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Frenos neumáticos de vehículos pesados

1. FRENOS NEUMATICOS MATERIA: Automecánica I DOCENTE: Lic. Soliz UNIVERSITARIOS: Choquevillca Partes Carlos Manuel Lipiri Llanque Álvaro Rojas Duran Jhon Deyvid GESTIÓN: 2023 UNIVERSIDAD MAYOR, REAL Y PONTIFICIA DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA

2. FRENO DE AIRE

3. RESEÑA HISTORICA El sistema de frenos de aire es un tipo de sistema de frenado que utiliza aire comprimido para aplicar la presión necesaria para detener el vehículo. Los frenos de aire también se conocen como frenos neumáticos.  El primer freno de aire fue inventado por George Westinghouse, y se creó para ser utilizado en trenes. El primer freno neumático fue al Vacío, cuya patente fue concedida a James Naismith y Charles May en 1844. Samuel C. Lister obtuvo en 1848 patente para un freno a aire, cuya bomba era movida por el eje del vehículo, costando además de un depósito de aire adecuado,  situado todo en el furgón del guarda. En 1869 obtuvo como ya dijimos George Westinghouse, por segunda vez patente para freno de aire directo. Consistía este freno en una bomba simple movida a vapor y de un depósito para el aire.

4. El freno neumático o freno de aire es un tipo de freno cuyo accionamiento se realiza mediante aire comprimido. Se utiliza principalmente en trenes, camiones, autobuses y maquinaria pesada. ¡Que es?

5. Todos los sistemas de frenos de aire usan la presión del aire para que el freno funcione cuando se pone el pie en el pedal. El aire se almacena en varios tanques de presión y un compresor lo presuriza en el motor del camión. La mayoría, si no son todos los sistemas, funcionan a 685 Kpa, 99.5 PSI o 6.85 BAR de presión. Para que es

6. ESQUEMA

7. Tipos de frenos neumáticos Para la aplicación de  freno  a la rueda el sistema de  freno s  neumático  utiliza mecanismos similares a los usados en el sistema de  freno s 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.

8. 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.

9. 1 2 3 6 5 5 4 9 7 8 11 10 10 12 5 11/20/2008 Ensamble de cubo y disco Ensamble de mordaza y portador Cámara de freno Tuerca Arandela Ensamble de vástago Buje del sensor ABS Buje guía del portador Perno de la placa de anclaje f422503 Perno sin tuerca de montaje Placa de anclaje Perno sin tuerca de la placa de anclaje

10. El compresor de aire El regulador del compresor de aire Los tanques de almacenamiento de aire desagües tanque de aire El evaporador de alcohol La válvula de seguridad El pedal del freno Bomba de freno Los medidores de la presión de suministro La señal de advertencia de baja presión de aire Válvula relé Secadora Válvula de descarga Válvula de 4 vías Gobernador partes

11. El compresor de aire bombea el aire en los tanques de almacenamiento de aire (los depósitos). El compresor de aire se conecta al motor por medio de engranajes o por medio de una correa en v. El compresor puede ser enfriado por aire o puede ser enfriado por el sistema de enfriamiento del motor. Puede tener su propio suministro de aceite, o ser lubricado por el aceite del motor. Si el compresor tiene su propio suministro de aceite, verifique el nivel de aceite antes de conducir. El compresor de aire

12. tipos Refrigerado por agua Refrigerado por aire

13. Partes compresor

14. Acoplamiento al motor Piñón polea

15. El regulador del compresor de aire controla cuando el compresor de aire debe bombear el aire en los tanques de almacenamiento de aire. Cuando la presión en el tanque de aire llega al nivel de "corte" (alrededor de 125 libras por pulgada cuadrada o "psi"), el regulador impide que el compresor bombee aire. Cuando la presión del tanque baja por debajo de la presión "mínima" (alrededor de 100 psi), el regulador permite que el compresor comience a bombear nuevamente El regulador del compresor de aire

