Frenos Frenos de disco ventilados y perforados delante y detrás con pinzas fijas (soporte de las pastillas) de cuatro pistones en las ruedas delanteras y pinzas flotantes en las ruedas traseras. Las fijas no se mueven, en relación al disco de freno, y utilizan dos pares de pistones. De este modo, al accionarse, presionan las pastillas a ambos lados del disco. En general son más complejas y caras que las pinzas flotantes. Las flotantes se mueven en relación al disco. Un pistón a uno de los lados empuja la pastilla hasta que esta hace contacto con la superficie del disco, haciendo que la mordaza y con ella la pastilla de freno interior se desplacen. De este modo la presión es aplicada a ambos lados del disco y se logra la acción de frenado.
La cubierta del freno, está hecha de aluminio. El anillo de fricción perforado y autoventilado de los discos de freno de fundición gris está conectado de manera flotante a la cubierta de aluminio mediante unos pernos fundidos de acero inoxidable. Esta combinación de materiales y diseño supone una reducción importante de la masa no suspendida (3 kg menos que en los sistemas convencionales), además de conseguir una disipación del calor más eficaz, un excelente rendimiento y una vida útil más prolongada.
Ayudas electrónicas Todos estos sistemas electrónicos actúan en conjunción con el sistema de Control Dinámico de Estabilidad (DSC). ABS Analizando la ecuación de giro de la rueda (I) se observa que con un par M f de frenada elevado, la rueda se pararía de forma casi instantánea, obteniendo una velocidad angular de deceleración muy elevada y aumentando mucho el deslizamiento de la rueda. Cuando este alcance su valor máximo, pasa a la zona de comportamiento inestable (i=0). Esto provoca una reducción en la fuerza disponible para frenar, aumentando la distancia de detención del vehículo.
I∗dω =F f ∗r c−M F dt Al bloquearse las ruedas, ya no existe movimiento relativo entre las pastillas de freno y el disco. En consecuencia no se transmite el par de frenada suministrado por el sistema de frenos, sino el limitado por la adherencia entre la rueda y el suelo. La elipse de adherencia se modifica con el bloqueo, reduciéndose su tamaño. La capacidad de la rueda de soportar esfuerzos transversales es muy baja, y ante pequeñas solicitaciones el vehículo pierde el control y la estabilidad direccional. El sistema ABS mide la deceleración angular de la rueda y lo compara con los patrones de frenado óptimos. La unidad de control actúa sobre el sistema reduciendo la presión de frenado. Para que la rueda no quede poco frenada, la presión se vuelve a incrementar. La regulación se lleva a cabo como una secuencia cíclica de incrementos y descensos de presión. Elementos o subsistemas del ABS: •
Sensor de velocidad con anillo ranurado.
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Unidad electrónica de control (centralita electrónica)
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Válvula de control de la presión
Control dinámico de los frenos (DBC) El Control Dinámico de los Frenos (DBC) trabaja con la presión hidráulica de los frenos, siendo esta unidad hidráulica parte del sistema DSC. Además actúa en cooperación con el sistema ABS. El DBC ayuda al conductor de forma activa y fiable al frenar en caso de emergencia. Vigila electrónicamente la velocidad y la presión con las que el conductor aplica el pedal de freno, puede detectar una situación de frenado de emergencia y asegurar al instante la aplicación de toda la fuerza de frenado a las ruedas. El criterio que sigue para aplicar la máxima frenada es la velocidad con la que el conductor pisa el freno y la cantidad de presión ejercida sobre el pedal. Un sensor de presión de frenado recoge la magnitud y velocidad del cambio de presión en el freno y lo comunica a la unidad de control DBC. La unidad de control compara los valores sensados con los valores umbral almacenados en el DBC. Este sólo se activará cuando se cumplan los siguientes criterios: La presión en el cilindro maestro de freno es mayor de 30bar. La presión de frenado es mayor de 6000 bar/segundo. La velocidad de crucero del vehículo es mayor de 5 km/h El vehículo no circula marcha atrás. Una o más ruedas no están dentro del rango de regulación del ABS. Si todas estas condiciones se cumplen, el DBC se activa. DBC se desactiva cuando el conductor suelta el pedal del freno o la velocidad del vehículo baja de 5 km/h. • • • • •
Control de frenado en curva (CBC) Sistema de seguridad activa del automóvil que tiene la función de conseguir un mayor agarre cuando nos vemos obligados a frenar mientras tomamos una curva, reduciendo el riesgo de sufrir un siniestro. Es un desarrollo y expansión del sistema ABS de frenado en curvas, y similar al control de estabilidad o DSC (Dynamic Stability Control). La conducción del vehículo está vigilada permanentemente por sofisticados sensores que supervisan y dan información sobre la rotación de las ruedas, el ángulo de dirección, las fuerzas laterales, la presión y movimiento de guiñada. Un modelo de simulación almacenado en la unidad de control del CBC garantiza la estabilidad y permite comparar la información procedente del volante y del acelerador: si la diferencia entre el modelo y la conducción real del vehículo es excesiva, el CBC actúa para aumentar la estabilidad o la tracción. Midiendo las revoluciones de la rueda, el CBC regula la presión en los diferentes cilindros de frenos mediante dos bombas en cada rueda (dinámica y de retorno) de tal forma que esta opere independientemente y pueda frenar de forma óptima. El sistema también permite corregir comportamientos direccionales no deseados. En el caso de producirse subviraje, el sistema actuará en el freno de la rueda trasera interior. Si se produce sobreviraje, se actúa sobre el freno de la rueda delantera exterior.
