ÍNDICE Funcionamento Ao ser ligada, a chave de ignição alimenta a linha 15 do sistema elétrico, que por sua vez energiza vários circuitos e componentes, entre eles a tecla de comando do freio-motor. A mesma tensão positiva fornecida pela linha 15 à tecla de comando, segue para os interruptores do pedal do acelerador e do pedal da embreagem numa ligação em série, fechando circuito na válvula eletropneumática do freio-motor, onde o aterramento é feito pela carcaça do componente, ligada à massa do chassi. O acionamento do pedal do acelerador e ou o do pedal da embreagem interrompe a passagem de corrente elétrica, desaplicando o freio-motor. Sem o acionamento dos pedais do acelerador e da embreagem, o circuito volta a ser fechado, ocorrendo a energização da válvula eletropneumático, dando passagem à pressão de ar que irá atuar no mecanismo do pistão. O pistão atuador aciona então a válvula borboleta para a posição fechada, restringindo a saída dos gases de escapamento e ocasionando uma contrapressão no interior dos cilindros do motor, aplicando o efeito freio-motor para reduzir a velocidade do veículo. Ao perceber a condição de aplicação do freio-motor, o sistema de gerenciamento eletrônico controla a dosagem de combustível para que o motor obtenha o máximo de eficiência desse recurso. A ECM desativa automaticamente o freio-motor sempre que o regime de rotação estiver abaixo de 1000 rpm.
INTRODUÇÃO .................................................................................................... 3 PRINCÍPIOS FÍSICOS ............................................................................................ 4 Massa do Veículo ............................................................................................ 4 Velocidade do Veículo ..................................................................................... 4 Atrito ............................................................................................................. 5 SISTEMA DE ATUAÇÃO DE FREIO ........................................................................ 6 Freio de Serviço .............................................................................................. 6 Freio de Estacionamento .................................................................................. 6 Freio de Emergência ........................................................................................ 6 Freio-motor ..................................................................................................... 6 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS .................................................................... 7 Numeração dos Pórticos dos Componentes ......................................................... 8 COMPONENTES DO SISTEMA DE FREIO PNEUMÁTICO ........................................... 9 Compressor de Ar Wabco modelo 318 TR .......................................................... 9 Abafador de Ruídos ....................................................................................... 11 Serpentina (Pré-condensador) .......................................................................... 12 Válvula CONSEP (Condensador e Separador) ..................................................... 13 Válvula Reguladora de Pressão (Veículos sem Filtro Secador) .............................. 15 Filtro Secador ............................................................................................... 17 Regulagem da Pressão ................................................................................... 19 Regeneração do Filtro .................................................................................... 20 Reservatório de Ar ........................................................................................ 21 Válvula de Proteção de 4 vias ......................................................................... 23 Válvula fechada ............................................................................................ 24 Válvula aberta .............................................................................................. 24 Válvula de Dreno Automático ......................................................................... 26 Válvula Dupla do Pedal .................................................................................. 28 Válvula de Retenção Dupla ............................................................................. 30 Válvula de Descarga Rápida ........................................................................... 31 Válvula Freio de Estacionamento / Emergência (cavalo mecânico) ....................... 32 Válvula Freio de Estacionamento/Emergência (Caminhões 4x2, 6x2 e Ônibus) ....................................................................... 34 Posição Fechada (Freio Aplicado) .................................................................... 34 Posição Intermediária (Freio de Emergência) ..................................................... 35 Câmara de Freio Simples ................................................................................ 36 Câmara de Freio Dupla sem Mola Acumuladora................................................. 37 Válvula Relê ................................................................................................. 41 Válvula Distribuidora ..................................................................................... 43 Funcionamento da Válvula de 2/2 Vias (Vazamento na Tubulação do Freio) ........................................................................... 46
Recomenda-se manter a tecla do freio-motor ligada sempre que o veículo estiver em movimento. O freio-motor deve ser sempre utilizado com uma das marchas engrenada.
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Válvula Sensível à Carga (suspensão mecânica) ................................................ 47 Válvula Sensível à Carga (suspensão pneumática) ............................................. 52 Vávula de Engate Rápido (mão de amigo) ......................................................... 56 Válvula 2/2 vias ............................................................................................ 57 Tomada de Teste .......................................................................................... 58 Válvula de Drenagem Manual ......................................................................... 58 Conexões VOSS ............................................................................................ 59 Ajustador Automático .................................................................................... 61 Freio-motor ................................................................................................... 63 Treinamento Assistência Técnica
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Freio-motor Descrição Para seu comando e funcionamento, o sistema do freio-motor conta com: - Tecla de comando no painel de instrumentos; - Interruptor do pedal do acelerador (motor mecânico); - Posição do pedal do acelerador (motor eletrônico); - Interruptor do pedal da embreagem - Válvula pneumática tipo solenóide - Mecanismo do freio motor localizado antes do silencioso, composto por: carcaça, válvula borboleta, eixo com haste e pistão atuador.
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INTRODUÇÃO
A vista explodida mostra as partes móveis do sistema. A vista seccionada, mostra os componentes nas suas posições de trabalho, exceto a lingüeta guia, que está a 90 graus de sua posição real.
Câmara de freio a ar
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10
7 2
Classificado como item de segurança ativa de um veículo, o Sistema de Freios passou, de um simples ponto de atrito destinado a imobilizar uma roda, para um complexo conjunto de componentes, desenvolvidos com o objetivo de oferecer ao usuário de um veículo, o máximo em proteção. Esta Apostila descreve princípios básicos, função e operação dos componentes do sistema de freios a ar comprimido, ou sistema de freios pneumático e foi elaborada pelo Departamento de Treinamento de Pessoal da Rede da Volkswagen do Brasil, com o objetivo de orientá-lo quanto ao funcionamento dos componentes aplicados no referido sistema dos Caminhões e Ônibus da Marca. Para a realização de serviços de manutenção, as informações contidas nesta apostila devem ser sempre confirmadas através de consulta ao Manual de Serviço e aos Boletins Técnicos, editados pelo Departamento de Assistência Técnica - Caminhões e Ônibus, da Volkswagen do Brasil.
3 1
A extremidade com entalhado externo do pinhão sem-fim (1), monta no entalhado interno do atuador (2). O serrilhado em hélice na lingüeta guia (3), engrena-se com o serrilhado existente no diâmetro externo do atuador (2). Os serrilhados são construídos de tal forma, que quando o atuador (2) é movimentado para cima, a lingüeta guia (3) recua e não restringe o movimento do atuador (2). Mas quando o atuador (2) é movimentado para baixo, a lingüeta guia (3) se engata nos serrilhados do atuador (2). Quando o freio é acionado, a haste da câmara, conectada à extremidade do garfo (4), movese para fora, forçando o braço do ajustador automático (5) a girar em torno da linha de centro do eixo “S came”. A outra extremidade do garfo (4) é ligada à haste do atuador (6), que por sua vez é conectado a um pequeno pistão (7), alojado no atuador através de um anel elástico (8). À medida que o braço do ajustador automático (5) é movimentado, o garfo (4) gira em torno do seu pino maior (9), movendo a haste do atuador (2) para cima e para baixo, levando consigo o pistão. A existência de folga na parte superior do atuador garante que somente o pistão se movimente quando o curso desejável é mantido. Quando o desgaste da lona se torna excessivo, o curso da haste da câmara atinge valores além do pré-determinado. Neste instante, o pistão (7) entra em contato com o anel elástico e leva consigo o atuador (2). À medida que o atuador (2) movimenta-se para cima, ele desliza sobre os serrilhados da lingüeta guia (3). Quando a haste da câmara retorna, o atuador (2) é forçado para baixo. Devido ao serrilhado, a lingüeta guia (3) se engata no atuador (2), forçando-a a girar seguindo a hélice de seu serrilhado. Esta ação provoca o giro do pinhão sem-fim (1) que avança a engrenagem (10) e o eixo “S Came”, ajustando automaticamente o freio.
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3
PRINCÍPIOS FÍSICOS
Atualmente todos os veículos devem ter sistemas de freios que atendam as exigências legais de segurança. Os propósitos do sistema de freios são: Reduzir a Imobilizar Manter o Manter a
velocidade do veículo (freio de serviço) o veículo (freio de serviço) veículo imobilizado (freio de estacionamento) velocidade constante em declives acentuados (freio motor)
Ajustador Automático Descrição Mecanismo que ajusta automaticamente a folga entre a lona de freio e o tambor. A folga é auto-ajustada toda vez que, durante uma aplicação do freio, o curso percorrido pelo mecanismo for maior que o comprimento padrão especificado para aquele modelo.
Para que possa ser operado com segurança, a performance do sistema de freio de um veículo deve ser aproximadamente dez vezes maior que a performance de seu motor. Quando os freios do veículo são acionados, a energia cinética do mesmo é convertida em energia térmica, provocada pelo atrito dos materiais usados nos elementos de fricção (pastilhas/disco – sapatas/tambor – pneus/piso). Esse processo irá gerar uma elevada quantidade de calor, a qual deverá ser rapidamente dissipada pelo sistema, evitando que o calor seja absorvido por seus componentes e estes possam perder rendimento, afetando diretamente a segurança ativa do veículo. A quantidade de calor gerada pelo sistema de freios do veículo depende essencialmente de três fatores:
Massa do Veículo Chamamos de Massa do Veículo ao peso em deslocamento, arrastado pelo conjunto motopropulsor, incluindo veículo, beneficiamento e carga tarifada. Um veículo com massa duas vezes maior que outro irá requerer duas vezes mais energia no freio, produzindo um aquecimento duas vezes maior.
Velocidade do Veículo
Funcionamento O comprimento do curso padrão da câmara é determinado no momento que o ajustador é instalado. Esse comprimento está relacionado com a folga entre a lona e o tambor. Quando as lonas se desgastam, a folga aumenta. O aumento da folga faz a haste da câmara se deslocar por uma distância maior para aplicar os freios. Sempre que o curso percorrido pela haste da câmara exceder o limite pré-determinado, o ajustador automático corrigirá a diferença durante o retorno da haste. O mecanismo de regulagem se ajusta para o desgaste da lona e automaticamente altera o curso para o comprimento correto. O ciclo então se repete.
Por definição física, velocidade é o coeficiente entre um espaço percorrido em um intervalo de tempo. Ao empregar a equação E = mc2 como fator da geração de energia necessária para frenagem, onde:
E = energia gerada m = massa do veículo C
= velocidade do veículo,
observamos que a variável velocidade, participa na fórmula elevada a seu quadrado o que, na prática, significa que ao ser dobrada a velocidade de deslocamento de um veículo, será necessária uma quantidade quatro vezes maior de energia térmica (calor) para a frenagem do mesmo, portanto, será gerado um aquecimento quatro vezes maior.
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1 3
Descrição dos componentes
4 2
1 - Tampão 2 - Braçadeira 3 - Pino 4 - Haste de acionamento 5 - Anel de retenção 6 - Contrapino 7 - Êmbolo 8 - Atuador 9 - Carcaça 10- Anel de vedação
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6 8
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Dois são os modelos de conexões VOSS empregados nos caminhões Volkswagen:
Atrito
Modelo 245 - Utilizado nas uniões / interligações dos tubos de freios.
Chamamos de atrito à resistência ao deslizamento entre duas superfícies em contato. Essa resistência também é conhecida como fricção. Modelo 230 - Utilizado nas conexões das linhas de alimentação de alta pressão. Exemplo: - Válvula de proteção de 4 vias - Válvula moduladora do freio de estacionamento - Válvula dupla do pedal - Válvula de dreno automático
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Quanto maior for a resistência ao deslizamento, maior será o coeficiente de atrito. Resistências menores resultam em coeficientes de atrito mais baixos. Materiais com altos coeficientes de atrito, valores próximos de 1, em geral produzem desacelerações mais rápidas. Coeficientes baixos, valores próximos de 0, produzem desacelerações mais lentas. (Asfalto seco = 0,7 / Asfalto molhado = 0,4)
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SISTEMA DE ATUAÇÃO DE FREIO
Freio de Serviço
Funcionamento
O freio de serviço pode ser utilizado tanto para reduzir a velocidade do veículo quanto para pará-lo. A ação da válvula pedal é contínua e atua no mecanismo de freio das rodas.
A mola (1) e a pressão do ar do reservatório mantém a válvula (3) fechada.
Freio de Estacionamento A função do freio de estacionamento é manter o veículo imobilizado com segurança, mesmo em condições de aclive ou declive acentuado. A aplicação/desaplicação se dá via Válvula Moduladora do Freio de Estacionamento / Emergência. Sua atuação deve ser totalmente eficaz, mesmo quando a pressão pneumática falhar e, por esta razão, age mecanicamente (através de molas), acionando o mecanismo de freio das rodas do veículo. Atua normalmente nas rodas traseiras, uma vez que age também como dispositivo de frenagem de emergência.
Freio de Emergência O sistema de frenagem de emergência deve substituir a tarefa do freio de serviço caso ocorra alguma falha no mesmo. É aplicado através da Válvula Moduladora do Freio de Estacionamento / Emergência e age gradativamente, pela descarga do ar da câmara e pela ação da mola acumuladora sobre o mecanismo de freio das rodas.
Freio-motor
Quando a haste (2) é comprimida ou movimentada lateralmente, a válvula (3) se abre, dando vazão à água condensada no reservatório, eliminando-a. A operação deve ser mantida até que saia ar limpo através da válvula. Quando a haste (2) é liberada, a válvula (3) fecha-se, interrompendo a drenagem.
Automático, acionado eletropneumaticamente, comandado por tecla no painel e interruptor nos pedais do acelerador e da embreagem. Cada um destes sistemas contribui para que os Caminhões e Ônibus Volkswagen apresentem alto índice de segurança ativa, transmitindo confiança de operação.
Conexões VOSS Visando oferecer maior facilidade e rapidez nas operações de manutenção dos circuitos de freios dos caminhões Volkswagen, são usadas nas linhas de alimentação de alta pressão conexões de engate rápido do tipo VOSS. A dupla vedação entre seus componentes e o processo de travamento da conexão, simplifica sua montagem e tornam o acoplamento à prova de vazamentos. Produzidas em latão, com alta resistência à corrosão, também eliminam a possibilidade de contaminação das válvulas.
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CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS Tomada de Teste Descrição Para cumprir exigências legais e facilitar diagnósticos, o sistema de freios está equipado com tomadas de teste em pontos estratégicos, cujo objetivo é permitir a ligação de equipamentos de teste no circuito de ar comprimido.
De atuação 100 % a ar comprimido, o sistema de freio dos caminhões VW é do tipo a tambor nas rodas dianteiras e traseiras, com atuadores de eixo excêntrico “S came”. Para aumentar sua eficiência de frenagem e reduzir a necessidade de parada do veículo para manutenção, conta com ajustadores automáticos e válvula CONSEP (condensador / separador), esta última encarregada de reter resíduos de óleo lubrificante e drenar a água condensada pela compressão do ar do sistema. O ar circula por mangueiras de PVC protegidas por tubo de plástico corrugado bipartido, de alta resistência abrasiva, evitando contato direto com o chassi. Conectores de engate rápido (sistema VOSS) são utilizados nas conexões das válvulas da linha de alta pressão e nas interligações da tubulação, assegurando perfeita vedação na união desses componentes.
Funcionamento Quando é acoplada uma mangueira ou um equipamento na tomada de teste, a haste (2) é empurrada contra a força da mola (3), abrindo a passagem (b), permitindo que o ar escoe pelo o furo (a).
