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ÍNDICE
DEDICATORIA
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
CAPITULO I....................................................................................................9
TEORIA GENERAL........................................................................................9
1.1. LA ENERGÍA CALORÍFICA..................................................................9
1.2. ENERGÍA DE MOVIMIENTO...............................................................9
1.3. ROZAMIENTO......................................................................................10
1.4. ROZAMIENTOS ESTÁTICOS Y CINETICOS......................................12
1.5. FRICCIÓN............................................................................................13
1.6. INERCIA...............................................................................................14
1.6. 1. Principios de inercia...................................................................15
1.7. ROZAMIENTO EN LOS FRENOS DE LOS EQUIPOS........................15
1.8. ACCIÓN Y REACCIÓN........................................................................16
1.9. ADHERENCIA......................................................................................17
1.10. PRINCIPIOS DE PALANCA.................................................................17
1.11. PRINCIPIOS DE PRESIÓN NEUMÁTICA............................................19
1.11.1. La teoría cinética de los gases..............................................19
1.11.2. La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle)............................21
1.11.3. La ley de Charles y Gay – Lussac.........................................21
1.12. ASPECTOS TÉRMICOS......................................................................22
1.13. TIEMPOS DE REACCIÓN....................................................................23
1.14. LEY DE BLAS PASCAL........................................................................24
1.15. LEY DE ARQUIMIDES.........................................................................26
1.16. HUMECTANTE.....................................................................................26
1.17. ACCION DE LOS FRENOS..................................................................27
CAPITULO II...................................................................................................28
ACCIONAMIENTO Y TIPOS DE LOS FRENOS DE AIRE.............................28
2.1. DISPOSITIVO DE MANDO..................................................................28
2.2. DISPOSITIVO DE TRANSMISIÓN.......................................................28
2.3. DISPOSITIVO DE FRENO...................................................................28
2.4. TIPOS...................................................................................................29
2.5. ASPECTOS DE FRENADO..................................................................29
2.5.1. Frenado de servicio...................................................................29
2.5.2. Frenado de estacionamiento......................................................30
2.5.3. Frenado de emergencia.............................................................30
CAPITULO III..................................................................................................31
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FRENOS EN UN VEHÍCULO
AUTOMOTRIZ................................................................................................31
3.1. POR LA FORMA DE ACCIONAMIENTO.............................................31
3.2. FRENOS MECÁNICOS........................................................................31
3.2.1. Constitución...............................................................................31
3.3. FRENOS HIDRÁULICOS.....................................................................33
3.3.1. Constitución y funcionamiento...................................................33
3.4. SISTEMA DE FRENOS DE AIRE.........................................................34
3.5. FRENOS ELÉCTRICOS.......................................................................35
CAPITULO IV.................................................................................................36
SISTEMA DE FRENOS DE AIRE...................................................................36
4.1. GENERALIDADES...............................................................................36
4.2. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN............................................................38
4.3. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN CON SECADOR DE AIRE.................39
2
4.4. SISTEMA DE OPERACIÓN.................................................................40
4.4.1. Freno de servicio.......................................................................40
4.4.2. Freno de estacionamiento..........................................................40
4.4.3. Circuito de freno de remolque....................................................42
4.4.4. Equipos de freno........................................................................42
CAPITULO V..................................................................................................43
PARTES DEL SISTEMA DE FRENOS DE AIRE...........................................43
5.1. COMPRESOR DE AIRE.......................................................................43
5.2. GOBERNADOR DEL COMPRESOR DE AIRE....................................45
5.3. FILTROS DE AIRE...............................................................................46
5.4. DISPOSITIVOS DE ANTICONGELAMIENTO CON EVAPORADOR
DE ALCOHOL (C)................................................................................47
5.5. EVAPORADOR DE AIRE.....................................................................48
5.6. DEPÓSITO DE AIRE............................................................................48
5.6.1. Drenaje del depósito de aire......................................................49
5.7. VÁLVULA DE SEGURIDAD.................................................................50
5.8. CILINDROS DE FRENO EN LAS RUEDAS........................................51
5.9. ACOPLAMIENTO DE TUBOS FLEXIBLES..........................................52
5.10. VÀLVULA DE FRENO.........................................................................53
5.11. VÁLVULA DE FRENO DEL REMOLQUE...........................................55
5.12. VÁLVULA DE MANDO DEL REMOLQUE............................................56
CAPITULO VI.................................................................................................58
FUNCIONAMIENTO.......................................................................................58
6.1. INSTALACIONES DE DOS CIRCUITOS.............................................58
6.2. INSTALACIONES HIDRONEUMÁTICAS DE FRENADO....................59
3
6.3. INSTALACIONES EN FUNCIÓN DE LA CARGA.................................60
6.4. INSTALACIONES ELÁSTICAS POR MUELLES..................................61
6.5. VÁLVULA PROTECTORA DE CUATRO VIAS....................................62
CAPITULO VII................................................................................................64
FALLAS Y AVERIAS......................................................................................64
7.1. AVERÍAS DE LOS FRENOS................................................................64
CAPITULO VIII...............................................................................................70
FRENOS DE MOTOR.....................................................................................70
8.1. GENERALIDADES...............................................................................70
8.2. PROCESO............................................................................................70
8.3. VENTAJAS...........................................................................................71
8.4. LUGAR DE APLICACIÓN.....................................................................71
8.5. TIPOS...................................................................................................73
8.5.1. Electrodinámicos........................................................................73
8.5.2. Hidráulicos.................................................................................74
8.5.3. Funcionamiento.........................................................................76
8.5.4. Bajar una pendiente...................................................................77
8.5.5. Pavimento resbaloso.................................................................78
8.6. MANTENIMIENTO Y SERVICIO..........................................................79
CONCLUSIONES...........................................................................................80
SUGERENCIAS..............................................................................................81
BIBLIOGRAFÍA...............................................................................................82
APLICACIÓN DIDÁCTICA..............................................................................83
ANEXOS.........................................................................................................95
4
INTRODUCCIÓN
En la búsqueda de información e investigación, recopilación de datos
actualizados e innovativos sobre el Sistema de Freno de Aire y Frenos de
Motor la mayoría de los autores nos dan datos específicos y exactos. Donde no
tuve problema para empezar a armar el presente trabajo monográfico donde no
sólo se basa en la parte de la investigación y aplicación técnica si no
propiamente que se dé a luz a la enseñanza a los diferentes niveles del
sistema educativo de nuestro medio, vale decir en Educación básica Regular
variante Técnica y Educación Técnica superior Tecnológica. (I.S.T.)
Hoy en día los actuales cambios educativos y las innovaciones
tecnológicas de vehículos automotrices, exigen al docente de nuestra
especialidad una constante preparación e investigación del tema a tratar con la
finalidad de que las sesiones de aprendizaje sean participativas, productivas y
amenas.
En el presente trabajo monográfico trataré sobre el Sistema de Frenos
de Aire Comprimido y Frenos de Motor, como una ciencia ligada al desarrollo y
los avances tecnológicos concerniente en la neumática aplicada para los
vehículos.
La aparición del Sistema de Frenos de Aire y Frenos de Motor ha
evolucionado a pasos agigantados en los diferentes en los diferentes Servicios
de la Maquinaria pesada, donde hoy en día están considerados como
Vehículos de transporte pesado.
5
CAPITULO I
TEORIA GENERAL
1.1. LA ENERGÍA CALORÍFICA
El calor es otra de las formas de energía, es importante distinguir
entre el calor y la temperatura. El calor es el valor de una cantidad en la
cual la temperatura es un estado o condición. (Fig. 1)
Fig.1
1.2. ENERGÍA DE MOVIMIENTO.-
Un objeto en movimiento tiene energía que se llama energía
cinética:
“La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el
fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario
para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta
la velocidad que posee.”.1
1(1) CROUSE (1970) Mecánica del Automóvil. Barcelona. P. 616.
6
Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el
cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez o su
masa. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un
trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. (Fig. 2)
Fig. 2
1.3. ROZAMIENTO
“El rozamiento es la resistencia al movimiento entre dos objetos
en contacto mutuo. Hay tres tipos de rozamiento: seco, graso y
viscoso.”2
Generalmente, en relación con los frenos, sólo nos interesa el
rozamiento seco, si bien, algunas veces, tenemos que considerar el
rozamiento graso si los forros de los frenos están engrasados o untados
de aceite. El rozamiento varía de acuerdo con la presión aplicada entre
las superficies deslizantes, con la aspereza de dichas superficies y con
el material que las constituye. Supongamos, por ejemplo, que una
plataforma y su carga pesan 110 libras (lbs) o 50 kilogramos (Kg) y que
2(2) CROUSE (1970) Mecánica del Automóvil. Barcelona. P. 617.
7
es necesario aplicar una fuerza o tiro de 55 libras o 25 kilogramos, para
arrastrar la plataforma a lo largo del suelo (Fig. 1). Si ahora reducimos la
carga de modo que la plataforma con la carga solamente pese 11 libras
o 5 kilogramos, veremos que solo es necesario un tiro o fuerza de 5,5
libras o 2,5 kilogramos para arrastrarla o deslizarla a lo largo del suelo.
El rozamiento varía con la carga.
(Fig. 3)
Supongamos ahora que hemos alisado el suelo y la parte
deslizante de la plataforma con papel lija. Veremos que se requiere un
tiro o esfuerzo menor para desplazar la plataforma sobre el suelo. El
rozamiento varía con la aspereza o rugosidad de las superficies.
“El rozamiento varía también con el tipo de material. Por ejemplo,
el arrastre de una bala de caucho de 110 libras (50 Kg) a lo largo
de un suelo de hormigón podrá requerir un esfuerzo de tracción
de 66 libras o 30 kilogramos. Pero el arrastre de un bloque de
hielo de 110 libras o 50 kilogramos a lo largo del mismo suelo
podrá requerir un tiro o esfuerzo de sólo 2,2 libras o 1 kilogramo.
“El rozamiento partiendo del estado de reposo es mayor que el
rozamiento una vez alcanzado el movimiento.”3
3(3) CROUSE (1970) Mecánica del Automóvil. Barcelona. P. 616.
8
En el ejemplo representado, son necesarios dos hombres para
vencer el rozamiento estático, pero hasta uno para vencer el rozamiento
cinético, o sea, después que el cuerpo ha iniciado el movimiento. (Fig. 4)
Fig. 4
1.4. ROZAMIENTOS ESTÁTICOS Y CINETICOS
“Se requiere más fuerza para poner un objeto en movimiento que
para mantenerlo en él”. 4
En el ejemplo representado son necesarios dos hombres para
empezar a mover un cuerpo, pero una vez iniciado el movimiento, un
hombre solo puede continuar el desplazamiento. O sea, el rozamiento de
un cuerpo es mayor en reposo que en movimiento. (Fig. 5)
Fig. 5
4(4) CROUSE (1970) Mecánica del Automóvil. Barcelona. P. 619.
9
Los ingenieros se suelen referir a ambas clases de rozamiento
denominándolos rozamiento estático y rozamiento cinético. “La
palabra "estático" significa en reposo. La palabra "cinético"
significa en movimiento. El rozamiento estático es el existente en
reposo y el rozamiento cinético es el existente en movimiento”. .5
(Fig. 6)
1.5. FRICCIÓN
“Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa
sobre un cuerpo, que impide o retarda el deslizamiento de este
respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta
fuerza es siempre tangencial a la superficie en los puntos de
contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal que se opone al
movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos
puntos”. 6
Por otra parte estas fuerzas de fricción están limitadas en
magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican fuerzas lo
suficientemente grandes.
5(5) TOBOLT (1990) Automotrix. EE.UU. P.1716(6) TOBOLT (1990) Automotrix. EE.UU. P. 172.
10
La fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del
tamaño de la superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero sí
depende de cuál sea la naturaleza de esa superficie de contacto, es
decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa. (Fig. 7)
Fig.7
1.6. INERCIA
Es la propiedad de los cuerpos que hace que éstos tiendan a
conservar su estado de reposo o de movimiento. La inercia es una
propiedad mensurable. Su medida se llama masa.
“En física, la inercia es la propiedad de los cuerpos de resistirse al
cambio del movimiento, es decir, es la resistencia al efecto de una
fuerza que se ejerce sobre ellos. Como consecuencia, un cuerpo
11
conserva su estado de reposo o movimiento uniforme en línea
recta si no hay una fuerza actuando sobre él.”7
En resumen, la inercia es la resistencia que opone la materia al
modificar su estado de reposo o movimiento. En física se dice que un
sistema tiene más inercia cuando resulta más difícil lograr un cambio en
el estado físico del mismo. Los dos usos más frecuentes en física son la
inercia mecánica y la inercia térmica.
