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WABCO Freios - Brasil
Uma empresa da American Standard
Impresso WABCO 884 599 211 3 – 07/01
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Freio pneumático, Notas de estudo de Engenharia Metalúrgica
Descrição do funcionamento das vávulas do sistemas de freio a ar.
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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WABCO Freios - Brasil Uma empresa da American Standard Impresso WABCO 884 599 211 3 – 07/ Esta publicação está sujeita a alterações sem prévio aviso
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Funcionamento dos Componentes
– Secador de Ar.................................................................................................................. – APU (Unidade de Processamento de Ar).........................................................................
– Secador de Ar Duplo...................................................................................................... – Válvula Sensível a Carga (Suspensão Mecânica)......................................................... – Válvula Sensível a Carga (Suspensão Pneumática)......................................................
– Válvula Sensível a Carga............................................................................................... – Cabeça de Acoplamento................................................................................................ – Servo Embreagem......................................................................................................... – Válvula Relê de Emergência.......................................................................................... – Válvula Distribuidora....................................................................................................
– Válvula Redutora de Pressão...................................................................................... – Regulador de Pressão.................................................................................................. – Válvula Freio de Estacionamento (Cavalo Mecânico).................................................50 – Válvula Freio de Estacionamento (Caminhão e Ônibus).............................................
– Válvula Limitadora de Pressão....................................................................................
– Válvula de Ajuste de Pressão.....................................................................................
– Válvula Solenóide ( Pantográfica )..............................................................................
)81&,21$0(172'26&20321(17(6
)81d≠2 Absorver e retirar a água condensada no circuito de freio.
)81&,21$0(172 $ 6HFDJHPGRDUFRPSULPLGR Na fase de abastecimento do sistema pneumático, o ar proveniente do compressor de ar, flui para a câmara de admissão (A) através do pórtico 1. Uma condensação preliminar de água pode ocorrer neste instante sendo coletada e enviada a válvula (f) via canal (C). O ar comprimido atravessa o pré - filtro (g) que está dentro da carcaça do secador, passa pela câmara (h) e chega úmido na parte superior do filtro. Ao infiltrar-se no secante (a) a umidade existente no ar é absorvida. O ar comprimido desumidificado chega então ao pórtico 21 após passar pela válvula de retenção (c). Simultaneamente o ar comprimido flui através do orifício (d) para o pórtico 22 que está conectado ao reservatório regenerativo.
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% 5HJHQHUDomRGRILOWUR
Quando a pressão do sistema pneumático chega ao limite máximo regulado, a pressão na câmara (D) que está constantemente pressurizada pela pressão do pórtico 21, vence a força da mola (j) abrindo a válvula de descarga (e). Nesta condição o ar é descarregado para atmosfera. Simultaneamente é fechada a válvula de retenção (5). Neste estágio, o ar comprimido existente no reservatório regenerativo (k), retorna pelo pórtico 22 em sentido contrário limpando o elemento secante (a), pois a pressão atuante na câmara (h), (A) e (C) é inferior a pressão existente no reservatório regenerativo.
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% 3RVLomRGH'HVFDUJD Quando a pressão do sistema pneumática atingir o valor máximo de regulagem (8,1 bar), a pressão existente na câmara (B), que está constantemente pressurizada pela pressão do pórtico 21, vence a força da mola (f), abre a válvula (r) e chega na parte superior da válvula (m) deslocando-a para baixo. Consequentemente, o ar proveniente do compressor é descarregado para a atmosfera através do pórtico 3.
Neste instante a válvula de retenção (e) é fechada e o ar existente no reservatório regenerativo retorna através do pórtico 22 até o pórtico 3, retirando assim todas as impurezas retidas na região de secante (d).
& 'HVFDUJDVHPUHVHUYDWyULRUHJHQHUDWLYR
' 3RVLomRGHUHFDUUHJDPHQWRGRVVLVWHPDVGHIUHLRHGHVFDUJDGDSUHVVmRUHVLGXDO Quando a pressão pneumática atingir o valor mínimo (pressão de fechamento) devido ao consumo de ar do sistema de freio, ocorre a comutação automática da posição de descarga para a posição de descarga para a posição de carregamento.
A pressão na câmara (B) é menor que a força de regulagem da mola (f), e desta forma o pistão (k) é deslocado para a esquerda. A válvula (g) neste instante está fechada e a válvula (r) está aberta.
O ar sobre a válvula (m) flui através dos orifícios © e (F) alcançando a câmara da mola (f).