Depois de retirada a mangueira/equipamento de teste, a passagem (b) é fechada pelo anel de vedação (4) interrompendo, automaticamente, o fluxo de ar. A tampa (1) protege a tomada de teste contra sujeira quando a mesma não está sendo utilizada.
As sapatas de freios, dimensionadas adequadamente para a aplicação em veículos sujeitos a desenvolver grandes esforços de frenagem, em função da carga que transportam e das severas condições topográficas da rota, distribuem de maneira uniforme a pressão de frenagem, aumentando sua vida útil, reduzindo custos de manutenção. Por serem produzidas em material “Non-asbesto” não agridem o meio ambiente.
Válvula de Drenagem Manual Descrição Os caminhões Volkswagen com PBT acima de 13 t, e que possuem reservatórios de freio separados, utilizam válvula de drenagem manual para purgar a água condensada no sistema ou ainda esgotar o ar dos reservatórios quando necessário.
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Numeração dos Pórticos dos Componentes
Válvula 2/2 vias
A norma DIN ISO 6786 tem sido aplicada desde 1981 com a finalidade de identificar os pórticos das válvulas, cilindros, e demais produtos que equipam os veículos com sistemas de freio a ar.
Descrição
As características essenciais para identificação dos pórticos dessas válvulas são as seguintes:
Esta válvula tem como função evitar a aplicação do freio nas rodas do 3º eixo, com o suspensor pneumático acionado.
Identificação através de números e não por meio de letras. O objetivo é evitar a interpretação errônea das letras, principalmente em países com diferentes grafias do alfabeto, como por exemplo os países do oriente e do oriente médio. Os números utilizados para identificar os pórticos devem fornecer alguma informação quanto à função daquele pórtico no componente e no sistema de freio. As identificações consistem de números compreendidos no máximo por dois dígitos. O primeiro dígito se refere a: 1 2 3 4
= = = =
entrada / alimentação saída de serviço descarga / exaustão sinal / piloto / comando
Um segundo dígito deve ser utilizado sempre quando houver vários pórticos com a mesma aplicação, como por exemplo, várias saídas de serviço. O mesmo deve iniciar em 1 e ser usado consecutivamente, por exemplo: 21 22 23 24
= = = =
saída saída saída saída
um dois três quatro, etc.
As numerações são gravadas próximas aos pórticos das válvulas.
Funcionamento Sempre que o interruptor do suspensor pneumático do 3º eixo é acionado, ocorre a energização da válvula solenóide do suspensor, abrindo a passagem de ar comprimido para acionar o próprio suspensor e, por derivação, alimentar com um sinal pneumático o pórtico 4 da válvula 2/2 vias. O funcionamento interno desta válvula é similar ao da válvula de retenção dupla, ou seja, priorizar uma linha de trabalho da válvula, bloqueando a outra. O sinal pneumático recebido no pórtico 4 desloca internamente o pistão, de forma a bloquear a passagem do ar do pórtico 1 (pressão de aplicação proveniente da válvula relê) para o pórtico 2 (saída de ar para atuação das câmaras do freio de serviço do 3º eixo). Ao ser baixado o 3º eixo, o sinal pneumático no pórtico 4 da válvula 2/2 vias é interrompido e, a pressão da mola provoca o deslocamento do pistão para sua posição de repouso, liberando a passagem de ar entre os pórticos 1 e 2 da válvula. O freio de serviço das rodas do 3º eixo volta a atuar de forma normal, sempre que solicitado.
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COMPONENTES DO SISTEMA DE FREIO PNEUMÁTICO Válvula de Engate Rápido (mão de amigo)
Compressor de Ar Wabco modelo 318 TR
Descrição
Descrição
Conectar a alimentação de ar do cavalo mecânico para o semi-reboque.
Quando aplicado em veículos automotores, o compressor de ar tem como função produzir ar comprimido para abastecer os sistemas comandados pneumaticamente, como por exemplo, sistemas de freios, mecanismos de embreagem, de acionamento de portas, regulagem de bancos, etc.
16 1
Funcionamento
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Posição fechada O ar proveniente do circuito de alimentação do cavalo mecânico chega à câmara (a), encontra a válvula (5) fechada e ali permanece, não podendo passar devido ao fechamento da válvula (5).
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1 Funcionamento
a
Posição aberta Ao conectar a cabeça de acoplamento (macho) à cabeça de acoplamento (fêmea), a válvula (5) é empurrada para baixo, e o ar comprimido da câmara (a) flui para a tubulação do semi-reboque.
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Acoplado ao motor do veículo através da engrenagem ou correia (4), a operação do compressor acompanha o funcionamento daquele componente, ou seja, motor funcionando – compressor operando / motor desligado – compressor inoperante. A engrenagem (4) transfere o movimento (rotação) do motor para o compressor de ar, movimentando o conjunto pistão (14), biela (13) e árvore de manivelas (9), iniciando o processo de admissão do ar atmosférico. Com o deslocamento do pistão (14) do ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI), forma-se uma depressão na câmara interna do bloco (1), abrindo a válvula de sucção (16) e o ar, aspirado através do conector (25), passa pela tampa (24) e pelo cabeçote (17), preenchendo o espaço criado na câmara.
1
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Após atingir o (PMI) e completar o processo de admissão, o pistão (14) é movimentado novamente em direção ao (PMS) começando a comprimir o ar admitido contido na câmara do bloco (1). Durante este processo, denominado compressão, o ar passa através de orifícios de “by pass” da válvula (16), pelo cabeçote (17) e pela válvula de lâminas (18) chegando já comprimido ao interior da tampa (24), saindo pelo adaptador (26) em direção ao abafador de ruídos, a válvula CONSEP, a válvula reguladora de pressão e posteriormente os reservatórios de ar. O processo de aspiração/compressão do ar será realizado até o momento em que o valor máximo da pressão pneumática do sistema - 9,2 bar - for atingido. Este valor é determinado através de ajuste da válvula reguladora de pressão.
Assim a pressão liberada pelo pórtico (4) tem a relação de 1:1 no interior da câmara (c) ou seja, a pressão de frenagem liberada não sofre redução com relação à pressão de entrada.
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26 Junta Placa Intermediária Junta
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Após a pressão de controle do pórtico (4) ser aliviada, a pressão na câmara (C) move o pistão (b) para a direita e a pressão no pórtico (2) desloca o pistão para cima. A saída (d) abre e o ar é descarregado para a atmosfera pela saída (3).
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A posição da válvula de ressalto (g), que depende da posição do pistão (i), é decisiva para atuar sobre a superfície do diafragma e determinar a pressão a ser liberada para os atuadores dos freios.
Abafador de Ruídos Descrição A sucessão de admissões e compressões, característica do funcionamento dos compressores a pistão, faz com que o suprimento de ar ocorra de forma pulsante, causando vibrações que produzem elevado nível de ruídos. Ao sair do compressor através de um tubo, o ar comprimido cai em uma câmara abafadora que, em função de seu grande volume, absorve as vibrações dessa pulsação, reduzindo sensivelmente o nível de ruídos.
O pistão (b), acompanhado pela arruela (l), deve realizar um curso que corresponda à posição da válvula de ressalto (g), antes da válvula (c) iniciar sua operação. Esse curso altera a superfície ativa do diafragma (e) e o pistão (b) assume a mesma medida.
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Serpentina (Pré-condensador) Descrição A produção de ar comprimido gera, entre outras coisas, a elevação da temperatura desse ar fazendo com que a alta temperatura se propague principalmente na região do cabeçote do compressor e imediações. A medida que o ar em circulação se afasta dessa região, ocorre uma troca de calor com os componentes do sistema e sua temperatura vai baixando.
Ao mesmo tempo, o ar comprimido flui, via válvula de admissão (a) e o canal (E), para o interior da câmara (D), pressurizando o lado direito do diafragma (e). Este controle antecipado da pressão elimina a redução na faixa de carregamento parcial a sinais de baixas pressões de entrada (até um máximo de 1,4 bar). Quando a pressão volta a subir, o pistão (n) é movimentado contra a força da mola (o) e a válvula fecha.
Em função do teor de umidade, relativa à redução de temperatura, poderá provocar maior ou menor intensidade de condensação, mas certamente ela sempre ocorrerá. A mistura da água condensada com vapores de lubrificante e outros resíduos, que circulam pelo sistema pneumático, podem causar sérios danos aos seus componentes. Para reduzir a contaminação causada pela água condensada, utiliza-se o processo de aceleração da condensação por meio de um pré-condensador em forma de espiral – serpentina – onde o aumento da área para dissipação de calor possibilita sua ocorrência mais rápida, antecipando seu ponto de drenagem, evitando assim que a água circule pelo sistema, prejudicando o funcionamento das válvulas de freio. Após a passagem pelo abafador de ruídos, o ar circula pelo pré-condensador e segue para a válvula CONSEP.
Enquanto o pistão (b) está se movimentando para a esquerda, o diafragma (e) toca a arruela (l), aumentando a superfície atuante do diafragma (e). Assim que a pressão existente na câmara (C), no lado esquerdo do diafragma se iguale com a pressão que aciona o pistão (b), o pistão se movimenta para a direita. A válvula de admissão (m) se fecha e a posição final é atingida.
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Válvula Sensível à Carga (Suspensão pneumática)
Válvula CONSEP (Condensador e Separador)
Descrição Controle automático da força de frenagem, conforme a pressão das bolsas da suspensão a ar e da carga transportada pelo veículo. Em conjunto com a válvula relê, assegura a rápida aplicação do freio, bem como a descarga do ar do sistema após a frenagem. Funcionamento
Conectores elétricos para sinal
A atuação da válvula sensível à carga é controlada pelo sinal de pressão das bolsas da suspensão, através do pórtico (41). O pistão de controle (i) é pressurizado pelo ar do bolsão e movimenta a válvula de ressalto (g), contra a força da mola, até a posição correspondente à carga transportada. O ar comprimido, liberado pela válvula dupla do pedal, chega até a válvula sensível à carga pelo pórtico (4), pressuriza a câmara (A) e o pistão (b). O pistão (b) por sua vez, movimentase para a esquerda, fecha a saída (d) e abre a entrada (m), permitindo ao ar do pórtico (4) passar para a câmara (C), à esquerda do diafragma (e).
Descrição Conforme sugere o próprio nome – CONSEP, junção das palavras: Condensador e Separador, este componente tem como funções principais condensar a umidade restante do ar comprimido e separar resíduos de óleo lubrificante em circulação pelo sistema, eliminando-os pelo processo de exaustão automática. Funcionamento Após sair do compressor, passar pelo abafador de ruídos e pela serpentina, o ar comprimido chega até a válvula CONSEP. Internamente a válvula é dividida em duas câmaras: a separadora e a acumuladora. O ar entra na válvula CONSEP por um pórtico lateral localizado na parte superior da válvula, seguindo sob pressão para a câmara separadora. Em função do desenho da câmara, o ar é forçado a circular junto à parede interna aletada, onde, através da centrifugação do ar, a água, os resíduos de óleo lubrificante e qualquer outro material particulado são separados. O material separado é armazenado temporariamente na câmara acumuladora.
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A câmara acumuladora possui uma válvula solenóide alimentada eletricamente pelo interruptor da luz de freio. Sempre que o pedal do freio de serviço for acionado, a válvula CONSEP será ativada e abrirá uma passagem de descarga para a atmosfera, expelindo da câmara acumuladora a água condensada e os resíduos de óleo lubrificante retirados de fluxo de ar. O ar limpo flui por um duto interno e sai pelo pórtico central da cabeça da válvula, dirigindose para a válvula reguladora de pressão. Para a linha Constellation o acionamento será pela Unidade Lógica (computador de bordo do veículo), que acionará a cada 45 segundos um sinal de 3 segundos, isto se não usarmos freios. Se usarmos freios teremos 3 segundos de sinal a cada toque no pedal do freio.
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Posição de frenagem: Haste danificada No caso de avaria na haste (19), automaticamente uma mola acoplada ao came (20) posiciona internamente a válvula para a condição de “meia carga”. Nesta condição, ao se acionar o pedal de freio de serviço, a válvula sensível à carga pressuriza as câmaras de freio com uma pressão constante.
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Posição de frenagem: Veículo com carga total
Válvula Reguladora de Pressão (Veículos sem Filtro Secador) Descrição
Quando o veículo é carregado até no seu limite total de carga (carga máxima), a haste (24) é levantada ainda mais pelo came (20). O ar comprimido que entra no pórtico (4) durante a frenagem desloca o pistão (10) para baixo. Após um curso relativamente pequeno, o fluxo de ar é liberado para a câmara (b) através da válvula (12) que está aberta.
A válvula reguladora de pressão atua como limitadora do valor máximo da pressão de trabalho acumulada nos reservatórios do sistema de freios, garantindo o suprimento de ar a todos os circuitos, protegendo seus componentes quanto a danos por excesso de pressão.
Desta forma a membrana (14) juntamente com o pistão (10) são novamente levantados, o pistão (11) encaixa-se completamente no espaçador (27), fazendo com que área ativa da membrana (14) apoie-se no espaçador (27), ficando neutralizada a contra força. Com plena pressão na câmara (b) o pistão (15) é forçado para baixo abrindo a válvula (23). O ar agora flui do pórtico (1) para os pórticos (2) atuando os cilindros de freio. Posição de descarga Independentemente da condição da carga do veículo (carregado ou descarregado), quando o sistema de freio é desaplicado, é retirada a pressão no pórtico (4). Simultaneamente diminui-se a pressão acima do pistão (10) e das válvulas (9) e (30). A força da mola (6) desloca para baixo o pistão (7) abrindo a válvula (30). A pressão de pré-pilotagem atuante na câmara (c) é agora descarregada através do pórtico (4). A pressão existente na câmara (b) é descarregada para à atmosfera através do orifício central da haste (24).
Funcionamento O ar comprimido passa pelo filtro, abrindo a válvula de retenção (7) e alimentando o reservatório. Simultaneamente, o ar penetra através do canal (6), atuando na face inferior do êmbolo de comando (4), que se desloca para cima, comprimindo a mola (3).
Com a despressurização da câmara (b) a pressão existente na câmara (a) empurra o pistão (15) para cima, fechando a válvula (23) e abrindo a descarga (16). O ar comprimido existente nos pórticos (2) e nos cilindros de freio é descarregado para a atmosfera através do pórtico (3). 50
3 - Mola 4 - Êmbolo de comando 6 - Canal 7 - Válvula de retenção
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Quando a pressão de descarga é atingida, o anel de vedação (5) passa pelo furo transversal no pino da válvula (2). O ar do reservatório atinge o êmbolo de desligamento (8) através dos furos no pino da válvula (2), deslocando-o para baixo e abrindo a saída (9), descarregando o ar fornecido pelo compressor para a atmosfera. A válvula de retenção (7) impede o refluxo dos reservatórios. Caindo a pressão no reservatório, a mola (3) empurra o êmbolo de comando (4) para baixo até o anel de vedação (5) passar pelo furo transversal no pino da válvula (2), a qual em conjunto com a mola (3) e a membrana (1), esvazia a câmara acima do êmbolo de desligamento (8), fechando a saída (9) realimentando os reservatórios.
12345789-
Membrana Pino da válvula Mola Êmbolo de comando Anel de vedação Válvula de retenção Embolo de desligamento Saída
1
3 4 5
Quando o veículo é carregado a haste (19) gira o came (20) proporcionalmente a deflexão de suspensão. Consequentemente a haste tubular (24) é movimentada para uma posição mais elevada. Ao acionar o freio de serviço a pressão que entra no pórtico (4) pressiona o pistão (10) para baixo contra a haste tubular (24) que está agora num ponto mais elevado; a pressão do pórtico (4) flui para a câmara (b) desenvolvendo-se abaixo do diafragma (14), levantando o pistão de lamelas (11). O pistão de lamelas (11) ao levantar-se se encaixa no espaçador (27). Assim uma parte da área ativa do diafragma (14) se apóia no pistão de lamelas (27).