1.6. 1. Principios de inercia
El principio de la inercia, una de las leyes fundamentales de
la mecánica, se puede enunciar como sigue: todo cuerpo es
incapaz de ponerse en movimiento por sí mismo o, estando en
movimiento, de modificar la velocidad o la dirección de este
movimiento sin intervención de una causa que llamaremos
Fuerza.
Una fuerza es toda acción susceptible de producir un
movimiento o bien de modificarlo, y puede ser motriz o resistente.
1.7. ROZAMIENTO EN LOS FRENOS DE LOS EQUIPOS
En los sistemas de frenado de los vehículos se hace uso del
rozamiento o fricción. El rozamiento entre los tambores o los discos de
los frenos y las zapatas desacelera o para el vehículo. Este rozamiento
desacelera la rotación de las ruedas y el rozamiento entre los
neumáticos y el pavimento desacelera a su vez el movimiento del
vehículo.
Se observa que lo que hace parar el vehículo es el rozamiento
entre los neumáticos y el pavimento. Siendo éste el caso, ¿se podría
7(7) GUADILLA (1968) Propulsión de Automóviles. España. P. 33.
12
parar más rápidamente el coche si las ruedas estuviesen bloqueadas de
modo que los neumáticos patinasen sobre el pavimento? La respuesta
es negativa. Si se aplican los frenos tan fuertemente que inmovilizan las
ruedas entonces el rozamiento entre los neumáticos y la calzada es
cinética (porque los neumáticos patinan sobre la calzada). Cuando los
frenos se aplican con una fuerza algo menor, de modo que las ruedas
puedan continuar girando, el rozamiento que tiene lugar entre los
neumáticos y la calzada es estático. La superficie del neumático no
patina sobre el pavimento sino que rueda sobre él. Puesto que esto
produce rozamiento estático entre el pavimento y los neumáticos, el
efecto del freno es considerablemente mayor. El coche parará más
rápidamente si se aplican los frenos con la fuerza justa para obtener el
máximo rozamiento estático entre los neumáticos y la calzada. Si se
aplican los frenos más fuertemente, quedan las ruedas bloqueadas, o
sea inmovilizadas, los neumáticos patinan y se origina un rozamiento
cinético menor. En el vehículo automóvil, la fuerza motriz es producida
por el motor o, por una pendiente descendente o por el empuje del aire o
las fuerzas resistentes normales son debidas a la resistencia al
rodamiento, o una pendiente ascendente, o la resistencia del aire y a la
resistencia interna del vehículo, especialmente del motor.
1.8. ACCIÓN Y REACCIÓN
Cualquier fuerza motriz o de resistencia únicamente puede tener
acción sobre el movimiento del vehículo cuando se puede desarrollar
una reacción al contacto de los neumáticos sobre el suelo; es decir,
cuando el conjunto “neumáticos” y firme de la calzada puede ofrecer una
adherencia suficiente. Sólo la resistencia del aire y la acción del viento
son excepción de esta regla.
13
1.9. ADHERENCIA
Consideremos un cuerpo de peso P en contacto con una
superficie plana, con un plano horizontal. Este cuerpo está en equilibrio
bajo la acción de su peso y de la resultante N de la reacción del plano.
Apliquemos una fuerza horizontal F que corta a la vertical del centro de
gravedad. La experiencia muestra que el cuerpo permanece inmóvil en
tanto F no exceda de cierto valor. (Fig. 8)
Fig. 8
Se empuja contra el piso se crea el calor por la
fricción entre dos superficies.
1.10. PRINCIPIOS DE PALANCA
La palanca es un principio que sirve para aumentar la fuerza, el
objetivo es multiplicar la fuerza, pero eso implica poca altura de reacción
y son utilizados en el Sistema de Frenos.
La siguiente Fig. Se muestra como trabaja una palanca. El peso
de 100 Lbs descansa en el extremo izquierdo de la palanca de 2 pies de
su punto de apoyo o pivote. Esto crea un momento de giro o par en el
sentido en el sentido contrario a las manecillas del reloj alrededor del
14
pivote igual a 100lbs por pies o sea 200 pies lbs. Para compensar esto y
levantar el peso y levantar el peso, se necesita un momento de giro de
200 pies lbs en el sentido de las manecillas del reloj. Así se necesita una
fuerza en el extremo derecho de la palanca, a cuatro pies del punto de
apoyo y igual a 200 pies-lbs dividido entre 4 pies del punto de apoyo o
sea 50 lbs. (Fig. 9)
Fig. 9
Otra forma de aplicación es relacionarlo con el pedal de freno, en la
siguiente figura se muestra el sistema de freno hidráulico. El pedal de
freno se conecta en forma mecánica a un cilindro maestro
simplificado. “El cilindro maestro está conectado hidráulicamente
con los cilindros A y B mediante los tubos de freno. Los
cilindros A y B corresponden a un cilindro de rueda de freno de
tambor y al cilindro de freno de disco”.8
En la práctica los tubos de freno son de acero con mangueras
de hule reforzados. Si se aplica la fuerza suficiente sobre el pedal de
freno para crear una presión de 150 psi en el cilindro maestro, esa
8(8) CHACON (1993) Manual de Reparación de sistema de Frenos. TOM I. España. P. 8.
15
presión se transmite por igual en todas direcciones a través del
sistema. (Fig. 10)
Fig.10
Presión en un sistema hidráulico cerrado.
1.11. PRINCIPIOS DE PRESIÓN NEUMÁTICA
1.11.1. La teoría cinética de los gases
Es una teoría física que explica el comportamiento y
propiedades macroscópicas de los gases a partir de una
descripción estadística de los procesos moleculares
16
Presión =Fuerza
Area
microscópicos. La teoría cinética se desarrolló con base en los
estudios de físicos como Ludwig Boltzmann y James Clerk
Maxwell a finales del siglo XIX.
Los principios fundamentales de la teoría cinética son los
siguientes:[]
El número de moléculas es grande y la separación media entre
ellas es grande comparada con sus dimensiones. Por lo tanto
ocupan un volumen despreciable en comparación con el
volumen del envase y se consideran masas puntuales.
Las moléculas obedecen las leyes de Newton, pero
individualmente se mueven en forma aleatoria, con diferentes
velocidades cada una, pero con una velocidad promedio que
no cambia con el tiempo.
Las moléculas realizan choques elásticos entre sí, por lo tanto
se conserva tanto el momento lineal como la energía cinética
de las moléculas.
Las fuerzas entre moléculas son despreciables, excepto
durante el choque. Se considera que las fuerzas eléctricas o
nucleares entre las moléculas son de corto alcance, por lo
tanto solo se consideran las fuerzas impulsivas que surgen
durante el choque.
El gas es considerado puro, es decir todas las moléculas son
idénticas.
El gas se encuentra en equilibrio térmico con las paredes del
envase.
Estos postulados describen el comportamiento de un gas
ideal. Los gases reales se aproximan a este comportamiento ideal
en condiciones de baja densidad y temperatura.
17
1.11.2. La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle)
Formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de
las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la
presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura
constante. La ley dice que el volumen es inversamente
proporcional a la presión:
donde es constante si la temperatura y la masa del gas
permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye,
mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es
necesario conocer el valor exacto de la constante k para poder
hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la
figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la
temperatura, deberá cumplirse la relación:
donde:
= Presión inicial
= Presión final
= Volumen inicial
= Volumen final
1.11.3. La ley de Charles y Gay – Lussac.-
La Ley de Charles y Gay-Lussac, o simplemente Ley de
Charles, es una de las leyes de los gases ideales. Relaciona el
volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal,
mantenido a una presión constante, mediante una constante de
18
proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que para una
cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la
temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la
temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la
"temperatura" está directamente relacionada con la energía
cinética (debida al movimiento) de las moléculas del gas. Así que,
para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor
velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.
La ley fue publicada primero por Louis Joseph Gay-Lussac
en 1802, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques
Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea
usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada
anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.
Por otro lado, Gay-Lussac relacionó la presión y la
temperatura como magnitudes directamente proporcionales en la
llamada "La segunda ley de Gay-Lussac".
1.12. ASPECTOS TÉRMICOS
Un freno a fricción es esencialmente un dispositivo que absorbe la
energía transformándola en calor a razón de 1 kilocaloría (kcal) por 4180
joules.
Los materiales que constituyen los frenos, las balatas o asbesto
son muy malos conductores del calor y el calentamiento sólo afecta a
una pequeña capa de la balata en la cual la temperatura puede
aumentar rápidamente con peligro de "Chamuscado" superficial;
prácticamente después de un golpe de freno, el 95 a 99 % del calor
producido es acumulado en el tambor o en el disco.
Tales cantidades de calor deben de ser evacuados tan
rápidamente como sea posible a fin de que en las frenadas ulteriores el
19
disco o el tambor puedan absorber el calor que reciben sin que aumente
peligrosamente su temperatura. (Fig. 11)
Fig.11
Zonas de fricción generación de calor Frenos de Tambor y frenos de
Disco
1.13. TIEMPOS DE REACCIÓN
El tiempo de reacción del conductor es el transcurrido entre el
momento en que se percibe la necesidad de frenar y el momento en que
comienza a actuar sobre el pedal.
“De ensayos efectuados en Estados Unidos de América con 1000
conductores en condiciones normales de conducción, han dado
los siguientes resultados:
20
Edad Tiempo de reacción en segundos
menos de 20 años 0.58
de 20 a 29 años 0.58
de 30 a 39 años 0.58 0.58
de 40 a 49 años 0.60 0.60
de 60 años o más 0.63 0.63
Se puede admitir, como promedio que el tiempo de reacción de un
conductor atento es del orden de 0.6 segundos, sin embargo no
es raro constatar que este tiempo muerto alcanza 0.75 segundos
en estado de atención difusa del conductor.
Por otra parte, de los ensayos efectuados por la firma Bosch se
desprenden las conclusiones siguientes relativas a un conductor
de aptitudes normales. .9
Para un conductor advertido de la presencia de un obstáculo y que
se apresta a frenar 0.6 segundos a 0.8 segundos.
Para un conductor atento a 0.7 a 0.9 segundos.
Para un conductor distraído por la conversación, una maniobra, etc. 1
a 1.1 segundos.
Para un conductor desatento 1.4 a 1.8 segundos.
1.14. LEY DE BLAS PASCAL
La Ley de pascal es un principio que sirve para aumentar la
fuerza, el objetivo es multiplicar la fuerza, pero eso implica poca altura
9(9) Bosch (2004) Sistema de Frenos, Instrucción Técnica. Brasil. P. 32.
21
de reacción. Una forma de aplicación es el principio de émbolos
comunicados entre ellos.
Una aplicación de este principio es la gata hidráulica o la prensa
hidráulica, ya que el principal problema era como mantener la presión
aplicada al émbolo sin que este se devolviere. Braham ideó un sistema
por medio del cual se mantiene la presión aplicada al émbolo y agregó
una válvula de alivio para devolver el pistón. (Fig. 12)
Fig.12
22
1.15. LEY DE ARQUIMIDES
Al referirnos a fluidos hidráulicos lo haremos expresamente en lo
referente a los líquidos de frenos.
Un líquido de freno es utilizado para transmitir la presión ejercida
desde el pedal de freno hacia las balatas o pastillas, tanto en el sistema
de tambor o disco respectivamente. La presión que se ejerce en el pedal
se potencia mediante un sistema de diafragma en el Booster
(Servofreno) que transmite esta presión a un cilindro maestro. Este
cilindro se encarga a su vez de distribuir la presión a las balatas o
pastillas mediante el líquido de frenos, las balatas transforman la presión
en trabajo, friccionando el tambor o el disco, dependiendo del caso.
1.16. HUMECTANTE
“Si se deja un vaso con líquido de frenos por ejemplo DOT 3 hasta
el borde al ambiente, al cabo de algunas horas este se habrá
rebalsado. Esto es una potencial falla en freno.
La explicación a este fenómeno es que el glicol (un derivado del
alcohol) absorbe agua.
Un humectante es básicamente una sustancia que promueve la
retención de agua. El vaso se rebalsó porque el líquido absorbió
la humedad ambiental incrementando así su volumen. De hecho
el 95% de las fallas de los sistemas de freno se deben a
absorción de humedad. .10
Dado que los sistemas de freno son sellados, lo más probable es
que el líquido de freno se haya contaminado antes de ser instalado.
Incluso mientras la tapa del depósito está abierta.
10(10) Chacon (1993) Manual de Reparación de sistema de Frenos. España.pag. 14
23
También los líquidos de freno "baratos" son más higroscópicos.
1.17. ACCION DE LOS FRENOS
Un sistema típico de frenos consta de dos partes esenciales: el
cilindro principal con el pedal de freno, y el mecanismo de frenado de
rueda. Las otras partes son los tubos de conexión, o líneas de freno, así
como los dispositivos de sustentación o de soporte.
