freno de motor jacobs

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Freno de Motor Jacobs El freno de motor Jacobs o también conocido como “JAKE BRAKE” fue inventado por Clessie Cummins, quien también inventó el motor diesel Cummins. Este freno es un retardador que retarda el funcionamiento del motor diesel, esta acción ayuda a perder velocidad al vehículo sin accionar los frenos de servicio y mejorar el control sobre el vehículo. De esta manera los intervalos de mantención de los frenos de servicios se ven alargados y además el calor disipado por estos frenos (elementos de fricción) también se ve controlado. - Funcionamiento Este freno al activarse modifica la operación de las válvulas de escape del motor. Esta modificación hace que el motor se comporte como un compresor de aire que solo absorbe potencia. Potencia que absorbe del movimiento del vehículo, lo que implica una desaceleración de este. Para esto en las culatas de los motores que poseen este tipo de frenos se instalan cubiertas que poseen válvulas de solenoide, pistones maestros y auxiliares, una fotografía y el despiece de una cubierta de freno de motor Jacobs se muestra en las siguientes imágenes:

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Page 1: Freno de Motor Jacobs

Freno de Motor Jacobs

El freno de motor Jacobs o también conocido como “JAKE BRAKE” fue inventado

por Clessie Cummins, quien también inventó el motor diesel Cummins.

Este freno es un retardador que retarda el funcionamiento del motor diesel, esta

acción ayuda a perder velocidad al vehículo sin accionar los frenos de servicio y

mejorar el control sobre el vehículo. De esta manera los intervalos de mantención

de los frenos de servicios se ven alargados y además el calor disipado por estos

frenos (elementos de fricción) también se ve controlado.

- Funcionamiento

Este freno al activarse modifica la operación de las válvulas de escape del motor.

Esta modificación hace que el motor se comporte como un compresor de aire que

solo absorbe potencia. Potencia que absorbe del movimiento del vehículo, lo que

implica una desaceleración de este.

Para esto en las culatas de los motores que poseen este tipo de frenos se instalan

cubiertas que poseen válvulas de solenoide, pistones maestros y auxiliares, una

fotografía y el despiece de una cubierta de freno de motor Jacobs se muestra en

las siguientes imágenes:

Page 2: Freno de Motor Jacobs

*Imagen obtenida de “Manual de Servicio Pesado, Suplemento 1, Enero 1994”

Como ya fue mencionado este freno convierte al motor diesel del vehículo en un

compresor de aire que absorbe energía. Esto es logrado a través de una

transferencia de movimiento a través del pistón maestro y pistón auxiliar que

vemos en la imagen superior, movimiento el cual abre la(s) válvula(s) de escape

del cilindro del motor cuando este está cerca del punto muerto superior de la

carrera de compresión normal del motor. De esta manera la carga comprimida del

cilindro es liberada por el escape. El retorno de este aire comprimido a la

atmosfera impide el retorno de energía al pistón del motor en cuestión durante la

carrera de potencia lo cual conlleva a una pérdida de energía y que el trabajo que

el motor realiza en comprimir la carga de aire del cilindro no es devuelta al motor

durante el proceso de potencia. La secuencia logica de funcionamiento para que

este escape de aire comprimido ocurre de la siguiente manera:

- Al activar el freno de motor en cuestion se excita la valvula de solenoide,

permitiendo el flujo de aceite presurizado por la valvula de control hacia el

pistón maestro y pistón auxiliar.

Page 3: Freno de Motor Jacobs

- La presion del aceite genera un descenso del pistón maestro lo que genera

que este descanse sobre el rodillo del brazo de balancin del inyector.

- Dicho brazo comienza su carrera ascendente tal como si fuera un ciclo de

inyeccion normal forzando al pistón maestro hacia arriba y generando un

flujo de aceite de una elevada presión al pistón auxiliar, esta presion es

necesaria para la valvula de retención de bola, así esta retiene el aceite de

alta presión en el sistema del pistón maestro-auxiliar.

- Cuando el pistón en cuestión del motor esta terminando su carrera

ascendente en compresión, el pistón auxiliar desciende gracias al flujo de

alta presión de aceite, lo cual provoca la apertura de las válvulas de

escape, soltando el aire que ha sido comprimido por el pistón al multiple de

escape.

- Luego al final inferior de la carrera del pistón auxiliar este se separa de la

valvula accionada, lo que permite el flujo de aceite al acumulador. Lo que

reduce la presion significativamente en el circuito de alta presion,

permitiendo la retracción del pistón auxiliar y que las válvulas de escape del

motor se cierren para así prepararse para su ciclo normal.

La presión retenida en el acumulador permite que este sistema este

completamente cargado para el siguiente ciclo de frenado.

El aire comprimido por el pistón es liberado y así se completa el ciclo de

frenaje de compresión.

En el esquema siguiente se pueden apreciar los componentes de estas

cubiertas para comprender mejor como actuan estos sobre las válvulas de

escape.