2 8 9
Posição de frenagem: Veículo com meia carga
7
Como a área ativa do diafragma (14) diminui, a pressão na câmara (b) deve aumentar. Desta forma ocorre um equilíbrio de forças entre o pistão de comando (10) e o diafragma (14), fechando a válvula de admissão (12). Com a válvula de admissão (12) fechada, a pressão existente na câmara (b) força o pistão (15) para baixo, abrindo a válvula (23); a pressão existente no pórtico (1) flui para o pórtico (2) aumentado a pressão nos cilindros de freio.
Este componente é utilizado somente nos veículos que não são equipados com conjunto Filtro Secador.
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Ao acionar o freio de serviço a pressão no pórtico (4) pressiona o pistão de comando (10) para baixo, contra a haste tubular (24), abrindo a válvula de admissão (12). A pressão flui agora para câmara (b) desenvolvendo-se abaixo do diafragma (14). Nesta condição a área ativa do diafragma (14) é maior do que a área do pistão de comando (10). Agora uma pressão menor basta para levantar o diafragma (14) juntamente com o pistão de lamelas (11) que está acoplado ao pistão (10) e fechar a válvula de admissão (12).
Filtro Secador Descrição Veículo equipado com válvula CONSEP O ar comprimido, fornecido pelo compressor, tem sua temperatura elevada durante a compressão e em seguida reduzida durante a passagem pelo abafador de ruídos e pela circulação na serpentina. Esse processo faz com que ocorra uma condensação inicial que será drenada pela válvula CONSEP. Entretanto, uma umidade remanescente poderá seguir circulando pelo sistema e vir causar problemas de funcionamento dos componentes, caso não seja retirada. Para eliminar essa possibilidade de ocorrência, após circular pela válvula CONSEP, o ar comprimido passa por um segundo processo de drenagem, realizado por um filtro dotado de elemento secante granulado especial, denominado Filtro Secador.
Com a válvula de admissão (12) fechada a pressão existente na câmara (c) força o pistão (15) para baixo, abrindo a válvula (23); o ar flui do pórtico (1) para o pórtico (2). Nesta condição mesmo com o aumento de pressão no pórtico (4) ocorre uma redução de pressão no pórtico (2) e consequentemente nos cilindros de freio.
Veículo sem válvula CONSEP As conseqüências do processo de compressão do ar são as mesmas do item anterior, com o diferencial de que neste caso, toda a condensação produzida será drenada diretamente através do filtro secador.
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Funcionamento
Válvula Sensível à Carga (suspensão mecânica)
Abastecimento e Secagem do ar comprimido
Descrição
Na fase de abastecimento do sistema pneumático, o ar proveniente do compressor de ar, flui para a câmara de admissão (A) através do pórtico (1). Uma condensação preliminar de água pode ocorrer neste instante sendo coletada e enviada a válvula (f) via canal (C).
Controlar a pressão nas câmaras de freio de serviço (traseira) em função da carga do veículo.
O ar comprimido atravessa o pré-filtro (g) que está dentro da carcaça do secador, passa pela câmara (h) e chega úmido na parte superior do filtro.
Funcionamento
Ao infiltrar-se no secante (a) a umidade existente no ar é absorvida. O ar comprimido desumidificado chega então ao pórtico (21) após passar pela válvula de retenção (c). Simultaneamente o ar comprimido flui através do orifício (d) para o pórtico (22) que está conectado ao reservatório regenerativo.
Pré-Pilotagem Quando é pressurizado o pórtico (4), o ar comprimido flui através da válvula (30) que está aberta para o canal (d), pressurizando a câmara (c) acima da membrana (14). Simultaneamente o pistão (10) é pressurizado e empurrado para baixo. Com o movimento do pistão (10) para baixo, a descarga (28) é fechada e a válvula de admissão (12) é aberta. Com a abertura da válvula de admissão (12) o ar que entra no pórtico (4) flui para a câmara (b) abaixo da membrana (14), pressurizando a área superior do pistão (15) deslocando-o para baixo. Com o deslocamento do pistão (15) a descarga (16) é fechada e a válvula de admissão (23) é aberta. A pressão existente no pórtico (1) flui agora para os pórticos (2).
Compressor
Válvula de 4 vias Res. Regenerativo
Com no máximo 0,8 bar de pressão, o pistão (7) sobe e comprime a mola (6) fechando a válvula de pré-pilotagem (30). Com o fechamento da válvula (30) a a pressão existente na câmara (a) levanta o pistão (15) fechando a válvula de entrada (23), encerrando assim o ciclo de prépilotagem. Posição de frenagem: Veículo sem carga Nesta condição a haste (19) que está fixada no amortecedor de vibração (eixo traseiro do veículo) gira o came (20), consequentemente a haste tubular (24) também é movimentada para uma posição máxima inferior.
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Funcionamento da Válvula de 2/2 Vias (Vazamento na Tubulação do Freio) Caso ocorra um vazamento na tubulação do freio do semi-reboque (pórtico 22) a pressão existente na câmara (C) diminui. Assim sendo, ao acionar o freio de serviço (pórtico 41), a pressão existente nas câmaras (E) e (P) desloca para baixo o pistão de comando (a) contra a força da mola (m), restringindo os orifícios de passagem (h). Neste instante é preservada a pressão existente no pórtico (11) e no cavalo mecânico.
Regulagem da Pressão Quando a pressão MÁXIMA regulada é atingida durante o abastecimento, a pressão da câmara (D), constantemente pressurizada pelo pórtico (21) via duto (i), age sobre o diafragma (j) vencendo a tensão da mola (m). Quando a pressão regulada pela mola (m) é ultrapassada, a válvula (n) abre pressurizando à câmara (B), acionando o pistão (e) e abrindo a válvula (f). O ar fornecido pelo compressor à câmara (A) é direcionado para o canal (C), atravessa a válvula (f) e é descarregado pela saída (3). Quando o consumo de ar fizer a pressão cair abaixo da pressão (regulada) da mola, a válvula (n) fechará e a pressão da câmara (B) será descarregada pelo pórtico de saída (3), fechando a válvula de saída (f), reiniciando o processo de Abastecimento e Secagem do ar comprimido.
Essa restrição, entretanto, provoca uma redução da pressão no pórtico (12) e, através desse processo, os freios do semireboque são imediatamente acionados (frenagem de emergência). Após a liberação do freio de serviço (pórtico 41), a válvula de 2/2 vias comuta novamente.
Compressor
Válvula lv l de 4 vias Res. Regenerativo
Esta válvula tem ajustes lacrados que não devem ser alterados. Novas regulagens somente são possíveis com o uso de equipamentos específicos e por pessoal credenciado.
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Regeneração do Filtro
Posição de Freio de Serviço Aplicado
Quando a pressão do sistema pneumático chega ao limite máximo regulado, a pressão na câmara (D) que está constantemente pressurizada pela pressão do pórtico (21), vence a força da mola (j) abrindo a válvula de descarga (e). Nesta condição o ar é descarregado para atmosfera. Simultaneamente é fechada a válvula de retenção (c).
Quando os pórticos (41) e (42) são pressurizados pelo freio de serviço, a pressão nas câmaras (E) e (G) pressiona o pistão de comando (I) para baixo, fechando a descarga (e) abrindo a válvula de admissão (b).
Neste estágio, o ar comprimido existente no reservatório regenerativo (k), retorna pelo pórtico (22) em sentido contrário, limpando o elemento secante (a), pois a pressão atuante na câmara (h), (A) e (C) é inferior a pressão existente no reservatório regenerativo.
Desta forma, a pressão existente na câmara (B) flui para a câmara (C) abaixo do pistão (I) pressurizando o pórtico (22). Este por sua vez está conectado à cabeça de acoplamento (sinal) do semi-reboque.
Posição de Equilíbrio
Compressor
Válvula de 4 vias Res. Regenerativo
Uma posição de equilíbrio ocorre quando as pressões nas câmaras (C) e (E) ou (G), atingem um equilíbrio de força. Nesta condição o pistão (I) desloca-se para cima até o fechamento da válvula de descarga (e). A pressão existente na câmara (C) mantémse constante no pórtico (22). Simultaneamente, o ar comprimido existente nas câmaras (B) e (C) mantém a válvula de 2/2 vias sem efeito.
Posição de Descarga Na posição de descarga, o ar comprimido existente nos pórticos (41) e (42) é descarregado para a atmosfera. Desta forma, a pressão existente na câmara (C) levanta o pistão (I), fechando a válvula de admissão (b) abrindo a válvula de descarga (e). O ar comprimido existente na tubulação e na câmara (C) é descarregado para a atmosfera, através da descarga (3).
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O ar comprimido flui através do orifício (d) para a câmara (B) pressurizando o pórtico (12) e consequentemente, a cabeça de acoplamento (alimentação) do semi-reboque.
Reservatório de Ar Descrição Tem como finalidade armazenar o ar comprimido do sistema, suprindo adequadamente as câmaras durante a aplicação do freio. Modelo 8 Toneladas O reservatório de ar para os modelos de 8 t de PBT é constituído de um depósito cilíndrico, dividido internamente em três compartimentos estanques, formando um conjunto compacto. Em função dessa característica construtiva é chamado de reservatório triplo.
Do mesmo modo, o ar comprimido existente na câmara (B), levanta o pistão (k) abrindo a válvula de admissão (b) fechando a descarga (e).
Depois de passar pela válvula reguladora de pressão, o ar é pressionado para o primeiro dos compartimentos desse depósito, chamado de reservatório úmido (ver nota) por ser o compartimento onde se processará a condensação que por ventura não tenha sido retida pela válvula CONSEP. Do reservatório úmido saem duas linhas de pressão de ar: - uma para a válvula de proteção de 4 vias e outra para a válvula de dreno automático. A linha de pressão que alimenta a válvula de proteção de 4 vias, após ativar as linhas de proteção, retorna ao depósito, abastecendo os reservatórios (compartimentos) primário e secundário. Para eventuais situações de emergência, o sistema conta com uma válvula de segurança instalada no reservatório.
A pressão na câmara (B) flui para a câmara (C) pressurizando o pórtico (22) e posteriormente a cabeça de acoplamento (sinal) do semi-reboque.
Posição de Marcha (freio liberado) Com o veículo em movimento, a câmara (D) referente ao pórtico (43) é pressurizada devido ao acionamento da válvula freio de estacionamento. A câmara (D) ao ser pressurizada, pressiona o pistão de comando (k) para baixo fechando a válvula de admissão (b) abrindo a descarga (e). Desta forma, o freio do semireboque é liberado devido à despressurização do pórtico (22).
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S
P
R
R e g e n e r a t iv o S e c u n d á r io
P r im á r io
Nos veículos com filtro secador, náo existe reservatório úmido, pois a condensação é drenada pelo filtro. Entretando o sistema necessita de um depósito de ar para regeneração do elemento filtrante.
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Modelos 15, 17 e 24 Toneladas
Válvula Distribuidora
Embora de conceito operacional semelhante ao modelo de 8 t, os modelos de 15, 17 e 24 t de PBT apresentam reservatórios de ar de maior capacidade volumétrica e individual para cada circuito, num total de três reservatórios para os modelos 15 e 17 t, e quatro para o modelo de 24 t. Nestes modelos, o sistema conta com válvulas de drenagem manual em substituição à drenagem automática.
Descrição
4x2
6x2
A válvula distribuidora, montada próximo ao eixo traseiro, apenas em cavalos mecânicos, recebe sinal pneumático da válvula dupla do pedal, válvula moduladora de estacionamento / emergência e válvula de freio de serviço do semi-reboque. Sua função é controlar o freio de serviço e emergência do semi-reboque.
Funcionamento Posição de Carregamento Na condição de sem pressão, o pistão de comando (a) é mantido na posição inferior devido à ação da força da mola (i). Durante o enchimento do reservatório, o ar comprimido que chega ao pórtico (11), pressuriza a câmara (A) levantando o pistão de comando (a) contra a força da mola (i).
Todos os reservatórios são tratados e protegidos internamente contra corrosão ou qualquer outra reação que possa produzir resíduos prejudiciais ao funcionamento dos componentes do sistema de freios. Para a linha Constellation existe reservatório regenerativo integrado ao reservatório principal para regenerar o filtro secador. 22
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Equilíbrio
Válvula de Proteção de 4 vias
A pressão de ar enviada para as câmaras de freio (pressão de serviço), atua também sob o pistão de comando.
Descrição
Quando a pressão de serviço se iguala à pressão de comando da válvula, a mola da válvula de admissão atua sobre o conjunto de admissão, fechando a passagem de ar para as câmaras de freio, mantendo a passagem de exaustão fechada.
4
A válvula de proteção de 4 Vias tem a função de fornecer ar comprimido aos circuitos do sistema de freios, monitorando seu funcionamento e mantendo-os independentes entre si. Para realizar esse trabalho, a válvula possui dutos internos, interligados, que alimentam os quatro circuitos. Caso venha a ocorrer alguma falha no sistema, a válvula de quatro vias isola o duto correspondente ao circuito danificado e mantém os demais circuitos ativados. Desta forma, é possível conduzir o veículo até um posto de serviço para que possa ser reparado.
2
1
Nesse ponto a válvula se encontra na posição equilibrada. Desaplicação Quando é interrompida a ação da pressão de comando sobre o pistão, este se move para cima por ação da pressão de serviço existente na câmara interna da válvula e pela força da mola da válvula de admissão. A passagem de ar do reservatório primário para as câmaras de freio (pressão de serviço) é fechada e a passagem de exaustão aberta, permitindo a descarga do ar da linha. O ar contido nas câmaras de freio é descarregado pela válvula de descarga rápida.
4
1
PÓRTICO
FUNÇÃO
1
Alimentação da válvula
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Primário - Freio de serviço traseiro
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Secundário - Freio de serviço dianteiro
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Freio de estacionamento / emergência
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Acessórios
2 A válvula de proteção de 4 vias vem calibrada e selada de fábrica. Sua regulagem exige valores a serem ajustados por equipamento espesífico, e só deve ser feita por profissionais credenciados.
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Funcionamento
Válvula Relê
Válvula fechada
Descrição
O ar entra pela válvula de proteção de 4 vias, através do pórtico 1, pressionando a parte inferior das válvulas 17. Esta pressão aumenta gradualmente, até alcançar o valor da pressão de abertura.
A válvula relê é normalmente montada nas proximidades das câmaras de freio, operando como um dispositivo auxiliar para aumentar a velocidade de aplicação dos freios. Tem sua atuação comandada por pressão pneumática proveniente do acionamento da válvula dupla do pedal e sua alimentação (linha de serviço) vem diretamente do reservatório de ar do circuito primário (eixo traseiro).
17
21
22
23
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Funcionamento
Válvula aberta Ao atingir essa condição, a válvula 17 é empurrada contra a força da mola 19; o ar flui do pórtico 1 para os pórticos 21 e 22, pressurizando os circuitos do freio de serviço primário e secundário respectivamente.
Aplicação dos freios Ao ser acionado o pedal de freio, a válvula dupla do freio de serviço libera uma linha de pressão de ar, que passa pela entrada de comando da válvula relê que irá atuar sobre o pistão de comando movimentando-o para baixo. Uma vez deslocado, o pistão se assenta sobre a válvula de admissão abrindo a passagem de ar, do reservatório do circuito primário para as câmaras de freio de serviço do eixo traseiro, ao mesmo tempo em que fecha a passagem de exaustão.
