Frenos de Aire-neumáticos

1.- INTRODUCCIN

La finalidad de los frenos de un camin es la de conseguir detener o aminorar la marcha del mismo (deceleracin) en las condiciones que determine su conductor, para ello, la energa cinemtica que desarrolla el vehculo tiene que ser absorbida, en su totalidad o en parte, por medio de rozamiento, es decir transformndola en calor.

Para ello se equipa al vehculo con una serie de mecanismos que se encargan de conseguirlo, permitiendo realizar en las mejores condiciones de seguridad: tiempo y distancia mnimas, conservacin de la trayectoria del vehculo, con una frenada proporcional al esfuerzo del conductor, en diversas condiciones de carga, etc. Ahora bien, hemos de tener en cuenta que si el proceso de frenada se realiza bruscamente, las ruedas se bloquean y se desplazan sin girar, provocando una prdida de su adherencia y por tanto se producir un derrape.

Cuando el vehculo est en movimiento se establece una fuerza de adherencia con respecto al piso sobre el que se desplaza. El valor de dicha fuerza depende, en cada instante, de la carga que gravite sobre las ruedas y el coeficiente de rozamiento entre los neumticos y el suelo.

Por tanto, la fuerza de frenada aplicada debe ser en todo momento, inferior al lmite de adherencia del vehculo. Cuando superamos dicho valor las ruedas se bloquearan.

Las legislaciones actuales regulan los componentes que han de equipar los diferentes vehculos segn categora (nmero y tipo de mandos, caractersticas del circuito, tipo de bomba, etc.) y las especificaciones de frenada (deceleracin, esfuerzo del pedal, etc.) que deben cumplir.(ANEXO camin volvo-F-12)

Los mecanismos de freno de las ruedas se clasifican principalmente en frenos de tambor o frenos de disco. Los primeros son los ms utilizados en vehculos industriales, aunque los camiones modernos empiezan a introducir el freno de disco para todas las ruedas.

La energa de frenado transmitida por el sistema de frenos acta en estos frenos de rozamiento como fuerza tensora para comprimir los forros de los frenos contra el tambor o contra el disco.

Para un mejor rendimiento y efectividad en la accin de frenado en todas las condiciones de funcionamiento (frenados consecutivos, alta velocidad, etc.), Los frenos deben satisfacer las siguientes caractersticas:

a) El pedal de freno abre y cierra las vlvulas de control de fluido de aire, por lo cual la fuerza necesaria para accionarlo se reduce.

b) Por su construccin posee una gran fuerza de frenado, ideal para vehculos de gran peso.

c) Los frenos de las ruedas son de construccin sencilla.

d) Las tuberas pueden unirse y separarse con facilidad, pudiendo acoplarse a los remolques.

Los frenos de aire funcionan en principio igual que los hidrulicos de los automviles, pero el sistema es mucho ms grande y poderoso.Estando en buenas condiciones, estn diseados para detener totalmente las ruedas de un triler sin importar el peso que ste lleve. De hecho, es igual que en los autos Los frenos de un automvil o prcticamente cualquier vehculo en buenas condiciones y sin estar sobrecalentados, son capaces siempre de detener las ruedas por completo. (Si tienen ABS no se detienen a menos que se detenga el auto).Claro que si excedes la velocidad o el peso para los que el vehculo fue diseado, entonces s no hay garanta de nada, ya sea triler, automvil, bicicleta o lo que sea.Como nota adicional, detener las ruedas no quiere decir que se detenga el vehculo. Hay muchos otros factores que son los que determinan qu tan rpido se detendr, ya sea con las ruedas detenidas o girando.

2.- OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Conocer el funcionamiento y la finalidad de los componentes del sistema de frenos neumticos de los camiones VOLVO F-12 de forma terica practica en el tablero didctico2.2.- OBJETIVOS ESPECFICOS

Conocer la finalidad de cada componente en forma especfica del sistema de frenos neumticos.

Explicar el funcionamiento de cada componente des sistema de frenos neumticos.

Indicar en el tablero didctico el circuito del sistema de frenos neumticos.

Realizar el desmontaje de vlvula de frenos.

Explicar las distintas fallas del sistema de frenos neumticos.

3.- MARCO TERICO

3.1.- Fundamentos de frenos Neumticos

3.1.1.- El Aire Comprimido

Al mencionar aire comprimido hacemos referencia al suministro de aire para ser aplicado a labores tcnicas siendo su uso por medio de un compresor que suministra una cierta cantidad de aire y es sometido a una presin determinada por el paso de los diferentes pasajes (caeras, tneles de pasajes). Y como consecuencia de este aire suministrado a presin y temperatura tambin se debe filtrar o limpiar por medio de un proceso de filtrado. Usar aire comprimido en las industrias automotrices es cotidiano y comn, siendo este ventajoso por su velocidad en cuanto a sistemas construidos por fluidos hidrulicos pero con una gran desventaja sobre los sistemas neumticos que son menos precisos en cuanto a posicin de mecanismos y con limitadas fuerzas.

Debe mencionarse que los frenos neumticos son un medio en el que se suministra aire comprimido desde un compresor generador siendo este arrastrado o accionado por el motor ya sea por bandas o piones. Los mismos son aplicados en la industria automovilstica como, camiones, autobuses y maquinaria pesada.

