frenos de aire-2

5/9/2018 Frenos de Aire-2 - slidepdf.com

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PROFESOR : RODOLFO SUAZNÁBAR H.

FRENOS DE AIRE "BENDIX WESTINGHOUSE"

Los frenos de aire marca "Bendix Westinghouse" pueden considerarse ejemplo de frenosautomotrices modernos, con ventajas de seguridad, eficiencia y economía. Los frenos deaire o frenos neumáticos son inigualables en potencia, facilidad de instalación, flexibilidad yacción instantánea positiva. Además, requieren escaso servicio.

Los equipos ferroviarios, que tanto han contribuido al mejoramiento de los sistemas defrenos, indispensables a la seguridad del transporte sobre rieles, demuestran la superioridadde este tipo de freno; el material rodante de los ferrocarriles modernos, veloces y seguros,ha dado la pauta a medios similares de transporte automotriz en las carreteras. Estos frenosproporcionan al vehículo de transporte pesado tal capacidad de frenado que permitecontrolarlo en marcha como si se tratara de un automóvil de pasajeros, requiriendo delconductor un esfuerzo físico no mayor que el de operar el acelerador. Este equipo, queaumenta la capacidad de maniobra y la seguridad del material rodante, permite emplear velocidades mayores, acrecentando la eficiencia de los servicios y mejorando los horarios de

las compañías de transporte en forma segura y práctica.Aparte de lo anterior, aplicable a cualquier vehículo pesado o muy pesado, los frenos deaire son excelentes para equipar camiones tractores con remolque, por la flexibilidad de lasinstalaciones con mangueras de aire que facilitan el control remoto de sus mecanismos. Por otra parte, la seguridad aumenta, puesto que la aplicación de los frenos es automática, encaso de que accidentalmente se separen el tractor y el remolque.

Los frenos " Bendix Westinghouse " requieren muy poco servicio de mantenimiento, sóloes necesario inspeccionarlos periódicamente. Las zapatas requieren escasos ajustes y lafuerza impulsora se aplica automática y uniformemente a las cuatro ruedas.

Por ser casi ilimitada la cantidad de fuerza que puede aplicarse al freno, como forros seemplean materiales antifricción especial, de mayor resistencia al desgaste y mayor tiempo

de duración. Otra ventaja es la rapidez con que puede ajustarse el freno de cada rueda enunos pocos minutos, con un sistema de ajuste perfeccionado, que aumenta los indudablesméritos de los frenos "Bendix Westinghouse.

Dada la gran flexibilidad con que pueden instalarse los frenos "Bendix Westinghouse" enlos vehículos automotrices, se adaptan muy bien a toda clase de vehículos comerciales(tractor, camión con remolque, buses), bien como equipo original de fábrica o como equipoopcional. En la Fig. 1 aparece una instalación típica.

Fig. 1

Este sistema de frenos consta de los siguientes mecanismos principales: compresor,regulador, indicador de baja presión, cámaras de frenado, sistema de ajuste, estanques dereserva de aire, válvula de control del aire por pedal, válvula del freno de emergencia,válvulas de desahogo rápido, manómetro, interruptor para las luces de parada, y llaves depaso para cortar la circulación del aire comprimido en el sistema.



El aire comprimido utilizado por el sistema defrenos es proporcionado por un compresor especial con desplazamiento de 7-1/4 a 12 piescúbicos, impulsado por el motor del vehículo. Elcigüeñal del compresor debe girar a 1250 RPM afin de producir una presión adecuada para elfuncionamiento eficaz de los frenos. En la Fig. 2se ilustra un corte transversal del compresor. Elaire pasa por un filtro hacia los cilindros delcompresor, donde es comprimido y descargadohacia los tanques. El volumen de los tanquespermite almacenar suficiente aire a presión comopara hacer varias aplicaciones de freno, aún

después de que el motor ha dejado de funcionar.