19
4 21
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24
1
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2
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Uma vez aliviada a pressão sobre o pedal, a passagem de alimentação se fecha e então, por ação da mola de retorno (6), o diafragma (5) retorna à posição de repouso, recolhendo a haste (8), desaplicando o freio. O ar existente nas câmaras é descarregado para a atmosfera pela válvula de descarga rápida.
Após o ar pressurizar estes circuitos, o ar comprimido flui para os pórticos 23 e 24, pressurizando os circuitos de freio de estacionamento e auxiliar respectivamente.
21
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24
Com os quatros circuitos funcionando normalmente, ocorre um equilíbrio de pressão, entretanto, em havendo um consumo excessivo de ar em um dos circuitos, este pode ser alimentado pelos demais circuitos, até atingir o valor da pressão de fechamento. Sistema anticomposição de força A câmara dupla com mola acumuladora também cumpre com a função de evitar que duas forças – pressão de ar do freio de serviço e pressão da mola acumuladora do freio de estacionamento – atuem ao mesmo tempo sobre os componentes do mecanismo de freio, expondo-os a riscos.
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Falha em um dos circuitos Quando um dos circuitos falha, o ar que alimenta a válvula pelo pórtico 1 e o ar dos outros circuitos, fluem através do vazamento, até que se alcance o valor da pressão de fechamento da válvula 17 do circuito avariado, pórtico 24. Com as válvulas 17 fechadas, a pressão fornecida pelo pórtico 1 carrega novamente os circuitos sem defeito até a pressão de abertura, que é ajustada pela mola 19 do circuito danificado, pórtico 24. Um valor de pressão maior do que o ajustado provoca a abertura da válvula 17, fazendo com que o ar escape para atmosfera até a pressão baixar ao valor da pressão de segurança.
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Válvula de Dreno Automático Descrição
Movimentando a alavanca de controle da válvula moduladora para a posição de freio aplicado, o ar da câmara (1) é descarregado, permitindo que a mola acumuladora (2) volte a expandir, atuando sobre o pistão (3) e a haste (4), acionando o mecanismo de freio.
Montadas em veículos sem CONSEP, têm como função, drenar a água condensada no reservatório úmido, evitando que a mesma circule pelos componentes do sistema de freios.
Funcionamento Para poder realizar a drenagem automática do sistema, a válvula está colocada em posição estratégica, ou seja, conectada ao reservatório úmido, onde se concentra o maior volume da condensação. A válvula está conectada ao reservatório pelo pórtico de alimentação (4), mantendo aí pressão constante durante o funcionamento do veículo. Ao ser acionado o motor do veículo, o compressor inicia a operação de “carregar” os reservatórios de ar comprimido do sistema de freios.
Freio de serviço A aplicação do freio de serviço se dá de forma semelhante à câmara simples, ou seja: Com o freio de serviço desaplicado, a câmara de freio simples (7) está em sua posição de repouso, onde a mola de retorno (6) age sobre o diafragma (5) recolhendo o pistão (4) da câmara e a haste (8). Ao ser acionado o pedal de freio de serviço, a válvula dupla do pedal abre a passagem para uma linha de ar que irá alimentar a entrada da câmara de freio, pressionando o diafragma (5) e comprimindo a mola de retorno (6), deslocando a haste (8) no sentido de aplicação do mecanismo de freio.
Nesta condição, o pistão (2) é deslocado para sua posição superior, colocando em conexão o pórtico de admissão (4) com a câmara acumuladora (3) através das ranhuras existentes no corpo do pistão (2).
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Funcionamento Freio de estacionamento A ausência de pressão de ar na câmara do freio de estacionamento (1) permite a expansão da mola acumuladora (2), atuando sobre o pistão de estacionamento (3), deslocando a haste (4) sobre o mecanismo de freio, mantendo o veículo imobilizado.
Quando a pressão do sistema atingir seu valor máximo – 9,5 bar – a válvula reguladora de pressão abre a descarga de ar para a atmosfera, mantendo o valor da pressão regulada enquanto não houver consumo de ar. Simultaneamente é enviada uma linha de pressão que atua sobre a válvula de dreno automático, através do pórtico de controle (1) deslocando o pistão (2) para a posição inferior. Ao ser colocado para baixo, o pistão (2) faz a ligação entre a câmara acumuladora (3) e a câmara de descarga (5), através das ranhuras do corpo do pistão (2). O sinal que chega ao pórtico de controle (1), também é transferido para a câmara de descarga (5) por meio de um furo no corpo do pistão (2) e a possível condensação da linha de sinal ficará ali depositada.
A liberação do freio de estacionamento se dá com a alimentação de ar comprimido na câmara da mola acumuladora (1). O ar exerce pressão sobre o pistão (3), que por sua vez comprime a mola (2), deixando livre a haste (4). Por ação das molas de retorno, o mecanismo de freio afasta as sapatas dos tambores de freio, permitindo o deslocamento do veículo.
Com a queda de pressão no circuito por consumo de ar comprimido para a atuação dos freios, deixa de haver sinal (pressão) no pórtico de controle (1) e o pistão (2) retorna à posição superior. Neste momento, fecha-se a conexão entre a câmara acumuladora (3) e a câmara de descarga (5) enquanto é liberada a conexão entre a câmara de descarga (5) e o pórtico de saída (6), também por meio de ranhuras existentes na parte inferior do pistão (2), fazendo com que a água seja drenada.
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Válvula Dupla do Pedal Descrição A válvula dupla do pedal ou válvula do freio de serviço é utilizada em sistemas de freio a ar comprimido de circuito duplo, com a finalidade de controlar em cada um dos circuitos a pressão de ar encaminhada para as câmaras de freio. Seu acionamento é feito por meio da alavanca e da haste do pedal de freio do veículo.
Uma vez aliviada a pressão sobre o pedal, a passagem de alimentação se fecha e então, por ação da mola de retorno (3), o diafragma (2) retorna à posição de repouso, recolhendo a haste (4), desaplicando o freio. O ar existente nas câmaras é descarregado para a atmosfera pela válvula de descarga rápida.
Câmara de Freio Dupla com Mola Acumuladora Funcionamento Posição de Marcha O ar comprimido, proveniente dos reservatórios, chega aos pórticos de entrada (11) e (12), alimentando a válvula. Com o pedal do freio de serviço desaplicado, as válvulas de admissão (4) e (7) estarão fechadas, bloqueando a passagem do ar para as câmaras dos pórticos de saída (21) e (22).
Dividida em duas câmaras individuais, câmara do freio de serviço e câmara do freio de estacionamento/emergência é o único componente que está constantemente atuando, mesmo quando o veículo está inoperante. Quando o veículo está estacionado, a mola acumuladora está atuando sobre o mecanismo de freio, mantendo o veículo imobilizado. Para que possa ser colocado em movimento necessita de alimentação de ar para recolher a mola e liberar o veículo. Para reduzir a velocidade ou mesmo parar o veículo, é alimentada por pressão de ar na câmara do circuito de serviço nas frenagens normais ou tem a pressão de ar da câmara de mola acumuladora aliviada de forma modulada, aplicando gradualmente o freio de estacionamento em situações de emergência. Conta também com o recurso de liberação do freio de estacionamento por ação mecânica, fazendo contrair a mola acumuladora por meio de um parafuso encaixado na parte traseira da câmara.
Posição de freio Aplicado Ao acionar a haste (1) para baixo, o pistão (3) desce fechando a descarga (10) e abrindo a válvula (4). O ar flui, então para a câmara (a) e, através do orifício (f), para o pórtico (21). Ao mesmo tempo o ar flui para a câmara (d) através do orifício (e) onde exerce pressão sobre o pistão (6), o qual por sua vez fecha a descarga (14) abrindo a válvula (7). Desta forma o ar comprimido através do orifício (c) flui para o pórtico (22).
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Câmara de Freio Simples
Posição de Equilíbrio
Descrição
Com a pressão da câmara (a) no pistão (3) igualando-se com a força da mola de borracha (2), ocorre a ascensão do pistão (3), fechando a válvula (4), mantendo a descarga (10) ainda fechada, assegurando a pressão desejada no pórtico (21).
Composta por uma carcaça em chapa estampada, bipartida e atuando por meio de diafragma e mola de retorno. A câmara de freio simples é utilizada para aplicação do freio de serviço em veículos automotores.
Funcionamento Com o freio de serviço desaplicado, a câmara de freio simples (1) está em sua posição de repouso, onde a mola de retorno (3) age sobre o diafragma (2) recolhendo a haste (4) da câmara.
Ao ser acionado o pedal de freio de serviço a válvula dupla do pedal abre a passagem para uma linha de ar que irá alimentar a entrada da câmara de freio, pressionando o diafragma (2) e comprimindo a mola de retorno (3), deslocando a haste (4) no sentido de aplicação do mecanismo de freio.
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De maneira semelhante ocorre no pórtico (22), pois este é comandado pelo pórtico (21).
Posição de Descarga Ao retirar a força sobre a haste (1), o pistão (3) desloca-se totalmente para cima abrindo a descarga (10), e fechando a válvula (4). O ar do pórtico (21) é descarregado para a atmosfera pela descarga (3). Por sua vez, não havendo pressão na câmara (b) o ar do pórtico (22), também é descarregado com a abertura da descarga (9).
Falha em um dos circuitos Havendo falha no pórtico (22), o pórtico (21) funcionará normalmente, devido ao pórtico (22) ser comandado pelo pórtico (21). Por outro lado, se houver falha no pórtico (21), o pórtico (22) será acionado mecanicamente pelo pistão (6) abrindo a válvula (7) e fechando a descarga (9).
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Válvula de Retenção Dupla Descrição Construída em forma de “T” e com um êmbolo livre interno, a válvula de retenção dupla tem como função selecionar uma linha de alimentação de ar para um componente do sistema de freio, quando este é suprido por dois circuitos alternativos, evitando assim composição de forças. Esta válvula é também conhecida como válvula de 2 vias.
Posição Intermediária (Freio de Emergência) Nesta posição ocorre uma pressão controlada no pórtico (21) que depende do ângulo de acionamento do punho (10). Quando o punho (10) é acionado para uma posição intermediária, o pistão (e) sobe acompanhando o movimento do came (2). A pressão existente na câmara (B) é parcialmente descarregada. Consequentemente, a válvula (c) mantém fechada a passagem do ar da câmara (A) para a câmara (B) e o comando manual encontra-se agora numa posição de equilíbrio com uma pressão reduzida no pórtico (21).
Funcionamento Comando pelo Circuito I Quando ocorre uma pressão no pórtico (1), o êmbolo (4) é empurrado para o assento do pórtico oposto (3), deixando livre a passagem entre o pórtico de maior pressão e o pórtico (2), fechando a entrada de menor pressão, pórtico (3).
Comando pelo circuito II Caso a maior pressão esteja no pórtico (3), o êmbolo (4) será empurrado para o assento do pórtico oposto (1), liberando a passagem de ar entre o pórtico de maior pressão e o pórtico (2), fechando a entrada de menor pressão, pórtico (1).
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Válvula Freio de Estacionamento/Emergência (Caminhões 4x2, 6x2 e Ônibus) Funcionamento Posição Aberta (Freio Desaplicado) Ao acionar o punho (10) da válvula para a posição de freio desaplicado, o pistão (e) é deslocado para cima pela força da mola (g). Nesta condição, é fechada a descarga (d) e aberta à válvula de admissão (c). A pressão existente na câmara (A) flui para a câmara (B) e consequentemente para o pórtico (21) pressurizando os cilindros de freio (parte do estacionamento.
Posição Fechada (Freio Aplicado) Ao acionar o punho (10) da válvula para a posição de freio aplicado, o pistão (e) é deslocado para baixo pelo ressalto do came (2). Com o movimento do pistão (e) a mola (g) é comprimida e a válvula de admissão (c) fechada pela força da mola (f). Nesta condição, o ar comprimido existente na câmara (B) e na tubulação do sistema de freio é descarregado para atmosfera através do pórtico 3 (orifício d).
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Válvula de Descarga Rápida Descrição Durante a aplicação do freio, a válvula de descarga rápida serve apenas como elemento de passagem e divisão da linha de pressão, direcionando o ar para a(s) câmara(s) de freio do lado direito e do lado esquerdo do veículo. Na desaplicação dos freios, atua como agente acelerador da descarga do ar contido nas câmaras, agilizando a liberação do veículo.
Funcionamento A pressão de ar enviada pela válvula dupla do pedal na direção da válvula de retenção dupla deriva, por meio de uma conexão, na forma de sinal pneumático para a válvula relê, a qual libera a passagem da linha de pressão de aplicação proveniente do reservatório primário. Esse ar chega até o pórtico de entrada da válvula de descarga rápida, vencendo a pressão da mola interna e deslocando o pistão de forma a fechar o pórtico de descarga. O ar é então direcionado para os pórticos laterais da válvula, alimentando as câmaras direita e esquerda do freio de serviço. Ao ser interrompido o sinal recebido pela válvula relê, a alimentação proveniente do reservatório primário é fechada, eliminando a pressão sobre o pistão da válvula. A pressão da mola interna desloca o pistão em sentido inverso, vedando o pórtico de entrada da válvula e abrindo o pórtico de descarga, dando rápida vazão para a atmosfera do ar contido nas câmaras do freio de serviço.
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Válvula Freio de Estacionamento / Emergência (cavalo mecânico)
Posição Fechada (Freio Aplicado)
Descrição
Ao acionar o punho (10) colocando-o na posição de freio aplicado, o pistão (e) é deslocado para baixo pelo ressalto do came (2).
Operada por meio da movimentação de uma alavanca de comando, esta válvula se caracteriza pela possibilidade de, em situação emergencial, liberar o ar das câmaras de mola acumuladora de forma gradual, propiciando uma frenagem segura e ao mesmo tempo suave, pois modula a atuação da mola na aplicação do freio do eixo traseiro.
Com o movimento do pistão (e) a mola (g) é comprimida e a válvula de admissão (c) é fechada pela força da mola (f). Nesta condição o ar comprimido existente nas câmaras (B) e (C) e na tubulação do sistema de freio é descarregado para a atmosfera, através do pórtico (3) (orifício d). Consequentemente um ressalto no came (2) empurra a haste (h) para baixo, fechando a descarga (3) abrindo a válvula de admissão (b). Nesta condição o ar comprimido existente na câmara (A) flui através de outro orifício (D) e ao encontrar a válvula de admissão (b) aberta, flui através da câmara (C) para o pórtico (22).
Posição Intermediária (Freio de Emergência)
Funcionamento: Posição aberta (Freio desaplicado)
Nesta posição ocorre uma pressão controlada nos pórticos (21) e (22) que depende do ângulo de acionamento do punho (10).
Ao acionar o punho (10) colocando-o na posição de freio desaplicado, o pistão (e) é deslocado para cima pela força da mola (g). Nesta condição é fechada a descarga (d) e a aberta a válvula de admissão (c). A pressão existente na câmara (A) flui para a câmara (B) e (C) e consequentemente para os pórticos (21) e (22).
Quando o punho (10) é acionado para uma posição intermediária, o pistão (e) sobe acompanhando o movimento do came (2). A pressão existente nas câmaras (B) e (C) é parcialmente descarregada.
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Consequentemente a válvula (c) mantém fechada à passagem do ar da câmara (A) para as câmaras (B) e (C); o comando manual encontra-se agora numa posição de equilíbrio com uma pressão reduzida nos pórticos (21) e (22).