Los cilindros de freno son alimentados de aire proveniente de los depsitos suministrados del compresor, siendo controlado este por medio de vlvulas. Los cilindros de freno trabajan como prensas neumticas contra los tambores o discos de freno.3.2.- Componentes del Sistema de Frenos Neumticos

3.2.1.- Compresor

COMPRESOR DE AIRE

Debemos indicar que el compresor de aire produce el aire comprimido

necesario para que funcione el sistema. Es as que los compresores que se usan en los chasis de los diferentes camiones, son de una etapa impulsados por el motor y pueden tener uno o dos cilindros. Siendo necesario el refrigerante para el enfriamiento y el aceite para la lubricacin, la suministran los sistemas de enfriamiento y de lubricacin del motor respectivamente, sin olvidar que tambin podemos encontrar compresores enfriados por aire.

El funcionamiento del compresor es continuo (siempre y cuando el motor se encuentre funcionando) y comprime el aire mediante un movimiento alternativo del pistn en el cilindro. (Widman, R.2005). Mientras la carrera descendente del pistn, ingresa aire al cilindro a travs de la vlvula de entrada del compresor. Cuando el pistn empieza a realizar su carrera ascendente, la presin de aire se incrementa dentro del cilindro, obligando a que se cierre la vlvula de entrada. Al continuar subiendo el pistn en su carrera ascendente, la presin de aire forza a abrir la vlvula de descarga.

Entonces el aire comprimido se traslada de la vlvula de descarga hacia la lnea de descarga y al depsito principal. Al final de la carrera del pistn, la vlvula de descarga se cierra (debido a la presin del muelle y a la mayor presin en la lnea de descarga)

Se puede observar como la compresin del aire se detiene cuando el regulador dirige la presin en el tanque hacia el mecanismo para descarga del compresor. La presin que entra en la cavidad del descargador mueve sus pistones hacia abajo para mantener abiertas las vlvulas de entrada. Con las vlvulas de entrada abiertas, el aire se bombea hacia atrs y hacia adelante entre los dos cilindros y las vlvulas de descarga permanecen cerradas. Al bajar la presin del sistema de aire, la compresin contina cuando el regulador se cierra y permite que la presin en la cavidad del descargador salga.

Cuando el aire en la cavidad del descargador sale, los pistones de ste ltimo se mueven hacia arriba y las vlvulas de entrada se cierran.

3.2.1.1.- Compresor de camin.

Conjunto de piezas que forman la placa de las vlvulas en un compresor de camin, (Conjunto de las Vlvulas, junta de culata, culata).

COMPRESOR DE CAMIN

Aspecto seccionado de un compresor tpico de camin. 1, pin de arrastre. 2, cigeal. 3, pistones. 4, toma, 5 salida

COMPRESOR DEL CAMIN

Cuando se trata de compresores de camin existe un tipo semejante al descrito que constituye un compresor utilizado con el fin de alimentar su sistema de aire. Se puede indicar as que el compresor es accionado desde un pin perteneciente a la cadena cinemtica de la distribucin y acta sobre el pin del mismo compresor. Este pin se encuentra solidario del cigeal, de modo que los pistones se mueven alternativamente, arrastrados desde el pin. Cuando los pistones se desplazan desde su P.M.S. a su P.M.I. hacen que se habrn las vlvulas de admisin, las cuales toman el aire que se halla en contacto con el filtro de aire cuando el pistn sube, comprime el aire que existe en su interior hasta una presin suficiente que pueda abrir la vlvula de salida desde donde el aire se dirige, por medio del conducto de salida, hacia el depsito que almacenar el aire comprimido.

Una finalidad importante del regulador de presin es regular la carga del compresor registrando la presin en el depsito inicial de aire del sistema, el depsito hmedo.

Al momento de funcionar el compresor de aire este, suministra el aire al sistema con una presin de operacin (7.0 - 8.0 bar).Si el compresor llega a esta presin, el mecanismo de desfogue (descarga) del compresor recibe una seal neumtica del gobernor de presin deteniendo as la carga. Al instante que la presin del sistema baja alrededor de 1.0 bar, se corta la seal neumtica del gobernor de presin y el compresor de aire vuelve a cargar.

3.2.2.- Secador de Aire

SECADOR DE AIRE

Podemos mencionar que el secador de aire funciona como un sistema de filtracin que depura/elimina el vapor de agua y gotas de aceite del aire de descarga del compresor, despus de la salida del compresor de aire. Obteniendo como resultado un aire seco y limpio, abasteciendo al sistema del freno de aire y ayudando a la prevencin de que la lnea de aire y componentes se congelen en tiempo de invierno en pases con climas fros.

Los secadores de aire normalmente usan un filtro reemplazable que contiene un material desecante y un separador de aceite.

Gran parte de las gotas de aceite son eliminadas por el separador de aceite cuando el aire fluye por el secador de aire. Al momento que el aire fluye a travs del material desecante se elimina la mayora del vapor de agua.