La acción del frenado se inicia en el pedal de freno. Cuando dicho
pedal es presionado hacia abajo, el fluido o aire comprimido es enviado
desde el cilindro principal a las ruedas, donde presiona las zapatas o
patines de freno contra los tambores o discos rotativos. El rozamiento
entre las zapatas o patines fijos y los tambores o discos rotativos
decelera a éstos y los inmoviliza y simultáneamente decelera o para las
ruedas giratorias, las cuales, a su vez, deceleran o paran al coche.
Todo dispositivo de frenado funciona por la aplicación de un
esfuerzo ejercido a expensas de una fuente de energía. El dispositivo de
frenado se compone de un mando, de una transmisión y del freno
propiamente dicho. (Fig. 13)
Fig.13
24
CAPITULO II
ACCIONAMIENTO Y TIPOS DE LOS FRENOS DE AIRE
2.1. DISPOSITIVO DE MANDO
Es el órgano o mecanismo cuyo funcionamiento provoca la puesta
en acción del dispositivo de frenado; suministra a la transmisión la
energía necesaria para frenar o controlar esta energía.
El mando puede ser accionado:
Por el conductor; mediante el pedal o a mano.
Sin intervención directa del conductor.
Por inercia: acoplamiento entre remolque y el vehículo tractor.
Por gravedad: abatiendo la lanza de un remolque.
Por tracción: tensión de un cable entre un remolque y el vehículo
tractor.
2.2. DISPOSITIVO DE TRANSMISIÓN
Es la unión de los elementos comprendidos entre el mando y el
freno, acoplándolos de una manera funcional. La transmisión puede ser
mecánica, hidráulica, eléctrica o combinada.
2.3. DISPOSITIVO DE FRENO
Es el órgano en el cual se desarrollan las fuerzas que se oponen
al movimiento del vehículo.
Y sus principios de accionamiento pueden ser:
A fricción: Cuando las fuerzas se originan por el rozamiento entre
dos piezas solidarias, una parte fija al vehículo y otra pieza unida a la
rueda o a un conjunto de ruedas.
25
Eléctrico: Cuando las fuerzas se originan por acción
electromagnética entre dos elementos en movimiento relativo, que no
se tocan y que pertenecen al vehículo.
A fluido: Cuando las fuerzas se desarrollan por la acción de un fluido
que se encuentran entre dos elementos en movimiento relativo, que
no se tocan, y que pertenecen los dos al vehículo.
Motor: Cuando las fuerzas provienen de un aumento artificial de la
resistencia interna del motor.
Aerodinámica: Cuando las fuerzas provienen de un aumento de la
resistencia al aire.
Nota:
1. Los frenos eléctricos, a fluido y motor se suelen denominar
retardador, y solo pueden actuar cuando el vehículo está en
movimiento.
2. Son de fricción el freno de tambor, el freno de disco y el freno de
polea.
2.4. TIPOS:
Todo vehículo tiene instalado dos o más sistemas de frenos para:
a) Mejorar la eficiencia del frenado.
b) Por seguridad si falla el principal.
c) Para el estacionamiento.
2.5. ASPECTOS DE FRENADO
2.5.1. Frenado de servicio
El frenado de servicio debe permitir el control del
movimiento del vehículo y pararlo de manera segura, rápida y
eficaz, cualesquiera que sean las condiciones de velocidad de
26
carga y ascendente o descendente sobre la pendiente en que el
vehículo se encuentra.
2.5.2. Frenado de estacionamiento
El frenado de estacionamiento debe permitir mantener un
vehículo inmóvil sobre una pendiente ascendente o descendente,
incluso en ausencia del conductor.
2.5.3. Frenado de emergencia
El frenado de emergencia debe parar el vehículo en todo
momento dentro del límite de una distancia razonable, y
principalmente en el caso de fallo del dispositivo de servicio.
Nota: la existencia de estos tres aspectos del frenado no
implica que el vehículo deba estar provisto de tres dispositivos de
frenado distinto. En ciertas condiciones, el frenado de emergencia
puede obtenerse ya sea por el dispositivo de frenado de servicio o
por el dispositivo de frenado de estacionamiento.
27
CAPITULO III
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE FRENOS EN
UN VEHÍCULO AUTOMOTRIZ
3.1. POR LA FORMA DE ACCIONAMIENTO
Se clasifican en:
Frenos Mecánicos.
Frenos Hidráulicos.
Frenos Neumáticos.
Frenos Eléctricos.
3.2. FRENOS MECÁNICOS
En el sistema de freno mecánico, la fuerza aplicada al pedal se
transmite a los patines de freno de las diversas ruedas, por medio de
varillas o cables (piolas), logrando de esta forma abrirlas y, mediante las
balatas de éstas, trabar los tambores de las ruedas.
Antiguamente, el sistema de frenos mecánicos era el más
utilizado, pero debido a que los vehículos actuales desarrollan
velocidades mayores y principalmente la dificultad de mantener una
presión pareja de frenado en las ruedas, fue necesario reemplazarlos
por frenos hidráulicos o freno neumáticos.
3.2.1. Constitución
Básicamente están constituidos por los siguientes elementos:
1. Pedal de freno.
2. Varillas.
3. Eje transversal.
4. Palanca de levas.
5. Palanca de freno de mano.
28
6. Leva de accionamiento de patines de freno.
7. Patines de freno.
8. Tambor.
(Ver fig. 14)
Fig.14
1. Pedal de freno.
2. Varillas.
3. Eje transversal.
4. Palancas de levas.
5. Palancas de mano de freno.
6. Leva de accionamiento de zapatas.
7. Patines de freno o Zapatas.
8. Tambor.
29
3.3. FRENOS HIDRÁULICOS:
3.3.1. Constitución y funcionamiento
Los elementos constitutivos del sistema de freno
hidráulicos son:
1. Pedal de freno.
2. Bomba de freno.
3. Cañerías y flexibles.
4. Cilindros de ruedas.
5. Conjunto de patines de freno.
6. Tambor de freno.
En el sistema de freno hidráulico, el desplazamiento de los
patines de freno, para apoyarse contra los tambores, se obtiene
mediante la presión transmitida por una columna de líquido.
Al accionar el pedal de freno actúa la bomba de freno que
envía líquido a presión por las cañerías de freno, hasta los
cilindros de las ruedas; los pistones de cada cilindro son
desplazados hacia fuera, presionando a los patines y balatas de
frenado contra la superficie de trabajo del tambor de freno.
Al soltar el pedal de baja la presión del líquido; los resortes
de retracción de los patines retirándose estas del tambor
haciéndola volver a su posición inicial, regresando el líquido del
cilindro hacia la bomba.
Con el objeto de reforzar la fuerza de frenado, los
automóviles y vehículos más pesados traen incorporado al
sistema de freno hidráulico un dispositivo de ayuda accionado por
vacío que se le conoce como servofrenos. (Fig. 15)
30
Fig.15
3.4. SISTEMA DE FRENOS DE AIRE
En los dispositivos de frenado con transmisión neumática, la
energía auxiliar, constituida por el aire comprimido, substituye a la
energía muscular del conductor; en un dispositivo tal, la acción directa
del conductor sobre los frenos no existe.
Los elementos constitutivos del sistema de freno neumático son:
1. Compresor.
2. Filtro de aire.
3. Filtro y regulador del aire.
4. Estanque acumulador.
5. Válvula accionada por pedal.
6. Pulmones.
7. Válvulas de purga.
8. Conector de alimentación al carro.
31
3.5. FRENOS ELÉCTRICOS
El freno de transmisión eléctrica no difiere del freno de tambor
descrito más que por el método empleado para la aplicación de los
patines contra el tambor y para dosificar esta aplicación.
El mando del dispositivo lo realiza por un controlador destinado a
dosificar la intensidad de la corriente que circula en las bobinas del
electroimán.
32
CAPITULO IV
SISTEMA DE FRENOS DE AIRE
4.1. GENERALIDADES
“El aire comprimido es una forma de energía y por tanto, capaz de
producir trabajo”. .11
La circunstancia de poder ser almacenado dentro de tanques o
depósitos bien cerrados, para su uso en el momento deseado, lo hace
muy conveniente en ciertas aplicaciones. En los camiones grandes que
hacen el transporte por carretera se utilizan los frenos neumáticos.
“Para los vehículos grandes, el mando hidráulico o mecánico de
los frenos requiere gran fuerza de aplicación. El servo de vacío.”.12
Que combinado con los frenos hidráulicos, es una solución; pero
también se usa el aire comprimido, trabajando a unos 88 a 147 P.S.I. de
presión.
El esquema de instalación de mando de los frenos por aire
comprimido está representado en la Fig. 16. Un pequeño compresor de
aire, colocado a un costado del motor y movido por una correa o por
una cadena cubierta, aspira a través de un filtro, lo comprime y lo envía
a uno o dos depósitos, donde se almacena. Una válvula reguladora de
presión se abre cuando esta pasa de los 10 bar de presión y permite que
escape al exterior el exceso de aire. El pedal del freno mueve la
corredera de la válvula de freno: cuando aquel se pisa, la corredera deja
pasar el aire comprimido a las tuberías que lo conducen hasta los
11(11) SCHWOCH (1978) Manual Práctico del Automóvil. España. P. 161.12(12) THIESSEN (1996) Manual Técnico Automotriz. México. Tom III. P. 706.
33
cilindros de freno, en los que desplaza el pistón de mando de la palanca
que gira la leva separadora de las zapatas. Cuando se levanta el pie del
pedal, la corredera de la válvula de freno corta el paso del aire
comprimido y pone en comunicación las tuberías con el aire libre, con lo
que se descargan los cilindros de freno; sus pistones regresan a la
posición de reposo y las levas dejan de apretar las zapatas. Un
manómetro doble indica al conductor la presión del aire de los depósitos
y cuando frena, indica también la presión de trabajo en las tuberías y los
cilindros de freno (Fig. 16)
Fig.16
Los frenos de aire utilizan aire comprimido para funcionar y son un
medio adecuado y seguro para detener vehículos pesados y grandes,
pero deben tener un buen mantenimiento y ser usados de forma
correcta.
En realidad, los frenos de aire están compuestos por tres
sistemas de frenos: El sistema de frenos de servicio, el sistema de
frenos de estacionamiento y el sistema de frenos de emergencia.
34
El sistema de frenos de servicio aplica los frenos cuando usted usa el
pedal de freno durante la conducción normal.
El sistema de frenos de estacionamiento aplica los frenos de
estacionamiento cuando usted usa el control para este tipo de freno.
El sistema de frenos de emergencia usa partes de los sistemas de
frenos de servicio y de frenos de estacionamiento para detener el
vehículo en caso de una falla del sistema de frenos.
Asimismo podemos dividir al Sistema de frenos de aire en tres
subsistemas principales:
4.2. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN:
Se proporciona al sistema de frenos la cantidad de aire
comprimido necesaria. La unidad del Sistema de Alimentación que
produce el aire es el compresor (1), el compresor es accionado
directamente por la transmisión del motor, y se lubrica y refrigera por el
sistema de lubricación y refrigeración ordinaria del motor. Mediante la
aportación de anticongelante en el aire comprimido por el compresor, se
impide que el agua que hay en el aire pueda congelarse y formar
taponamientos de hielo en el sistema. Esto se realiza cuando el sistema
anti congelamiento (2) por el cual pasa el aire llevándose consigo por
aspiración el anti congelamiento en forma gaseosa. El aire del
comprensor es comprimido luego hacia un depósito primario (4). Allí se
condensa la humedad que hay en el aire para que luego pueda ser
evacuada a través del grifo de vaciado. (Ver fig. 17)
35
Fig.17
4.3. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN CON SECADOR DE AIRE
Como alternativa el depósito anti congelamiento del sistema de
alimentación puede ser equipado con un secador de aire (3). Por éste
pasa el aire a través de un producto absorbente que separa la humedad
del aire a presión.(Ver fig. 18)
Fig. 18
4.4. SISTEMA DE OPERACIÓN
El sistema de operación está dividido en dos circuitos de frenos
de servicio, un circuito de freno de estacionamiento y un circuito para
36
1.- Compresor2.- Anticongelante4.- Depósito primario
1.- Compresor3.- Secador de aire4.- Depósito primario
freno de remolque.