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Válvula Freio de Estacionamento / Emergência (cavalo mecânico)
Posição Fechada (Freio Aplicado)
Descrição
Ao acionar o punho (10) colocando-o na posição de freio aplicado, o pistão (e) é deslocado para baixo pelo ressalto do came (2).
Operada por meio da movimentação de uma alavanca de comando, esta válvula se caracteriza pela possibilidade de, em situação emergencial, liberar o ar das câmaras de mola acumuladora de forma gradual, propiciando uma frenagem segura e ao mesmo tempo suave, pois modula a atuação da mola na aplicação do freio do eixo traseiro.
Com o movimento do pistão (e) a mola (g) é comprimida e a válvula de admissão (c) é fechada pela força da mola (f). Nesta condição o ar comprimido existente nas câmaras (B) e (C) e na tubulação do sistema de freio é descarregado para a atmosfera, através do pórtico (3) (orifício d). Consequentemente um ressalto no came (2) empurra a haste (h) para baixo, fechando a descarga (3) abrindo a válvula de admissão (b). Nesta condição o ar comprimido existente na câmara (A) flui através de outro orifício (D) e ao encontrar a válvula de admissão (b) aberta, flui através da câmara (C) para o pórtico (22).
Posição Intermediária (Freio de Emergência)
Funcionamento: Posição aberta (Freio desaplicado)
Nesta posição ocorre uma pressão controlada nos pórticos (21) e (22) que depende do ângulo de acionamento do punho (10).
Ao acionar o punho (10) colocando-o na posição de freio desaplicado, o pistão (e) é deslocado para cima pela força da mola (g). Nesta condição é fechada a descarga (d) e a aberta a válvula de admissão (c). A pressão existente na câmara (A) flui para a câmara (B) e (C) e consequentemente para os pórticos (21) e (22).
Quando o punho (10) é acionado para uma posição intermediária, o pistão (e) sobe acompanhando o movimento do came (2). A pressão existente nas câmaras (B) e (C) é parcialmente descarregada.
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Treinamento Assistência Técnica
Consequentemente a válvula (c) mantém fechada à passagem do ar da câmara (A) para as câmaras (B) e (C); o comando manual encontra-se agora numa posição de equilíbrio com uma pressão reduzida nos pórticos (21) e (22).
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Válvula Freio de Estacionamento/Emergência (Caminhões 4x2, 6x2 e Ônibus) Funcionamento Posição Aberta (Freio Desaplicado) Ao acionar o punho (10) da válvula para a posição de freio desaplicado, o pistão (e) é deslocado para cima pela força da mola (g). Nesta condição, é fechada a descarga (d) e aberta à válvula de admissão (c). A pressão existente na câmara (A) flui para a câmara (B) e consequentemente para o pórtico (21) pressurizando os cilindros de freio (parte do estacionamento.
Posição Fechada (Freio Aplicado) Ao acionar o punho (10) da válvula para a posição de freio aplicado, o pistão (e) é deslocado para baixo pelo ressalto do came (2). Com o movimento do pistão (e) a mola (g) é comprimida e a válvula de admissão (c) fechada pela força da mola (f). Nesta condição, o ar comprimido existente na câmara (B) e na tubulação do sistema de freio é descarregado para atmosfera através do pórtico 3 (orifício d).
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Válvula de Descarga Rápida Descrição Durante a aplicação do freio, a válvula de descarga rápida serve apenas como elemento de passagem e divisão da linha de pressão, direcionando o ar para a(s) câmara(s) de freio do lado direito e do lado esquerdo do veículo. Na desaplicação dos freios, atua como agente acelerador da descarga do ar contido nas câmaras, agilizando a liberação do veículo.
Funcionamento A pressão de ar enviada pela válvula dupla do pedal na direção da válvula de retenção dupla deriva, por meio de uma conexão, na forma de sinal pneumático para a válvula relê, a qual libera a passagem da linha de pressão de aplicação proveniente do reservatório primário. Esse ar chega até o pórtico de entrada da válvula de descarga rápida, vencendo a pressão da mola interna e deslocando o pistão de forma a fechar o pórtico de descarga. O ar é então direcionado para os pórticos laterais da válvula, alimentando as câmaras direita e esquerda do freio de serviço. Ao ser interrompido o sinal recebido pela válvula relê, a alimentação proveniente do reservatório primário é fechada, eliminando a pressão sobre o pistão da válvula. A pressão da mola interna desloca o pistão em sentido inverso, vedando o pórtico de entrada da válvula e abrindo o pórtico de descarga, dando rápida vazão para a atmosfera do ar contido nas câmaras do freio de serviço.
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Válvula de Retenção Dupla Descrição Construída em forma de “T” e com um êmbolo livre interno, a válvula de retenção dupla tem como função selecionar uma linha de alimentação de ar para um componente do sistema de freio, quando este é suprido por dois circuitos alternativos, evitando assim composição de forças. Esta válvula é também conhecida como válvula de 2 vias.
Posição Intermediária (Freio de Emergência) Nesta posição ocorre uma pressão controlada no pórtico (21) que depende do ângulo de acionamento do punho (10). Quando o punho (10) é acionado para uma posição intermediária, o pistão (e) sobe acompanhando o movimento do came (2). A pressão existente na câmara (B) é parcialmente descarregada. Consequentemente, a válvula (c) mantém fechada a passagem do ar da câmara (A) para a câmara (B) e o comando manual encontra-se agora numa posição de equilíbrio com uma pressão reduzida no pórtico (21).
Funcionamento Comando pelo Circuito I Quando ocorre uma pressão no pórtico (1), o êmbolo (4) é empurrado para o assento do pórtico oposto (3), deixando livre a passagem entre o pórtico de maior pressão e o pórtico (2), fechando a entrada de menor pressão, pórtico (3).
Comando pelo circuito II Caso a maior pressão esteja no pórtico (3), o êmbolo (4) será empurrado para o assento do pórtico oposto (1), liberando a passagem de ar entre o pórtico de maior pressão e o pórtico (2), fechando a entrada de menor pressão, pórtico (1).
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Câmara de Freio Simples
Posição de Equilíbrio
Descrição
Com a pressão da câmara (a) no pistão (3) igualando-se com a força da mola de borracha (2), ocorre a ascensão do pistão (3), fechando a válvula (4), mantendo a descarga (10) ainda fechada, assegurando a pressão desejada no pórtico (21).
Composta por uma carcaça em chapa estampada, bipartida e atuando por meio de diafragma e mola de retorno. A câmara de freio simples é utilizada para aplicação do freio de serviço em veículos automotores.
Funcionamento Com o freio de serviço desaplicado, a câmara de freio simples (1) está em sua posição de repouso, onde a mola de retorno (3) age sobre o diafragma (2) recolhendo a haste (4) da câmara.
Ao ser acionado o pedal de freio de serviço a válvula dupla do pedal abre a passagem para uma linha de ar que irá alimentar a entrada da câmara de freio, pressionando o diafragma (2) e comprimindo a mola de retorno (3), deslocando a haste (4) no sentido de aplicação do mecanismo de freio.
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De maneira semelhante ocorre no pórtico (22), pois este é comandado pelo pórtico (21).
Posição de Descarga Ao retirar a força sobre a haste (1), o pistão (3) desloca-se totalmente para cima abrindo a descarga (10), e fechando a válvula (4). O ar do pórtico (21) é descarregado para a atmosfera pela descarga (3). Por sua vez, não havendo pressão na câmara (b) o ar do pórtico (22), também é descarregado com a abertura da descarga (9).
Falha em um dos circuitos Havendo falha no pórtico (22), o pórtico (21) funcionará normalmente, devido ao pórtico (22) ser comandado pelo pórtico (21). Por outro lado, se houver falha no pórtico (21), o pórtico (22) será acionado mecanicamente pelo pistão (6) abrindo a válvula (7) e fechando a descarga (9).
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Válvula Dupla do Pedal Descrição A válvula dupla do pedal ou válvula do freio de serviço é utilizada em sistemas de freio a ar comprimido de circuito duplo, com a finalidade de controlar em cada um dos circuitos a pressão de ar encaminhada para as câmaras de freio. Seu acionamento é feito por meio da alavanca e da haste do pedal de freio do veículo.
Uma vez aliviada a pressão sobre o pedal, a passagem de alimentação se fecha e então, por ação da mola de retorno (3), o diafragma (2) retorna à posição de repouso, recolhendo a haste (4), desaplicando o freio. O ar existente nas câmaras é descarregado para a atmosfera pela válvula de descarga rápida.
Câmara de Freio Dupla com Mola Acumuladora Funcionamento Posição de Marcha O ar comprimido, proveniente dos reservatórios, chega aos pórticos de entrada (11) e (12), alimentando a válvula. Com o pedal do freio de serviço desaplicado, as válvulas de admissão (4) e (7) estarão fechadas, bloqueando a passagem do ar para as câmaras dos pórticos de saída (21) e (22).
Dividida em duas câmaras individuais, câmara do freio de serviço e câmara do freio de estacionamento/emergência é o único componente que está constantemente atuando, mesmo quando o veículo está inoperante. Quando o veículo está estacionado, a mola acumuladora está atuando sobre o mecanismo de freio, mantendo o veículo imobilizado. Para que possa ser colocado em movimento necessita de alimentação de ar para recolher a mola e liberar o veículo. Para reduzir a velocidade ou mesmo parar o veículo, é alimentada por pressão de ar na câmara do circuito de serviço nas frenagens normais ou tem a pressão de ar da câmara de mola acumuladora aliviada de forma modulada, aplicando gradualmente o freio de estacionamento em situações de emergência. Conta também com o recurso de liberação do freio de estacionamento por ação mecânica, fazendo contrair a mola acumuladora por meio de um parafuso encaixado na parte traseira da câmara.
Posição de freio Aplicado Ao acionar a haste (1) para baixo, o pistão (3) desce fechando a descarga (10) e abrindo a válvula (4). O ar flui, então para a câmara (a) e, através do orifício (f), para o pórtico (21). Ao mesmo tempo o ar flui para a câmara (d) através do orifício (e) onde exerce pressão sobre o pistão (6), o qual por sua vez fecha a descarga (14) abrindo a válvula (7). Desta forma o ar comprimido através do orifício (c) flui para o pórtico (22).
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Funcionamento Freio de estacionamento A ausência de pressão de ar na câmara do freio de estacionamento (1) permite a expansão da mola acumuladora (2), atuando sobre o pistão de estacionamento (3), deslocando a haste (4) sobre o mecanismo de freio, mantendo o veículo imobilizado.
Quando a pressão do sistema atingir seu valor máximo – 9,5 bar – a válvula reguladora de pressão abre a descarga de ar para a atmosfera, mantendo o valor da pressão regulada enquanto não houver consumo de ar. Simultaneamente é enviada uma linha de pressão que atua sobre a válvula de dreno automático, através do pórtico de controle (1) deslocando o pistão (2) para a posição inferior. Ao ser colocado para baixo, o pistão (2) faz a ligação entre a câmara acumuladora (3) e a câmara de descarga (5), através das ranhuras do corpo do pistão (2). O sinal que chega ao pórtico de controle (1), também é transferido para a câmara de descarga (5) por meio de um furo no corpo do pistão (2) e a possível condensação da linha de sinal ficará ali depositada.
A liberação do freio de estacionamento se dá com a alimentação de ar comprimido na câmara da mola acumuladora (1). O ar exerce pressão sobre o pistão (3), que por sua vez comprime a mola (2), deixando livre a haste (4). Por ação das molas de retorno, o mecanismo de freio afasta as sapatas dos tambores de freio, permitindo o deslocamento do veículo.
Com a queda de pressão no circuito por consumo de ar comprimido para a atuação dos freios, deixa de haver sinal (pressão) no pórtico de controle (1) e o pistão (2) retorna à posição superior. Neste momento, fecha-se a conexão entre a câmara acumuladora (3) e a câmara de descarga (5) enquanto é liberada a conexão entre a câmara de descarga (5) e o pórtico de saída (6), também por meio de ranhuras existentes na parte inferior do pistão (2), fazendo com que a água seja drenada.
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Válvula de Dreno Automático Descrição
Movimentando a alavanca de controle da válvula moduladora para a posição de freio aplicado, o ar da câmara (1) é descarregado, permitindo que a mola acumuladora (2) volte a expandir, atuando sobre o pistão (3) e a haste (4), acionando o mecanismo de freio.
Montadas em veículos sem CONSEP, têm como função, drenar a água condensada no reservatório úmido, evitando que a mesma circule pelos componentes do sistema de freios.
Funcionamento Para poder realizar a drenagem automática do sistema, a válvula está colocada em posição estratégica, ou seja, conectada ao reservatório úmido, onde se concentra o maior volume da condensação. A válvula está conectada ao reservatório pelo pórtico de alimentação (4), mantendo aí pressão constante durante o funcionamento do veículo. Ao ser acionado o motor do veículo, o compressor inicia a operação de “carregar” os reservatórios de ar comprimido do sistema de freios.
Freio de serviço A aplicação do freio de serviço se dá de forma semelhante à câmara simples, ou seja: Com o freio de serviço desaplicado, a câmara de freio simples (7) está em sua posição de repouso, onde a mola de retorno (6) age sobre o diafragma (5) recolhendo o pistão (4) da câmara e a haste (8). Ao ser acionado o pedal de freio de serviço, a válvula dupla do pedal abre a passagem para uma linha de ar que irá alimentar a entrada da câmara de freio, pressionando o diafragma (5) e comprimindo a mola de retorno (6), deslocando a haste (8) no sentido de aplicação do mecanismo de freio.
Nesta condição, o pistão (2) é deslocado para sua posição superior, colocando em conexão o pórtico de admissão (4) com a câmara acumuladora (3) através das ranhuras existentes no corpo do pistão (2).
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Uma vez aliviada a pressão sobre o pedal, a passagem de alimentação se fecha e então, por ação da mola de retorno (6), o diafragma (5) retorna à posição de repouso, recolhendo a haste (8), desaplicando o freio. O ar existente nas câmaras é descarregado para a atmosfera pela válvula de descarga rápida.
Após o ar pressurizar estes circuitos, o ar comprimido flui para os pórticos 23 e 24, pressurizando os circuitos de freio de estacionamento e auxiliar respectivamente.
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Com os quatros circuitos funcionando normalmente, ocorre um equilíbrio de pressão, entretanto, em havendo um consumo excessivo de ar em um dos circuitos, este pode ser alimentado pelos demais circuitos, até atingir o valor da pressão de fechamento. Sistema anticomposição de força A câmara dupla com mola acumuladora também cumpre com a função de evitar que duas forças – pressão de ar do freio de serviço e pressão da mola acumuladora do freio de estacionamento – atuem ao mesmo tempo sobre os componentes do mecanismo de freio, expondo-os a riscos.
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Falha em um dos circuitos Quando um dos circuitos falha, o ar que alimenta a válvula pelo pórtico 1 e o ar dos outros circuitos, fluem através do vazamento, até que se alcance o valor da pressão de fechamento da válvula 17 do circuito avariado, pórtico 24. Com as válvulas 17 fechadas, a pressão fornecida pelo pórtico 1 carrega novamente os circuitos sem defeito até a pressão de abertura, que é ajustada pela mola 19 do circuito danificado, pórtico 24. Um valor de pressão maior do que o ajustado provoca a abertura da válvula 17, fazendo com que o ar escape para atmosfera até a pressão baixar ao valor da pressão de segurança.
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Funcionamento
Válvula Relê
Válvula fechada
Descrição
O ar entra pela válvula de proteção de 4 vias, através do pórtico 1, pressionando a parte inferior das válvulas 17. Esta pressão aumenta gradualmente, até alcançar o valor da pressão de abertura.