El regulador ilustrado en la Fig. 3 controlael mecanismo de desahogo del comprensor afin de mantener automáticamente laadecuada cantidad de presión del aire en elinterior del tanque.Cuando la presión en el tanque es de 100 a105 libras por pulgada cuadrada, se expandeel tubo Bourdon del regulador, por lo quesube el mecanismo de la válvula, y se cierrael orificio de escape.

El indicador de baja presión (Fig. 4) es uninterruptor electro-neumático conectado alcircuito eléctrico del vehículo con objeto de ac-cionar un vibrador o una luz indicadora.

Cuando la presión es mayor de 60 libras

por pulgada cuadrada, el diafragma se doblahacia la izquierda contra la tensión del resorte,para separar los contactos y abrir

FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPONENTES BENDIX WESTINGHOUSE

Compresor de Aire

Fig. 2 Corte transversal del Compresor

Los tanques de aire tienen grifos de drenaje para vaciar, cuando sea necesario, el aguacondensada en su interior.

Regulador.

Fig. 3 El Regulador La presión en el estanque de aire pasa

entonces a través del regulador para operar el mecanismo de desahogo en el compresor,suspendiéndose la inyección de aire comprimido hacia el tanque.

Cuando al utilizarse los frenos, disminuye la presión en el tanque hasta ser de 80 u 85

libras por pulgada cuadrada, el tubo Bourdon del regulador se contrae y hace bajar elmecanismo de la válvula para cerrar la inferior, y abrir la superior con lo que se corta el pasodel aire hacía el mecanismo de desahogo del compresor y a la vez se libera la presión queactúa sobre dicho mecanismo, por lo que de nuevo el compresor inyecta aire al tanque.

Indicador de Baja Presión.

Fig. 4 Indicador de baja presiónquedando el dispositivo indicador fuera de servicio.

Si la presión es menor de 60 libras por pulgada cuadrada, el resorte comprime eldiafragma y lo dobla hacia la derecha, cerrando los puntos de contacto y completándose el



Al oprimirse el pedal, la presión de aire queentra a la cámara de freno hace mover el dia-fragma, y por medio de la correspondiente varillade empuje mueve la palanca hacia la derecha,hasta la posición indicada por las líneas de puntosen la Fig.5, que corresponde a los frenos aplicados

a los tambores de las ruedas. Posteriormente, alsoltarse el pedal se escapa el aire de las cámaras,y el resorte del diafragma hace volver éste a suposición original, junto con la varilla y la palanca,pasando el mecanismo a la posición de "no apli-cado".

VÁLVULA DE FRENOS PARA PEDALLa válvula de control de frenos neumáticos(Fig. 6) puede ser adaptada para funcionar mediante un pedal accionando con el pie, o por una palanca, que a su vez puede conectarsecon el pedal del freno común del vehículo.La válvula controla de esta manera la presióndel aire disponible en las cámaras de frenos yque ejerce la fuerza necesaria para un buenfrenado. La cantidad de presión que llega a lascámaras de las ruedas es proporcional a ladistancia que baja o sube el pedal en surecorrido.

circuito eléctrico que hace funcionar el indicador de alarma. Además del sistema indicador hay un manómetro en el tablero de instrumentos del vehículo, para saber en todo momentola presión del aire comprimido disponible para el funcionamiento del sistema.

Cámara de Frenos y Ajuste del Juego.Cerca del freno de cada rueda se instala una cámara con un diafragma y una palanca

con un dispositivo de ajuste del juego, igual a los ilustrados en la Fig. 5. La cámara y lapalanca hacen la misma función que los cilindros de rueda en los sistemas de frenoshidráulicos, es decir, acercan las zapatas a los tambores de frenos para proporcionar elnecesario aumento de la fricción que da lugar al frenado. De esta manera la presión del airecomprimido se transforma en la energía mecánica q

ue acciona las zapatas.

La palanca con el mecanismo de ajuste delFig. 5 Cámara de freno y ajustador juego trabaja como una sola unidad, girando

junto con el eje que acciona el freno por medio de una leva cuando se aplica o se sueltaéste.