4.4.1. Freno de servicio
El freno de servicio, por razones de seguridad está dividido
en dos circuitos, uno para las ruedas delanteras y otro para las
ruedas posteriores (1 y 2) los cuales reciben aire a través de su
depósito respectivo (3 y 4). El freno de servicio se aplica a través
de la válvula del freno de pie (5) que regula ambos circuitos de
freno. Si se produce fuga por ejemplo en el circuito de ruedas
delanteras, no habrá ninguna sobre alimentación de aire desde el
circuito de las ruedas posteriores ya que ambos circuitos está
separados mediante una válvula de protección de cuatro vías. El
vehículo por lo tanto mantiene su capacidad de frenado a través
del circuito de frenos que mantiene la presión.(Ver fig. 19)
Fig. 19
4.4.2. Freno de estacionamiento
El freno de estacionamiento consiste en un freno de resorte
accionamiento por aire comprimido. El freno se aplica con la
ayuda de la fuerza del resorte en el cilindro (1) y se desaplica con
aire comprimido. Para desaplicar el freno de estacionamiento, la
presión en el sistema de aire no debe ser inferior a la presión que
37
1.-Ruedas delanteras.2.- Ruedas posteriores.3 y 4.- Depósitos de aire.5.- Válvula de freno de pie.
es necesaria para comprimir el resorte del cilindro de freno. El
freno de estacionamiento recibe el aire desde un depósito propio
(2) y el accionamiento tiene lugar por medio del mando manual.
(Ver fig. 20)
Fig. 20
Por razones de seguridad de las carretas, los frenos de
servicio se dividen en dos circuitos individuales: los circuitos de
freno de las ruedas delanteras y los circuitos de freno de las
ruedas traseras. Esto significa que si uno de los sistemas de
frenos de servicio no funciona, debido por ejemplo a una pérdida
de aire, aún será posible frenar el vehículo con el otro. Si el
vehículo está equipado con ruedas de remolque, los frenos de
rueda en el eje de las ruedas traseras. El sistema mecánico, que
convierte energía neumática en movimiento mecánico. Esta
transformación se realiza en los cilindros de freno de las ruedas.
4.4.3. Circuito de freno de remolque
El freno de remolque está constituido por un sistema de
38
1.-Ruedas posteriores.2.- Depósito de aire.3.- Mando manual.
dos conductores de acción directa. Con esto entendemos que el
vehículo tractor está equipado con un conducto de alimentación
separado (3) que recibe el aire desde el depósito de freno de
estacionamiento (1) y de un conducto de maniobra (4) regulado
por medio de la válvula de mando (2). La señal de maniobra para
la válvula de mando se obtiene a través del freno de servicio del
vehículo tractor (5), mando manual para freno de estacionamiento
(6) o mando manual de freno para remolque (7). (Ver fig. 21)
Fig. 21
4.4.4. Equipos de freno
A una instalación de frenado por aire comprimido
corresponden varios equipos alojados en diversos sitios del
vehículo y que están unidos entre sí por una red de conducciones.
El sistema de conexiones de los distintos equipos se
comprende mejor mediante un esquema de conducciones.
CAPITULO V
PARTES DEL SISTEMA DE FRENOS DE AIRE
39
1.- Depósito de aire.2.- válvula de 4 vías.3.- Conductos de alimentación.4.- Conductos de alimentación.5.- Conexión para el tracto6.- Mando manual freno de estacionamiento7.- Mando manual
5.1. COMPRESOR DE AIRE
El compresor de aire bombea aire a los tanques de
almacenamiento de aire (depósitos) y se conecta al motor por medio de
engranajes o de una banda en V. El compresor puede ser enfriado por
aire o por el sistema de enfriamiento del motor y puede tener su propia
provisión de aceite lubricante o estar lubricado con aceite del motor. Si el
compresor tiene su propia provisión de aceite, verifique el nivel de aceite
antes de manejar.
El compresor es el componente productor de aire del sistema de
alimentación. Consta de una bomba de pistones de uno o dos cilindros,
impulsada por uno de los piñones de la distribución del motor. (Ver Fig.
22)
Fig. 22
Cuando el motor está en funcionamiento, la rotación del piñón
de la distribución se transmite a un cigüeñal del compresor, que mueve
los pistones hacia arriba y hacia abajo. Cuando el pistón desciende, se
40
produce vació en el cilindro y se abre la válvula de admisión. El
compresor aspira aire hacia dentro del cilindro a través de una toma de
aire por medio de un filtro.
Cuando el pistón asciende, se comprime el aire del cilindro y la
válvula se cierra. Cuando el aire del cilindro alcanza una presión
predeterminada, la válvula de salida de la parte superior del cilindro se
abre y el aire comprimido sale por la salida del compresor hacia el
depósito húmedo, o si no, se dirige al depósito húmedo por medio del
secador de aire. Los sistemas de refrigeración y de lubricación del
compresor refrigeran y lubrican el compresor.
(Ver fig. 23)
Fig. 23
Los compresores son de simple efecto, es decir que aspiran el
aire fresco, a la presión atmosférica, cuando el pistón desciende del
punto muerto superior al punto muerto inferior; después lo comprime y lo
41
expulsa, mientras que el pistón sube desde el punto muerto inferior al
punto muerto superior.
Observaciones:
1. Para ciertos compresores, la aspiración se hace directamente en el
tubo de admisión
5.2. GOBERNADOR DEL COMPRESOR DE AIRE
El gobernador controla el funcionamiento del compresor de aire
cuando éste bombea aire a los tanques de almacenamiento. Cuando la
presión del tanque de aire se eleva al nivel de “corte” (por encima de los
147 P.S.I), el gobernador detiene el compresor para que deje de
bombear aire. Cuando la presión del tanque cae hasta la presión de
“bombeo” (por debajo de los 147 P.S.I), el gobernador permite que el
compresor comience a bombear aire nuevamente.
La finalidad del gobernador o regulador de presión es regular la
carga del compresor registrando la presión en el depósito inicial de aire
del sistema.
El compresor carga el sistema de aire comprimido hasta alcanzar
una determinada presión operativa (de 88 a 147 P.S.I.). Cuando se
alcanza esta presión, el mecanismo de descarga del compresor recibe
una señal neumática del regulador de presión que hace que se detenga
la carga. Cuando la presión de funcionamiento del sistema disminuye en
alrededor de 6 bar, desaparece la señal neumática del regulador de
presión y el compresor reinicia la carga.
(Ver fig 24)
42
Fig. 24
5.3. FILTROS DE AIRE
En el aire aspirado se encuentran materias extrañas, que pueden
perturbar el correcto funcionamiento de los demás equipos y por ello,
requieren ser eliminadas por medio de un filtro de aire. El filtro tiene, al
propio tiempo, una conexión para su adaptación al hinchado de los
neumáticos. Para tal fin, se suelta una tuerca de las aletas y en su lugar,
se fija una conducción flexible portadora del aire.
Antes de empezar esta operación de hinchado de los neumáticos,
se debe dar salida al agua condensada, quitando la tuerca de aletas con
el motor en marcha. Con el filtro obturado, se abre la válvula de
seguridad, liberando así el acceso al regulador de presión. (Ver fig. 25)
Fig. 25
5.4. DISPOSITIVOS DE ANTICONGELAMIENTO CON EVAPORADOR DE
ALCOHOL (C).
El aire que nos rodea consta de alrededor de 4% de agua. Una
parte de éste agua se condensa cuando el aire se comprime en el
43
Cuando la presión del aire es inferior a la presión límite.
Cuando la presión del aire es superior a la presión límite
compresor.
“Si el agua de condensación ingresa al sistema de frenos se
puede formar hielo-si la temperatura es inferior a +5ºC, impedir
que el aire llegue a los distintos componentes. En consecuencia,
una parte de aire de aspiración pasa a través de un depósito de
anticongelante, lleno de alcohol hasta los 2/3 de su capacidad.13
Cuando el compresor carga, se crea vacío en el depósito de
anticongelante (1), que hace que aspire aire a través de una toma de
aire (2) en el alojamiento del depósito. Después de la aspiración, el aire
desciende por un tubo (3) hacia el alcohol. Cuando salen burbujas del
alcohol, llevan lago de alcohol vaporizado hacia la parte superior del
depósito. El aire saturado con alcohol se aspira entonces por la admisión
del compresor por medio de un tubo platico (4). (Ver fig. 26)
Fig. 26
5.5. EVAPORADOR DE AIRE
Algunos sistemas de frenos de aire están equipados con un
evaporador de alcohol para poner alcohol en el sistema de aire. Esto
ayuda a disminuir el riesgo de que se forme hielo en las válvulas de
13(13) VOLVO (2000) Sistema de Frenos. Brasil. P. 32.
44
freno y en otras piezas del sistema cuando durante la temporada de frío,
ya que si hay hielo en el sistema, los frenos pueden dejar de funcionar.
Verifique el recipiente de alcohol y llénelo diariamente en la
medida que sea necesario durante la temporada de frío. Es necesario
drenar diariamente el tanque de aire para eliminar el agua y el aceite (a
menos que el sistema tenga válvulas de drenaje automático).
5.6. DEPÓSITO DE AIRE
Los tanques de almacenamiento de aire almacenan el aire
comprimido. El tamaño y la cantidad de los tanques varían según el
vehículo. Los tanques contienen aire suficiente para permitir que los
frenos se utilicen varias veces, aun si el compresor deja de funcionar.
La mayoría de los vehículos disponen, para una rápida
adecuación de la presión de aire requerida, de dos depósitos de aire
comprimido. Su volumen corresponde, al menos, a veinte veces el de los
cilindros de freno en el vehículo tractor. Ambos depósitos se llenan en
orden sucesivo.
La presión en los depósitos y en la red de conducciones se mide
mediante un manómetro doble. Para el caso de caídas de presión
inadmisibles, existe, inmediato al parabrisas, un indicador de aviso en el
campo de visión del conductor. En los depósitos se acumula, por lo
general, agua condensada. Por ello, disponen en su parte inferior de una
llave de evacuación; para el mismo fin, existen también válvulas
especiales de mando a distancia. Es conveniente la purga sistemática de
los depósitos.
5.6.1. Drenaje del depósito de aire
45
“Por lo general, el aire comprimido contiene algo de agua y
de aceite del compresor, lo que es perjudicial para el
sistema de frenos de aire, ya que el agua se puede
congelar en clima frío y provocar una falla de los frenos. El
agua y el aceite tienden a acumularse en el fondo del
tanque de aire y por eso es importante drenarlo
completamente usando la válvula de drenaje que se
encuentra en la parte inferior de cada tanque. 14
Hay dos tipos de válvulas:
Manual: se la gira un cuarto de vuelta o se tira de un cable. Se
recomienda drenar manualmente los tanques al finalizar cada
día de manejo.
Automática: el agua y el aceite son expulsados
automáticamente. Estos tanques también pueden estar
equipados para drenaje manual.
Los tanques de aire automáticos están equipados con
dispositivos de calentamiento eléctrico que previenen la
congelación del drenaje automático en clima frío. (Ver fig. 27)
14(14) VOLVO (2000) Sistema de Frenos. Brasil. P. 34.
46
Fig. 27
5.7. VÁLVULA DE SEGURIDAD:
En el primer tanque al que el compresor bombea aire está
equipado con una válvula de escape de seguridad, que evita que el
tanque y el resto del sistema acumulen demasiada presión.
Normalmente, la válvula se abre a mayores de 10 bar. Si la válvula de
seguridad tiene una fuga de aire, significa que algo no está funcionando
bien.
El sistema de alimentación consta de una o más válvulas de
seguridad para protegerlos contra las presiones excesivas. Estas se
localizan en el compresor, el secador de aire o la válvula de protección
de cuatro vías. (Ver fig. 28)
Fig.28
5.8. CILINDROS DE FRENO EN LAS RUEDAS
Todos los cilindros de freno en las ruedas tienen, debido a las
elevadas presiones superficiales, un diámetro relativamente grande y
47
están, por ello, dispuestos separadamente de los tambores. El émbolo
del freno se mantiene en su posición por la acción de un muelle y se
desplaza únicamente por efecto de la presión del aire.
El vástago del émbolo transmite la presión por medio de una
palanca a la leva de frenado. Esta posee una superficie con una forma
evolvente, que actúa, normalmente, en cada posición angular a las
zapatas.
La palanca del freno y el vástago del émbolo deben, tras un
semicurso de carrera, formar un ángulo recto. Los cilindros deben
limpiarse ocasionalmente y las arandelas renovarse cuando ello sea
necesario. Las articulaciones deben funcionar libremente y presentar
solo un juego reducido. (Ver fig. 29 y 30)
Fig. 29
48
3.- Tornillo.4.- Resorte.5.- Pistón.7.- Cojinete axial
Fig. 30
5.9. ACOPLAMIENTO DE TUBOS FLEXIBLES
El remolque se une, mediante un acoplamiento de tobos flexibles
de dos partes, a la instalación de frenando del vehículo tractor. El
acoplamiento tiene una válvula, que se cierra en el caso de
desenganche no intencionado del remolque, impidiendo así la pérdida de
presión. Entonces, el remolque recibe de su propio depósito la presión
de aire necesaria para su frenado.