A válvula relê é normalmente montada nas proximidades das câmaras de freio, operando como um dispositivo auxiliar para aumentar a velocidade de aplicação dos freios. Tem sua atuação comandada por pressão pneumática proveniente do acionamento da válvula dupla do pedal e sua alimentação (linha de serviço) vem diretamente do reservatório de ar do circuito primário (eixo traseiro).
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Funcionamento
Válvula aberta Ao atingir essa condição, a válvula 17 é empurrada contra a força da mola 19; o ar flui do pórtico 1 para os pórticos 21 e 22, pressurizando os circuitos do freio de serviço primário e secundário respectivamente.
Aplicação dos freios Ao ser acionado o pedal de freio, a válvula dupla do freio de serviço libera uma linha de pressão de ar, que passa pela entrada de comando da válvula relê que irá atuar sobre o pistão de comando movimentando-o para baixo. Uma vez deslocado, o pistão se assenta sobre a válvula de admissão abrindo a passagem de ar, do reservatório do circuito primário para as câmaras de freio de serviço do eixo traseiro, ao mesmo tempo em que fecha a passagem de exaustão.
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Equilíbrio
Válvula de Proteção de 4 vias
A pressão de ar enviada para as câmaras de freio (pressão de serviço), atua também sob o pistão de comando.
Descrição
Quando a pressão de serviço se iguala à pressão de comando da válvula, a mola da válvula de admissão atua sobre o conjunto de admissão, fechando a passagem de ar para as câmaras de freio, mantendo a passagem de exaustão fechada.
4
A válvula de proteção de 4 Vias tem a função de fornecer ar comprimido aos circuitos do sistema de freios, monitorando seu funcionamento e mantendo-os independentes entre si. Para realizar esse trabalho, a válvula possui dutos internos, interligados, que alimentam os quatro circuitos. Caso venha a ocorrer alguma falha no sistema, a válvula de quatro vias isola o duto correspondente ao circuito danificado e mantém os demais circuitos ativados. Desta forma, é possível conduzir o veículo até um posto de serviço para que possa ser reparado.
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1
Nesse ponto a válvula se encontra na posição equilibrada. Desaplicação Quando é interrompida a ação da pressão de comando sobre o pistão, este se move para cima por ação da pressão de serviço existente na câmara interna da válvula e pela força da mola da válvula de admissão. A passagem de ar do reservatório primário para as câmaras de freio (pressão de serviço) é fechada e a passagem de exaustão aberta, permitindo a descarga do ar da linha. O ar contido nas câmaras de freio é descarregado pela válvula de descarga rápida.
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PÓRTICO
FUNÇÃO
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Alimentação da válvula
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Primário - Freio de serviço traseiro
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Secundário - Freio de serviço dianteiro
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Freio de estacionamento / emergência
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Acessórios
2 A válvula de proteção de 4 vias vem calibrada e selada de fábrica. Sua regulagem exige valores a serem ajustados por equipamento espesífico, e só deve ser feita por profissionais credenciados.
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Modelos 15, 17 e 24 Toneladas
Válvula Distribuidora
Embora de conceito operacional semelhante ao modelo de 8 t, os modelos de 15, 17 e 24 t de PBT apresentam reservatórios de ar de maior capacidade volumétrica e individual para cada circuito, num total de três reservatórios para os modelos 15 e 17 t, e quatro para o modelo de 24 t. Nestes modelos, o sistema conta com válvulas de drenagem manual em substituição à drenagem automática.
Descrição
4x2
6x2
A válvula distribuidora, montada próximo ao eixo traseiro, apenas em cavalos mecânicos, recebe sinal pneumático da válvula dupla do pedal, válvula moduladora de estacionamento / emergência e válvula de freio de serviço do semi-reboque. Sua função é controlar o freio de serviço e emergência do semi-reboque.
Funcionamento Posição de Carregamento Na condição de sem pressão, o pistão de comando (a) é mantido na posição inferior devido à ação da força da mola (i). Durante o enchimento do reservatório, o ar comprimido que chega ao pórtico (11), pressuriza a câmara (A) levantando o pistão de comando (a) contra a força da mola (i).
Todos os reservatórios são tratados e protegidos internamente contra corrosão ou qualquer outra reação que possa produzir resíduos prejudiciais ao funcionamento dos componentes do sistema de freios. Para a linha Constellation existe reservatório regenerativo integrado ao reservatório principal para regenerar o filtro secador. 22
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O ar comprimido flui através do orifício (d) para a câmara (B) pressurizando o pórtico (12) e consequentemente, a cabeça de acoplamento (alimentação) do semi-reboque.
Reservatório de Ar Descrição Tem como finalidade armazenar o ar comprimido do sistema, suprindo adequadamente as câmaras durante a aplicação do freio. Modelo 8 Toneladas O reservatório de ar para os modelos de 8 t de PBT é constituído de um depósito cilíndrico, dividido internamente em três compartimentos estanques, formando um conjunto compacto. Em função dessa característica construtiva é chamado de reservatório triplo.
Do mesmo modo, o ar comprimido existente na câmara (B), levanta o pistão (k) abrindo a válvula de admissão (b) fechando a descarga (e).
Depois de passar pela válvula reguladora de pressão, o ar é pressionado para o primeiro dos compartimentos desse depósito, chamado de reservatório úmido (ver nota) por ser o compartimento onde se processará a condensação que por ventura não tenha sido retida pela válvula CONSEP. Do reservatório úmido saem duas linhas de pressão de ar: - uma para a válvula de proteção de 4 vias e outra para a válvula de dreno automático. A linha de pressão que alimenta a válvula de proteção de 4 vias, após ativar as linhas de proteção, retorna ao depósito, abastecendo os reservatórios (compartimentos) primário e secundário. Para eventuais situações de emergência, o sistema conta com uma válvula de segurança instalada no reservatório.
A pressão na câmara (B) flui para a câmara (C) pressurizando o pórtico (22) e posteriormente a cabeça de acoplamento (sinal) do semi-reboque.
Posição de Marcha (freio liberado) Com o veículo em movimento, a câmara (D) referente ao pórtico (43) é pressurizada devido ao acionamento da válvula freio de estacionamento. A câmara (D) ao ser pressurizada, pressiona o pistão de comando (k) para baixo fechando a válvula de admissão (b) abrindo a descarga (e). Desta forma, o freio do semireboque é liberado devido à despressurização do pórtico (22).
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S
P
R
R e g e n e r a t iv o S e c u n d á r io
P r im á r io
Nos veículos com filtro secador, náo existe reservatório úmido, pois a condensação é drenada pelo filtro. Entretando o sistema necessita de um depósito de ar para regeneração do elemento filtrante.
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Regeneração do Filtro
Posição de Freio de Serviço Aplicado
Quando a pressão do sistema pneumático chega ao limite máximo regulado, a pressão na câmara (D) que está constantemente pressurizada pela pressão do pórtico (21), vence a força da mola (j) abrindo a válvula de descarga (e). Nesta condição o ar é descarregado para atmosfera. Simultaneamente é fechada a válvula de retenção (c).
Quando os pórticos (41) e (42) são pressurizados pelo freio de serviço, a pressão nas câmaras (E) e (G) pressiona o pistão de comando (I) para baixo, fechando a descarga (e) abrindo a válvula de admissão (b).
Neste estágio, o ar comprimido existente no reservatório regenerativo (k), retorna pelo pórtico (22) em sentido contrário, limpando o elemento secante (a), pois a pressão atuante na câmara (h), (A) e (C) é inferior a pressão existente no reservatório regenerativo.
Desta forma, a pressão existente na câmara (B) flui para a câmara (C) abaixo do pistão (I) pressurizando o pórtico (22). Este por sua vez está conectado à cabeça de acoplamento (sinal) do semi-reboque.
Posição de Equilíbrio
Compressor
Válvula de 4 vias Res. Regenerativo
Uma posição de equilíbrio ocorre quando as pressões nas câmaras (C) e (E) ou (G), atingem um equilíbrio de força. Nesta condição o pistão (I) desloca-se para cima até o fechamento da válvula de descarga (e). A pressão existente na câmara (C) mantémse constante no pórtico (22). Simultaneamente, o ar comprimido existente nas câmaras (B) e (C) mantém a válvula de 2/2 vias sem efeito.
Posição de Descarga Na posição de descarga, o ar comprimido existente nos pórticos (41) e (42) é descarregado para a atmosfera. Desta forma, a pressão existente na câmara (C) levanta o pistão (I), fechando a válvula de admissão (b) abrindo a válvula de descarga (e). O ar comprimido existente na tubulação e na câmara (C) é descarregado para a atmosfera, através da descarga (3).
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Funcionamento da Válvula de 2/2 Vias (Vazamento na Tubulação do Freio) Caso ocorra um vazamento na tubulação do freio do semi-reboque (pórtico 22) a pressão existente na câmara (C) diminui. Assim sendo, ao acionar o freio de serviço (pórtico 41), a pressão existente nas câmaras (E) e (P) desloca para baixo o pistão de comando (a) contra a força da mola (m), restringindo os orifícios de passagem (h). Neste instante é preservada a pressão existente no pórtico (11) e no cavalo mecânico.
Regulagem da Pressão Quando a pressão MÁXIMA regulada é atingida durante o abastecimento, a pressão da câmara (D), constantemente pressurizada pelo pórtico (21) via duto (i), age sobre o diafragma (j) vencendo a tensão da mola (m). Quando a pressão regulada pela mola (m) é ultrapassada, a válvula (n) abre pressurizando à câmara (B), acionando o pistão (e) e abrindo a válvula (f). O ar fornecido pelo compressor à câmara (A) é direcionado para o canal (C), atravessa a válvula (f) e é descarregado pela saída (3). Quando o consumo de ar fizer a pressão cair abaixo da pressão (regulada) da mola, a válvula (n) fechará e a pressão da câmara (B) será descarregada pelo pórtico de saída (3), fechando a válvula de saída (f), reiniciando o processo de Abastecimento e Secagem do ar comprimido.
Essa restrição, entretanto, provoca uma redução da pressão no pórtico (12) e, através desse processo, os freios do semireboque são imediatamente acionados (frenagem de emergência). Após a liberação do freio de serviço (pórtico 41), a válvula de 2/2 vias comuta novamente.
Compressor
Válvula lv l de 4 vias Res. Regenerativo
Esta válvula tem ajustes lacrados que não devem ser alterados. Novas regulagens somente são possíveis com o uso de equipamentos específicos e por pessoal credenciado.
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Funcionamento
Válvula Sensível à Carga (suspensão mecânica)
Abastecimento e Secagem do ar comprimido
Descrição
Na fase de abastecimento do sistema pneumático, o ar proveniente do compressor de ar, flui para a câmara de admissão (A) através do pórtico (1). Uma condensação preliminar de água pode ocorrer neste instante sendo coletada e enviada a válvula (f) via canal (C).
Controlar a pressão nas câmaras de freio de serviço (traseira) em função da carga do veículo.
O ar comprimido atravessa o pré-filtro (g) que está dentro da carcaça do secador, passa pela câmara (h) e chega úmido na parte superior do filtro.
Funcionamento
Ao infiltrar-se no secante (a) a umidade existente no ar é absorvida. O ar comprimido desumidificado chega então ao pórtico (21) após passar pela válvula de retenção (c). Simultaneamente o ar comprimido flui através do orifício (d) para o pórtico (22) que está conectado ao reservatório regenerativo.
Pré-Pilotagem Quando é pressurizado o pórtico (4), o ar comprimido flui através da válvula (30) que está aberta para o canal (d), pressurizando a câmara (c) acima da membrana (14). Simultaneamente o pistão (10) é pressurizado e empurrado para baixo. Com o movimento do pistão (10) para baixo, a descarga (28) é fechada e a válvula de admissão (12) é aberta. Com a abertura da válvula de admissão (12) o ar que entra no pórtico (4) flui para a câmara (b) abaixo da membrana (14), pressurizando a área superior do pistão (15) deslocando-o para baixo. Com o deslocamento do pistão (15) a descarga (16) é fechada e a válvula de admissão (23) é aberta. A pressão existente no pórtico (1) flui agora para os pórticos (2).
Compressor
Válvula de 4 vias Res. Regenerativo
Com no máximo 0,8 bar de pressão, o pistão (7) sobe e comprime a mola (6) fechando a válvula de pré-pilotagem (30). Com o fechamento da válvula (30) a a pressão existente na câmara (a) levanta o pistão (15) fechando a válvula de entrada (23), encerrando assim o ciclo de prépilotagem. Posição de frenagem: Veículo sem carga Nesta condição a haste (19) que está fixada no amortecedor de vibração (eixo traseiro do veículo) gira o came (20), consequentemente a haste tubular (24) também é movimentada para uma posição máxima inferior.
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Ao acionar o freio de serviço a pressão no pórtico (4) pressiona o pistão de comando (10) para baixo, contra a haste tubular (24), abrindo a válvula de admissão (12). A pressão flui agora para câmara (b) desenvolvendo-se abaixo do diafragma (14). Nesta condição a área ativa do diafragma (14) é maior do que a área do pistão de comando (10). Agora uma pressão menor basta para levantar o diafragma (14) juntamente com o pistão de lamelas (11) que está acoplado ao pistão (10) e fechar a válvula de admissão (12).
Filtro Secador Descrição Veículo equipado com válvula CONSEP O ar comprimido, fornecido pelo compressor, tem sua temperatura elevada durante a compressão e em seguida reduzida durante a passagem pelo abafador de ruídos e pela circulação na serpentina. Esse processo faz com que ocorra uma condensação inicial que será drenada pela válvula CONSEP. Entretanto, uma umidade remanescente poderá seguir circulando pelo sistema e vir causar problemas de funcionamento dos componentes, caso não seja retirada. Para eliminar essa possibilidade de ocorrência, após circular pela válvula CONSEP, o ar comprimido passa por um segundo processo de drenagem, realizado por um filtro dotado de elemento secante granulado especial, denominado Filtro Secador.
Com a válvula de admissão (12) fechada a pressão existente na câmara (c) força o pistão (15) para baixo, abrindo a válvula (23); o ar flui do pórtico (1) para o pórtico (2). Nesta condição mesmo com o aumento de pressão no pórtico (4) ocorre uma redução de pressão no pórtico (2) e consequentemente nos cilindros de freio.
Veículo sem válvula CONSEP As conseqüências do processo de compressão do ar são as mesmas do item anterior, com o diferencial de que neste caso, toda a condensação produzida será drenada diretamente através do filtro secador.
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Quando a pressão de descarga é atingida, o anel de vedação (5) passa pelo furo transversal no pino da válvula (2). O ar do reservatório atinge o êmbolo de desligamento (8) através dos furos no pino da válvula (2), deslocando-o para baixo e abrindo a saída (9), descarregando o ar fornecido pelo compressor para a atmosfera. A válvula de retenção (7) impede o refluxo dos reservatórios. Caindo a pressão no reservatório, a mola (3) empurra o êmbolo de comando (4) para baixo até o anel de vedação (5) passar pelo furo transversal no pino da válvula (2), a qual em conjunto com a mola (3) e a membrana (1), esvazia a câmara acima do êmbolo de desligamento (8), fechando a saída (9) realimentando os reservatórios.
