Sistema de frenos neumáticos

El freno neumático es un tipo de freno de accionamiento por aire comprimido. Por su efectividad  y seguridad se aplican en vehículos y maquinaria pesada como trenes, camiones, buses y maquinaria pesada en general.

Para los vehículos grandes, el mando hidráulico o mecánico de los frenos requiere gran fuerza de aplicación; pero también se usa el aire comprimido. Para el accionamiento de los frenos se utilizan los frenos de tambor de excéntrica en s, frenos de disco y frenos de cuña.

Tipos de frenos

Para la aplicación de freno a la rueda el sistema de frenos neumático utiliza mecanismos similares a los usados en el sistema de frenos hidráulicos como el sistema de tambor o de disco, pero con adaptaciones propias a la operación del aire comprimido y a la operación de frenado en un vehículo de gran tamaño y peso.

Tambor de excéntrica en S.

Consta de diferentes componentes como  los tambores, colocados en cada uno de los extremos de los ejes, y las bandas del freno que son empujados contra el interior del tambor lo que produce el frenado.

Frenos de cuña

En esta aplicación, la varilla de empuje acciona de forma directa una cuña entre las bandas de esta forma las separa y ejerce presión  contra el tambor.

Los frenos de disco de aire

Este sistema trae  también una recamara y un regulador, un tornillo de potencia se gira por la presión de la recamara, de esta forma el tornillo prensa el disco con la mordaza y las pastillas.

Partes del sistema de frenos neumáticos

Los frenos neumáticos están compuestos por tres sistemas: El sistema de frenos de servicio, el sistema de frenos de estacionamiento y el sistema de frenos de emergencia.

  • El sistema de frenos de servicio es el que funciona cuando se acciona el pedal durante la conducción.
  • El sistema de frenos de estacionamiento es que se aplica cuando se requiere estacionar el vehículo.
  • El sistema de frenos de emergencia usa los sistemas anteriores los frenos de servicio y los de estacionamiento en caso del que el sistema de frenos falle.

Estos sistemas están compuestos por diferentes componentes que le permiten almacenar, comprimir, transportar y accionar el sistema de frenos neumáticos.

Compresor de aire

El compresor de aire es el encargado de la entrega del aire a los tanques de almacenamiento, está conectado al motor por medio de los engranajes o de la correa. El compresor puede ser enfriado por aire o por el mismo sistema de refrigeración del motor.

Gobernador del compresor

El gobernador se encarga  de controlar el funcionamiento del compresor, cuando este entrega  aire a los tanques de almacenamiento. Cuando la presión del tanque se eleva a 125 psi, el gobernador detiene el compresor para que deje de bombear aire. Cuando la presión cae a 100 psi (presión de bombeo) el gobernador permite que el compresor funcione nuevamente.

Tanques de almacenamiento

Como su nombre lo dice son los tanques de acumulación de aire comprimido. El tamaño y la capacidad varían de acuerdo al vehículo. Los tanques contienen el aire suficiente para permitir que el sistema funcione todas las veces que sea necesario, aun cuando el compresor deje de funcionar.

Drenaje del tanque de almacenamiento

Es el encargado de drenar agua y aceite que entran al compresor. El agua y el aceite tienden a acumularse en el fondo del tanque de aire por eso es importante drenarlos por medio de la válvula de drenaje, ya que el agua y el aceite son perjudiciales para el sistema de frenos. Esta válvula puede ser manual o automática, las válvulas automáticas también tienen un mecanismo manual. Las válvulas automáticas también están provistas de un sistema de calentamiento eléctrico para evitar el congelamiento en época de invierno.

Evaporador de alcohol

Algunos sistemas están provistos de evaporadores de alcohol, se evapora en el sistema para disminuir las formaciones de hielo en época de invierno. Ya que si hay hielo en el sistema los frenos dejan de funcionar.

Válvula de seguridad

En el tanque principal hay una válvula de escape de seguridad, dicho elemento evita que se eleve la presión del sistema y de los tanques. Esta válvula se abre normalmente cuando la presión esta en los 150 psi. Si la válvula de seguridad presenta fuga de aire, quiere decir que algo anda mal, se debe llevar al mecánico.

Pedal de freno o válvula de pedal

El freno se acciona al presionar el pedal, este también se denomina válvula de pedal, al aplicar mayor fuera en el pedal, se aplicará mayor presión de aire. Si se suelta el pedal, se disminuye la presión y se sueltan los frenos.

Cuando esto sucede, parte del aire comprimido del sistema se libera, de esta forma la presión de aire en los tanques disminuye. Esta pérdida la debe reponer el compresor de aire. Pisar y soltar el pedal innecesariamente puede dejar escapar aire más pronto de lo que el compresor puede reponerlo.

Si la presión baja demasiado, los frenos no funcionarán. Cuando usted presiona el pedal de freno, hay dos fuerzas que actúan en contra del pie. La primera fuerza proviene de un resorte, y la segunda, de la presión del aire que va a los frenos. Esto le permite sentir cuánta presión de aire está aplicándose a los frenos.

