Frenos neumáticos

Un sistema de frenos neumático es un freno que funciona a base de aire comprimido. Se utiliza principalmente en trenes, camiones, autobuses y maquinaria pesada. Este sistema utiliza pistones accionados por un compresor con depósitos de aire comprimido controlados por válvulas de acuerdo a las necesidades.

¿Cómo funciona el sistema de frenos neumáticos?

La función de este componente es precisamente frenar. Utiliza pistones a los que se suministra aire comprimido desde tanques conectados a un compresor y controlados por válvulas. Esto permite que los pistones apliquen presión de aire a los discos de freno.

Cuando se frena el vehículo, la válvula permite que el aire comprimido fluya desde el depósito hasta los pistones o cilindros de freno. Cuando se suelta el pedal del freno, la válvula interrumpe este flujo de aire a alta presión para que el aire acumulado en los conductos y cámaras de los frenos pueda salir. La intensidad de este proceso depende de la presión que el conductor ejerza sobre el pedal del freno.

Ventajas y desventajas de los frenos neumáticos

En un coche, la energía térmica del motor se convierte en energía cinética para ponerlo en movimiento. Cuando el movimiento se detiene, debe ocurrir lo mismo a la inversa, la energía cinética debe convertirse en energía térmica para detener el vehículo. Esto se hace mediante dispositivos de fricción llamados frenos. Actualmente, la mayoría de los vehículos ligeros utilizan frenos hidráulicos y la mayoría de los vehículos pesados, frenos de aire. Veamos un poco más:

Seguridad de los frenos neumáticos vs hidráulicos

Los frenos hidráulicos contienen un líquido especial en los cilindros que, al pisar el pedal de freno, se comprime y ejerce presión sobre los elementos de fricción de las ruedas, que se comprimen, haciendo que el coche se detenga. Una desventaja importante de este método es que, si se produce una fuga en el sistema de frenos, lo que provoca una pérdida de líquido de frenos, la eficacia del sistema de frenos se reduce considerablemente o se elimina.

Los frenos neumáticos resuelven este problema utilizando aire en lugar de líquido de frenos especial para presurizar los componentes de los frenos. Dado que el aire está disponible en cualquier momento, el riesgo de fallo de los frenos debido a fugas en el sistema de frenado se reduce en gran medida. Esta es la razón principal por la que algunas normativas gubernamentales exigen el uso de frenos de aire en los vehículos que superan un determinado tamaño o que transportan pasajeros comerciales.

Fiabilidad de los sistemas de frenos neumáticos

Los frenos neumáticos son mucho más fiables que los frenos hidráulicos. En primer lugar, la mayoría de los frenos de aire modernos funcionan según un principio conocido como sistema de tres válvulas. En un sistema de frenado convencional, el freno está en posición de descarga y sólo se aplica cuando se comprime el líquido de frenos.

Sin embargo, los frenos neumáticos en un sistema de tres válvulas están conectados por defecto y sólo se liberan cuando se aplica aire comprimido. La compresión comienza cuando el coche se pone en marcha y los frenos se liberan cuando el coche empieza a moverse. Si el mecanismo de compresión pierde o incluso falla por completo, los frenos vuelven a su posición de reposo y el coche se detiene.

Además, los frenos neumáticos son mucho más fáciles de conectar que los frenos hidráulicos, y el uso de aire en lugar de fluido hidráulico evita muchos fallos potenciales. Por ejemplo, las pequeñas fugas en los latiguillos de los frenos no provocan un fallo completo del sistema, y los frenos de aire pueden funcionar incluso con grandes fugas. Además, como el suministro de aire no está restringido, no hay riesgo de que el sistema se quede sin líquido de frenos mientras está activo.

Desventajas del freno neumático

Las principales desventajas de frenos neumáticos en comparación con otras el sistema hidráulico son las siguientes:

  • Las fuerzas de accionamiento son limitadas “20 a 30.000 N”.
  • Es ruidoso porque el aire se escapa después del uso.
  • Es costoso, lo que se compensa en parte por su buen rendimiento y facilidad de uso.

Partes del sistema de frenos neumáticos

El freno de aire está formado por los siguientes componentes:

El Compresor

Suministra aire comprimido a los depósitos de aire. Al mismo tiempo, evita la acumulación de una presión de aire excesiva.

Regulador de la presión

Además del compresor, comprueba que la presión del sistema es correcta y la ajusta en caso contrario.

Secador de aire

Seca el aire y elimina la humedad antes de que entre en el sistema de frenos.

Depósito de regeneración

En esta zona se almacena el aire no utilizado en cada frenada.

Válvula de seguridad de cuatro vías

Su función es bloquear el exceso de aire comprimido y proteger así el sistema de frenos.

Depósitos de aire comprimido

Son los lugares donde se almacena el aire comprimido listo para su uso.

Válvula del freno de mano

Válvula accionada por el freno de estacionamiento.

Válvula de descarga de freno de mano

Se encarga de liberar el aire residual y detener el proceso de frenado.

Válvula de freno de Pedal

La válvula que se acciona con el pedal.

Cámaras de aire de los frenos delanteros

Aquí se almacena el aire para las pastillas de freno delanteras.

Fallas comunes en los frenos neumáticos

El sistema de freno neumático es superior al hidráulico en muchos aspectos, sin embargo, no esta exento de fallas, vamos a mencionar algunas fallas comunes de este sistema:

  • El aceite del compresor puede colarse al sistema de frenos.
  • Las fugas por las válvulas. Es posible que alguna se dañe y no cierre.
  • La presión del sistema sube muy despacio. En este caso es probable que el regulador no este calibrado y los depósitos de aire se pueden llenar simultáneamente.
  • Reservas de aire insuficientes, por lo cual baja rápido la presión. De igual forma, en este caso puede haber un problema con el regulador.
  • Cuando se apaga el motor, la presión de los tanques de aire disminuye con rapidez. Esto puede deberse a problemas en las válvulas de retención, de forma que el aire se regresa de nuevo al compresor.
  • Si en una frenada fuerte el pedal se va al fondo, puede deberse a que el plato donde se apoya el resorte no hace tope contra el pistón de descarga.

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