Freio pneumático (veículo rodoviário)
Um freio a ar ou, mais formalmente, um sistema de freio a ar comprimido , é um tipo de freio de fricção para veículos em que o ar comprimido pressionando um pistão é usado para aplicar a pressão na pastilha de freio necessária para parar o veículo. Os freios a ar são utilizados em veículos pesados de grande porte, principalmente aqueles com múltiplos reboques que devem ser interligados ao sistema de freios, como caminhões , ônibus , reboques e semirreboques , além de serem utilizados em trens ferroviários . George Westinghouse desenvolveu primeiro freios a ar para uso em ferroviasserviço. [1] Ele patenteou um freio a ar mais seguro em 5 de março de 1872. [2] [3] Westinghouse fez várias alterações para melhorar sua invenção do freio a ar comprimido, o que levou a várias formas de freio automático. No início do século 20, depois de comprovadas suas vantagens no uso ferroviário, foi adotado por fabricantes de caminhões e veículos pesados rodoviários .
Design e função [ editar ]
Freios a ar são normalmente usados em caminhões pesados e ônibus. O sistema consiste em freios de serviço, freios de estacionamento, um pedal de controle e um tanque de armazenamento de ar. Para o freio de estacionamento, existe um disco ou tamborarranjo projetado para ser mantido na posição 'aplicada' por pressão de mola. A pressão de ar deve ser produzida para liberar esses freios de estacionamento de "freio de mola". Para que os freios de serviço (aqueles usados durante a condução para desacelerar ou parar) sejam aplicados, o pedal do freio é pressionado, direcionando o ar sob pressão (aproximadamente 100-120 psi ou 690-830 kPa ou 6,89-8,27 bar) para o freio câmara, fazendo com que o freio seja engatado. A maioria dos tipos de freios a ar em caminhões são freios a tambor, embora haja uma tendência crescente para o uso de freios a disco. O compressor de ar puxa o ar filtrado da atmosfera e força-o para reservatórios de alta pressão a cerca de 120 psi (830 kPa; 8,3 bar). A maioria dos veículos pesados tem um medidor dentro da visão do motorista, indicando a disponibilidade de pressão do ar para a operação segura do veículo, frequentemente incluindo tons ou luzes de aviso. Um mecânico "wig wag "que cai automaticamente para o campo de visão do motorista quando a pressão cai abaixo de um determinado ponto também é comum. O ajuste do freio de estacionamento / emergência libera o ar pressurizado nas linhas entre o tanque de armazenamento de ar comprimido e os freios, portanto permitindo que o freio de estacionamento acionado por mola engate. Uma perda repentina de pressão de ar resultaria em pressão total do freio de mola imediatamente.
Um sistema de freio a ar comprimido é dividido em um sistema de alimentação e um sistema de controle. O sistema de alimentação comprime, armazena e fornece ar de alta pressão para o sistema de controle, bem como para sistemas adicionais de caminhão auxiliar operados a ar (controle de mudança da caixa de câmbio, servo de assistência pneumática do pedal da embreagem , etc.)
Sistema de abastecimento [ editar ]
O compressor de ar é acionado pelo motor ou pela polia do virabrequim por meio de uma correia ou diretamente das engrenagens de distribuição do motor. É lubrificado e resfriado pelos sistemas de lubrificação e refrigeração do motor. O ar comprimido é primeiro encaminhado através de uma serpentina de resfriamento e para um secador de ar que remove a umidade e as impurezas do óleo e também pode incluir um regulador de pressão , válvula de segurança e reservatório de purga menor. Como alternativa ao secador de ar, o sistema de alimentação pode ser equipado com dispositivo anticongelante e separador de óleo. O ar comprimido é então armazenado em um reservatório de abastecimento(também chamado de tanque molhado) a partir do qual é então distribuído por meio de uma válvula de proteção de quatro vias para o reservatório primário (reservatório do freio traseiro) e o reservatório secundário (reservatório do freio dianteiro / trailer), um reservatório do freio de estacionamento e um ar auxiliar ponto de distribuição de abastecimento. O sistema também inclui uma variedade de verificação , limitando a pressão , de drenagem e válvulas de segurança .
Peruca wag [ editar ]
Os sistemas de freio a ar podem incluir um dispositivo de peruca que avisa o motorista se a pressão de ar do sistema cair muito.
Este dispositivo deixa cair um braço mecânico à vista quando a pressão no sistema cai abaixo do limite de pressão suficiente para acionar os freios de forma confiável. [4]
Um movimento de peruca automático ficará fora de vista quando a pressão no sistema ultrapassar o limite. O tipo de reinicialização manual deve ser colocado manualmente na posição fora de vista. Nenhum permanecerá no lugar a menos que a pressão no sistema esteja acima do limite. A foto à esquerda mostra uma peruca manual que o operador balança para a direita fora de vista quando a pressão do ar está acima do limite onde permanecerá enquanto a pressão for suficiente.