Medidor de presión

Todos los vehículos equipados con frenos de aire tienen un medidor de presión conectado al tanque de aire. Si el vehículo tiene un sistema dual de frenos de aire, tendrá un medidor para cada mitad del sistema (o un único medidor con dos agujas). Los sistemas duales se tratan más adelante en este manual. Los medidores señalan cuánta presión hay en los tanques de aire.

Medidor de presión aplicada

Este medidor muestra cuánta presión de aire usted está ejerciendo sobre los frenos (pero no todos los vehículos lo tienen). Si debe ejercer mayor presión para mantener la misma velocidad, significa que la capacidad de los frenos está disminuyendo. En ese caso, debe disminuir la velocidad y usar una marcha más baja. La necesidad de aumentar la presión también puede deberse a que los frenos no están bien ajustados, hay fugas de aire o existe un problema mecánico.

Advertencia de baja presión de aire

La señal indicadora de baja presión de aire es obligatoria en los vehículos que cuentan con frenos de aire. Esta señal visual debe encenderse antes de que la presión de aire en los tanques descienda por debajo de las 60 psi (o, en vehículos más viejos, hasta la mitad de la presión de corte del gobernador del compresor).

Generalmente, la señal indicadora es una luz roja pero también puede ser un zumbador. Otro tipo de advertencia es la “oscilante” (wig wag). Cuando la presión del sistema desciende por debajo de 60 psi, este dispositivo deja caer brazo mecánico. Cuando la presión sube por encima de 60 psi, la señal automática se levantará y desaparecerá.

El tipo manual de reposicionamiento debe colocarse en la posición “oculto” manualmente. Tenga en cuenta que no quedará en su lugar hasta que la presión del sistema esté por encima de 60 psi. En autobuses grandes es común que los dispositivos de advertencia de baja presión muestren la señal cuando la presión llega a 80 u 85 psi

Interruptor de luz de freno

El sistema de frenos de aire hace esto mediante un interruptor eléctrico que funciona con presión de aire y que hace que las luces de freno se enciendan cuando usted pisa los frenos de aire.

Válvula limitadora de freno

Algunos vehículos más viejos tienen una válvula limitadora del freno delantero y un control en la cabina. El control por lo general tiene dos marcas: normal (normal) y resbaloso (slippery). Cuando se coloca el control en la posición de resbaloso, la válvula limitante corta a la mitad la presión de aire normal de los frenos delanteros.

Estas válvulas se utilizaban para disminuir el riesgo de que las ruedas delanteras patinaran en superficies resbalosas. Sin embargo, lo que en realidad hacen es reducir la capacidad de frenado del vehículo. El frenado de las ruedas delanteras es bueno en cualquier circunstancia. Se han realizado pruebas que demuestran que es improbable que las ruedas delanteras patinen debido al frenado aun sobre hielo. Para tener capacidad normal de frenado, asegúrese de que el control esté en la posición “normal”. Muchos vehículos tienen válvulas limitantes automáticas en las ruedas delanteras, que disminuyen la cantidad de aire que se aplica a los frenos delanteros, excepto cuando son ejercidos con una presión de 60 psi o mayor. Estas válvulas no pueden ser controladas por el conductor.

Freno de resorte

Todos los camiones, tractores y autobuses deben estar equipados con frenos de emergencia y frenos de estacionamiento, que deben sostenerse mediante fuerza mecánica, ya que la presión de aire puede con el tiempo sufrir una fuga. Para ello, por lo general se utilizan frenos de resorte. Durante la conducción, la presión de aire retiene a los potentes resortes. Si la presión desaparece, los resortes accionan los frenos.

Un control para el freno de estacionamiento ubicado en la cabina permite que el conductor libere el aire de los frenos de resorte, lo cual hace que los resortes apliquen los frenos. Una fuga en el sistema de frenos de aire que provoque la salida de todo el aire también hará que los resortes apliquen los frenos. Los frenos de resorte de los tractores y camiones sencillos se aplican totalmente cuando la presión de aire desciende hasta un valor de entre 20 y 45 psi (normalmente entre 20 y 30 psi). No espere a que los frenos se apliquen automáticamente. Apenas suene el zumbador y se encienda la luz indicadora de baja presión de aire, detenga inmediatamente el vehículo en forma segura mientras todavía pueda controlar los frenos.

La potencia de frenado de los frenos de resorte depende de que estén correctamente ajustados. Si no lo están, ni los frenos regulares ni los de emergencia o estacionamiento funcionarán correctamente.

Control de freno de estacionamiento

En vehículos más nuevos que cuentan con frenos de aire, los frenos de estacionamiento se aplican mediante una perilla de control amarilla en forma de rombo que se puede empujar y jalar. Para aplicar los frenos de estacionamiento (frenos de resorte) jale la perilla hacia fuera. Para quitarlos, empújela. En vehículos más viejos, es posible que los frenos de estacionamiento se controlen por medio de una palanca. Siempre que estacione, use los frenos de estacionamiento

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