3.2.3.- REGULADOR DE PRESIN

REGULADOR DE PRESIN

El regulador de presin debe mantener la presin en el depsito de aire comprimido a nivel constante. Tiene varias vlvulas, que se influyen mutuamente y que, por su mediacin, gobiernan la circulacin de la corriente . El aire circula primeramente, con la vlvula de detencin abierta, hacia el depsito de aire comprimido. A una contrapresin de unas 5,3 atm, se abre la vlvula de distribucin y con ella, la marcha en vaco, en tanto que la vlvula de retencin bloquea ahora el acceso al depsito. El aire circula, entonces, libremente. El proceso se repite cuando la presin en el depsito, debido al consumo de aire, ha descendido hasta 4,8 atm aproximadamente.

Cuando la presin en el tanque baja hacia el valor del punto de inicio del regulador (entre 100105 psi), la fuerza del muelle para regulacin de la presin domina a la del aire que entra al regulador y mueve hacia abajo el pistn y el conjunto de vlvulas.

El movimiento hacia abajo del pistn sella el pasaje hacia el puerto del descargador y deja que la presin de aire en la lnea del descargador salga a travs del puerto de salida. La cada de presin en la lnea del descargador desactiva el mecanismo del descargador, con lo que se vuelve a iniciar la compresin del aire 3.2.4.- DEPSITO DE AIRE

DEPOSITO DE AIRE

La mayora de los vehculos disponen, para una rpida adecuacin de la presin de aire requerida, de dos depsitos de aire comprimido. Su volumen corresponde, al menos, a veinte veces el de los cilindros de freno en el vehculo tractor. Ambos depsitos se llenan en orden sucesivo. La primera membrana de la vlvula de sobre-presin abre el acceso al segundo depsito, entonces libre, cuando en el primer depsito se ha alcanzado la presin de 4,2 atm. La vlvula cnica se abre ya a una presin menor. El aire pasa nuevamente al primer depsito. La sobre-presin puede ajustarse por el accionamiento de un tornillo.

DEPOSITO DE AIRE

La presin en los depsitos y en la red de conducciones se mide mediante un manmetro doble. Para el caso de cadas de presin inadmisibles, existe, inmediato al parabrisas, un indicador de aviso en el campo de visin del conductor. En los depsitos se acumula, por lo general, agua condensada. Por ello, disponen en su parte inferior de una llave de evacuacin; para el mismo fin, existen tambin vlvulas especiales de mando a distancia. Es conveniente la purga sistemtica de los depsitos.

3.2.5.- Cilindros de Frenos Simple Efecto

CILIBDRO DE SIMPLE EFECTO

Las cmaras de frenos son conjuntos impulsores tipo diafragma que convierten la energa de la presin de aire en la fuerza mecnica necesaria para hacer que las zapatas de los frenos entren en contacto con los tambores.

Generalmente, en los ejes frontales se usan cmaras de frenos de un solo diafragma, mientras que en los ejes posteriores se usan cmaras de frenos de varios diafragmasLas cmaras de frenos de un solo diafragma cuentan con un lado bajo presin que recibe presin de aire del sistema de aire y un lado sin presin que est abierto a la atmsfera. El diafragma se sostiene entre la placa bajo presin y la que no est bajo presin por medio de una abrazadera de una o de dos piezas.

La placa que no est bajo presin tiene agujeros para su ventilacin. Cuando es necesario que la cmara sea impermeable, los agujeros para la ventilacin se perforan a travs de los pernos de montaje.

La presin de aire que entra en una cmara de frenos empuja el diafragma y mueve el conjunto de placa y barra para empuje hacia adelante. El movimiento hacia adelante del conjunto de la barra para empuje suministra la fuerza que empuja las zapatas de los frenos contra los tambores. Mientras mayor es la presin que se aplica al diafragma, mayor es la fuerza que se le aplica a los frenos. Recprocamente, si se aplica menos presin al diafragma, se aplica menos fuerza a los frenos.

3.2.6.- Cilindro de Frenos de Doble Efecto

Las cmaras de frenos de muelle con varios diafragmas se usan generalmente en los conjuntos de los ejes posteriores para activar los frenos en casos de aplicacin de servicio, de estacionamiento y de emergencia. Una de las cmaras de aire aplica y libera los frenos de servicio de la misma manera que las cmaras de frenos de un solo diafragma y la otra cmara, que contiene un muelle para compresin muy poderoso, aplica y libera los frenos para situaciones de estacionamiento y de emergencia. Las cmaras de frenos de muelle con varios diafragmas se usan generalmente en los conjuntos de los ejes posteriores para activar los frenos en casos de aplicacin de servicio, de estacionamiento y de emergencia. Una de las cmaras de aire aplica y libera los frenos de servicio de la misma manera que las cmaras de frenos de un solo diafragma y la otra cmara, que contiene un muelle para compresin muy poderoso, aplica y libera los frenos para situaciones de estacionamiento y de emergencia.

3.2.7.1.- Funcionamiento

Durante el funcionamiento normal, con la vlvula para control de los frenos de estacionamiento presionada, se aplica presin de aire a la seccin con muelle de la cmara de frenos para retener el muelle y tenerlo listo para situaciones de estacionamiento o emergencia. Si la presin del sistema de aire baja a 40 psi o menos, los muelles de compresin se expanden y aprietan las zapatas de los frenos contra los tambores.

