Apunte básico de FRENOS DE AIRE Docente: LUIS CORTÉS
Nota: Para entender bien este compendio básico, se requiere previo haber asistido a las clases teóricas y talleres de frenos de aire. Los vehículos de más de 5 toneladas de tara, sean camiones o b uses, requieren de un sistema de frenado auiliar e independiente de la fuer!a física que puede efectuar el conductor para frenarlo. " esta función la efect#a el freno neumático.
$ircuito neumático del camión tractor. tractor. %isto en simbolo&ía de 'renos Neumáticos, y puede ser ba(o cualquiera de las si&uientes normas: )*N + -5 )*N */0 1-12
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%ista de válvulas y coneiones con tecalán en el bastidor de un camión.
%ista de las cabe!as de acoplamiento, que permiten un acoplamiento rápido y automático de las tuberías de freno del vehículo tractor con el remolque 3rampla4.
$ircuito neumático de la rampla.
LAS PARTES DE UN SISTEMA DE FRENOS DE AIRE:
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EL COMPRESOR: de aire convierte el aire atmosfrico en aire comprimido, que sería la ener&ía que se necesita para frenar el vehículo y bombea este aire a los tanques de almacenamiento de aire 3depósitos4. 6l compresor de aire está conectado con el motor del vehiculo mediante en&rana(es ó de una correa en %. 6l compresor puede ser enfriado por aire o por el sistema de enfriamiento del motor, donde el coolant pasa a la culata del compresor para enfriarla, debido a que la compresión del aire produce calor. Puede tener su propia provisión de aceite, o estar lubricado con aceite del motor, el cuál devuelve al carter, de esta forma lubrica los co(inetes y metales del ci&7e8al.
6ntrada por 394 válvula lamina abatible o disco muelle. La presión ne&ativa en el cilindro la abre. /alida por 3-4 válvula disco muelle.
FILTRO DE AIRE DEL COMPRESOR: l&unos por e(emplo contienen una espon(a pasada por aceite limpio, y estru(ada. ;n de retener las partículas de polvo que pudieran pasar a los cilindros.
GOERNADOR
DE PRESI!N: $ontrola el funcionamiento del compresor de aire cuando ste bombea aire al tanque de suministro, re&ulando la presión de aire en este tanque. *nteract#a entre el compresor, secador de aire y tanque de suministro. Por e(emplo a los 1-9 Psi, pasa aire a mayor presión al compresor donde abre las válvulas de admisión y detiene la compresión, haciendo recircular el aire entre los cilindros, cuando la Presión ba(a de 199 Psi reinicia la compresión de aire.
REGULADOR DE PRESI!N : =antiene la presión del circuito por e(emplo entre 19 y 199 Psi, traba(a separado del compresor, y descar&a a la atmósfera cuando se ha lle&ado a la presión máima 3de corte4, la se8al la recibe de una coneión situada entre el secador y la válvula protectora de circuitos, a la ve! cuando act#a envía una se8al cercana a los 1-9 Psi a la base del secador para abrir la válvula de despiche y así efectuar el pur&ado del secador.
SECADOR DE AIRE: 6l aire permanece saturado con vapor de a&ua, el cual solo se condensa al ba(ar la temperatura, lo que ocurre en la c#pula del secador. 6l secador remueve el 199> de los contaminantes líquidos y sólidos, y el 25> de vapor de a&ua, antes de entrar al sistema de frenos. 6l secador se instala en la línea de descar&a entre el compresor y los tanques de aire. 6l secador opera hasta los 1-9 Psi, sobre esta presión se abre la válvula de pur&a, botando los desechos contenidos en el secador en forma automática, -5 se&. demora la pur&a, la válvula de pur&a permanece abierta hasta una presión de 199 Psi. La válvula de chec? de salida del secador se cierra prote&iendo a los tanques de prdida de aire.
La presión de corte se re&ula en la torre.
%ista del secador de aire, y del tanque de re&eneración, para pur&a del secador.
$uando la protectora va unida a la base del secador se denomina P@.
"AL"ULA PROTECTORA DE # CIRCUITOS: 'inalidad: se&urar al sistema de freno una presión de se&uridad preestablecida, en caso de falla en uno de los circuitos. demás permite una presuri!ación prioritaria para los circuitos del freno de servicio -1 y --. 6sto #ltimo se re&ula tarando los resortes en las torres.