En circunstancias de desenganche del remolque, ambas partes
constitutivas de su acoplamiento deben cerrarse por medio de las
oportunidades cubiertas. Además, debe accionarse la llave de cierre del
acceso de aire del vehículo tractor. Algunas cabezas de acoplamiento
disponen de una válvula especial de bloqueo. La válvula debe limpiarse
periódicamente y engrasarse debidamente. Ante el caso de un
acoplamiento permeable al aire, procede el cambio de las arandelas
obturadoras.
49
Los equipos de instalaciones de aire comprimido difieren muy
poco entre sí; pero en la inserción de uno nuevo es ineludible atender a
las dimensiones de las conexiones y a los valores de verificación.
5.10. VÀLVULA DE FRENO
Ya que durante el proceso de frenado varían las relaciones de
presión en las conducciones, influyendo así la presión efectiva de
frenado, procede su regulación mediante la válvula de freno.
La presión de frenado en el vehículo tractor se gobierna por medio
de una válvula que acciona el conductor con su pie. Esta válvula está
conectada al primer depósito de aire comprimido y a todos los cilindros
de las ruedas. Un perno transmite el movimiento de la palanca del pedal,
por medio de un fuerte muelle, al émbolo. La válvula de mando abre, a
su vez, la de admisión, y el aire a presión penetra en los cilindros de las
ruedas. Pero, al mismo tiempo, entra también algo de aire en la cámara
del émbolo, creando sobre este una correspondiente contraposición. El
conductor puede reconocer con ella el efecto del movimiento de su pie y
ajustar el proceso de frenado.
La válvula se abre a un determinado recorrido de la palanca.
Primeramente se ejerce tan sólo una pequeña presión del émbolo sobre
las zapatas. Estas se adaptan rápidamente al tambor de freno,
adquiriendo, entonces, la plena presión de aire. Un muelle devuelve.
Tras la soltura de los frenos, el émbolo a su primitiva posición. El aire
todavía existente en los cilindros escapa a través de una abertura.
(Ver fig. 31)
50
Fig.31
5.11. VÁLVULA DE FRENO DEL REMOLQUE
Un remolque debe frenarse siempre un poco antes que su
vehículo tractor, ya que de no ser así se precipitaría sobre dicho vehículo
y se saldrían de su normal rodadura. El vehículo tractor dispone, para tal
51
fin, de una válvula especial de frenado del remolque, que es gobernada
por la presión de aire en el cilindro de freno y que actúa directamente
sobre los frenos del remolque.
En la válvula de freno existen tres cámaras distintas, separadas
entre sí por membranas elásticas, y conectadas a las correspondientes
conducciones. La conducción al vehículo tractor puede, además,
evacuarse a mano y, con ello estar en condiciones de frenaje del
remolque.
Durante la marcha, el aire a presión puede circular sin
impedimentos al depósito del remolque. En el frenado, pasa también a la
tercera cámara, ejerciendo entonces una presión sobre la membrana. La
membrana se distiende, originando el desplazamiento del tobo de la
válvula unido a ella. La válvula se cierra y el aire de la conducción de
mando se escapa libremente. El depósito de previsión acciona entonces
los frenos.
“Las membranas se ajustan de tal forma, que ya con una presión
de 0,3 a 0,4 atm en la conducción de mando del remolque, se
tiene una caída de presión de 1,5 atm, y con ello se logra el
avance deseado en el frenado del remolque. Al soltar los frenos,
desciende la presión en la tercera cámara, y la existente en la
segunda cámara desplaza, nuevamente, el tubo de la válvula a su
primitiva posición.”15
En los camiones con remolques, las válvulas del camión y las de
los remolques están dispuestas en una caja. Ambas son accionadas por
una palanca común. La válvula de frenado del remolque actúa antes que
la del vehículo tractor.
15(15) PARANINFO (1978) Mecánica de Camiones y Autobuses. Madrid. P. 27.
52
5.12. VÁLVULA DE MANDO DEL REMOLQUE
La presión del sistema de distribución se ejerce en el frenado
sobre todos los cilindros de freno a igual nivel de esfuerzo. Las ruedas
de un remolque sin carga o con poca carga pierden fácilmente su
adherencia al suelo. Por esta razón, los remolques disponen de una
válvula especial de mando que está conectada a la instalación de aire
comprimido del vehículo tractor y regula la presión de frenado de
acuerdo con la carga.
El grado de carga se gradúa desde el exterior. Para ello, una leva
limita, según su posición, el recorrido del émbolo. La arandela anular se
puede desplazar en la posición de vacío, con el contra-émbolo. Por ello,
la válvula se cierra ya a la mínima presión, frenando así, en el momento
oportuno, el acceso del aire comprimido. En la posición de carga, la leva
retiene la arandela anular. El contra-émbolo abre la válvula y restablece
la comunicación al depósito de aire. Un émbolo de mando regula
sincrónicamente la presión de frenado en función de la carga de la
válvula.
Los remolques pueden ser desplazados únicamente con los
frenos sueltos. Para eso, el vástago del émbolo se eleva por medio de la
leva y se fija en esa posición. La palanca de conexión vuelve por si
misma, tras el enganche del remolque, a su posición de vacío.
“En una instalación de frenado neumática, los equipos
complementan sus respectivas acciones. Por consiguiente,
procede verificar, en caso de una avería, todas las partes de la
instalación. Deben estar todas en correcto estado y mantener con
el motor parado la presión prescrita. La presión disponible, con el
motor parado también, no debe decaer en 10 minutos más de 0,1
atm. Ambos índices del manómetro deben coincidir con una
presión parcial de 3 atm. Con los frenos de mano y de pedal
53
sueltos, la presión en la conducción de mando del remolque debe
estar entre 4,8 y 5,6 atm. Al tensar el freno de mano, debe llegar a
su valor cero. .16
CAPITULO VI
FUNCIONAMIENTO
6.1. INSTALACIONES DE DOS CIRCUITOS
La seguridad en el funcionamiento de una instalación neumática
de frenado puede perfeccionarse de diversas formas. La más sencilla es
mediante su división en dos circuitos de frenado. En algunos países, una
16 (16) PARANINFO (1978) Mecánica de Camiones y Autobuses. Madrid. P. 28.
54
instalación de esta naturaleza es obligada, incluso legalmente, para los
automóviles industriales. En ella cada circuito de frenado tiene un
depósito de aire comprimido y una válvula de frenado propios. La
presión de ambos circuitos puede conocerse mediante dos manómetros.
La válvula de frenado tiene dos válvulas análogas, actuantes
independientes entre sí Ambas válvulas son accionadas
simultáneamente por el movimiento de la placa del pedal. Con ello, fluye
el aire comprimido desde los depósitos a los cilindros de las ruedas
previamente evacuados.
Además, entre los depósitos se encuentra una válvula de
seguridad en caso de fallo de un circuito de frenado, se cierra una
válvula y el compresor de aire suministra aire sólo al depósito del otro
circuito. La válvula se abre nuevamente y una vez alcanzada la presión
establecida, el aire es exceso escapa a través de la válvula. El efecto de
la válvula de frenado de un circuito permanece, por tanto, siempre
activo. (Ver fig.32)
Fig. 32
6.2. INSTALACIONES HIDRONEUMÁTICAS DE FRENADO
“Otros tipos de vehículos poseen, además de la instalación
neumática de frenado, otra hidráulica. En ellas, el aire comprimido
actúa, a través de un dispositivo reforzador del frenado, sobre el
cilindro principal. El vehículo, en caso de fallo del aire a presión,
puede ser todavía frenado mediante el esfuerzo muscular.
55
Además, se le puede agregar un remolque equipado con frenos
de aire comprimido”. .17
El dispositivo reforzador de frenado consiste, en esencia, en un
cilindro de freno asociado por el aire a presión con una válvula adjunta.
Una palanca establece la conexión al vástago del émbolo. La palanca
desplaza al émbolo en el cilindro principal y gobierna al mismo tiempo a
la válvula de frenado.
Al actuar el pedal de frenado, la palanca de la válvula gira sobre
su centro de rotación en el vástago del émbolo. El tubo de válvula se
desplaza y abre simultáneamente la válvula de admisión. El aire
comprimido penetra en el cilindro de frenos y refuerza la presión sobre el
émbolo. (Ver fig. 33)
Fig. 33
6.3. INSTALACIONES EN FUNCIÓN DE LA CARGA
Los ejes de un tren de remolques están frecuentemente cargados
en forma irregular y sus ruedas no soportan, por tanto, una presión
uniforme. Pero como los esfuerzos de frenado se rigen por la presión
mínima de las ruedas, no siempre el frenado adquiere su plena eficiencia
y algunas veces el vehículo no resulta frenado a tiempo. Muchos
camiones poseen, por esto, equipos adicionales, que ajustan la presión
de frenado a las respectivas cargas sobre los ejes, y perfeccionan así la
17(17) PARANINFO (1978) Mecánica de Camiones y Autobuses. Madrid. P. 42.
56
seguridad del vehículo. En una instalación de frenado en función de la
carga, sobre cada eje se encuentra un dispositivo que se denomina
transmisor de presión.
Este dispositivo soporta la presión del eje por medio de una
conducción de presión al regulador del esfuerzo de drenaje, que está
inserto en la red normal de distribución e influye consecuentemente en la
presión de frenado.
La distancia del eje del chasis varía con la carga del vehículo. Una
palanca transmite este movimiento al émbolo de presión. Con pequeñas
cargas el émbolo se desplaza hacia abajo y abre una válvula de
admisión. Del depósito de aire comprimido fluye, entonces, el aire a
presión hacia el cilindro de ajuste del regulador del esfuerzo de frenaje.
La válvula se cierra y desplaza al émbolo hacia arriba. El proceso tiene
lugar en forma inversa en la carga del eje.
El regulador del esfuerzo de frenado tiene un émbolo que lleva
una pieza basculante y que es repelido por un muelle graduable. La
pieza basculante transmite su movimiento a la válvula del regulador y
establece, por su relación de transmisión el equilibrio entre los esfuerzos
de frenado. Todos los reguladores de esfuerzos de frenado en las
instalaciones por aire comprimido funcionan de esta manera. (Ver fig.
34)
57
Fig.34
6.4. INSTALACIONES ELÁSTICAS POR MUELLES
En los camiones pesados, la presión a ejercer sobre el freno de
mano exige para su aplicación un gran brazo de palanca. La palanca del
freno de mano debería, entonces, ser muy larga, por lo que resultaría
muy difícil alojarla en el vehículo. Por otra parte, el efecto del freno de
mano depende también del esfuerzo muscular, que se controla muy
difícilmente.
Debido a lo anterior, muchos vehículos llevan un cilindro de freno
accionado elásticamente por un muelle. En un cilindro se encuentra un
vigoroso muelle helicoidal, que se comprime por presión de aire y que
luego, al liberarlo, determina la presión necesaria de frenado.
(Ver fig. 35)
Fig. 35
El muelle puede ser también comprimido hidráulicamente
mediante una bomba. En este caso la presión de aceite acciona un
perno en el vástago del émbolo. El muelle es liberado, bien por escape
del aire a presión o bien del aceite. Ambos procesos son gobernados por
una palanca de mano.
En caso de carencia de aire comprimido, se suelta el muelle y
frena el vehículo. Es decir, solo se desplaza si se crea la contrapresión
58
necesaria mediante una bomba de mano. Para ello, se requiere una
presión de 3 a 4 atm.
El nivel del aceite en el cárter debe verificarse periódicamente.
Las reposiciones deben efectuarse siempre con aceite mineral fluido.
Los cilindros de los frenos pueden verificarse mediante dispositivos
especiales para su revisión y limpieza.
6.5. VÁLVULA PROTECTORA DE CUATRO VIAS
La misión de la válvula protectora es dividir el sistema en circuitos
y, en caso de fugas en cualquiera de ellos, interrumpir el suministro de
aire al circuito que tiene la fuga y dejar que los otros circuitos sigan
siendo alimentados por el comprensor.
El aire que recibe la válvula procede del tanque húmedo
dejándole pasar a los depósitos de los circuitos de las ruedas delanteras,
de las ruedas posteriores y del freno de estacionamiento así como
eventual equipo para el freno de remolque.
(ver fig. 36)
A.- Válvula de rebose para el circuito 2.
B.- Válvula de rebose para el circuito 1
C.- Válvula de rebose para el circuito 3
D.- Válvula de rebose para el circuito 4
E.- Válvula de retención.
F.- Entrada.
G.- Circuito de salida
H.- Salida circuito 3 freno de estacionamiento.
I.- Salida, circuito 4 para equipo extra.
59
J.- Salida circuito 2
Fig. 36
La vávula esta compuesta por cuatro válvulas de rebose, A,B,C y
D con funciones de retención en las A y B asi como dos válvulas de
retención independiente.