FRENOS DE MUELLES DESACTIVADO

FRENOS DE SERVICIO ACTIVADOS

Cuando se aplica la vlvula con palanca para pie se dirige presin de aire a la porcin de servicio de la cmara de los frenos de muelle. La presin que entra en la cmara aplica una fuerza contra el conjunto de diafragma y de barra para empuje para mover las zapatas de los frenos y hacer que entren en contacto con los tambores.

FRENOS DE MUELLES ACTIVADOS

Cuando se extrae la vlvula para control de los frenos de estacionamiento, se elimina la presin de la seccin del muelle de la cmara, dejando que el muelle de compresin se expanda y se apliquen los frenos de estacionamiento. Como un sistema de respaldo de emergencia, los frenos de muelle se aplican si baja la presin del sistema de aire a 40 psi o menos.3.2.8.- Acoplamiento de los Tubos Flexibles

El remolque se une, mediante un acoplamiento de tubos flexibles de dos partes, a la instalacin de frenando del vehculo tractor. El acoplamiento tiene una vlvula, que se cierra en el caso de desenganche no intencionado del remolque, impidiendo as la prdida de presin. Entonces, el remolque recibe de su propio depsito la presin 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. Adems, debe accionarse la llave de cierre del acceso de aire del vehculo tractor. Algunas cabezas de acoplamiento disponen de una vlvula especial de bloqueo. La vlvula debe limpiarse

peridicamente y engrasarse debidamente. Ante el caso de un acoplamiento permeable al aire, procede el cambio de las arandelas obturadoras.

Los equipos de instalaciones de aire comprimido difieren muy poco entre s; pero en la insercin de uno nuevo es ineludible atender a las dimensiones de las conexiones y a los valores de verificacin.

3.2.9.- Vlvula de Pie o de Freno

. VLVULA DE FRENO

POSICIONES DE TRABAJO DE UNA VLVULA DE FRENO DE UN TRACTOR

Ya que durante el proceso de frenado varan las relaciones de presin en las conducciones, influyendo as la presin efectiva de frenado, procede su regulacin mediante la vlvula de freno.

La presin de frenado en el vehculo tractor se gobierna por medio de una vlvula que acciona el conductor con su pie. Esta vlvula est conectada al primer depsito 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 mbolo. La vlvula de mando abre, a su vez, la de admisin, y el aire a presin penetra en los cilindros de las ruedas. Pero, al mismo tiempo, entra tambin algo de aire en la cmara del mbolo, creando sobre este una correspondiente contraposicin. El conductor puede reconocer con ella el efecto del movimiento de su pie y ajustar el proceso de frenado.

La vlvula se abre a un determinado recorrido de la palanca. Primeramente se ejerce tan slo una pequea presin del mbolo sobre las zapatas. Estas se adaptan rpidamente al tambor de freno, adquiriendo, entonces, la plena presin de aire. Un muelle devuelve. Tras la soltura de los frenos, el mbolo a su primitiva posicin. El aire todava existente en los cilindros escapa a travs de una abertura.

VLVULA DE FRENO

3.2.10.- VLVULA DE FRENO DE ESTACIONAMIENTO

VALVULA DE FRENO DE ESTACIONAMIENTO1. Palanca

2. Pistn

3. Muelle

4. Pistn

5. Tornillo de regulacin

6. Vlvula

7. Muelle por cierre de vlvula

8. Vlvula

9. Muelle

10. Pist

11. Muelle para pistn

12. Leva

13. Pistn Permite controlar, mediante el accionamiento manual de la palanca, el freno de estacionamiento del vehculo. Puede utilizarse tambin como freno de emergencia.

Dispone de dos vlvulas independientes entre s:

Una vlvula central, con una conexin de alimentacin y una de utilizacin , cuya misin es la controlar de forma progresiva el freno de estacionamiento.

Una vlvula adicional de seguridad entre la conexin de alimentacin y utilizacin, permite mantener, en la posicin de marcha del vehculo, una doble alimentacin a las cmaras de muelle de los actuadores de freno, para que en caso de fallo en la alimentacin de uno de los dos circuitos, el circuito de freno comprimidos y evite con ello un bloqueo brusco del vehculo estando circulando.

El aire comprimido penetra en el aparato por las conexiones y, que aadiendo su accin a la de los muelles 7 y 9 hacen que se mantengan cerradas las vlvulas 6 y 8 contra sus respectivas admisiones (S1 y S2).

En posicin de reposo, la leva 12 solidaria con la palanca 8 no ejerce ningn esfuerzo sobre los pistones 2 y 10. Los muelles 3 y 11 mantienen desplazados los pistones, lo que asegura la comunicacin entre las conexiones y la atmosfera a travs del escape (F).

Al accionar la palanca 8, la leva 12 desplaza el pistn 2. El muelle 3 se comprime y empuja al pistn 4 contra la vlvula 6, cerrndose el escape (S3), interrumpindose de esta forma la comunicacin entre las conexiones y la atmosfera.

Continuando el movimiento del pistn 4 la vlvula 6 se separa de su asiento (S1) y de esta forma se establece la comunicacin entre las conexiones y a travs de las cmaras (A) y (B). Conforme la presin de la cmara (B), que se aplica en la parte inferior del piston4, aumenta, comprime el muelle 3 y el pistn 4 se desplaza hacia arriba cerrando la admisin (S1), pero sin llegar a abrir el escape (S3), con lo que la vlvula central se sita en posicin de solape.