CIRCUITO DOLE DE FRENOS: $onsiste en tanques para el vehículo tractor: 1.
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)el tanque de suministro, sale aire hacia los otros - tanques, y en la entrada de cada tanque eiste una válvula chec?.
LOS TAN$UES: demás de almacenar aire sirven como punto para recolectar contaminantesA como vaporBa&ua del aire y aceite del compresor. 6l a&ua es mala para el sistema, puede con&elarse en clima frío y provocar una falla de los frenos 3el adicionar alcohol metílico al sistemaA destapa las tuberías4. l enfriarse se acumulan en el fondo. " para drenarlos eisten por cada tanque un pur&ador.
Su%tido% de &'co(o' desn&tu%&'i)&do* los 5 &rados $. inyecta alcohol al circuito, de manera que no se con&ele el a&ua en los circuitos:
"AL"ULA DE SEGURIDAD: Para prote&er al sistema de una presión ecesiva ante fallas del &obernador eiste una válvula de se&uridad, que va en el tanque de suministro, o el secador de aire si el vehículo está equipado con uno. 6s una válvula de bola con un resorte que se comprime, sobre los 159 Psi la bola o mbolo se mueve de su asiento y el aire se escapa por la salida. Por lo &eneral se tara a 1 Ear por sobre la presión de corte del re&ulador.
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P&ne' cent%&'i)&do de to+& de p%esiones: 6s muy importante para detectar a travs de las presiones con un manómetro el buen funcionamiento del sistema.
%ista de área de servicio para entrar o sacar aire del circuito. /e pur&a el tanque principal primero. /i hay a&ua, se pur&a el resto de los tanques. /e ubica en la parte GRIFO DE PURGA: inferior del tanque, y al abrir el &rifo, la presión del aire epulsa los contaminantes decantados. )e no ser automático, se deben drenar los tanques se&#n indicación del fabricante de acuerdo a las condiciones de uso del vehículo.
$uando no hay a&ua, es se8al de buen funcionamiento del secador, y de clima estable poco h#medo.
Pur&ador manual.
Pur&ador automático.
INTERRUPTOR DE LUCES TRASERAS: /e activa por la presión del aire al aplicar los frenos. los D Psi un pistón interno se mueve cerrando el contacto que comanda las luces de freno.
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INTERRUPTOR DE PRESI!N A,A: /e conecta uno en cada tanque de servicio, y la presión de aire de cada tanque de servicio, se re&istra en el tablero, con un manómetro por tanque. 6l interruptor además activa una alerta visual ro(a en el tablero y una alarma, cuando la presión en el tanque ba(a de D9 PsiA unos contactos en el interruptor de ba(a presión se cierran, permaneciendo cerrados, hasta cuando la presión sube a +5 Psi, entonces se abren, apa&ando la se8al. 6n al&unos casos va uno solo en el tanque de suministro.
"0L"ULA 1O2: Permite el paso del aire que est a mayor presión.
"0L"ULA PARA SISTEMA AS3ASR3ESP . %a inmediatamente antes de la cámara de freno. Libera aire en E/, manda aire en /H y 6/P.
"AL"ULA DE C-EC. SIMPLE/ Fue permite que el aire Guya en una sola dirección y no se devuelva hacia el tanque de suministro. La presión de servicio despla!a un tapón de su asiento en contra de un resorte, abrindola.
6n los frenos neumáticos estos controles funcionan me(or que en los frenos hidráulicos.
"AL"ULA DE FRENO DUAL: provecha las presiones de los - tanques de servicio, todas funcionan i&ual. Los mtodos de monta(e pueden diferir: 1. Pedal al piso -. =ontada en el torpedo Lo más com#n es pedal al piso. La válvula tiene - entradas de aire 11 y 1-, una de cada tanque y - salidas -1 y --, una a los puertos de frenos delanteros 3secundario4 y otra a los puertos de
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frenos traseros 3primario4. /i se pisa con más fuer!a el pedal, se aplica mayor presión de aire.
"á'4u'& +&nu&' e' 5%eno de est&cion&+iento: 'inalidad. Presuri!ar y despresuri!ar &radualmente los muelles acumuladores 3sprin& bra?e o mai bra?e4, y permitir la aplicación y desaplicación pro&resiva del freno de estacionamiento en caso de falla del freno de servicio, y de esa manera movili!ar el vehículo hasta un lu&ar se&uro, se comprime y estira el resorte tantas veces como sea necesario hasta lle&ar al lu&ar.
