Impacto de los proyectos del Instituto

Sistema de pruebas de frenado de la VW

Desde el 2001, la Coordinación de Instrumentación ha realizado dos proyectos para la empresa ensambladora de autos Volkswagen de México, SA de CV (VW), ubicada en la ciudad de Puebla, ambos relacionados con la modernización de su maquinaria. Recientemente se concluyó la reconstrucción del sistema de pruebas de frenado (SPF).

La planta ensambladora cuenta con un SPF que le permite revisar el comportamiento de los elementos de fricción del sistema de frenos hidráulicos utilizados en vehículos. El sistema consta de un motor eléctrico de 300 HP acoplado a un banco de masas inerciales que pueden variar desde 8.25 a 187 Nm2, y que sirven para simular el peso del vehículo.

El proceso de frenado puede efectuarse de dos formas: a parada o continuo. El frenado de parada consiste en reducir la velocidad del sistema con base en la acción de frenado; dependiendo del vehículo simulado, el sistema puede partir de una velocidad de 250 km/h y llevarse a una velocidad menor deseada, controlando ya sea el par, la presión o la desaceleración aplicada. La frenada continua consiste en llevar el sistema a la velocidad de frenado, aplicando una presión o par controlado durante un tiempo o intervalo de temperatura. Dependiendo del tipo de frenado y del modo de operación se pueden analizar diferentes partes del freno. Al igual que en un vehículo convencional la presión hidráulica en la línea de frenos es proporcionada por un cilindro maestro estándar el cual es accionado por un gato hidráulico. De esta manera, el control del motor eléctrico equivale al pedal del acelerador mientras que el control de la presión en el gato hidráulico equivale al pedal del freno.

El proyecto de reconstrucción del SPF consistió en su instrumentación y el desarrollo de un nuevo sistema de control y de adquisición de datos.

La instrumentación del sistema permite adquirir datos tales como la presión real en la línea de frenos (0-250 bar), el par aplicado (0-5000 Nm), el desplazamiento del cilindro maestro (0-300 mm), la velocidad angular del banco de masas (0-2500 rpm) y la temperatura en cuatro puntos del elemento de fricción, ya sea freno de disco o de tambor.

El nuevo sistema de control y adquisición de datos permite realizar pruebas encadenadas de manera automática y con par, presión o desaceleración controlada. Para ello, fue necesario diseñar los acondicionadores de una celda de carga, LVDT, sensores de presión, entre otros dispositivos, a fin de conectar directamente una tarjeta para la adquisición de datos. Además, se desarrolló la electrónica necesaria para la servoválvula a fin de controlar el gato hidráulico. También se incluyó un sistema de visión, gracias al cual el operador puede observar, durante la prueba, el estado del sistema de frenos directamente sobre la pantalla de la computadora y, por supuesto, hacer adquisición de imagen obteniendo la evidencia del estudio.

Con el SPF reconstruido, la empresa VW actualmente ofrece este servicio al resto del consorcio, como a los fabricantes de partes para frenos, ahorrando tiempo y dinero, e incluso piezas de Alemania se mandan a México para realizar estos estudios ya que este tipo de pruebas es altamente especializado y existen pocas máquinas en el mundo con capacidad para hacerlo.

Este es el segundo proyecto que se desarrolla para la VW; el primero consistió en la actualización de la máquina de prueba de uniformidad de neumáticos que hoy día, opera sin ningún contratiempo y que se utilizó como referencia en este trabajo.

La capacidad del personal del IIUNAM está ampliamente reconocida por la VW, gracias al éxito de la tecnología desarrollada. El proyecto fue realizado en la Coordinación de Instrumentación por Enrique Gómez Rosas en colaboración con Rodolfo Peters Lammel, con la asesoría de Rolando Carrera Méndez, de la Coordinación de Automatización, y con el apoyo de la empresa Gaoli, que brindó la logística del proyecto.