(ver fig. 37)
Fig. 37
CAPITULO VII
FALLAS Y AVERIAS
60
7.1. AVERÍAS DE LOS FRENOS
El sistema de aire comprimido trabaja sólo con exceso de aire,
siempre que el compresor esté en orden. Es, por ello, muy seguro,
puesto que las fugas insignificantes no amenazan su funcionamiento.
Las averías más corrientes que pueden producirse durante el
servicio de los frenos de aire comprimido y los modos de subsanarlas
aparecen recopiladas en la tabla que damos a continuación.
Conviene señalar que la mayor parte de las averías indicadas no
ponen en peligro inmediatamente el funcionamiento de los frenos y, por
ello, la seguridad de marcha. Si se producen, sin embargo, hay que
subsanarlas lo más pronto posible, ya que, una vez desatendidas,
podrían resultar peligrosas o causar otros inconvenientes más serios.
Un perfecto estado de funcionamiento del sistema de frenos es
factor de primordial importancia. Por tanto, dedíquese al control y ajuste
del sistema de frenos de aire comprimido al máximo cuidado.
TABLA PARA HALLAR DESPERFECTOS EN EL SISTEMA DE FRENOS
NEUMÁTICO, SUS CAUSAS Y SOLUCIONES MÁS COMUNES.
61
DIFICULTAD POSIBLES CAUSAS COMPROBACIÓN O CORRECCIÓNAjuste de la presión de aire en los depósitos. (Fig.24)
Al frenar, la presión en el Reserva de aire Aflojar un tanto el tornillo de regulación
62
manómetro baja con rapidez.
insuficiente. Tornillo regulador M2 demasiado apretado, de modo que se llena sólo el depósito auxiliar.
M2, para que a una presión aproximada de 4 a 4,5 atmósferas empiece a llenarse también el depósito adicional.
El aire escapa permanentemente por el orificio encima del pistón de la válvula.
La membrana en la cámara de resorte opuesta no cierra.
Desmontar la cámara de resorte que aprieta la membrana y verificar esta y el asiento. Reemplazar las piezas desgastadas o defectuosas.
La presión en los depósitos ha caído considerablemente (Por debajo de 4,5 atmósferas), pero el compresor envía aire al medio ambiente.
Orificio (J) encima del pistón de la válvula de descarga del compresor obstruido.
Limpiar con precaución el orificio con un alambre fino (de diámetro aproximadamente igual a 0,25 mm)
Una vez parado el motor, la presión en los depósitos de aire cae con rapidez, a pesar de que la cañería y los aparatos, acoplados a los depósitos de aire, están cerrados en debida forma.
La válvula de retención (13) no estanca, de modo que el aire escapa de nuevo al compresor.
Desmontar la válvula (13) del compresor, limpiar los asientos en el cuerpo de este último o esmerilarlos eventualmente con talco o aceite. Después de esmerilarlos, desacoplar la cañería del cuerpo del compresor y untar el orificio de entrada con agua jabonosa. Si se forman burbujas, la válvula no cierra aún en debida forma.
El Aire escapa permanentemente por el orificio de escape del compresor
Válvula de escape (12) cierra mal.
Desmontar la válvula (12) y limpiarla a fondo con queroseno. Esmerilar eventualmente su asiento con talco o aceite (De ningún modo con esmeril.) después de montaje, ensayar la válvula con agua jabonosa.
Después de alcanzar la presión máxima, el compresor no deja escapar el aire excedente a la atmósfera o solo muy despacio el aire escapa de la válvula de seguridad. (18)
Manguito del pistón (17) de la válvula de escape del compresor permeable u orificio de la tobera encima del pistón (21), demasiado grande.
Desmontar el pistón (17). Des-atornillar primero el cierre inferior (10), retirar el resorte (11) y la válvula de escape (12). Acto seguido, desenroscar el cierre superior de la tobera (21). Sacar luego, por medio de una varilla de madera, el pistón (17). Lavarlo en gasolina y verificar su manguito. Si este no está desatornillado, sobarlo en aceite de piel y reponerlo. Reemplazar un manguito o una tobera defectuosa por otro nuevo.
Al alcanzar la presión máxima y escapar el aire excedente a la atmósfera, por la tubería de salida H (de escape) brota aceite.
En el infla-neumáticos hay demasiado aceite separado (los segmentos de émbolo del compresor ajustad, probablemente, mal).
Vaciar el aceite del cuerpo del infla-neumáticos. Si el desperfecto se repite frecuentemente, verificar y reparar el compresor.
DIFICULTAD POSIBLES CAUSAS COMPROBACIÓN O CORRECCIÓNVÁLVULA PRINCIPAL DE MANDO DE LOS FRENOS.
Al detener el vehículo y el motor, baja la presión en los depósitos de aire
Válvula doble (12), permeable, o resorte (13) debajo de esta
Si la disminución de presión es inferior a 0,5 atmósferas en 15 o 20 minutos, no hay que subsanar inmediatamente este desperfecto.
63
comprimido. válvula, vencido. Pisar varias veces consecutivas el pedal del freno y soltarlo rápidamente, con lo cual la impureza adherida al asiento se sopla hacia fuera. De lo contrario, desenroscar el cierre (14) en la parte inferior de la válvula de mando de los frenos y limpiar la válvula doble (12) y su asiento. En caso de necesidad, efectuar el esmerilado con talco o aceite. De ningún modo emplear para ello pasta esmeril. Si el resorte está vencido, reemplazarlo (13)
Al aplicar los frenos en un vehículo parado (con el motor en reposo), baja considerablemente la presión en los depósitos de aire comprimido.
Falta de estanqueidad entre el asiento del pistón de descarga (6) y la válvula doble (12), siempre que las fugas no se produzcan en la cañería o en los cilindros de freno.
Pisar varias veces consecutivas el pedal de freno y soltarlo en seguida. Con ello, se sopla del asiento la impureza que tiene adherida y que puede causar contratiempo. Si esto no ayuda, desmontar la válvula doble (12). Limpiar el asiento y reponer la válvula. Si el aire continúa escapándose, esmerilar la válvula doble. En tal caso, pisar el pedal de freno hasta el final de su recorrido y asegurarlo en esta posición. Así se afloja el asiento de entrada de la válvula doble, de modo que no se deteriora al esmerilar el asiento de salida (Superior). Esmerilar sirviéndose solo de talco o aceite.
Al aplicar los frenos en un vehículo parado (con el motor en reposo), baja considerablemente la presión en los depósitos de aire comprimido.
Membrana de goma desarreglada (8)
Despiezar la válvula de mando de los frenos. Aflojar los tornillos de unión, retirar con precaución la parte superior de la válvula, sacar la membrana con el pistón de descarga y controlarlos. Reemplazar la membrana averiada. Al retirar el pistón de descarga (6), hay que cuidad de no maltratarlo al aflojar la tuerca de fijación de la membrana. Antes de proceder al montaje, limpiar debidamente todas las piezas y lubricarlas de nuevo con grasa in congelable (Vaselina)
Durante la frenada de emergencia, al pisar el pedal hasta el final de su recorrido, la presión en los cilindros de freno no sube hasta la altura de presión en los depósitos.
El plato de apoyo (4) del resorte no choca contra el pistón de descarga (6)
Ajustar el tirante del pedal, para que, al ser oprimido hasta el final de su recorrido, el plato de apoyo realice todo su trayecto y produzca la abertura forzada de la válvula doble (12)
Ya durante cortos trechos, los frenos, después de aplicados, se calientan.
El aire escapa de los cilindros durante mucho rato.
Ajustar en forma debida el tirante del pedal del freno, para que la palanca exterior (1) de la válvula de freno alcance, al aflojar los frenos, el mayor desvío. Entonces, tendrá el pistón de descarga (6) bastante carrera a recorrer y el aire no tardará en salir de los cilindros de freno, después de cada desfrenado.
DIFICULTAD POSIBLES CAUSAS COMPROBACIÓN O CORRECCIÓNCILINDROS DE FRENO (Fig. 26)
64
Durante el frenado escapa aire del cilindro de frenos.
El manguito (7) del pistón, permeable.
Desmontar el pistón y hacer cocer el manguito en una mezcla de grasa orgánica y cera de abejas – como se menciona en el mantenimiento de los cilindros de freno. Reemplazar el manguito deteriorado.
El pistón del cilindro de frenos regresa despacio a su posición inicial, después de soltar el pedal de freno.
Grasa sobre las paredes del cilindro, solidificada.
Desmontar el pistón, limpiar el cilindro y el pistón y al repararlos, lubricarlos con grasa in-congelable.
El pistón del cilindro de frenos regresa despacio a su posición inicial, después de soltar el pedal de freno.
Pared del cilindro, deformada (abollada)
Enderezar el sitio deformado o reemplazar el cuerpo del cilindro.
La palanca de la leva de freno no regresa a su posición inicial durante el desfrenado.
Los órganos mecánicos del freno se mueven muy apretadamente.
Verificar el alojamiento de la leva de freno y de las zapatas. Limpiar, lubricar y reponer las mismas en forma debida.
DIFICULTAD POSIBLES CAUSAS COMPROBACIÓN O CORRECCIÓNVÁLVULA DE MANDO DE LOS FRENOS DEL REMOLQUE (Fig.27)
De la parte media de la válvula sigue escapando aire por el canal E.
Manguito inferior del pistón (9), permeable.
Desmontar el manguito, lavarlo con gasolina, enjuagarlo con un trapo y a continuación, hacerlo cocer en una mezcla de 2 partes de grasa orgánica y 1 parte de cera de abejas a una temperatura de 700 C. dejar el manguito en el baño hasta que quede debidamente impregnado. Antes de reponerlo, sobarlo debidamente entre los dedos. Si el manguito está desgastado, reemplazarlo
Membrana de goma inferior (7), rota (Deteriorada)
Retirar con precaución toda la válvula de mando de los frenos, despiezarla y limpiar todas las piezas, reemplazar la membrana defectuosa, así como la tela de protección. Durante el montaje, proteger contra la grasa el asiento de la válvula y ambas membranas. Estas últimas están confeccionadas de un material resistente al aceite, pero la grasa las ataca en cierta medida. Untar ligeramente las demás piezas con grasa pura que no contenga ácidos.
Al desacoplar la tubería del racor B, por el orificio escapa aire de la válvula de mando de los frenos.
El manguito superior (10) del pistón, permeable.
Desmontar el manguito, lavarlo en gasolina, secarlo con un trapo y hacerlo cocer en una mezcla de grasa y cera de abejas (Como ya se menciono arriba)
65
Al ser el desgaste más notable, reemplazar el manguito por otro nuevo.
Al soltar los frenos, el aire sigue escapando por el orificio de descargar D en la parte inferior de la válvula de mando de los frenos.
El plato de la válvula (13), permeable. El anillo obturador está deteriorado o sucio con polvo, herrumbre, etcétera, también el asiento del buje de descarga puede estar deteriorado.
Desmontar el plato, limpiarlo y esmerilarlo concéntricamente con la válvula doble (11). Si el asiento está deteriorado, expulsarlo a presión, adoptarlo al máximo cuidado. Esmerilarlo en una placa plana sobre una tela de esmeril muy fina. Untar luego el asiento en la circunferencia con una pintura de secado rápido y embutirlo a presión en el cuerpo.
Una vez frenado el camión y desacoplado el remolque, el aire sigue escapando por la cañería C.
Asiento superior de la válvula doble (11), permeable.
Desmontar la válvula y lavarla en queroseno. Eventualmente, esmerilar el asiento con talco puro o aceite, de ningún modo con polvo de esmeril.
DIFICULTAD POSIBLES CAUSAS COMPROBACIÓN O CORRECCIÓNCABEZA DE ACOPLAMIENTO (Fig.28)
Después del acoplamiento, escapa el aire por entre las cabezas de acoplamiento del camión y del remolque.
El inserto de goma (3) de una de las cabezas de acoplamiento está deteriorado.
Cerrar los grifos de cierre, tanto del camión como del remolque; desacoplar las cabezas, desacoplar la tuerca de fijación del inserto y reemplazar el inserto obturador de goma por uno nuevo. Luego reapretar la tuerca debidamente.
Alrededor de la válvula (2) de la cabeza de acoplamiento escapa aire si abre el grifo del camión, estando el remolque desacoplado.
El vástago de la válvula (2) se aprisiona en el orificio de la cabeza.
Cerrar el grifo, desenroscar la tuerca de fijación y retirar el inserto obturador de goma (3) y la válvula (2) con el resorte. Limpiar bien la válvula y el interior de la cabeza; lubricarlos, con grasa incongelable y efectuar el montaje.