%ista de una pedalera actual conectada con tecalanes, en reempla!o de las tuberías de metal.
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Por lo &eneral la entrada es por 11, la salida es por -1 3y --4, y la descar&a retorna por 11, y sale por a la atmósfera.
"0L"ULA DE FRENO MANUAL DEL REMOL$UE : $onocida como Jel bi&oteK aplica moduladamente solamente el freno de servicio del remolque para evitar el avalan!amiento de este sobre la unidad tractora, por e(emplo en las ba(adas, en invierno, en curvas.
"AL"ULA DE LIERACI!N R0PIDA: /u función es acortar el tiempo de liberación del freno delantero. )e esta forma el aire no tiene que retornar al pedal para su liberación a la atmósfera.
Ot%& "AL"ULA DE APLICACI!N DE LOS FRENOS DE PAR.EO: 6s de empu(ar o (alarA se activa siempre y cuando la presión en el tanque pase de los 5 Psi. " act#a sobre la válvula de relevo para los frenos de par?eo del vehículo tractor y remolque.
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"AL"ULA SENSILE A LA CARGA: )a mas o menos presión de frenado, en la parte trasera, de acuerdo al peso de l a car&a. /e sit#a en la presión de línea 3viva4 antes de la válvula de rel.
"AL"ULA DE RELE"O: /e utili!a para los frenos de atrás 3aunque en al&unos vehículos tambin se utili!a adelante4, por la distancia. se&ura una aplicación simultánea de los frenos delanteros y traseros. 6sta válvula acelera la aplicación 3del aire a máima presión4 y desaplicación rápida de los frenos, en respuesta al aire de control 3de pilota(e 3viene de la pedalera4 o presión de crac?A que puede ir desde los a 19 Psi4.
"0L"ULA REDUCTORA DE PRESI!N : Heduce la presión en un circuito, por e(emplo de 19 a I5 Psi, cuando va del tanque a la pedalera.
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'reno tipo /imple B /
"0L"ULA DE FRENO DE REMOL$UE : /irve para aplicar el freno de servicio o de estacionamiento al remolque.
-OR$UILLA 6 TRIN$UETE: l ;nal de la vara de empu(e de cada cámara, se aperna una horquilla, y esta se une al trinquete. 6l trinquete hace rotar la leva 3ecntrica en /4 haciendo que las !apatas ha&an contacto con la campana 3o tambor de frenos4. 6l trinquete es la unión ;nal entre el sistema de aire y el e(e de levas en la rueda, este multiplica la fuer!a lineal del aire en una fuer!a rotacional. Los trinquetes tienen desi&naciones que indican el torque que se espera que toleren, e(emplo: un tipo -9, puede soportar -9999 lbs pul& de torque. 6l trinquete, tiene un a(uste manual para acercar las !apatas al tambor. 6l trinquete y la vara de empu(e se deben lubricar cada meses.
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CAMARA DE FRENO DE LOS E,ES TRASEROS: /irve para freno de par?eo o emer&encia 3freno de resorte que se aplican entre los -9 y 5 Psi4 y para freno de servicio.
CAMARA DE FRENO DEL E,E DELANTERO: Las cámaras convierten la ener&ía del aire en ener&ía mecánica.
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$ámara delantera simple
'reno de $u8a autorre&ulable.
$ámaras tristop: $ámaras tristop para el freno de cu8a.
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)iafra&ma curso corto
'reno de vásta&o para disco
)iafra&ma curso lar&o
$ámara para disco:
$onectores rápidos y tubo de tecalán, que vino a reempla!ar a las tuberías metálicas.
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No debe eistir nin&una prdida de aire, ni de refri&erante, ni de aceite.
'leible para aire, usado para las partes móviles.
MANTENCI!N DE LOS FRENOS DE AIRE : /e utili!a la mantención preventiva, la cual consiste por e(emplo cada - a8os desarmar válvulas, cámaras y compresor, para cambiar sus pie!as cambiables por ?its de reparación, y en el caso del cartrid&e del secador de aire se suele reempla!ar cada 199.999 Mms.