16. Los tanques de almacenamiento de aire se usan para almacenar el aire comprimido. La cantidad y el tamaño de los tanques de aire varían según los vehículos. Los tanques deben almacenar suficiente aire como para permitir usar los frenos varias veces aun cuando el compresor deje de funcionar. Los tanques de almacenamiento de aire

17. El aire comprimido suele tener un poco de agua y algo de aceite del compresor, lo cual es dañino para el sistema de frenos de aire. Por ejemplo, el agua puede congelarse durante el tiempo frío y ocasionar que los frenos fallen. El agua y el aceite tienden a acumularse en el fondo del tanque de aire. Esté seguro de vaciar los tanques de aire por completo. Cada tanque de aire está provisto con una válvula de desagüe en el fondo. desagües tanque de aire

18. Una válvula de desagüe de operación manual que se acciona girándola un cuarto de vuelta, o tirando de un cable. Usted debe vaciar los tanques al final de cada jornada de trabajo Una válvula de desagüe de operación automática. El agua y el aceite son expulsados automáticamente. Estas válvulas también pueden estar equipadas para desagüe manual.

19. Algunos sistemas de los frenos de aire tienen un evaporador de alcohol para introducir alcohol en el sistema de aire. Esto ayuda a reducir el riesgo de hielo en las válvulas del freno de aire y otras partes durante el tiempo frío. El hielo dentro del sistema puede hacer que los frenos dejen de funcionar. El evaporador de alcohol

20. La válvula de seguridad La válvula de control PP-1™ es comúnmente usada para control de los frenos de estacionamiento y emergencia. Esta válvula fué también usada en conjunto con la válvula de protección del tractor TP-2™ en sistemas de aire para tractor de circuito único, previos a FMVSS 121.

21. Usted aplica los frenos presionando hacia abajo el pedal del freno. (También se le llama la válvula de pie o válvula de pedal.) A medida que presiona más fuerte el pedal hacia abajo, más presión de aire es aplicada. Al soltar el pedal del freno se reduce la presión de aire y se liberan los frenos. El pedal del freno

22. Cuando el conductor aplica los freno de servicio usando el pedal del freno, una parte de los dos émbolos se mueve dentro de la válvula del freno, cerrando el escape de la válvula y abriendo conductos dentro de la válvula que permiten que la presión de aire esperando allí, pase y sea entregada a los sistemas del freno trasero y delantero Bomba de freno

23. Todos vehículos con los frenos de aire tienen un medidor de presión conectado al tanque de aire. Si el vehículo tiene frenos de aire con sistema dual, habrá un medidor para cada mitad del sistema. (O un solo medidor con dos agujas.) Los sistemas duales serán tratados más adelante. Estos medidores le indican cuánta presión hay en los tanques de aire. Los medidores de la presión de suministro

24. Es requerido tener una señal de advertencia de baja presión de aire en los vehículos con frenos de aire. Una señal de advertencia que usted pueda ver debe activarse antes de que la presión atmosférica en los tanques descienda por debajo de los 60 psi. (O por debajo de la mitad de la presión mínima del regulador del compresor en los vehículos más viejos.) La advertencia normalmente es una luz roja. También se puede encender un timbre. La señal de advertencia de baja presión de aire

25. Las válvulas Relé son usadas principalmente en vehículos para aplicar y liberar los frenos de estacionamiento o servicio, en el eje(s) trasero. Cuando el conductor aplica los frenos, el aire fluye a través de la línea de entrega (en este caso la señal) a la válvula relé y mueve hacia abajo un pistón interno. Esto cierra el escape y abre la entrega de aire a los frenos Válvula relé

26. . Los beneficios principales de usar una válvula relé es que la alta capacidad de aire necesaria para el frenado es entregada directamente y el aire no tiene que correr hasta la válvula del freno y después hasta los frenos. La fuerza del freno es ajustable y cuando la válvula relé lo libera, escapa a la atmósfera.