Page 4: Freno de Motor Jacobs

*Imagen obtenida de “Manual de Servicio Pesado, Suplemento 1, Enero 1994”

- Componentes

El principal componente del freno de motor Jacobs son las cubiertas que

acabamos de analizar donde se encuentran la valvula solenoide que es activada

por el conductor directamente, la valvula de control, el pistón maestro, los tornillos

de nivelación y ajuste del pistón auxiliar, el acumulador. En resumen esta serie de

válvulas y solenoides contenidas en este conjunto permiten la apertura de las

válvulas de escape durante la carrera de compresión del motor para así convertirlo

en un compresor que genera par negativo.

Además de estos componentes también tenemos algunos componentes

adicionales que permiten el accionamiento de este freno como los interruptores de

este freno de motor que se encuentran en el tablero y el interruptor presente en el

pedal de embrague del vehículo.

Page 5: Freno de Motor Jacobs

*Interruptores del freno de motor.

Como se puede ver en el esquema este freno permite activar el freno de forma diferencial. Ya que con este comando se puede activar este freno en 2 cilindros o en 4 cilindros (ejemplo sólo aplicable a este ejemplo, los controles variaran dependiendo de cuantos cilindros tenga el motor), de esta manera se activan una cantidad determinada de cubiertas que accionaran las respectivas válvulas de escape.

*Interruptor de embrague

Este sistema instala un interruptor en el pedal de embrague, mediante el cual el sistema se desactiva al ser este pedal accionado para cambiar o sacar la marcha.

Page 6: Freno de Motor Jacobs

Retardador eléctrico

El retardador electro magnético es un dispositivo el cual nos ayuda para

desacelerar un vehículo en movimiento de forma segura y gradual, pero no

funciona cuando el vehículo se encuentra detenido.

Este es un sistema de apoyo al él frenado que nos sirve para desacelerar el

vehículo durante un recorrido y me dienta el cual se le resta trabajo a las balatas,

discos y el freno de servicio. Además mejora la conducción y proporciona

comodidad y seguridad a la conducción.

Este sistema de frenado solo sirve de apoyo ya que no detiene completamente al

vehículo, por otra parte actúa manteniendo a ciertas revoluciones para que así

circule a la velocidad deseada en pendientes o con dificultades climáticas.

De otra manera en pendientes muy largas el solo uso del freno de servicio

causaría el efecto de fading en los componentes lo cual aria ineficaz el sistema y

se perdería el control.

Su funcionamiento se basa en la creación de un campo magnético generado

entre un núcleo de bobinas (ESTATOR) y dos volantes (ROTORES). Este campo

creado se opone al movimiento que giran en el mismo sentido que la flecha

cardán. Debido a este procedimiento, el freno electromagnético es capaz de

retardar la velocidad de desplazamiento del vehículo, sin generar desgaste de

ninguna pieza, debido a que no existe fricción entre sus partes.

Las ventajas de este sistema son las siguientes al no haber rozamiento entre los

componentes el desgaste y el mantenimiento son mínimos y además ayuda a

frenar vehículos muy pesados como camiones, buses y trenes.

Page 7: Freno de Motor Jacobs

*Ubicación del conjunto del retardador electromagnético en el eje cardán.

*Ubicación de los elementos electromagnéticos del retardador.

Componentes del retardador

1).- Interruptor del Retardador: Es el encargado de por medio del conductor abrir o

cerrar el paso de corriente eléctrica que es enviada al retardador.

2).- Palanca de mandos: Esta palana consta de varias posiciones, la que se

encarga de enviar un paso de corriente según el conductor lo requiera siendo

activado de forma manual.

3).- Luz Piloto: Esta luz se activa al momento de poner en servicio el retardador de

freno indicándole al conductor de su activación.

4).- Caja de elementos Eléctricos: Esta está instalada cerca de las baterías y se

encuentran conectados entre el control manual y el sistema de potencia.

5).- El Retardador: Este está formado por dos componentes básicos que es el

estator y el rotor.

Page 8: Freno de Motor Jacobs

- Esquema de instalación sistema de retardador de freno

En este diagrama observamos cómo se conecta este freno en su forma básica.

Donde observamos que el positivo lo obtenemos del motor de arranque y el

negativo se obtiene de la carrocería propiamente tal.

A su vez tenemos un interruptor de encendido y apagado del sistema y siguiendo

la misma línea tenemos una palanca que controlada por el conductor donde él es

el encardo de elegir que tanta ayuda necesita para energizar con más o menos

Page 9: Freno de Motor Jacobs

potencia a él retardador.

Este sistema además consta de una caja de relés que controla el paso de la

corriente para luego desviarla hacia el retardador y tener su mejor desempeño.

La luz testigo es la encargada de marcar al interior de vehículo el encendido del

retardador para que así el conductor este informado de la acción, por eso se ve

que va conectada al interruptor y a la palanca de mando.