$ada cierto tiempo estipulado por el fabricante se deben li(ar balatas y tambores e inspeccionar su estado, y lue&o re&ular la distancia entre ellos, esto se hace siempre y cuando el trinquete cuente con re&ulación manualA para ello se deben comprimir l os mai bra?e con aire, y levantar de a una las ruedas, hacerlas &irar y lue&o apretar el perno de re&ulación en el trinquete hasta que la rueda se frene de &olpe, y lue&o soltar de inmediato, la inercia &uardada la hará &irar nuevamente. 6sta re&ulación no se efect#a cuando se cuenta con trinquete de re&ulación automática, ni con freno de cu8a o disco. Las balatas duran mucho hoy en día porque los vehículos cuentan con freno de motor o retardadores. 6n caso de que haya que embalatar, estas deben ir remachadas 3ya que por el espesor si fueran vulcani!adas al patín, el acu8amiento las arrancaría4 y por lo &eneral se embalata todo el vehículo 31-K o K4, esto es para ase&urarse que se contará con el mismo coe;ciente de roce en todas las ruedas 36, ', O, ó se&#n códi&o /64. l&unas partes se deben lubricar se&uido de acuerdo a lo estipulado por el fabricante 3por e(emplo el trinquete4.
INSPECCI!N DE LOS SISTEMAS DE FRENOS DE AIRE: Re4isi7n de '& b&nd& &cti4&do%& de' co+p%eso% de &i%e 8si e' co+p%eso% est& &cti4&do po% un& b&nd&4. /i el compresor esta l&unos ?its de reparación.
activado por una banda, revise el estado y la tensión de la banda. La banda tiene que estar en buenas condiciones.
Re4ise 'os %e9u'&do%es +&nu&'es en 'os 5%enos de ec;nt%ic& en S* 6staciónese en
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terreno plano y paralice las ruedas, para evitar que se mueva el vehículo. )esconecte los frenos de estacionamiento, para poder mover los re&uladores. @se &uantes y (ale con fuer!a cada uno de los re&uladores que lo&re alcan!ar. /i uno de ellos se mueve de una pul&ada en el punto en que la varilla de empu(e esta su(eta a el, lo probable es que necesite a(uste. Los vehículos con demasiada soltura en los frenos pueden ser muy difíciles de detener. Los frenos desa(ustados son el problema más com#n que se encuentra en las inspecciones que se hacen al lado del camino.
Re4ise 'os t&+bo%es 8o 'os discos<= 'os 5o%%os > '&s +&n9ue%&s de 'os 5%enos* 6n los tambores 3o discos4 de los frenos no deben haber &rietas mas lar&as que la mitad del ancho del área de fricción. Los forros 3material de fricción4 no deben estar sueltos, ni empapados de aceite o de &rasa. No deben ser peli&rosamente del&ados. Las pie!as mecánicas deben estar en su lu&ar, no deben estar rotas ni faltar. Hevise las man&ueras del aire conectadas a las recamaras de los frenos, para ase&urarse de que no están cortadas ni &astadas debido al ro!amiento.
Pon9& & p%ueb& '& se?&' indic&do%& de b&@& p%esi7n* pa&ue el motor cuando ten&a una presión de aire su;ciente para que la se8al indicadora de ba(a presión no se encienda. 6ncienda la corriente elctrica y pise el pedal del freno y lue&o retire el pie, para reducir la presión del tanque de aire. La se8al indicadora de ba(a presión ba(e a menos de D9 psi en el tanque de aire 3o en el tanque con la presión de aire más ba(a en los sistemas duales de aire4. /i la se8al indicadora no funciona, se podría perder presión de aire sin darse cuenta. 6sto podría causar un frenado de emer&encia repentino en un sistema de aire de circuito #nico. 6n los sistemas duales, se aumentara la distancia para detenerse. /olo puede lo&rarse un frenado limitado antes que los frenos de resorte se apliquen.
Re4ise ue 'os 5%enos de %eso%te se &p'iuen en 5o%+& &uto+átic&* Paralice las ruedas, suelte los frenos de estacionamiento cuando ten&a su;ciente presión de aire para hacerlo, y apa&ue el motor. Pise el pedal del freno y retire el pie, para reducir la presión del tanque de aire. 6l botón del freno de estacionamiento debe saltar cuando la presión del aire ba(a al nivel de la especi;cación del fabricante 3por lo com#n dentro de una escala entre -9 y 9 psi4. 6sto hace que se apliquen los frenos de resorte.