27. El secador de aire es un sistema de filtración en línea que elimina el vapor de agua y gotas de aceite del aire de descarga del compresor, después de la salida del compresor. Esto da como resultado un aire limpio y seco, siendo suministrado al sistema del freno de aire y ayuda en la prevención de que la línea de aire y componentes se congelen en tiempo de invierno Secadora

28. La función de la válvula de escape rápido es acelerar el escape de aire de las cámaras de aire. Es montada cerca a las cámaras a las que sirve. En su configuración normal, la válvula es diseñada para liberar presión no mayor de 1 psi de control para el dispositivo controlado; sin embargo, para aplicaciones especiales, la válvula está disponible con diseños de diferenciales de presión mayores dentro de la válvula Válvula de descarga

29. La válvula de protección de 4 vías también se encarga de distribuir el aire comprimido en los cuatros circuitos de frenado. El aire comprimido se distribuye siguiendo un orden determinado. En primer lugar, se abastecen con la suficiente presión de servicio los dos circuitos de frenado del eje delantero y trasero. Sólo entonces se procede al abastecimiento de los circuitos del freno de estacionamiento y de los equipos auxiliares (tales como, la suspensión neumática). Así, se garantiza que el freno de estacionamiento se libere, una vez que los dos frenos de servicio estén en funcionamiento. Válvula de 4 vías

30. El Gobernador controla la presión del aire en el tanque de suministro y opera el mecanismo descargador del compresor para controlar si el compresor acumula presión o no. El gobernador D-2™ Bendix® es una válvula tipo pistón ajustable que se consigue preajustada con diferentes opciones de presión Gobernador

31. El límite de presión entre el límite mínimo y el máximo de presión está diseñado dentro del gobernador y no es ajustable. El gobernador D-2™ se puede montar directamente al compresor o en otro lugar, según como se desee. Se consiguen gobernadores especiales para vehículos que necesitan un gobernador que se adapte a temperaturas abnormalmente altas o bajas, además son modelos “impermeabilizados”

32. Cámaras del freno están disponibles en muchos tamaños, ofreciendo una gama amplia de fuerzas de salida y de recorridos. Diferentes tamaños de cámaras del freno son identificados por números, los cuales especifican el área efectiva del diafragma: una cámara del freno "tipo 30" tiene 30 pulgadas cuadradas de área efectiva. Algunas cámaras del freno con recorridos prolongados de la varilla de empuje, están disponibles. Cámaras

33. El tensor de ajuste es el eslabón entre la cámara del freno o actuador y el eje de levas del freno S-Cam. Su brazo es ajustado a la varilla de empuje con una horquilla y su lengüeta es instalada en la base del eje de levas del freno. Transforma y multiplica la fuerza desarrollada por la cámara en un par de torsión, el cual aplica los frenos por medio del eje de levas del freno Raches

34. manual Automático

35. Mordazas

36. Freno campana

37. Funcionamiento Representación de la transmisión neumática de fuerzas Las instalaciones de frenos neumáticos son principalmente adecuadas para camiones pesados. El aire comprimido requerible se encuentra en un depósito y se libera en el proceso de frenado. El conductor regula únicamente el flujo del aire comprimido según el efecto de frenado necesario. Es posible de igual modo instalar un circuito de un remolque, conectando ambas instalaciones de frenos a fin de poder hacer uso de cada circuito y por ende de cada efecto de trenado. Las moléculas de un gas cerrado en un recinto permiten su compresión, ejercen entonces sobre las paredes del mismo una presión uniforme. Esta presión gaseosa es susceptible también de ser transmitida por mediación de tuberías a otros recintos. Un émbolo móvil es desplazado por el efecto de esta presión El movimiento del émbolo depende de la diferencia de presiones y puede ser regulado por una válvula

38. Ventajas El aire es abundante (disponible de manera ilimitada).   Transportable (fácilmente transportable, además los conductos de retorno son innecesarios puesto que lo escapes se hacen a la atmósfera). Se puede almacenar (permite el almacenamiento en depósitos).

39. Resistente a las variaciones de temperatura. Limpio (lo que es importante para industrias como las químicas, alimentarias, textiles, etc.). Es seguro, antideflagrante (no existe peligro de explosión ni incendio).