La presin de aire en la cmara (B) depende de la fuerza del muelle 3, controlada por el tornillo de regulacin 5.

Toda nueva posicin de la palanca determina la presin de la cmara (B) y por consiguiente en la conexin, proporciona el esfuerzo ejercido por la leva sobre el muelle 3, a travs del pistn 4.

De la misma manera es posible graduar total o parcialmente el escape, estableciendo la comunicacin entre la cmara (B) y la atmosfera.

Cuando el desplazamiento de la palanca alcanza aproximadamente 10 antes de la posicin de marcha, la leva de 12 desplaza el pistn 13 que en su movimiento arrastra al pistn 10, venciendo el esfuerzo del muelle 11, continuando el movimiento del pistn 10 se aplica contra la vlvula 8, cerrndose el escape (S4), interrumpindose de esta forma la conexin y la atmosfera; siguiendo el movimiento descendente del pistn 10 se aplica contra la vlvula 8, se separa de su asiento (S2) y de esta forma se establece la comunicacin entre las conexiones y a travs de las cmaras D y E. de esta manera, estando la palanca en la posicin de marcha, tanto la conexin como la se encuentran sometidas a la accin del aire comprimido.

La palanca 1 est equipado de un dispositivo que, mediante el esfuerzo de un muelle interno, hace que la palanca quede enclavada en una de sus posiciones externas.

3.2.11.- Vlvula Rel

VLVULA REL

Las vlvulas de rel se usan para disminuir el tiempo de respuesta para la activacin y liberacin de los frenos. Actuando como una vlvula de aplicacin de frenos operada remotamente, la vlvula de rel abre un paso directo para el aire desde el tanque hacia las cmaras de los frenos luego de recibir presin de control de la vlvula con palanca para pie. La vlvula est generalmente montada cerca de las cmaras de frenos a las que est relacionada.

Cuando se sueltan los frenos, la presin de las cmaras de frenos sale a travs de la vlvula de rel en lugar de la vlvula con palanca para pie. Se pueden usar vlvulas de rel tanto en los circuitos de los frenos de servicio como en los de los de muelle.

En los chasis MACK se pueden encontrar diferentes tipos de vlvulas de rel. En los chasis fabricados antes de la introduccin del Sistema Antibloqueo de Frenos (ABS) se usaba la vlvula de rel R-12. La R-14 se usa en los camiones tractor equipados con ABS y tambin se usa en los circuitos de los frenos de muelle de los chasis de camiones, debido a su funcin contra la estimulacin mltiple y la de liberacin rpida. En los sistemas de aire de los camiones rectos, se usan las vlvulas de rel R-12DC en los circuitos de frenos de servicio de los ejes posteriores. En las siguientes secciones se describen estas vlvulas de rel en mayor detalle.

3.2.12.- Vlvula de Liberacin rpida

VLVULA LIBERACIN RPIDA

La vlvula de liberacin rpida se usa para apresurar la salida de aire de las cmaras de los frenos. La vlvula consiste de un diafragma plano y circular instalado entre los cuerpos superior e inferior de la vlvula. 29

Cuando se aplican los frenos, entra presin de aire en el puerto de suministro de la vlvula de liberacin rpida. La porcin central del diafragma presiona el puerto de salida, mientras el borde exterior se aparta del labio para sello superior, permitiendo que pase aire alrededor del diafragma, a travs de los puertos de entrega a las cmaras de frenos.

Cuando la presin en el lado de entrega de la vlvula se aproxima a la del lado de suministro, el borde externo del diafragma se mueve para sellar el labio para sello del cuerpo de la vlvula superior. Debido a que hay presin de aire empujando la porcin central del diafragma solamente desde el lado de suministro, el diafragma permanece sellado contra el puerto de salida.

Cuando se suelta el pedal del freno se elimina la presin de aire en el lado de suministro de la vlvula de liberacin rpida, lo que permite que el diafragma se salga del puerto de salida. La presin en el lado de suministro de la vlvula sale a travs de la vlvula con palanca para pie del freno, mientras que el aire de la cmara de los frenos (lado de entrega) sale a travs del puerto de salida de la vlvula de liberacin rpida.

3.2.13.- Vlvula de Retencin

Las vlvulas de retencin doble (tambin conocidas como vlvulas de lanzadera), se usan para dirigir el flujo de aire proveniente de una de dos fuentes hacia una lnea comn. Las vlvulas de retencin doble contienen dos puertos de entrada y uno de salida. Dentro de la vlvula se encuentra una lanzadera mvil. La presin de aire que entra en cualquiera de los dos puertos de entrada empuja la lanzadera en contra del puerto opuesto y sella ese pasaje para el aire, dejando que el primer flujo pase libremente hacia el puerto de salida. Las lanzaderas de las vlvulas siempre reaccionan a la presin mayor.