CAPITULO VIII
FRENOS DE MOTOR
66
8.1. GENERALIDADES
“Es un Sistema de Frenado que funciona con el motor impulsor, así como el motor transmite la fuerza a las llantas a través del Sistema de Tracción (Diferencial, cardan y o palieres), este sistema está dirigido para vehículos que sobrepasen los 800 kilos como camionetas”.18
Existen diversos tipos de freno de motor, Uno de los más
comunes consiste en una válvula (mariposa ó chapaleta) instalada en el
sistema de escape que estrangula ó restringe el paso de los gases de
escape. Ya sea por un pedal ó mediante un interruptor, el conductor lo
acciona y se impide la salida de los gases del motor acumulando presión
que finalmente dificulta el desplazamiento de los pistones reduciendo la
velocidad del motor y la velocidad del vehículo.
8.2. PROCESO
La compresión de gas y de vapor precisa de energía como se describe en las teorías de la química física y de la termodinámica. “La compresión en un motor se lleva a cabo por el momento de inercia del vehículo y por el momento angular del volante de inercia. Cuando un conductor reduce de marcha para aumentar las revoluciones del motor (ó rpm) sin pisar el acelerador, el motor convierte la energía cinética de la velocidad del automóvil en energía térmica transmitida a la mezcla de aire y combustible. Estos gases calientes se expulsan del vehículo y el calor se transfiere del motor al aire.19
Dicha conversión de energía ocurre porque los motores de
combustión interna de cuatro tiempos necesitan comprimir la mezcla de
combustible antes de la ignición, para conseguir energía mecánica de la
expansión. Los motores diesel son adiabáticos y no tienen bujías, y usan
la energía transmitida al aire durante la compresión para prender
directamente la mezcla cuando se inyecte el combustible.
18(18) VOLVO TRUCK PART CORPORATION (1995) Tecnología Automotriz Camiones, Sweden. P.7619(19) VOLVO TRUCK PART CORPORATION (1995) Tecnología Automotriz Camiones, Sweden. P. 81
67
Este Sistema, está caracterizado porque consiste de una solera
de control dispuesta en la parte superior del tren de balancines
descansando sobre los soportes de los balancines y una válvula de
desalojo instalada en el múltiple de admisión del motor que permanece
cerrada hasta en tanto no se aplicado el sistema de freno, y que es
abierta al aplicarse el freno del motor por un dispositivo de
accionamiento de válvula; un segundo dispositivo de accionamiento
desplaza longitudinalmente la solera de control al aplicarse el freno,
desacoplando los balancines de escape de la varilla levantadora de
válvulas, impidiendo así que las válvulas de escape se abran,
manteniendo atrapados los gases en los cilindros oponiendo resistencia
al movimiento ascendente de los pistones en su carrera de escape, ésto
fuerza a los gases a salir en el momento de apertura de las válvulas de
admisión en la carrera de admisión hacia la válvula de salida al
ambiente.
8.3. VENTAJAS
a) La seguridad es el principal objetivo, seguridad de manejo en cuestas
prolongadas y pronunciadas.
b) Manejo confortable, sin mucho esfuerzo.
c) Ahorro en materiales del sistema de frenos, (pastillas de disco,
zapatas, tambores)
d) Ahorro de combustible por la disminución de las revoluciones del
motor.
8.4. LUGAR DE APLICACIÓN
Este sistema tiene como propósito ser aplicado a camionetas que
sobrepasan 1.8 toneladas, ya sean de doble tracción o de simple como
los camiones de 3 toneladas de capacidad de carga.
El mecanismo es aplicado en el ducto de la salida de los gases de
escape, lo cual hay que modificar y aumentar algunos mecanismos para
que este sistema actúe de manera simple y de manera eficiente.
68
Los sistemas de frenos convencionales en vehículos mayores de
1.8 toneladas sufren un desgates acelerado y especialmente si tienen
que estar en rutas pendientes prolongadas (con pista húmedas),
entonces surge la idea de implantar un frenado de manera que esto es
como una reducción de marcha.
El efecto de reducción de marcha nos da una desaceleración en
las ruedas por la reducción de marcha (4ta a 3era), pero esto se puede
lograr poniendo una traba a los gases de escape los cuales quedan
encerrados entre el motor que acciona un frenado y dificulta el giro de
dicho motor. (ver fig. 38 y 39)
Fig. 38
69
Fig. 39
Posesión de servicio
8.5. TIPOS
Dentro de los distintos frenos motores están:
8.5.1. Electrodinámicos
Cuyo fundamento es hacer que el motor trabaje como
generador. Sólo se aplican a ejes motores. Estos a su vez pueden
ser:
a) Reostáticos: De gran aplicación en locomotoras eléctricas. Se
basa en que la inercia del motor, una vez desconectado de la
red, hace que éste siga girando, pasando a funcionar como
generador y de este modo la energía mecánica acumulada se
va disipando en unas resistencias en forma de energía
eléctrica, creando a su vez las corrientes circulantes por los
devanados un par contrario al de giro, que hace que disminuya
la velocidad del motor hasta valores en que los frenos de
fricción puedan actuar y detener la máquina.
70
b) De recuperación: Se basa en conseguir transformar la
energía cinética del tren en energía eléctrica reenviándola a la
red. Se suele aplicar en el caso de trenes de cercanías y con
grandes pendientes.
8.5.2. Hidráulicos
Compuesto de unos circuitos hidráulicos que por fricción
con unos álabes frena los ejes motores.
Hay otros sistemas de frenado menos importantes tales
como:
- Patín electromagnético frotante: debido a su gran desgaste
sólo se utiliza como freno de urgencia.
- Frenos de Foucault: Basado en crear corrientes parásitas que
a su vez crean esfuerzos de frenado.
- Frenos aerodinámicos.
- Frenos de reacción.
Los Frenos EPG (Controlador de la presión del extractor se
utiliza de dos maneras, como contra presión del escape durante
las partidas para que el motor alcance una temperatura normal de
operación lo antes posible y como contra presión de escape con
el vehículo en movimiento, para obtener un freno motor más
eficiente.
El regulador de presión de escape está situado
conjuntamente con la carcasa de la turbina del turbocompresor.
Se compone de un extrangulador, la carcasa del extrangulador,
un cilindro, un pistón y una válvula de aire.
Funcionamiento durante el arranque
Para que el motor emita gases de escape más limpios en la
hora de la partida y mientras el motor se calienta hasta la
71
temperatura normal. El EPG puede ser usado si se dan las
siguientes condiciones:
La temperatura del líquido refrigerador debe estar debajo de
los 75º C.
La carga en el motor debajo de 200 Nm.
Revoluciones del motor debajo de las 900 rpm.
8.5.3. Funcionamiento
El EPG se activa automáticamente cuando se saca el pie
del acelerador. Una válvula, entonces se abre para permitir una
72
presión de aire variable de hasta (750 Kpa) al cilindro EPG.
Entonces la válvula se cierra y una fuerte contra presión se
acumula en el tubo de escape hasta la válvula de EPG. La válvula
se balanceará con los pulsos de la presión del extractor y
permitirá el pasaje de una pequeña cantidad de gas de escape.
Se obtiene una capacidad de frenado óptima cuando la velocidad
del motor se mantiene en la zona azul del tacómetro.
La operación del freno depende del flujo libre de aceite de
motor, así que cerciórese de dejar que el motor alcance su
temperatura de operación completa antes de encender el
freno de motor. Luego, por lo general el freno de motor se deja
en la posición “Encendido” [On] cada vez que opera el vehículo,
excepto cuando la carretera está resbalosa debido a condiciones
climáticas adversas.
Una vez que se haya encendido, la operación del freno es
plenamente automática.
Cuando tiene el pie levantado del embrague y levanta el pie
totalmente del estrangulador, se activa automáticamente el freno
de motor (algunos sistemas sólo se activarán una vez que se pise
el pedal del freno).
Al aplicar presión al estrangulador, el freno se desactiva.
Cuando cambia de velocidad, el freno de motor se
desactiva automáticamente cuando pisa el pedal de embrague. Si
el freno de motor está encendido, no se recomienda cambiar de
velocidad sin usar el embrague o hacer un doble embrague (usar
el freno de motor para reducir las revoluciones por minuto del
motor, ya que podrán producirse daños graves al sistema de
transmisión.
Observe que el freno también permanecerá activado
después de pisar el pedal del freno, dando la potencia combinada
del freno de motor y los frenos de servicio a las ruedas
propulsoras.
73
Los vehículos dotados de un sistema ABS (sistema
antibloqueo de frenos) tienen la capacidad de apagar el freno de
motor si se detecta una condición de patinaje de ruedas. El freno
de motor se volverá a encender automáticamente una vez que ya
no se detecte el patinaje de ruedas.
En los vehículos dotados de controles de motor
electrónicos, los controles desactivarán el freno de motor cuando
la velocidad del motor cae por debajo de aproximadamente 1000
revoluciones por minuto o cuando el vehículo desacelera la
marcha a una velocidad prefijada, que variará dependiendo de la
configuración del vehículo y del motor. Esto impide que el motor
se atore. En los vehículos dotados de controles de motor
mecánicos y transmisiones manuales, pise el pedal de embrague
a velocidades bajas para evitar que se atore el motor.
Debido a que el freno de motor es más eficaz a velocidades
de motor más altas, la selección de engranaje es muy importante.
La potencia de retardo máxima se obtiene cuando se usa el
engranaje más bajo posible sin exceder la velocidad de motor
recomendada para el frenado de motor. El mejor rendimiento
de retardo se obtiene a velocidades de motor entre 1800 rpm y
marcha muerta alta. Por debajo de 1700 rpm, la potencia de
retardo puede estar considerablemente reducida.
8.5.4. Bajar una pendiente
Antes de comenzar una bajada prolongada y pronunciada,
determine si su freno funciona correctamente. Para hacerlo, quite
el pie brevemente del estrangulador. Sentirá la activación del
freno. Es conveniente incluir una explicación de la “velocidad de
control” para que entienda cómo usar el freno mientras baja por
una pendiente. La velocidad de control es la velocidad constante a
la cual las fuerzas que empujan el vehículo hacia delante en una
pendiente son equivalentes a las fuerzas que lo retienen, sin usar
74
los frenos de servicio. En otras palabras, la velocidad que el
vehículo mantendrá sin usar los frenos de servicio ni el
estrangulador.
Dependiendo de las condiciones de la carretera y de la
carga, sin usar sus frenos de servicio, es posible que pueda bajar
una pendiente del 6% sin peligro a 15 km/h.
8.5.5. Pavimento resbaloso
Debido a que la operación de cualquier vehículo bajo
condiciones resbalosas es poco predecible, asegúrese de que
tenga abundante espacio para probar los frenos de servicio.
El freno de Motor no afectará la operación del sistema ABS
(sistema antibloqueo de frenos) en los vehículos así dotados. Los
sistemas ABS deben desactivar el freno de motor en caso del
patinaje de ruedas o cuando se pierde tracción, y reactivará el
freno de motor cuando el sistema ABS se haya desenganchado.
Cuando se maneja sobre pavimentos mojados o con hielo,
comience con el conmutador maestro en la posición “apagado”
[Off] y use el mismo engranaje que usaría normalmente bajo estas
condiciones.
Antes de activar el freno de motor, cerciórese de que haya
abundante distancia entre su vehículo y los demás vehículos y
que las condiciones de tráfico sean apropiadas para probar la
capacidad de frenado del vehículo. Así mismo, cerciórese de que
el vehículo mantenga la tracción y estabilidad usando el retardo
natural del motor por sí solo. Si el retardo del motor por sí solo sin
el freno de motor ocasiona cualquier pérdida de tracción, no trate
de usar el freno de motor hasta que mejoren las condiciones de la
carretera.
8.6. MANTENIMIENTO Y SERVICIO
75
Los frenos son reconocidos como uno de los componentes más
confiables en los vehículos diesel de hoy en día. No obstante, es
necesario realizar inspecciones y mantenimiento de rutina a fin de
asegurar su operación correcta. Adicionalmente, el servicio periódico
ayudará a reducir los costos de mantenimiento, los servicios no
programados y el tiempo de baja. Haga una inspección y servicio de su
freno de motor con cada mantenimiento de rutina del motor. Si por algún
motivo el freno de motor no se apaga cuando el pie está pisando el
estrangulador, salga de inmediato de la carretera y pida ayuda.
El uso de piezas que no sean refacciones aprobadas podrá
conducir a una reducción de rendimiento, daños graves del motor y
pérdida de la protección de garantía.
Los intervalos de servicio indicados abajo tienen por finalidad
servir como guía para establecer una rutina de inspección y
mantenimiento del freno en conjunto con el mantenimiento de motor
programado.
Refiérase al manual de servicio del fabricante del motor para
intervalos de mantenimiento específicos.