12345789-
Membrana Pino da válvula Mola Êmbolo de comando Anel de vedação Válvula de retenção Embolo de desligamento Saída
1
3 4 5
Quando o veículo é carregado a haste (19) gira o came (20) proporcionalmente a deflexão de suspensão. Consequentemente a haste tubular (24) é movimentada para uma posição mais elevada. Ao acionar o freio de serviço a pressão que entra no pórtico (4) pressiona o pistão (10) para baixo contra a haste tubular (24) que está agora num ponto mais elevado; a pressão do pórtico (4) flui para a câmara (b) desenvolvendo-se abaixo do diafragma (14), levantando o pistão de lamelas (11). O pistão de lamelas (11) ao levantar-se se encaixa no espaçador (27). Assim uma parte da área ativa do diafragma (14) se apóia no pistão de lamelas (27).
2 8 9
Posição de frenagem: Veículo com meia carga
7
Como a área ativa do diafragma (14) diminui, a pressão na câmara (b) deve aumentar. Desta forma ocorre um equilíbrio de forças entre o pistão de comando (10) e o diafragma (14), fechando a válvula de admissão (12). Com a válvula de admissão (12) fechada, a pressão existente na câmara (b) força o pistão (15) para baixo, abrindo a válvula (23); a pressão existente no pórtico (1) flui para o pórtico (2) aumentado a pressão nos cilindros de freio.
Este componente é utilizado somente nos veículos que não são equipados com conjunto Filtro Secador.
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Posição de frenagem: Veículo com carga total
Válvula Reguladora de Pressão (Veículos sem Filtro Secador) Descrição
Quando o veículo é carregado até no seu limite total de carga (carga máxima), a haste (24) é levantada ainda mais pelo came (20). O ar comprimido que entra no pórtico (4) durante a frenagem desloca o pistão (10) para baixo. Após um curso relativamente pequeno, o fluxo de ar é liberado para a câmara (b) através da válvula (12) que está aberta.
A válvula reguladora de pressão atua como limitadora do valor máximo da pressão de trabalho acumulada nos reservatórios do sistema de freios, garantindo o suprimento de ar a todos os circuitos, protegendo seus componentes quanto a danos por excesso de pressão.
Desta forma a membrana (14) juntamente com o pistão (10) são novamente levantados, o pistão (11) encaixa-se completamente no espaçador (27), fazendo com que área ativa da membrana (14) apoie-se no espaçador (27), ficando neutralizada a contra força. Com plena pressão na câmara (b) o pistão (15) é forçado para baixo abrindo a válvula (23). O ar agora flui do pórtico (1) para os pórticos (2) atuando os cilindros de freio. Posição de descarga Independentemente da condição da carga do veículo (carregado ou descarregado), quando o sistema de freio é desaplicado, é retirada a pressão no pórtico (4). Simultaneamente diminui-se a pressão acima do pistão (10) e das válvulas (9) e (30). A força da mola (6) desloca para baixo o pistão (7) abrindo a válvula (30). A pressão de pré-pilotagem atuante na câmara (c) é agora descarregada através do pórtico (4). A pressão existente na câmara (b) é descarregada para à atmosfera através do orifício central da haste (24).
Funcionamento O ar comprimido passa pelo filtro, abrindo a válvula de retenção (7) e alimentando o reservatório. Simultaneamente, o ar penetra através do canal (6), atuando na face inferior do êmbolo de comando (4), que se desloca para cima, comprimindo a mola (3).
Com a despressurização da câmara (b) a pressão existente na câmara (a) empurra o pistão (15) para cima, fechando a válvula (23) e abrindo a descarga (16). O ar comprimido existente nos pórticos (2) e nos cilindros de freio é descarregado para a atmosfera através do pórtico (3). 50
3 - Mola 4 - Êmbolo de comando 6 - Canal 7 - Válvula de retenção
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A câmara acumuladora possui uma válvula solenóide alimentada eletricamente pelo interruptor da luz de freio. Sempre que o pedal do freio de serviço for acionado, a válvula CONSEP será ativada e abrirá uma passagem de descarga para a atmosfera, expelindo da câmara acumuladora a água condensada e os resíduos de óleo lubrificante retirados de fluxo de ar. O ar limpo flui por um duto interno e sai pelo pórtico central da cabeça da válvula, dirigindose para a válvula reguladora de pressão. Para a linha Constellation o acionamento será pela Unidade Lógica (computador de bordo do veículo), que acionará a cada 45 segundos um sinal de 3 segundos, isto se não usarmos freios. Se usarmos freios teremos 3 segundos de sinal a cada toque no pedal do freio.
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Posição de frenagem: Haste danificada No caso de avaria na haste (19), automaticamente uma mola acoplada ao came (20) posiciona internamente a válvula para a condição de “meia carga”. Nesta condição, ao se acionar o pedal de freio de serviço, a válvula sensível à carga pressuriza as câmaras de freio com uma pressão constante.
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Válvula Sensível à Carga (Suspensão pneumática)
Válvula CONSEP (Condensador e Separador)
Descrição Controle automático da força de frenagem, conforme a pressão das bolsas da suspensão a ar e da carga transportada pelo veículo. Em conjunto com a válvula relê, assegura a rápida aplicação do freio, bem como a descarga do ar do sistema após a frenagem. Funcionamento
Conectores elétricos para sinal
A atuação da válvula sensível à carga é controlada pelo sinal de pressão das bolsas da suspensão, através do pórtico (41). O pistão de controle (i) é pressurizado pelo ar do bolsão e movimenta a válvula de ressalto (g), contra a força da mola, até a posição correspondente à carga transportada. O ar comprimido, liberado pela válvula dupla do pedal, chega até a válvula sensível à carga pelo pórtico (4), pressuriza a câmara (A) e o pistão (b). O pistão (b) por sua vez, movimentase para a esquerda, fecha a saída (d) e abre a entrada (m), permitindo ao ar do pórtico (4) passar para a câmara (C), à esquerda do diafragma (e).
Descrição Conforme sugere o próprio nome – CONSEP, junção das palavras: Condensador e Separador, este componente tem como funções principais condensar a umidade restante do ar comprimido e separar resíduos de óleo lubrificante em circulação pelo sistema, eliminando-os pelo processo de exaustão automática. Funcionamento Após sair do compressor, passar pelo abafador de ruídos e pela serpentina, o ar comprimido chega até a válvula CONSEP. Internamente a válvula é dividida em duas câmaras: a separadora e a acumuladora. O ar entra na válvula CONSEP por um pórtico lateral localizado na parte superior da válvula, seguindo sob pressão para a câmara separadora. Em função do desenho da câmara, o ar é forçado a circular junto à parede interna aletada, onde, através da centrifugação do ar, a água, os resíduos de óleo lubrificante e qualquer outro material particulado são separados. O material separado é armazenado temporariamente na câmara acumuladora.
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Serpentina (Pré-condensador) Descrição A produção de ar comprimido gera, entre outras coisas, a elevação da temperatura desse ar fazendo com que a alta temperatura se propague principalmente na região do cabeçote do compressor e imediações. A medida que o ar em circulação se afasta dessa região, ocorre uma troca de calor com os componentes do sistema e sua temperatura vai baixando.
Ao mesmo tempo, o ar comprimido flui, via válvula de admissão (a) e o canal (E), para o interior da câmara (D), pressurizando o lado direito do diafragma (e). Este controle antecipado da pressão elimina a redução na faixa de carregamento parcial a sinais de baixas pressões de entrada (até um máximo de 1,4 bar). Quando a pressão volta a subir, o pistão (n) é movimentado contra a força da mola (o) e a válvula fecha.
Em função do teor de umidade, relativa à redução de temperatura, poderá provocar maior ou menor intensidade de condensação, mas certamente ela sempre ocorrerá. A mistura da água condensada com vapores de lubrificante e outros resíduos, que circulam pelo sistema pneumático, podem causar sérios danos aos seus componentes. Para reduzir a contaminação causada pela água condensada, utiliza-se o processo de aceleração da condensação por meio de um pré-condensador em forma de espiral – serpentina – onde o aumento da área para dissipação de calor possibilita sua ocorrência mais rápida, antecipando seu ponto de drenagem, evitando assim que a água circule pelo sistema, prejudicando o funcionamento das válvulas de freio. Após a passagem pelo abafador de ruídos, o ar circula pelo pré-condensador e segue para a válvula CONSEP.
Enquanto o pistão (b) está se movimentando para a esquerda, o diafragma (e) toca a arruela (l), aumentando a superfície atuante do diafragma (e). Assim que a pressão existente na câmara (C), no lado esquerdo do diafragma se iguale com a pressão que aciona o pistão (b), o pistão se movimenta para a direita. A válvula de admissão (m) se fecha e a posição final é atingida.
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A posição da válvula de ressalto (g), que depende da posição do pistão (i), é decisiva para atuar sobre a superfície do diafragma e determinar a pressão a ser liberada para os atuadores dos freios.
Abafador de Ruídos Descrição A sucessão de admissões e compressões, característica do funcionamento dos compressores a pistão, faz com que o suprimento de ar ocorra de forma pulsante, causando vibrações que produzem elevado nível de ruídos. Ao sair do compressor através de um tubo, o ar comprimido cai em uma câmara abafadora que, em função de seu grande volume, absorve as vibrações dessa pulsação, reduzindo sensivelmente o nível de ruídos.
O pistão (b), acompanhado pela arruela (l), deve realizar um curso que corresponda à posição da válvula de ressalto (g), antes da válvula (c) iniciar sua operação. Esse curso altera a superfície ativa do diafragma (e) e o pistão (b) assume a mesma medida.
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Após atingir o (PMI) e completar o processo de admissão, o pistão (14) é movimentado novamente em direção ao (PMS) começando a comprimir o ar admitido contido na câmara do bloco (1). Durante este processo, denominado compressão, o ar passa através de orifícios de “by pass” da válvula (16), pelo cabeçote (17) e pela válvula de lâminas (18) chegando já comprimido ao interior da tampa (24), saindo pelo adaptador (26) em direção ao abafador de ruídos, a válvula CONSEP, a válvula reguladora de pressão e posteriormente os reservatórios de ar. O processo de aspiração/compressão do ar será realizado até o momento em que o valor máximo da pressão pneumática do sistema - 9,2 bar - for atingido. Este valor é determinado através de ajuste da válvula reguladora de pressão.
Assim a pressão liberada pelo pórtico (4) tem a relação de 1:1 no interior da câmara (c) ou seja, a pressão de frenagem liberada não sofre redução com relação à pressão de entrada.
24 25
26 Junta Placa Intermediária Junta
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Após a pressão de controle do pórtico (4) ser aliviada, a pressão na câmara (C) move o pistão (b) para a direita e a pressão no pórtico (2) desloca o pistão para cima. A saída (d) abre e o ar é descarregado para a atmosfera pela saída (3).
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COMPONENTES DO SISTEMA DE FREIO PNEUMÁTICO Válvula de Engate Rápido (mão de amigo)
Compressor de Ar Wabco modelo 318 TR
Descrição
Descrição
Conectar a alimentação de ar do cavalo mecânico para o semi-reboque.
Quando aplicado em veículos automotores, o compressor de ar tem como função produzir ar comprimido para abastecer os sistemas comandados pneumaticamente, como por exemplo, sistemas de freios, mecanismos de embreagem, de acionamento de portas, regulagem de bancos, etc.
16 1
Funcionamento
1
Posição fechada O ar proveniente do circuito de alimentação do cavalo mecânico chega à câmara (a), encontra a válvula (5) fechada e ali permanece, não podendo passar devido ao fechamento da válvula (5).
5
4
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1 Funcionamento
a
Posição aberta Ao conectar a cabeça de acoplamento (macho) à cabeça de acoplamento (fêmea), a válvula (5) é empurrada para baixo, e o ar comprimido da câmara (a) flui para a tubulação do semi-reboque.
5
Acoplado ao motor do veículo através da engrenagem ou correia (4), a operação do compressor acompanha o funcionamento daquele componente, ou seja, motor funcionando – compressor operando / motor desligado – compressor inoperante. A engrenagem (4) transfere o movimento (rotação) do motor para o compressor de ar, movimentando o conjunto pistão (14), biela (13) e árvore de manivelas (9), iniciando o processo de admissão do ar atmosférico. Com o deslocamento do pistão (14) do ponto morto superior (PMS) para o ponto morto inferior (PMI), forma-se uma depressão na câmara interna do bloco (1), abrindo a válvula de sucção (16) e o ar, aspirado através do conector (25), passa pela tampa (24) e pelo cabeçote (17), preenchendo o espaço criado na câmara.
1
a 56
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Numeração dos Pórticos dos Componentes
Válvula 2/2 vias
A norma DIN ISO 6786 tem sido aplicada desde 1981 com a finalidade de identificar os pórticos das válvulas, cilindros, e demais produtos que equipam os veículos com sistemas de freio a ar.
Descrição
As características essenciais para identificação dos pórticos dessas válvulas são as seguintes:
Esta válvula tem como função evitar a aplicação do freio nas rodas do 3º eixo, com o suspensor pneumático acionado.
Identificação através de números e não por meio de letras. O objetivo é evitar a interpretação errônea das letras, principalmente em países com diferentes grafias do alfabeto, como por exemplo os países do oriente e do oriente médio. Os números utilizados para identificar os pórticos devem fornecer alguma informação quanto à função daquele pórtico no componente e no sistema de freio. As identificações consistem de números compreendidos no máximo por dois dígitos. O primeiro dígito se refere a: 1 2 3 4
= = = =
entrada / alimentação saída de serviço descarga / exaustão sinal / piloto / comando
Um segundo dígito deve ser utilizado sempre quando houver vários pórticos com a mesma aplicação, como por exemplo, várias saídas de serviço. O mesmo deve iniciar em 1 e ser usado consecutivamente, por exemplo: 21 22 23 24
= = = =
saída saída saída saída
um dois três quatro, etc.
As numerações são gravadas próximas aos pórticos das válvulas.
Funcionamento Sempre que o interruptor do suspensor pneumático do 3º eixo é acionado, ocorre a energização da válvula solenóide do suspensor, abrindo a passagem de ar comprimido para acionar o próprio suspensor e, por derivação, alimentar com um sinal pneumático o pórtico 4 da válvula 2/2 vias. O funcionamento interno desta válvula é similar ao da válvula de retenção dupla, ou seja, priorizar uma linha de trabalho da válvula, bloqueando a outra. O sinal pneumático recebido no pórtico 4 desloca internamente o pistão, de forma a bloquear a passagem do ar do pórtico 1 (pressão de aplicação proveniente da válvula relê) para o pórtico 2 (saída de ar para atuação das câmaras do freio de serviço do 3º eixo). Ao ser baixado o 3º eixo, o sinal pneumático no pórtico 4 da válvula 2/2 vias é interrompido e, a pressão da mola provoca o deslocamento do pistão para sua posição de repouso, liberando a passagem de ar entre os pórticos 1 e 2 da válvula. O freio de serviço das rodas do 3º eixo volta a atuar de forma normal, sempre que solicitado.
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CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS Tomada de Teste Descrição Para cumprir exigências legais e facilitar diagnósticos, o sistema de freios está equipado com tomadas de teste em pontos estratégicos, cujo objetivo é permitir a ligação de equipamentos de teste no circuito de ar comprimido.
De atuação 100 % a ar comprimido, o sistema de freio dos caminhões VW é do tipo a tambor nas rodas dianteiras e traseiras, com atuadores de eixo excêntrico “S came”. Para aumentar sua eficiência de frenagem e reduzir a necessidade de parada do veículo para manutenção, conta com ajustadores automáticos e válvula CONSEP (condensador / separador), esta última encarregada de reter resíduos de óleo lubrificante e drenar a água condensada pela compressão do ar do sistema. O ar circula por mangueiras de PVC protegidas por tubo de plástico corrugado bipartido, de alta resistência abrasiva, evitando contato direto com o chassi. Conectores de engate rápido (sistema VOSS) são utilizados nas conexões das válvulas da linha de alta pressão e nas interligações da tubulação, assegurando perfeita vedação na união desses componentes.