A maioria dos manuais de carteiras de motorista comerciais estaduais dos EUA , publicados pelos Departamentos de Veículos Motorizados dos estados ou equivalentes, descreve este termo. [5]
Sistema de controle [ editar ]
O sistema de controle é dividido em dois circuitos do freio de serviço, o circuito do freio de estacionamento e o circuito do freio do trailer . Os circuitos duplos do freio de serviço são divididos em circuitos das rodas dianteiras e traseiras, que recebem ar comprimido de seus reservatórios individuais para maior segurança em caso de vazamento de ar. Os freios de serviço são acionados por meio de uma válvula pneumática de pedal de freio que regula os dois circuitos. O freio de estacionamento é o tipo de freio de mola operado a ar, onde é aplicado pela força da mola no cilindro do freio de mola e liberado por ar comprimido por meio de uma válvula de controle manual. O freio do trailer consiste em um sistema de duas linhas diretas: a linha de alimentação (marcada em vermelho) e o controle separado ou linha de serviço (marcada em azul). A linha de abastecimento recebe ar do motor principaltanque de ar do freio de estacionamento por meio de uma válvula de relé do freio de estacionamento e a linha de controle é regulada por meio da válvula de relé do freio de reboque. Os sinais de operação do relé são fornecidos pela válvula pneumática do pedal do freio da máquina principal, controle manual do freio de serviço do trailer (sujeito à legislação local de veículos pesados) e controle manual do freio de estacionamento da máquina principal.
Vantagens [ editar ]
Os freios a ar são usados como uma alternativa aos freios hidráulicos que são usados em veículos mais leves, como automóveis. Os freios hidráulicos usam um líquido ( fluido hidráulico ) para transferir a pressão do pedal do freio para a sapata do freio para parar o veículo. Os freios a ar são usados em veículos comerciais pesados devido à sua confiabilidade. Eles têm várias vantagens para veículos grandes com vários reboques: [6]
- O suprimento de ar é ilimitado, então o sistema de freio nunca pode ficar sem seu fluido operacional, como acontece com os freios hidráulicos. Vazamentos menores não resultam em falhas de freio.
- Os acoplamentos da linha de ar são mais fáceis de conectar e desconectar do que as linhas hidráulicas; o risco de entrada de ar no fluido hidráulico é eliminado, assim como a necessidade de sangrar os freios durante a manutenção. Os circuitos de freio a ar em reboques podem ser facilmente acoplados e removidos.
- O ar não serve apenas como um fluido para transmissão de força, mas também armazena energia potencial à medida que é comprimido, de modo que pode servir para controlar a força aplicada; o fluido hidráulico é quase incompressível. Os sistemas de freio a ar incluem um tanque de ar que armazena energia suficiente para parar o veículo se o compressor falhar.
- Freios a ar são eficazes mesmo com vazamentos consideráveis, portanto, um sistema de freios a ar pode ser projetado com capacidade "à prova de falhas" suficiente para parar o veículo com segurança, mesmo quando há vazamento.
- O ar comprimido inerente ao sistema pode ser usado para aplicações de acessórios para as quais a hidráulica não é apropriada, como buzinas de ar e ajustadores de assento.
Desvantagens [ editar ]
Embora os freios a ar sejam considerados o sistema de freio superior para veículos pesados (peso bruto ~ 26.000 a 33.000 libras ou mais), o que sobrecarregaria os freios hidráulicos, eles também têm as seguintes desvantagens quando comparados aos sistemas de freios hidráulicos:
- Freios a ar geralmente custam mais. [7]
- Os sistemas de freio a ar comprimem o ar, o que resulta em umidade que requer a remoção dos secadores de ar, o que também aumenta o preço dos sistemas de freio a ar e pode contribuir para maiores custos de manutenção e reparo, principalmente nos primeiros cinco anos. [7] Secadores de ar defeituosos levam à formação de gelo no sistema de freio a ar em locais frios.
- Nos Estados Unidos, os motoristas comerciais são obrigados a obter treinamento e licenciamento adicionais, conhecidos como “endosso”, para dirigir legalmente qualquer veículo que use um sistema de freio a ar. A Federal Motor Carrier Safety Administration (FMCSA), que regulamenta a indústria de caminhões nos Estados Unidos, exige que os motoristas que operam um veículo equipado com freios a ar façam seu teste de direção em um. [8]
- Aprender a operar os freios a ar suavemente tem uma curva de aprendizado, pois são difíceis de operar suavemente. [7]
- Além disso, uma vez que os freios a ar devem ser operados de forma diferente dos sistemas hidráulicos, dirigir um veículo com freios a ar requer conhecimento de manutenção adequada. Um motorista deve inspecionar o sistema de pressurização de ar antes de dirigir e certificar-se de que todos os tanques estão funcionando.
- Conforme observado pela Insurance Corporation of British Columbia (ICBC), “Operar veículos comerciais ou veículos equipados com freios a ar requer conhecimento e habilidade especiais, e o custo de um erro pode ser muito alto. Quando grandes veículos estão envolvidos em acidentes, os danos - a veículos, cargas e vidas humanas - podem ser catastróficos. ”
Nenhum comentário:
Postar um comentário