El control de frenado en curva contrarresta el desequilibrio de peso ocasionado por la pérdida de control de la dirección tras enviar una mayor presión de frenado a las ruedas izquierdas o derechas o reduciendo la presión en el eje trasero, consiguiendo una mejora sustancial de la estabilidad y seguridad del vehículo en las curvas.
SUSPENSIÓN La suspensión delantera de aluminio independiente de paralelogramo deformable con doble brazo transversal inferior y triángulo superior. Los amortiguadores son telescópicos con resortes helicoidales y barra estabilizadora. Gracias al uso del aluminio la suspensión es muy ligera, reduciendo en un 30% el peso de la masa no suspendida en comparación con las de acero. Esto se traduce en una menor masa no suspendida y una excelente agilidad y capacidad de respuesta. El eje delantero más ligero equilibra las cargas entre los ejes delantero y trasero, proporcionando unos resultados inmediatos en la respuesta de los sistemas de suspensión y dirección. Esto se mejora aún más con el apoyo del eje delantero en diagonal, que lleva también los engranajes de dirección, los brazos transversales y los tirantes, así como la barra estabilizadora.
La suspensión trasera de acero independiente de paralelogramo deformable multibrazo (5 brazos) con amortiguadores telescópicos, resortes helicoidales y barra estabilizadora. Gracias a su mayor rigidez y al guiado más preciso de las ruedas, el eje trasero de cinco brazos garantiza un dinamismo y una agilidad incomparables. El guiado de las ruedas y la excelente maniobrabilidad es causa directa de los soportes extra anchos de las ruedas, los brazos de control y el eje en extremo rígidos, y los tirantes que
sirven de conexión entre la suspensión y la carrocería. Los pequeños brazos de palanca provocan los baches o fuerzas adversas apenas afecten al eje trasero.
DDC (Dynamic Dumping Control) Introducción El i8 es el primer modelo de auto BMW que cuenta con este sistema de control dinámico de la suspensión. El DDC se desarrolló inicialmente para motocicletas como una evolución lógica del ESA II (2009). El ESA consiste en una amortiguación basada en el control electrónico del conjunto muelle-amortiguador. Esta innovación tomó el nombre de ESA en el año 2004 (Electronic Suspenssion Adjustment), y dio lugar a ESA II en el año 2009 (incluyendo en este caso la posibilidad de variar la extensión del muelle). Así pues, el sistema BMW DDC va más allá y consigue que la moto, o en este caso el coche, tenga un comportamiento específico para cada momento. Es un sistema semiactivo de regulación del chasis, que reacciona automáticamente a maniobras como frenado, aceleración o trazado de curvas y que, además, evalúa en todo momento el estado de la calzada. Distintos sensores detectan estas situaciones y el sistema regula automáticamente la amortiguación. Funcionamiento Este sistema ajusta manual o automáticamente cada amortiguador para adaptarse a las diferentes condiciones de conducción para obtener un corfort y una seguridad adecuadas. Reduce variaciones de carga en las ruedas, asegura la tracción en estas y reacciona contra el movimiento de balanceo de la masa suspendida independientemente de la carga del vehículo o de las condiciones de la calzada.
El sistema está formado por los soportes de la suspensión, sus uniones con el DDC, el sistema ABS, el DTC (control de tracción) y los sensores correspondientes al DTC, suspensión, ABS. El sistema DDC comparte la misma red CAN-Bus con el DTC y el ABS. Los amortiguadores disponen de unas electroválvulas proporcionales alimentadas por corriente. Estas se abren y se cierran para hacer la suspensión hidráulica más o menos dura según se requiera. Los sensores monitorizan constantemente todos los factores que influyen en el comportamiento del vehículo y el confort de los ocupantes. El microprocesador del DDC analiza las señales y mandan la correspondiente señal a los actuadores de las válvulas proporcionales. El control está influenciado por el control de tracción. Al acelerar se incrementa la alimentación en las electroválvulas traseras, endureciendo los amortiguadores, y una vez se ha alcanzado la velocidad objetivo las válvulas vuelven a su posición inicial. Este sistema también recibe información de los sensores de DTC al tomar curvas y por lo tanto al variar la carga sobre cada rueda y balancear la masa suspendida. Cuando se toma una curva los sensores correspondientes (sensor box) mandan la orden de endurecer la suspensión de las ruedas interiores y reblandecer las exteriores en función de la inclinación. Una vez se ha tomado la curva vuelven a su posición inicial. Los sensores situados en la suspensión delantera y trasera. Al topar con baches o badenes las electroválvulas actúan proporcionalmente al recorrido de la suspensión. Se aumenta la alimentación de estas (se endurece la suspensión) cuando el amortiguador se comprime. De esta forma se eliminan casi por completo la influencia de baches y de defectos en la calzada en el comportamiento del vehículo. El controlador ABS también actúa sobre las electroválvulas. Al frenar se incrementa la actuación en la suspensión delantera y al parar el vehículo, se desactiva el sistema. De esta forma se reduce la tendencia del morro a hundirse al frenar, se mejora la tracción de los neumáticos y se reducir la distancia de frenado en caso de frenazo.