40. Desventajas Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y humedad). Debido a la compresibilidad del aire, no permite velocidades de los elementos de trabajo regulares y constantes. Los esfuerzos de trabajo son  limitados  (de 20 a 30000 N). Es  ruidoso , debido a los escapes de aire después de su utilización. Es  costoso . Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el buen rendimiento y la facilidad de implantación.

41. Mantenimiento preventivo Drene el recipiente de aire regularmente. En climas secos, una vez al mes será suficiente, mientras que en áreas húmedas, quizás se requiera un drenaje diario. Si se está usando un evaporador de alcohol y el camión está funcionando a temperaturas de congelarión , rellene el evaporador con alcohol. El pomo deberá rellenarse hasta dos terceras partes con alcohol desnaturalizado. Inspeccione todos los conjuntos de manguera para ver si tienen cortadas, abultamientos, o cualquier otro daño; reemplácelos si es necesario. Inspeccione los aros de los acoplamientos de las mangueras en la misma forma y reemplácelos si es necesario. Los forros de freno a menudo son la primera parte de las piezas de freno que deben reemplazarse. Los revestimientos no deben estar sueltos ni manchados con aceite o grasa, y deben reemplazarse si su grosor es menor a 0.50 cm. Además, controla las mangueras de aire conectadas a las áreas de los frenos para asegurar un montaje correcto y verificar si hay problemas de desgaste. Muchas zapatas de frenos de camión vienen con indicadores de reemplazo que advierten a los conductores y técnicos cuando las piezas ya comienzan a desgastarse y necesitan ser cambiadas. Una buena práctica es reemplazar todas las piezas de freno necesarias al mismo tiempo cuando programes el mantenimiento. De esta manera, garantizarás que la vida útil de las piezas sea similar. Si reemplazas las zapatas de freno, también cambia las otras partes interrelacionadas como los tambores, casquillos, pasadores y muelles.

42. Fallas más comunes al frenar, la presión en el manómetro baja con rapidez. posible causa: reserva de aire insuficiente. tornillo regulador demasiado apretado, de modo que se llena sólo el depósito auxiliar. corrección: aflojar un tanto el tornillo de regulación, para que a una presión aproximada de 4 a 4,5 atmósferas empiece a llenarse también el depósito adicional

43. EL AIRE ESCAPA PERMANENTEMENTE POR EL ORIFICIO ENCIMA DEL PISTÓN DE LA VÁLVULA. POSIBLE CAUSA: LA MEMBRANA EN LA CÁMARA DE RESORTE OPUESTA NO CIERRA. CORRECCIÓN: DESMONTAR LA CÁMARA DE RESORTE QUE APRIETA LA MEMBRANA Y VERIFICAR ESTA Y EL ASIENTO. REEMPLAZAR LAS PIEZAS DESGASTADAS O DEFECTUOSAS

44. presión en los depósitos ha caído considerablemente (Por debajo de 4,5 atmósferas), pero el compresor envía aire al medio ambiente. posible causa: Orificio encima del pistón de la válvula de descarga del compresor obstruido corrección: Limpiar con precaución el orificio con un alambre fino (de diámetro aproximadamente igual a 0,25 mm)

45. El Aire escapa permanentemente por el orificio de escape del compresor. Posibles causas: Válvula de escape cierra mal. Corrección: Desmontar la válvula 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. Durante la frenada de emergencia, al pisar el pedal hasta el final de su recorrido, la presión en lo cilindros de freno no sube hasta la altura de presión en los depósitos. Posibles causas: El plato de apoyo del resorte no choca contra el pistón de descarga Corrección: 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 La palanca de la leva de freno no regresa a su posición inicial durante el desfrezado. Posibles causas: Los órganos mecánicos del freno se mueven muy apretadamente Corrección: Verificar el alojamiento de la leva de freno y de las zapatas. Limpiar, lubricar y reponer las mismas en forma debida.

46. BIBLIOGRAFÍA Principal. COLECTIVO DE AUTORES. Sistema de  dirección  y freno de los vehículos automotores – C. Habana: Ed. Científico Técnica, 1981, 720 p. Complementaria. MICROSOFT ENCARTA 2006[ DVD ]. 1993 -2005  Microsoft Corporation .