Funcionamento Quando é acoplada uma mangueira ou um equipamento na tomada de teste, a haste (2) é empurrada contra a força da mola (3), abrindo a passagem (b), permitindo que o ar escoe pelo o furo (a).
Depois de retirada a mangueira/equipamento de teste, a passagem (b) é fechada pelo anel de vedação (4) interrompendo, automaticamente, o fluxo de ar. A tampa (1) protege a tomada de teste contra sujeira quando a mesma não está sendo utilizada.
As sapatas de freios, dimensionadas adequadamente para a aplicação em veículos sujeitos a desenvolver grandes esforços de frenagem, em função da carga que transportam e das severas condições topográficas da rota, distribuem de maneira uniforme a pressão de frenagem, aumentando sua vida útil, reduzindo custos de manutenção. Por serem produzidas em material “Non-asbesto” não agridem o meio ambiente.
Válvula de Drenagem Manual Descrição Os caminhões Volkswagen com PBT acima de 13 t, e que possuem reservatórios de freio separados, utilizam válvula de drenagem manual para purgar a água condensada no sistema ou ainda esgotar o ar dos reservatórios quando necessário.
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SISTEMA DE ATUAÇÃO DE FREIO
Freio de Serviço
Funcionamento
O freio de serviço pode ser utilizado tanto para reduzir a velocidade do veículo quanto para pará-lo. A ação da válvula pedal é contínua e atua no mecanismo de freio das rodas.
A mola (1) e a pressão do ar do reservatório mantém a válvula (3) fechada.
Freio de Estacionamento A função do freio de estacionamento é manter o veículo imobilizado com segurança, mesmo em condições de aclive ou declive acentuado. A aplicação/desaplicação se dá via Válvula Moduladora do Freio de Estacionamento / Emergência. Sua atuação deve ser totalmente eficaz, mesmo quando a pressão pneumática falhar e, por esta razão, age mecanicamente (através de molas), acionando o mecanismo de freio das rodas do veículo. Atua normalmente nas rodas traseiras, uma vez que age também como dispositivo de frenagem de emergência.
Freio de Emergência O sistema de frenagem de emergência deve substituir a tarefa do freio de serviço caso ocorra alguma falha no mesmo. É aplicado através da Válvula Moduladora do Freio de Estacionamento / Emergência e age gradativamente, pela descarga do ar da câmara e pela ação da mola acumuladora sobre o mecanismo de freio das rodas.
Freio-motor
Quando a haste (2) é comprimida ou movimentada lateralmente, a válvula (3) se abre, dando vazão à água condensada no reservatório, eliminando-a. A operação deve ser mantida até que saia ar limpo através da válvula. Quando a haste (2) é liberada, a válvula (3) fecha-se, interrompendo a drenagem.
Automático, acionado eletropneumaticamente, comandado por tecla no painel e interruptor nos pedais do acelerador e da embreagem. Cada um destes sistemas contribui para que os Caminhões e Ônibus Volkswagen apresentem alto índice de segurança ativa, transmitindo confiança de operação.
Conexões VOSS Visando oferecer maior facilidade e rapidez nas operações de manutenção dos circuitos de freios dos caminhões Volkswagen, são usadas nas linhas de alimentação de alta pressão conexões de engate rápido do tipo VOSS. A dupla vedação entre seus componentes e o processo de travamento da conexão, simplifica sua montagem e tornam o acoplamento à prova de vazamentos. Produzidas em latão, com alta resistência à corrosão, também eliminam a possibilidade de contaminação das válvulas.
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Dois são os modelos de conexões VOSS empregados nos caminhões Volkswagen:
Atrito
Modelo 245 - Utilizado nas uniões / interligações dos tubos de freios.
Chamamos de atrito à resistência ao deslizamento entre duas superfícies em contato. Essa resistência também é conhecida como fricção. Modelo 230 - Utilizado nas conexões das linhas de alimentação de alta pressão. Exemplo: - Válvula de proteção de 4 vias - Válvula moduladora do freio de estacionamento - Válvula dupla do pedal - Válvula de dreno automático
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Quanto maior for a resistência ao deslizamento, maior será o coeficiente de atrito. Resistências menores resultam em coeficientes de atrito mais baixos. Materiais com altos coeficientes de atrito, valores próximos de 1, em geral produzem desacelerações mais rápidas. Coeficientes baixos, valores próximos de 0, produzem desacelerações mais lentas. (Asfalto seco = 0,7 / Asfalto molhado = 0,4)
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PRINCÍPIOS FÍSICOS
Atualmente todos os veículos devem ter sistemas de freios que atendam as exigências legais de segurança. Os propósitos do sistema de freios são: Reduzir a Imobilizar Manter o Manter a
velocidade do veículo (freio de serviço) o veículo (freio de serviço) veículo imobilizado (freio de estacionamento) velocidade constante em declives acentuados (freio motor)
Ajustador Automático Descrição Mecanismo que ajusta automaticamente a folga entre a lona de freio e o tambor. A folga é auto-ajustada toda vez que, durante uma aplicação do freio, o curso percorrido pelo mecanismo for maior que o comprimento padrão especificado para aquele modelo.
Para que possa ser operado com segurança, a performance do sistema de freio de um veículo deve ser aproximadamente dez vezes maior que a performance de seu motor. Quando os freios do veículo são acionados, a energia cinética do mesmo é convertida em energia térmica, provocada pelo atrito dos materiais usados nos elementos de fricção (pastilhas/disco – sapatas/tambor – pneus/piso). Esse processo irá gerar uma elevada quantidade de calor, a qual deverá ser rapidamente dissipada pelo sistema, evitando que o calor seja absorvido por seus componentes e estes possam perder rendimento, afetando diretamente a segurança ativa do veículo. A quantidade de calor gerada pelo sistema de freios do veículo depende essencialmente de três fatores:
Massa do Veículo Chamamos de Massa do Veículo ao peso em deslocamento, arrastado pelo conjunto motopropulsor, incluindo veículo, beneficiamento e carga tarifada. Um veículo com massa duas vezes maior que outro irá requerer duas vezes mais energia no freio, produzindo um aquecimento duas vezes maior.
Velocidade do Veículo
Funcionamento O comprimento do curso padrão da câmara é determinado no momento que o ajustador é instalado. Esse comprimento está relacionado com a folga entre a lona e o tambor. Quando as lonas se desgastam, a folga aumenta. O aumento da folga faz a haste da câmara se deslocar por uma distância maior para aplicar os freios. Sempre que o curso percorrido pela haste da câmara exceder o limite pré-determinado, o ajustador automático corrigirá a diferença durante o retorno da haste. O mecanismo de regulagem se ajusta para o desgaste da lona e automaticamente altera o curso para o comprimento correto. O ciclo então se repete.
Por definição física, velocidade é o coeficiente entre um espaço percorrido em um intervalo de tempo. Ao empregar a equação E = mc2 como fator da geração de energia necessária para frenagem, onde:
E = energia gerada m = massa do veículo C
= velocidade do veículo,
observamos que a variável velocidade, participa na fórmula elevada a seu quadrado o que, na prática, significa que ao ser dobrada a velocidade de deslocamento de um veículo, será necessária uma quantidade quatro vezes maior de energia térmica (calor) para a frenagem do mesmo, portanto, será gerado um aquecimento quatro vezes maior.
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1 3
Descrição dos componentes
4 2
1 - Tampão 2 - Braçadeira 3 - Pino 4 - Haste de acionamento 5 - Anel de retenção 6 - Contrapino 7 - Êmbolo 8 - Atuador 9 - Carcaça 10- Anel de vedação
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6 8
7 9 10
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INTRODUÇÃO
A vista explodida mostra as partes móveis do sistema. A vista seccionada, mostra os componentes nas suas posições de trabalho, exceto a lingüeta guia, que está a 90 graus de sua posição real.
Câmara de freio a ar
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5
10
7 2
Classificado como item de segurança ativa de um veículo, o Sistema de Freios passou, de um simples ponto de atrito destinado a imobilizar uma roda, para um complexo conjunto de componentes, desenvolvidos com o objetivo de oferecer ao usuário de um veículo, o máximo em proteção. Esta Apostila descreve princípios básicos, função e operação dos componentes do sistema de freios a ar comprimido, ou sistema de freios pneumático e foi elaborada pelo Departamento de Treinamento de Pessoal da Rede da Volkswagen do Brasil, com o objetivo de orientá-lo quanto ao funcionamento dos componentes aplicados no referido sistema dos Caminhões e Ônibus da Marca. Para a realização de serviços de manutenção, as informações contidas nesta apostila devem ser sempre confirmadas através de consulta ao Manual de Serviço e aos Boletins Técnicos, editados pelo Departamento de Assistência Técnica - Caminhões e Ônibus, da Volkswagen do Brasil.
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A extremidade com entalhado externo do pinhão sem-fim (1), monta no entalhado interno do atuador (2). O serrilhado em hélice na lingüeta guia (3), engrena-se com o serrilhado existente no diâmetro externo do atuador (2). Os serrilhados são construídos de tal forma, que quando o atuador (2) é movimentado para cima, a lingüeta guia (3) recua e não restringe o movimento do atuador (2). Mas quando o atuador (2) é movimentado para baixo, a lingüeta guia (3) se engata nos serrilhados do atuador (2). Quando o freio é acionado, a haste da câmara, conectada à extremidade do garfo (4), movese para fora, forçando o braço do ajustador automático (5) a girar em torno da linha de centro do eixo “S came”. A outra extremidade do garfo (4) é ligada à haste do atuador (6), que por sua vez é conectado a um pequeno pistão (7), alojado no atuador através de um anel elástico (8). À medida que o braço do ajustador automático (5) é movimentado, o garfo (4) gira em torno do seu pino maior (9), movendo a haste do atuador (2) para cima e para baixo, levando consigo o pistão. A existência de folga na parte superior do atuador garante que somente o pistão se movimente quando o curso desejável é mantido. Quando o desgaste da lona se torna excessivo, o curso da haste da câmara atinge valores além do pré-determinado. Neste instante, o pistão (7) entra em contato com o anel elástico e leva consigo o atuador (2). À medida que o atuador (2) movimenta-se para cima, ele desliza sobre os serrilhados da lingüeta guia (3). Quando a haste da câmara retorna, o atuador (2) é forçado para baixo. Devido ao serrilhado, a lingüeta guia (3) se engata no atuador (2), forçando-a a girar seguindo a hélice de seu serrilhado. Esta ação provoca o giro do pinhão sem-fim (1) que avança a engrenagem (10) e o eixo “S Came”, ajustando automaticamente o freio.
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Freio-motor Descrição Para seu comando e funcionamento, o sistema do freio-motor conta com: - Tecla de comando no painel de instrumentos; - Interruptor do pedal do acelerador (motor mecânico); - Posição do pedal do acelerador (motor eletrônico); - Interruptor do pedal da embreagem - Válvula pneumática tipo solenóide - Mecanismo do freio motor localizado antes do silencioso, composto por: carcaça, válvula borboleta, eixo com haste e pistão atuador.
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ÍNDICE Funcionamento Ao ser ligada, a chave de ignição alimenta a linha 15 do sistema elétrico, que por sua vez energiza vários circuitos e componentes, entre eles a tecla de comando do freio-motor. A mesma tensão positiva fornecida pela linha 15 à tecla de comando, segue para os interruptores do pedal do acelerador e do pedal da embreagem numa ligação em série, fechando circuito na válvula eletropneumática do freio-motor, onde o aterramento é feito pela carcaça do componente, ligada à massa do chassi. O acionamento do pedal do acelerador e ou o do pedal da embreagem interrompe a passagem de corrente elétrica, desaplicando o freio-motor. Sem o acionamento dos pedais do acelerador e da embreagem, o circuito volta a ser fechado, ocorrendo a energização da válvula eletropneumático, dando passagem à pressão de ar que irá atuar no mecanismo do pistão. O pistão atuador aciona então a válvula borboleta para a posição fechada, restringindo a saída dos gases de escapamento e ocasionando uma contrapressão no interior dos cilindros do motor, aplicando o efeito freio-motor para reduzir a velocidade do veículo. Ao perceber a condição de aplicação do freio-motor, o sistema de gerenciamento eletrônico controla a dosagem de combustível para que o motor obtenha o máximo de eficiência desse recurso. A ECM desativa automaticamente o freio-motor sempre que o regime de rotação estiver abaixo de 1000 rpm.
INTRODUÇÃO .................................................................................................... 3 PRINCÍPIOS FÍSICOS ............................................................................................ 4 Massa do Veículo ............................................................................................ 4 Velocidade do Veículo ..................................................................................... 4 Atrito ............................................................................................................. 5 SISTEMA DE ATUAÇÃO DE FREIO ........................................................................ 6 Freio de Serviço .............................................................................................. 6 Freio de Estacionamento .................................................................................. 6 Freio de Emergência ........................................................................................ 6 Freio-motor ..................................................................................................... 6 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS .................................................................... 7 Numeração dos Pórticos dos Componentes ......................................................... 8 COMPONENTES DO SISTEMA DE FREIO PNEUMÁTICO ........................................... 9 Compressor de Ar Wabco modelo 318 TR .......................................................... 9 Abafador de Ruídos ....................................................................................... 11 Serpentina (Pré-condensador) .......................................................................... 12 Válvula CONSEP (Condensador e Separador) ..................................................... 13 Válvula Reguladora de Pressão (Veículos sem Filtro Secador) .............................. 15 Filtro Secador ............................................................................................... 17 Regulagem da Pressão ................................................................................... 19 Regeneração do Filtro .................................................................................... 20 Reservatório de Ar ........................................................................................ 21 Válvula de Proteção de 4 vias ......................................................................... 23 Válvula fechada ............................................................................................ 24 Válvula aberta .............................................................................................. 24 Válvula de Dreno Automático ......................................................................... 26 Válvula Dupla do Pedal .................................................................................. 28 Válvula de Retenção Dupla ............................................................................. 30 Válvula de Descarga Rápida ........................................................................... 31 Válvula Freio de Estacionamento / Emergência (cavalo mecânico) ....................... 32 Válvula Freio de Estacionamento/Emergência (Caminhões 4x2, 6x2 e Ônibus) ....................................................................... 34 Posição Fechada (Freio Aplicado) .................................................................... 34 Posição Intermediária (Freio de Emergência) ..................................................... 35 Câmara de Freio Simples ................................................................................ 36 Câmara de Freio Dupla sem Mola Acumuladora................................................. 37 Válvula Relê ................................................................................................. 41 Válvula Distribuidora ..................................................................................... 43 Funcionamento da Válvula de 2/2 Vias (Vazamento na Tubulação do Freio) ........................................................................... 46
Recomenda-se manter a tecla do freio-motor ligada sempre que o veículo estiver em movimento. O freio-motor deve ser sempre utilizado com uma das marchas engrenada.
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Válvula Sensível à Carga (suspensão mecânica) ................................................ 47 Válvula Sensível à Carga (suspensão pneumática) ............................................. 52 Vávula de Engate Rápido (mão de amigo) ......................................................... 56 Válvula 2/2 vias ............................................................................................ 57 Tomada de Teste .......................................................................................... 58 Válvula de Drenagem Manual ......................................................................... 58 Conexões VOSS ............................................................................................ 59 Ajustador Automático .................................................................................... 61 Freio-motor ................................................................................................... 63 Treinamento Assistência Técnica
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