La máxima eficiencia se obtiene cuando la palanca tiene un recorrido mínimo.El sistema de ajuste facilita de manera rápida y conveniente el mantener las zapatas de

frenos con la misma separación del tambor, compensando el desgaste producido por el uso.El ajuste del movimiento de la palanca se hace por medio del tornillo correspondiente (Fig.5),que hace girar un tornillo sinfín, y este el eje con la leva, expandiendo las zapatas de maneraque el juego causado por el desgaste quede compensado, y el recorrido del brazo semantenga al mínimo.

En algunos tipos de frenos se usa otro tipo de cámara de menor tamaño ilustrada en Bde la Fig. 5.

Fig. 6 Válvula de freno de pedal

Para controlar la presión del aire y efectuar el frenado se hace lo siguiente:Al oprimir el pedal de frenos, baja el diafragma para cerrar la válvula de escape y abrir laadmisión del aire comprimido. Con las válvulas en la posición adecuada, se establece una



corriente de aire comprimido hacia las cámaras de frenos en las ruedas. Cuando la presiónen éstas, y en la cavidad debajo del diafragma aumenta lo suficiente para vencer la presióndel pie, el diafragma se alza, cerrándose la válvula de entrada del aire a presión y cortandola corriente de aire comprimido que proviene del tanque; mientras tanto la válvula de escapesigue cerrada, evitando que se pierda presión en las cámaras de frenos para mantener éstosaplicados sobre los tambores de ruedas.

Si se aplica mayor fuerza sobre el pedal, se aumenta la presión aplicada al diafragmaaumentando, en consecuencia, la cantidad de aire a presión admitido en las cámaras defrenos y, por lo tanto, la fuerza de frenado directamente aplicada a las zapatas.

Cuando el conductor suelta el pedal disminuye la fuerza mecánica ejercida en la carasuperior del diafragma, por lo que la presión del aire que está en la cavidad debajo deldiafragma lo levanta, abriéndose la válvula de escape y dejando salir aire comprimido hastaque se establece un equilibrio entre las presiones encima y debajo del diafragma. Esta es laforma de graduar la aplicación de los frenos al oprimir o soltar el pedal; la presión aplicada alos mismos depende, en todos los casos de la distancia a que se mantiene oprimido elpedal.

La válvula de frenos permanece bajo una cierta tensión del resorte cuando se suelta el

pedal, por lo que tan pronto como éste se toca nuevamente, se dispone de o libras de pre-sión por pulgada cuadrada, suficiente para vencer la tensión de los resorte relevadores enlas cámaras de frenos de las ruedas y hacer mover sus mecanismos. La regulación de lapresión aplicable a las cámaras puede hacerse por medio del pedal, desde 5 libras por pulgada cuadrada hasta el máximo de presión disponible en los tanques.

Cuando la presión excede 75 libras por pulgada cuadrada, el alojamiento del resorte,por su diseño, forma una sola pieza con el mismo. En estas condiciones, con el pedalcompletamente oprimido, la válvula de entrada del aire a las cámaras de frenos se mantieneabierta, y la presión aplicada a las zapatas es la máxima disponible en los tanques de aire.

Válvula Manual de Frenos.

En la Fig. 7 aparece una válvula de frenos del tipo de control manual y un esquema delcircuito que incluye también la mencionada válvula, o sea el mismo circuito utilizado con laválvula de control por pedal. En este caso, al accionar cualquiera de las dos válvulas se ha-ce funcionar el conjunto del sistema de frenos.En algunos caso es indispensable tener un control independiente para los frenos delremolque, dadas las condiciones desfavorables de marcha que hacen recomendables noaplicarlos al camión remolcador. Por eso la válvula de control de pie se conecta en elsistema, para hacer funcionar los frenos del remolcador y la válvula manual se conecta demanera de poder operar los frenos del acoplado con lo que el operador tiene un completocontrol del conjunto.

Fig. 7 Válvula de freno de control manualEn otros casos la válvula de control de pie está conectada de manera que controla todos

los frenos en los dos vehículos.Cuando se desea mayor frenaje en el vehículo acoplado que en el remolcador, se usa la

válvula de control manual.