Re4ise e' Bndice de &u+ento de '& p%esi7n de &i%e. $on el motor funcionando a una ra!ón de H.P.=. normal, la presión debe subir de I5 a 199 psi en un tiempo de 5 se&undos, en los sistemas duales de aire. 3/i el vehículo tiene
tanques de aire más &randes que el tama8o mínimo, el tiempo del aumento puede ser más lar&o, pero todavía ser se&uroA revise las especi;caciones del fabricante.4 6n los sistemas sencillos de aire 3anteriores a 12+54, los requisitos típicos son que la presión se eleve de 59 a 29 psi, dentro de un tiempo de minutos, con el motor funcionando con el vehículo parado, a una velocidad de D99 a 299 H.P.=.. /i la presión de aire no aumenta con bastante rapide!, la presión puede ba(ar demasiado durante el mane(o y requerir una parada de emer&encia. No se debe empe!ar a mane(ar sino despus de haber resuelto el problema.
Pon9& & p%ueb& e' Bndice de 5u9& de' &i%e . $on un sistema de aire plenamente car&ado 3la medida típica es de 1-5 psi4, apa&ue el motor, suelte el freno de servicio y tome el tiempo del descenso de la presión de aire. 6l índice de perdida debe ser de menos de - psi por minuto para los vehículos sencillos, y de menos de psi por minuto en los vehículos de combinación. Lue&o aplique 59 psi o más con el pedal del freno. )espus del descenso inicial de la presión, si la presión del aire ba(a mas de psi en un minuto, en vehículos sencillos 3mas de psi en vehículos de combinación4, si∋ca que el índice de perdida de aire es ecesivo. Eusque fu&as de aire y arr&lelas, antes de mane(ar el vehículo. /i no lo hace, podría quedarse sin frenos el vehículo mientras se va mane(ando.
Re4ise '&s p%esiones de co%te > de bo+beo de' 9obe%n&do% de' co+p%eso% de &i%e . 6l bombeo del compresor de aire debe comen!ar a unas 199 psi y para a unas 1-5 psi. 3Hevise las especi;caciones del fabricante.4 Pon&a a traba(ar el motor a alta velocidad, con el vehículo parado. 6l &obernador de aire debe cortar al compresor de aire cerca de la presión especi;cada por el fabricante. La presión de aire que se lee en su medidor3es4 de(ara de subir. $on el motor traba(ando con el vehículo parado, pise el freno y retire el pie para reducir la presión del tanque de aire. 6l compresor deberá hacer el corte más o menos a la presión de corte especi;cada por el fabricante. La presión debe comen!ar a subir. /i el &obernador del aire no funciona como acaba de describirse, es posible que necesite arre&lo. @n &obernador que no traba(e bien puede no mantener una presión de aire su;ciente para mane(ar con se&uridad.
P%uebe e' 5%eno de est&cion&+iento . Pare el vehículo, pon&a el freno de estacionamiento y con suavidad trate de avan!ar en contra de el, a una velocidad ba(a de la transmisión, para ver si el freno de estacionamiento se mantiene ;rme.
P%uebe 'os 5%enos de se%4icio . 6spere una presión de aire normal, suelte el freno de estacionamiento, mueva el vehículo hacia
1+
adelante con lentitud 3a unos + ?ph4 y aplique los frenos con ;rme!a, usando el pedal del freno. 0bserve cualquier Qtirón del vehículo hacia uno u otro lado, cualquier cosa que sienta rara, o cualquier acción demorada de la parada. 6sta prueba puede revelarle problemas que de otro modo no se habrían notado sino cuando se necesitara de los frenos, ya en la carretera.
NOTAS: l&unos frenos de aire anti&uos tardan 9.5 se&. =ás que los hidráulicos. Por e(emplo La distancia de demora del freno de aire a 55 m.p.h, 3II ?mhora4 sobre pavimento seco a8ade unos pies 3casi 19 metros4. 6l modo apropiado de ba(ar lar&as cuestas si no cuenta con freno de motor o retardador es usar una velocidad de transmisión ba(a y además ir bastante despacio, de modo que un uso li&ero y constante del freno le impida a su vehículo ir aumentando la velocidad. /i se va bastante despacio, los frenos serán capaces de liberarse del calor, para poder funcionar como deben. ntes de mane(ar un vehículo con sistema dual de aire, dle tiempo al compresor para que eleve la presión a un mínimo de 199 psi, tanto en el sistema primario como en el secundario.
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