Las vlvulas de retencin doble estn diseadas de tal manera que es imposible que la lanzadera bloquee el puerto de salida.3.2.14.- Manmetro de Presin de Aire

MANMETRO DE PRESIN DE AIRE

El manmetro es un instrumento que sirve para medir la presin del aire comprimido que el sistema existe en ese momento en el sistema de frenos dentro del funcionamiento del vehculo abarca 8 bares (120 libras fuerza) en que los frenos tienen una eficacia mxima, algunos manmetros estn elaborados con glicerina que va en la cmara del reloj esta sustancia sirve para la lectura clara as como para la refrigeracin del manmetro.

Estos manmetros de presin constan, pues, de dos agujas. La aguja blanca se refiere siempre, al circuito de las ruedas delanteras e indica la presin en bares (o, lo que, es lo mismo, unidades de 100 kPa) a que se encuentra la instalacin del circuito delantero.

En las mismas condiciones trabaja la aguja roja, pero controlando en este, caso la presin reinante en la instalacin de las ruedas traseras.

Pequeas variaciones en la presin de uno u otro circuito son normales y no significan la presencia de avera.

Los manmetros disponen tambin de una luz testigo de advertencia que se ilumina cuando el circuito est trabajando a baja presin. Este puede ir acompaado tambin de un zumbador, cuyo sonido ayuda a percibir lo que ocurre de una forma ms rpida.

3.2.15.- Tambores, Zapatas y Revestimiento de Frenos

Los tambores de los frenos estn situados en cada uno de los extremos de los ejes del vehculo. Las ruedas estn unidas a los tambores mediante pernos. El mecanismo de frenado se encuentra dentro del tambor. Para detener el vehculo, las zapatas y los revestimientos del freno son empujados contra el interior del tambor. Esto provoca una friccin que disminuye la velocidad del vehculo (y genera calor). El calor

que puede soportar un tambor sin daarse depende de la fuerza que se aplique al freno y de cuanto se lo use. Demasiado calor puede hacer que los frenos dejen de funcionar.

3.2.16.- Composicin de los Materiales de Friccin

Los componentes principales de un forro se pueden mencionar de la siguiente manera:

Los aglomerados, que aseguran la cohesin (unin) de todos los dems componentes.

Las fibras de refuerzo, hasta hace unos aos eran de amianto y actualmente fibras sintticas y aramidas.

Las cargas, generalmente de tipo metlico, para proporcionar resistencia al desgaste y buen coeficiente de rozamiento.

3.2.17.- Coeficiente de Rozamiento

El material del forro es un compuesto complejo con un coeficiente de rozamiento generalmente entre 0.35 y 0,45 m

Para una ampliacin dada es preciso hacer notar que un coeficiente bajo es particularmente desaconsejable para evitar un rendimiento deficiente, pero de la misma manera un coeficiente muy alto puede acarrear problemas peores, como el bloqueo de las ruedas, ruidos excesivos y temblores al frenar.

El coeficiente de rozamiento no es una magnitud fsica variable, sino que puede cambiar en funcin de las condiciones de uso (presin, temperatura, velocidad, etc.,).

3.2.18.- Ventajas y Desventajas del Freno Neumtico

Ventajas. Se puede indicar que una de las ventajas es el bajo coste de sus componentes su facilidad de diseo e implementacin y el bajo par o la fuerza escasa que puede desarrollar a las bajas presiones con que trabaja (tpico 6 bar) lo que constituye un factor de seguridad. Se puede indicar adems el riesgo nulo de explosin, su conversin fcil al movimiento giratorio as como al lineal, la posibilidad de transmitir energa a grandes distancias, una construccin y mantenimiento fciles y la economa en las aplicaciones. 41

Al usar un sistema de frenos neumticos en un autocamin, ofrecen indudables ventajas:

El aire es de fcil captacin y abunda en la tierra.

El aire no posee propiedades explosivas, por lo que no existen riesgos de chispas.

Los actuadores pueden trabajar a velocidades razonablemente altas y fcilmente regulables.

El trabajo con aire no daa los componentes de un circuito por efecto de golpes de ariete.

Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que daen los equipos en forma permanente.

Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa.

Energa limpia.

Cambios instantneos de sentido.

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Desventajas. Entre las desventajas figura la imposibilidad de obtener velocidades estables debido a la compresibilidad del aire, los altos costes de la energa neumtica y las posibles fugas que reducen el rendimiento.

En circuitos muy extensos se producen prdidas de cargas considerables.

Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado. Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas. Altos niveles de ruidos generados por la descarga del aire hacia la atmsfera.3.2.18.- Diagnstico del Sistema de Frenos Neumticos

7. DIAGNOSTICO DEL SISTEMA DE FRENOS NEUMTICOS

SINTOMASCAUSASREPARACIN

A)Frenado desequilibrado y con tendencia a desvo1. Presin irregular de los neumticos.

2. Prdida de aire por un cilindro.

3. Agarrotamiento de un cilindro.

4. Palanca de freno destensada de un freno.

5. Mordazas o pastillas sucias de aceite o grasa.

6. Guas o pernos de las mordazas sucias u oxidadas.

7. Tubera obstruda en una de las ruedas.

8. Amortiguadores blandos.Correccin con neumticos fros

Reparar

Recuperar movilidad o remplazar.