VÁLVULA DEL FRENO DE EMERGENCIALa válvula ilustrada en la Fig. 8, sirve para acelerar la aplicación o liberación de los frenosdel vehículo acoplado, y para aplicar automáticamente los frenos del mismo, si hay quedejarlo estacionado separadamente o en caso de que accidentalmente se suelte elremolcador.El aire comprimido que actúa sobre el diafragma de la válvula de emergencia lo empuja paraabrir la válvula de abastecimiento, y dejar que el aire comprimido almacenado en el tanquedel vehículo acoplado llegue a las cámaras de freno de sus ruedas, hasta que la presión seequilibra con la de la válvula de control, y cesa la entrada de aire del tanque del vehículoacoplado.

Fig. 8 Válvula del freno de emergencia

Al reducirse la presión con la válvula de frenos, se levanta el diafragma y el aire retenidoen las cámaras de frenos del remolque es desahogado; de esa manera se sincronizan losfrenos del acoplador con el sistema de frenos del vehículo remolcador. Si se desconecta eltubo de aire de emergencia del remolque, para dejarlo estacionado, o si accidentalmente serompen las conexiones entre el remolque y el remolcador, el diafragma de emergencia baja,se cierra la correspondiente válvula, y se deja pasar el aire a presión de los tanques delvehículo acoplado hacia las cámaras de frenos para inmovilizar las ruedas. Para soltar losfrenos aplicados al remolque basta conectar la tubería de emergencia al camión remolcador o abrir la válvula de drenaje de su tanque de aire comprimido. Las llaves de paso permitenmantener cerradas las tuberías de conexión del acoplado cuando no se usan.

Válvula de Desahogo RápidoPor regla general, en los sistemas de frenos neumáticos "Bendix Westinghouse" se

utilizan dos válvulas de desahogo rápido. Una de ellas está en el tubo que une los frenos delas ruedas delanteras y la otra en el tubo que une los frenos de las ruedas posteriores del

camión remolcador (Fig.1).Las válvulas de desahogo rápido (Fig. 9) sirven para acelerar la salida del airecomprimido retenido en las cámaras de frenos cuando se suelta el pedal, y que las zapatasse separen sin demora de los tambores de las ruedas. Esto se logra por ser más corta ladistancia, que debe recorrer el aire comprimido, para salir a la atmósfera por el orificio deescape de la válvula de desahogo. Estas válvulas son accionadas por el aire comprimidoproveniente de la válvula de freno, que entra por su parte de arriba.

El aire a presión oprime el centro del diafragma contra el asiento del orificio de escape,cerrando éste y dejando pasar el aire comprimido sobre los bordes del diafragma, para salir hacia las cámaras de frenos de las ruedas. Cuando la presión deja de actuar sobre eldiafragma, al cesar la presión sobre el pedal (y por lo tanto en la válvula de frenos), la

presión de aire y la acción del resorte por debajo del diafragma lo levantan contra el asiento,separando al mismo tiempo, su área central del asiento en el orificio de escape, por lo queéste queda abierto. De esta manera el aire en las cámaras de frenos sale rápidamente alexterior por el orificio de escape de la válvula de desahogo rápido. De este modo mantienela misma presión de aire en las cámaras a las que está conectada, que es la permitida por laválvula de frenos encima del diafragma de la válvula de desahogo rápido.



Fig. 9 Válvula de desahogo rápido

Interruptor para las Luces de ParadaEl interruptor para las luces de parada, ilustrado en la Fig. 10, es del tipo electro-neumático y está conectado en serie en el circuito de las luces de parada. Cuando seaplican los frenos, la presión aplicada al diafragma correspondiente lo hace subir, uniendolos puntos de contacto y encendiendo las luces de parada. Cuando se sueltan los frenos, elresorte del diafragma lo hace bajar por lo que se separan los puntos de contacto, abriendo elcircuito de las luces de parada, y estas se apagan.

Fig. 10 Interruptor para luces de parada

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