Los proveedores están preparando la siguiente pieza del rompecabezas del automóvil definido por software: el sistema de frenos.
ZF Friedrichshafen y Brembo son los primeros proveedores en anunciar contratos para sistemas de freno por cable que eliminan en gran medida los componentes hidráulicos centenarios.
El funcionamiento de los frenos no ha cambiado mucho en 100 años: el conductor pisa el pedal del freno. Un cilindro maestro impulsa el líquido a través de una serie de tubos hacia las pinzas de freno de disco y los cilindros de rueda dentro de los frenos de tambor. El líquido presurizado mueve pistones que presionan las pastillas contra los rotores y, en algunos vehículos, expande las zapatas contra los tambores para frenar el vehículo.
Ese ha sido básicamente el sistema estándar desde la década de 1920, cuando Augie y Fred Duesenberg equiparon su Duesenberg Modelo A con frenos hidráulicos en las cuatro ruedas.
Pero ahora, componentes electrónicos más precisos, controlados por computadora, están a punto de reemplazar la hidráulica de baja tecnología. El sistema de frenado por cable puede usar inteligencia artificial y algoritmos para mejorar la seguridad, acortando las distancias de frenado y manteniendo los vehículos más estables en frenadas de emergencia.
Se espera que el sistema Sensify de Brembo llegue el próximo año, según informó la compañía. Brembo, fabricante de frenos de alto rendimiento para vehículos como motocicletas, superdeportivos exóticos y coches de carreras, no ha revelado el nombre de sus clientes ni en qué segmento de mercado se lanzará el sistema.
Al acercarse el final de 2024, asumimos que muchas de las tendencias observadas continuarían en 2025. Las ganancias seguirían disminuyendo, y con ellas, los valores de referencia de los concesionarios y el número de concesionarios vendidos. Sin embargo, en enero obtuvimos información que nos hace creer que 2025 podría ser otro año emocionante para nuestra industria.
ZF, el proveedor alemán más conocido por sus transmisiones automáticas, tampoco ha anunciado el nombre de su primer cliente para su sistema EMB (frenado electromecánico). Su lanzamiento está previsto para 2028.
Sin embargo, Peter Holdmann, director de la división de chasis de ZF, dio una pista en el CES de Las Vegas en enero. Informó a la prensa que el contrato de ZF exige equipar 5 millones de vehículos con EMB. De esos vehículos, 700.000 serán camionetas de servicio pesado, añadió. Esto limita el vehículo a un pequeño universo de modelos: las camionetas Ford Super Duty y las versiones más grandes de las camionetas Chevrolet y Ram.
Cómo funciona el freno por cable
Hay dos tipos de freno electrónico. La versión que salió hace aproximadamente una década todavía usa sistema hidráulico, pero cuenta con un cilindro maestro electrónico que mide la intención del conductor al pisar el pedal del freno.
La nueva generación de Brembo y ZF son sistemas “secos”. Sustituyen las pinzas hidráulicas por pinzas eléctricas que utilizan motores para mover las pastillas de freno.
Los sistemas de frenos tradicionales conectan el pedal al cilindro maestro del freno y, generalmente, a un servofreno de vacío. El sistema EMB de ZF elimina prácticamente todo esto.
El pedal del freno está conectado a un dispositivo eléctrico que mide datos como la velocidad y la fuerza que utiliza el conductor al presionar el pedal.
“Un simulador de pedales observa la intención del conductor mediante el recorrido y la fuerza del pedal y la traduce en una señal que se procesa mediante una computadora central”, explicó Diego Cusi, director de ingeniería de ZF. “Esa señal se enviará ahora a las cuatro ruedas”.
El agarre de los neumáticos a la carretera genera otro conjunto de señales. La computadora puede aplicar diferentes presiones de frenado a cada rueda según las condiciones de la carretera.
“La señal [de cada rueda] se interpretará y luego ordenará al motor que aplique una determinada fuerza”, dijo Cusi.
En vehículos con frenos antibloqueo, el conductor siente una vibración al activarse el sistema. Esto desaparece en vehículos con freno electrónico en las cuatro ruedas, ya que los motores que presionan las pastillas de freno contra los rotores no están conectados al pedal del freno.
Sistema híbrido
Sensify de Brembo utiliza componentes electrónicos en las cuatro ruedas, lo que sugiere que su primera aplicación probablemente sea un vehículo eléctrico.
El sistema EMB de ZF combina componentes hidráulicos para los frenos delanteros (que proporcionan la mayor parte de la potencia de frenado) y componentes electrónicos para los frenos traseros. Sería demasiado costoso equipar un vehículo de combustión con un sistema eléctrico de 12 voltios con una fuente de alimentación redundante para operar de forma segura los frenos eléctricos secos en las cuatro ruedas en caso de una falla eléctrica, afirmó Cusi.
El sistema EMB puede aplicar los frenos más rápido que los sistemas hidráulicos, dijo Cusi. «Los sistemas hidráulicos de última generación tienen lo que llamamos tiempo de bloqueo. ¿Cuánto tarda una rueda en bloquearse? 150 milisegundos, por ejemplo. Podemos hacerlo más rápido con EMB».
Bosch tiene un tipo diferente de sistema de freno por cable que conserva las pinzas operadas hidráulicamente pero utiliza una actuación electrónica de acción rápida en el cilindro maestro, el componente que envía el líquido de frenos a las ruedas.
Frenado en seco por cable
Los sistemas de frenado por cable van más allá de simplemente frenar con mayor rapidez. Al frenar, se produce un fenómeno llamado transferencia de peso. La parte delantera del vehículo se vuelve más pesada y las ruedas traseras pierden agarre. Los sistemas de frenado por cable, especialmente cuando se utilizan con cámaras e IA, pueden gestionar la transferencia de peso de forma más eficiente y mejorar la seguridad en frenadas bruscas.
“Hemos realizado numerosos estudios para lograr que una Chevrolet Suburban frene como un Corvette”, afirmó Danny Milot, vicepresidente sénior de ingeniería de frenos de ZF. Aun así, los conductores generalmente buscan que una Suburban se sienta como una Suburban y que un Corvette se sienta como un Corvette.
“Pero en una emergencia, tal vez tengas un sistema de cámara autónomo que aplique los frenos sin que el conductor presione el pedal; entonces, tener un sistema que sea realmente rápido es algo bueno”, dijo Milot.
Costo y peso
Una pinza EMB, exhibida en la sede norteamericana de ZF en Livonia, Michigan, era más grande y se sentía más pesada que una pinza hidráulica estándar, debido principalmente a los dos motores eléctricos montados en la sección exterior. Aunque la EMB probablemente sea más cara que los sistemas hidráulicos, ofrece otras ventajas además de un frenado más seguro.
El sistema elimina la red de tuberías metálicas que transportan el líquido de frenos, que atraviesa el chasis hasta cada rueda, lo que simplifica la fabricación y reduce los costes. El sistema de Brembo elimina los servofrenos de vacío y el cilindro maestro hidráulico, lo que supone un mayor ahorro para los fabricantes de automóviles.
Los sistemas de frenos secos por cable también pueden reducir los costos de mantenimiento y combustible. No requieren purgas de líquido de frenos. Las pastillas de freno probablemente durarán más y se espera una mejora en el ahorro de combustible. Esto se debe a que los frenos hidráulicos no pueden retraer las pastillas de los discos, por lo que hay una ligera resistencia incluso cuando el conductor levanta el pie del pedal. Los frenos eléctricos retraen las pastillas completamente.