Ajustar frenos

Revisar, en caso necesario sustitur

Limpiar y recuperar movimiento

Reparar

Sustituir

B) Los frenos se bloquean.1.Agarrotamiento de cilindros

2.Vlvula principal de freno desajustada

3. Muelle de retroceso de la zapata dbil o roto.

4. Cmara de muelle no afloja (si sucede en ruedas traseras)

5. Falta presin de aire en el circuito

. Limpiar u sustituir

Reparar

Sustituir

Reparar o sustituir

Verificar circuito

C)Baja eficacia de frenado1. Perdida de aire en el circuito.

2. Palancas desajustadas.

3. Forros desgastados o de mala calidad

4. Tuberas ObstruidasReparar

Verificar cotas de reglaje

Sustituir

Reparar

D)Los frenos chirran1. Polvo y suciedad en los frenos de disco o en los tambores

2. Forros y pastillas inadecuadas

3. Deformacin del disco de freno

4. Los forros nuevos no hacen contacto uniformemente

5. Remaches de los forros sueltosEliminar polvo y suciedad

Colocar el recambio adecuado

Reemplazar

Limpiar bordes exteriores

Sustituir

E)Recorrido del pedal largo y puede pisarse de forma blanda y elstica1. Fugas en el sistema de frenos

2. Avera en la vlvula principal

3. Separacin excesiva entre la zapata y el tambor

4. Vlvula rel no actaVerificar el hermetismo

Reemplazar

Hacer ajuste

Reparar

F)Accin de frenada deficiente con elevada presin en el pedal1. Recorrido normal del pedal: Forros manchados de aceite o cristalizados

2. Recorrido corto del pedal: Falta presin de aire

3. Recorrido largo del pedal: Avera en uno de los circuitos de freno, debido a la falta de hermeticidad

Reemplazar

Revisar circuito

Revisar y reemplazarlas piezas deterioradas

G)Calentamiento excesivo de una u ms ruedas1. Vlvula principal agarrotada.

2. Mordazas de freno oxidadas

3. El freno de mano no se suelta por completo

4. Rotura de muelle de mordaza.Reparar

Reparar o sustituir

Reparar o sustituir cmara de muelle trasera

Sustituir

H) Ruidos1. Superficie de friccin agarrotadas

2. Resortes dbilesReparar o sustituir

Sustituir

4.- DISEO Y CONSTRUCCIN DEL TABLERO DIDCTICO

4.1.- Introduccin

Este tablero didctico de enseanza mvil est equipado con componentes originales de un sistema de frenos neumticos, con un deposito de aire de reserva para su correcto funcionamiento, es decir piezas originales utilizadas en camiones volvo F12 con el cual es posible proporcionar conocimientos sobre la tcnica de frenado de una forma sencilla y clara.

El sistema de frenos de aire puede ser accionado por un compresor de aire del comprimido central (mnimo 6 bar). Un compresor para el sistema absorbiendo aire de la atmosfera el cual funciona con la refrigeracin de agua y lubricacin de aceite del motor.

La disposicin misma de todos los componentes del sistema en el tablero estn ubicados de acuerdo a la ergonoma, es pues la ms sencilla, evitando dentro de las conexiones, topes o desniveles de caeras y elementos funcionales.

Dentro de este captulo manejaremos unidades en milmetros en lo que respecta al diseo, construccin y adaptacin de todos los soportes de los componentes

4.2.- Diseo del Armazn Metlico

El material bsico para la estructura es de fierros angulares que tienen las siguientes medidas: 70 x 1 m, la estructura consta de cinco componentes fijos que tienen las siguientes medidas:

4 piezas de 70 cm. para el ancho y travesaos

4 piezas de 1 m , 2 m para travesaos

4 patas de 90 cm. cada uno4.3.- Adaptacin de los Componentes

Pulmones de aire (cmaras)

La ubicacin de los pulmones delanteros en la estructura del tablero es en la parte inferior de las patas simulando el accionamiento de las ruedas delanteras, mientras que los pulmones traseros en la parte inferior simulando el accionamiento de las ruedas posteriores. La sujecin de los mismos contra el tablero son por medio de soportes con sus respectivos agujeros de acople y de fijacin.

Lgicamente que la ubicacin de los centros delos agujeros varan de acuerdo a los dos pernos de sujecin y del perno de accionamiento que va unido al diafragma de cada pulman para una mejor aplicacin y accionamiento de la palanca giratoria que acciona la leva excntrica tipo de S del freno de balatas.

4.4.- Ubicacin de la Vlvula del Pedal de Freno

Este componente ira ubicado en la parte superior de la estructura acoplado por un soporte y cuatro pernos, la funcin de esta vlvula es accionar los frenos de pulmn conectados en conductos de material plstico para tal objetivo se utiliza reductores de media de cono y clavija en su acople.

4.5.- Vlvula de Distribucin

Irn ubicados uno de ellos en el travesao de la parte superior media para evitar complicaciones o cruce de conductos, el segundo ira en la parte derecha de la estructura superior con salidas y entradas de conductos tanto de los pulmones como del pedal.

4.6.- Bloqueador

Este componente ira ubicado en la parte superior derecha de la estructura sujeto por un perno del cual saldrn conductos a los bloqueadores de la cmara o pulmones traseros.

4.7.- Ubicacin del Tanque o Depsito de Aire

Este componente ira ubicado en la parte izquierda de la estructura del tablero soportado por cuatro pernos del cual saldr un conducto que tendr una vlvula de retencin que se dirigir hacia la vlvula de freno.