CONCLUSIONES
76
El hombre siempre ha necesitado ir evolucionando y junto con él con sus
creaciones. Desde el año 1862 hasta la fecha, los motores han presentado una
variación notable o por qué no decirlo una gran evolución, conjuntamente los
sistemas de freno desarrollaron en el proceso del tiempo conjuntamente con
los avances de los motores.
Los mecanismos de Frenos han desarrollado la tecnología de los
materiales para soportar altas temperaturas de trabajo.
Para un mejor rendimiento y efectividad en la acción del frenado en
todas las condiciones de trabajo (Frenados consecutivos, alta velocidad, pistas
húmedas, etc.).
Pero en realidad no es solo eso, para que sea posible la realización de
un trabajo por parte de una máquina intervienen en el proceso de la
transformación de la energía un sin número de piezas y partes actuando en
conjunto y que se encuentran en los mecanismos del sistema de freno.
SUGERENCIAS
77
1. Consideración la parte Bibliográfica al inicio del trabajo.
2. Utilizar las páginas WEB para investigar lo relacionado al tema, como
medios de apoyo.
3. Conocer los talleres o empresas relacionados al tema de investigación.
4. Conocer especificaciones precisas en el Sistema de Frenos de Aire.
5. En lo económico realizar presupuestos, que no afecten a nuestra economía
personal.
6. Tener en cuenta que todo trabajo de investigación es realizada a favor del
estudiante.
7. No olvidar que los métodos didácticos deben ser utilizados con la finalidad
de captar la atención del estudiante, más aún, cuando se trata de educación
técnica.
BIBLIOGRAFÍA
1. Atares Arnal. Funcionamiento del motor diesel. México 2000.
78
2. Crouse H. William. Mecánica del Automóvil. Barcelona – España.
3. Crouse, W. Cuidado del automóvil manual de mantenimiento y reparación. Limusa. México, 1999
4. Dangel Joh F. Motores Diesel y sistema de Inyección. Edición 1983.
5. Editorial Tortuya. Motor Diesel, Nociones y prácticas del motor diesel, Lima – Perú 2001.
6. Ellinger, H. Ajuste de motores y control de emisiones. México, Prentice-Hall, 1992.
7. Gutiérrez Nilver. Editorial Palomino E.I.R.D.
8. Tecsup. Mantenimiento y Reaparición de Motores Diesel. Edición 2001.
9. Valler Andrés. El Motor Diesel, Editorial, Mundo Universal 4. Año 2001 Barcelona – España.
10. Schwoch Manual Práctico del Automóvil
Año 1982 – España.
11. G.T.Z. Tecnología del Automóvil
Año 1995 – Barcelona.
PÁGINAS WEB:
www.wikipedia.org .
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/html/fisica.html
79
APLICACIÓN
DIDÁCTICA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACION Enrique Guzmán y Valle “Alma Mater del Magisterio Nacional”
FACULTAD DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FUERZA MOTRIZ
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PLAN DE CLASE
I. INFORMACION GENERAL
1.1. UNIDAD TEMATICA : Sistema de Freno de Aire Comprimido
1.2. ESPECIALIDAD : Fuerza Motriz1.3. FECHA DE EXPOSICION : 22 de Marzo del 20111.4. HORA : 9 a.m.1.5. NOMBRE DEL GRADUANDO : Jaime Chumbirayco Salvatierra
II. TEMA: Reconocimiento y funcionamiento de los componentes del Sistema de Frenos de Aire Comprimido.
III. SUMILLAEl tema a tratar se refiere a los conocimientos teóricos-prácticos del
Sistema de Freno de Aire Comprimido y sus Componentes, desde los principios elementales, hasta el conocimiento real práctico de su funcionamiento. Finalmente conocer y explicar la transformación de energía neumática a energía mecánica en el módulo del sistema de aire comprimido del circuito de la parte delantera.
IV. OBJETIVOSAl culminar la sesión, los estudiantes estarán en condiciones de:4.1. Explicar las partes y el funcionamiento del sistema de freno de
aire comprimido4.2. Explicar la transformación de energía neumática a energía
mecánica4.3. Aplicar las normas y reglas de seguridad e Higiene durante el
proceso de enseñanza-aprendizaje.
V. METODOLOGIA5.1. METODO: Explicativo, Demostrativo.5.2. PROCEDIMIENTO: Observación y experimentación.
VI. MATERIAL DIDACTICO Y/O RECURSOS6.1. Equipos y Materiales
- Equipo de Computación (PC).- Proyector Multimedia- Pizarra- Plumones- Puntero Laser
6.2. Materiales Didácticos- Módulo: Maqueta de Freno de Aire (Circuito del Freno Delantero).
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VII. CONTENIDO DEL TEMA
7.1. Motivación:
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX.
7.2. Desarrollo del Tema: a) Definición - Sistema de Freno de Aire Comprimidob) Componentes.c) Funciónd) Fallas del sistema de freno de aire comprimido del circuito
delantero
7.3. AplicaciónSe pondrá en funcionamiento el modulo de Freno de Aire
(Freno del circuito Delantero). Se verificará la presión que existe en el tanque de almacenamiento y se comprobará la presión que está llegando en el pulmón delantero (cilindro de freno) del módulo.
7.4. EvaluaciónEn cuanto a la evaluación se puede aplicar pruebas orales o
escritas, como también propiciar intervenciones orales.
1. ¿XXXXXXXXXXXXXX?
2. ¿XXXXXXXXXXXXXXXXMencione los tipos?
3. ¿XXXXXXXXXXXXMencione las diferencias?
4. ¿XXXXXXXXXXXX XXXXXXXX?
VI. BIBLIOGRAFIA
1. Atares Arnal. Funcionamiento del motor diesel. México 2000.
2. Crouse H. William. Mecánica del Automóvil. Barcelona – España.
82
3. Crouse, W. Cuidado del automóvil manual de mantenimiento
y reparación. Limusa. México, 1999
4. Dangel Joh F. Motores Diesel y sistema de Inyección. Edición
1983.
5. Editorial Tortuya. Motor Diesel, Nociones y prácticas del motor diesel, Lima – Perú 2001.
6. Volvo Sistema de Frenos- Volvo Perú S.A - 1985
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACION Enrique Guzmán y Valle “Alma Mater del Magisterio Nacional”
FACULTAD DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE FUERZA MOTRIZ
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HOJA DE INFORMACION
I. INFORMACION GENERAL
1.1. UNIDAD TEMATICA : Sistema de Freno de Aire Comprimido 1.2. ESPECIALIDAD : Fuerza Motriz
1.3. FECHA DE EXPOSICION : 22 de Marzo del 2011 1.4, HORA : 9 a.m. 1.5. NOMBRE DEL GRADUANDO : Jaime Chumbirayco Salvatierra
II. TEMA: Sistema de Freno de Aire Comprimido y sus Componentes.
III. OBJETIVOS 3.1. Explicar las parte y el funcionamiento del sistema de freno de aire comprimido. 3.2. Explicar la transformación de energía neumática a energía mecánica.
IV. CONTENIDOS:
4.1.- SISTEMA DE FRENOS DE AIRE COMPRIMIDO:
Un pequeño compresor de aire, colocado a un costado del motor y
movido por una correa o por una cadena cubierta, aspira a través de un
filtro, lo comprime y lo envía a uno o dos depósitos, donde se almacena.
Una válvula reguladora de presión se abre cuando esta pasa de los 10
bar de presión y permite que escape al exterior el exceso de aire. El
pedal del freno mueve la corredera de la válvula de freno: cuando aquel
se pisa, la corredera deja pasar el aire comprimido a las tuberías que lo
conducen hasta los cilindros de freno, en los que desplaza el pistón de
mando de la palanca que gira la leva separadora de las zapatas.
Cuando se levanta el pie del pedal, la corredera de la válvula de freno
corta el paso del aire comprimido y pone en comunicación las tuberías
con el aire libre, con lo que se descargan los cilindros de freno; sus
pistones regresan a la posición de reposo y las levas dejan de apretar
las zapatas.
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4.2. SISTEMA DE FRENOS DE AIRE COMPRIMIDO:
Los elementos constitutivos del sistema de freno neumático son:
1. EL COMPRESOR.- El compresor de aire bombea aire a los tanques de
almacenamiento de aire (depósitos) y se conecta al motor por medio de
engranajes o de una banda en V. El compresor puede ser enfriado por
aire o por el sistema de enfriamiento del motor y puede tener su propia
provisión de aceite lubricante o estar lubricado con aceite del motor.
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2. GOBERNADOR DEL COMPRESOR DE AIRE.- El gobernador controla
el funcionamiento del compresor de aire cuando éste bombea aire a los
tanques de almacenamiento. Cuando la presión del tanque de aire se
eleva al nivel de “corte” (por encima de los 10 bar) , el gobernador
detiene el compresor para que deje de bombear aire. Cuando la presión
del tanque cae hasta la presión de “bombeo” (por debajo de los 10 bar),
el gobernador permite que el compresor comience a bombear aire
nuevamente.
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3. DISPOSITIVOS DE ANTICONGELAMIENTO CON EVAPORADOR DE
ALCOHOL (C).- El aire que nos rodea consta de alrededor de 4% de
agua. Una parte de éste agua se condensa cuando el aire se comprime
en el compresor. Si el agua de condensación ingresa al sistema de
frenos se puede formar hielo-si la temperatura es inferior a +5ºC, impedir
que el aire llegue a los distintos componentes.
4. DEPÓSITO DE AIRE.- Los tanques de almacenamiento de aire
almacenan el aire comprimido. El tamaño y la cantidad de los tanques
varían según el vehículo. Los tanques contienen aire suficiente para
permitir que los frenos se utilicen varias veces, aun si el compresor deja
de funcionar.
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Cuando el compresor carga, se crea vacío en el depósito de anticongelante (1), que hace que aspire aire a través de una toma de aire (2) en el alojamiento del depósito. Después de la aspiración, el aire desciende por un tubo (3) hacia el alcohol. Cuando salen burbujas del alcohol, llevan algo de alcohol vaporizado hacia la parte superior del depósito. El aire saturado con alcohol se aspira entonces por la admisión del compresor por medio de un tubo plástico (4).
5. DRENAJE DEL DEPÓSITO DE AIRE.- Por lo general, el aire comprimido
contiene algo de agua y de aceite del compresor, lo que es perjudicial
para el sistema de frenos de aire, ya que el agua se puede congelar en
clima frío y provocar una falla de los frenos. El agua y el aceite tienden a
acumularse en el fondo del tanque de aire y por eso es importante
drenarlo completamente usando la válvula de drenaje que se encuentra
en la parte inferior de cada tanque.
6. VÁLVULA DE SEGURIDAD.- En el primer tanque al que el compresor bombea
aire está equipado con una válvula de escape de seguridad, que evita que el tanque y
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el resto del sistema acumulen demasiada presión. Normalmente, la válvula se abre a
mayores de 10 bar. El sistema de alimentación consta de una o más válvulas de
seguridad para protegerlos contra las presiones excesivas.
7. VÀLVULA DE FRENO.- Ya que durante el proceso de frenado varían las
relaciones de presión en las conducciones, influyendo así la presión
efectiva de frenado, procede su regulación mediante la válvula de freno.
La presión de frenado en el vehículo tractor se gobierna por medio de una
válvula que acciona el conductor con su pie. Esta válvula está conectada
al primer depósito de aire comprimido y a todos los cilindros de las
ruedas.
8. CILINDROS DE FRENO EN LAS RUEDAS.- Todos los cilindros de freno
en las ruedas tienen, debido a las elevadas presiones superficiales, un
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diámetro relativamente grande y están, por ello, dispuestos
separadamente de los tambores. El émbolo del freno se mantiene en su
posición por la acción de un muelle y se desplaza únicamente por efecto
de la presión del aire.
Todos los cilindros de freno en las ruedas tienen, debido a las elevadas
presiones superficiales, un diámetro relativamente grande y están, por
ello, dispuestos separadamente de los tambores. El émbolo del freno se
mantiene en su posición por la acción de un muelle y se desplaza
únicamente por efecto de la presión del aire.
9. MANOMETRO DE PRESION DE AIRE.- Es aquel que proporciona
información al conductor acerca de la presión de aire en los circuitos de
freno de las ruedas delanteras y traseras.
V. BIBLIOGRAFIA
1. Atares Arnal. Funcionamiento del motor diesel. México
90
2000.
2. Crouse H. William. Mecánica del Automóvil. Barcelona – España.
3. Crouse, W. Cuidado del automóvil manual de mantenimiento
y reparación. Limusa. México, 1999
4. Dangel Joh F. Motores Diesel y sistema de Inyección. Edición
1983.
5. Editorial Tortuya. Motor Diesel, Nociones y prácticas del motor diesel, Lima – Perú 2001.
6. Volvo Sistema de Frenos- Volvo Perú S.A - 1985
91
ANEXOS
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93
