo posible para planificar y seleccionar cuidadosamente las modificaciones de los frenos para que usted sea capaz de mantener y aprovechar los beneficios de la válvula dosificadora de valores. En otras palabras, preste atención a (y no se aleje demasiado de) el sesgo de fábrica en primer lugar y usted estará por delante del juego.

Si por otras razones se ve obligado a desechar la acción y sustituirla por una unidad de mercado de accesorios, tenga en cuenta que la selección y el ajuste no son para los no iniciados. Si bien hay más de una manera de lograr el equilibrio óptimo en el punto de máxima desaceleración, sin la cantidad correcta de conocimientos que podría estar haciendo compromisos en condiciones de frenado parcial que no estaban presentes con el hardware de la fábrica.

Además, recuerde que la simple adición o sustitución de una válvula dosificadora puede no ser suficiente para remediar los escenarios de sesgo basket-case. Una planificación adecuada y un diseño inicial deberían garantizar que la inclinación básica del vehículo sea adecuada desde el principio, permitiendo que la válvula dosificadora se utilice adecuadamente como un dispositivo de ajuste fino.