Codificacin de un sistema de aire comprimido en aplicacin de frenos para vehculos, siendo estas las siguientes:

CAERIAS COLOR ROJO: para alta presin, generalmente son las de entrada.

CAERIAS COLOR AZUL: para baja presin o de liberacin, generalmente son las de salida

CAERAS COLOR VERDE: para mediana presin o de accionamiento.

CAERIASCOLOR AMARILLO: funciona alternamente con el verde.

4.8.- MATERIAL UTILIZADO.-Para la construccin del proyecto didctico se emplearon los siguientes materiales:

Una estructura de hierro

Dos cilindros (pulmones) delanteros

Dos cilindros traseros incorporado el bloqueador

Una vlvula de freno (pedal)

Dos vlvulas distribuidoras

Un tanque de aire o depsitos de aire

Un freno de balatas con accionamiento en S

Un bloqueador

Equipo de soldadura al arco

Equipos de amoladoras y taladros

Un juego de herramientas y llaves de diferentes medidas

Materiales y equipos de seguridad personal

5.- CONCLUSIONES

El tablero, como es el material didctico del sistema de frenos neumticos nos ayud a determinar la ubicacin de los componentes principales as como los conductos (mangueras, caeras, etc.) por los que circula el aire comprimido y unen los diferentes componentes entre s formando el sistema.

Una vez determinado la ubicacin de los componentes se procedi a analizar cada uno de ellos para verificar su estado, se pudo determinar que algunos de estos componentes estaban un poco deteriorados.

Para graficar el circuito del sistema de frenos neumticos nos apoyamos en una gua de origen bibliogrfico en la cual se detalla aspectos importantes acerca de la simbologa necesaria para representar el circuito.

Los frenos de aire funcionan en principio igual que los hidrulicos de los automviles, pero el sistema es mucho ms grande y poderoso.

Estando en buenas condiciones, estn diseados para detener totalmente las ruedas de un trailer sin importar el peso que ste lleve. De hecho, es igual que en los autos.

Los frenos de un automvil o prcticamente cualquier vehculo en buenas condiciones y sin estar sobrecalentados, son capaces siempre de detener las ruedas por completo. (si tienen ABS no se detienen a menos que se detenga el auto, pero esa es otra historia)

Claro que si excedes la velocidad o el peso para los que el vehculo fue diseado, entonces s no hay garanta de nada, ya sea trailer, automvil, bicicleta o lo que sea.

Como nota adicional, detener las ruedas no quiere decir que se detenga el vehculo. Hay muchos otros factores que son los que determinan qu tan rpido se detendr, ya sea con las ruedas detenidas o girando.

6.- RECOMENDACIONES Es recomendable realizar el desmontaje de los componentes con mucha precaucin realizando marcas de referencia y la nomenclatura de alas vlvulas.

Es importante verificar el correcto funcionamiento de los manmetros de control de la presin, ya que un exceso de presin en el sistema podra ocasionar explosiones en algn o algunos elementos produciendo graves accidentes.

Se debe verificar el correcto estado de las mangueras del sistema ya que con el uso y el tiempo estas se deterioran produciendo algn tipo de dao en parte o en todo el sistema de frenos neumticos.

Antes de realizar algn tipo de reparacin en este tipo de sistema de frenos de cualquier vehculo es aconsejable acudir al manual para estudiar previamente el circuito, identificando las partes y conexiones entre componentes logrando as optimizar el tiempo en encontrar las fallas.

7.- BIBLIOGRAFA -Aneto-ETAI-D. Gabriel Cuesta Ferrer CAMIONES Y VEHICULOS PESADOS Transmisin Editorial: CULTURAL, S.A. 2004.

- Gerschler (y otros) TECNOLOGIA DEL AUTOMOVIL TOMO2 GTZ Editorial REVERTE 1995

- Juan Manuel Alonzo CHASIS DEL AUTOMOVIL- AGENCIA DE COOPERACION INTERNACIONAL DEL JAPON JICA HONDA- DIVICION DE SERVICIO-1998

- MANUAL DE FRENOS BENDIX

- INTERNET

8.- ANEXOS



















Energa limpia.


42














Reparar


Ajustar frenos



Reparar

Sustituir







Reparar

Sustituir

Reparar o sustituir

Verificar circuito






Sustituir

Reparar







Reemplazar


Sustituir





Reemplazar

Hacer ajuste

Reparar




Reemplazar

Revisar circuito






Reparar o sustituir


Sustituir



Sustituir


4.1.- Introduccin

















4.6.- Bloqueador









5.- CONCLUSIONES

















- INTERNET

8.- ANEXOS



















Energa limpia.


42














Reparar


Ajustar frenos



Reparar

Sustituir







Reparar

Sustituir

Reparar o sustituir

Verificar circuito






Sustituir

Reparar







Reemplazar


Sustituir





Reemplazar

Hacer ajuste

Reparar




Reemplazar

Revisar circuito






Reparar o sustituir


Sustituir



Sustituir


4.1.- Introduccin

















4.6.- Bloqueador









5.- CONCLUSIONES

















- INTERNET

8.- ANEXOS

Frenos de Aire-neumáticos

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