Posteriormente o ar contido na câmara da mola (f) é descarregado para a atmosfera através do canal (D) via orifício (E). A mola (n) empurra a válvula (h) para cima, fechando a abertura entre os pórticos 1 e 3. O compressor assim inicia novamente o processo de carregamento do sistema pneumático.
- 9iOYXODGHVHJXUDQoD Quando a pressão pneumática do sistema ultrapassar o valor máxima de (14,5 bar) a válvula (o) é deslocada para a esquerda comprimindo a mola (p) deslocando o pistão (q) abrindo a passagem (G).
O excesso de pressão pneumática do sistema é descarregado para a atmosfera através da passagem (g).
- 3RVLomRGHYiOYXODIHFKDGD O ar proveniente do secador de ar (pórtico 21) flui para o pórtico 1 pressurizando a parte inferior das gaxetas (1). Esta pressão aumenta gradualmente até alcançar o valor da pressão de abertura estabelecida; simultaneamente a pressão inicia uma passagem pelos orifícios (b) e (c) abrindo as válvulas de retenção (2) dando passagem de ar para os circuitos 21 e 22 e pressuriza os pistões (3) até alcançar a pressão de abertura.
, 3RVLomRGDYiOYXODDEHUWD Atingindo a pressão de abertura a gaxeta (1) é empurrada vencendo a força da mola (5), o ar flui do pórtico (1) para os circuitos 21 e 22 e pressuriza os pistões (3) contra a força da mola (4), o ar flui através do canal (d) passa pela válvula (8) da limitadora que encontra-se aberta, portanto o ar passa para a câmara (e). Esta pressão aumenta gradualmente até alcançar o valor da pressão de abertura estabelecida, fluindo o ar para os circuitos 23, 24, 25 e 26 através do canal 7.
Quando a pressão nos circuitos 23,24,25 e 26 se elevam acima da pressão estabelecida limitada (8,5 bar) a pressão na câ,ara (i) aumenta movimentando o pistão (5) para baixo contra a força (L), fechando a válvula (8) e o canal (J) do pistão (5) mantendo a pressão nos circuitos constante.
)81d≠2
- Retira a água condensada no circuito de freio.
)81&,21$0(172 $ (QFKLPHQWR,QLFLDOGR6HFDGRUGH$U
Quando não pressurizadas, as válvulas de retenção (7), (9) e (21), a válvula de carregamento (10) e a válvula solenóide (11) estão fechadas. A válvula (12) no lado de entrada (14) e a válvula (18) no lado de saída (18) estão abertas. Por essa razão, o enchimento do secador de ar é sempre a partir do filtro I, devido ao funcionamento da válvula de carga (10).
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O ar que entra no orifício (1) flui através dos dutos (o) e (g), câmara anular (e), filtro (8) e fenda (b) e entra na câmara (a) acima do cartucho de granulado (5). O ar comprimido passa através do granulado (6), através das chapas peneiras e discos de feltro acima do cartucho (5). A umidade do ar fica retida na superfície do granulado, por adsorção. O ar comprimido flui agora para dentro da câmara (c) e abre a válvula de retenção (7). A pressão no duto (f) aumenta, provocando a abertura da válvula (9). Ar seco pode agora fluir para os componentes do sistema de freio, de jusante, através do orifício (2). Ao mesmo tempo, ar comprimido flui para a válvula de carga (10) fechada.
& 5HJHQHUDomRGR*UDQXODGRQRILOWUR,,H$EHUWXUDGD9iOYXODGH&DUJD
Para poder regenerar o granulado (23), o ar comprimido no duto (p) flui para o cartucho de granulado (22), através do furo de bocal (u), devido ao fato da válvula de retenção (21) estar fechada. O ar comprimido seco passa pelo granulado a partir de baixo, adsorvendo assim qualquer umidade presente na superfície do granulado (23). O ar, que agora está úmido e expandindo, flui através da câmara (w), fenda (v), câmara anular (s), válvula de saída (1) aberta e duto (n), escapando para a atmosfera através da descarga (3).
Quando a pressão no orifício (2) tiver subido até aprox. 4,5 a 5,0 bar, a válvula de carga (1) se abrirá, pressurizando assim o duto (k) que leva à válvula solenóide (11). Isto garante que, no primeiro enchimento do sistema, o processo de secagem comece sempre no filtro I.
) 6LVWHPDGH$TXHFLPHQWR
Se o secador for equipado com um elemento aquecedor (15), este será ligado automaticamente a uma temperatura de aprox. 6oC e será novamente desligado quando a temperatura ultrapassar 30 oC, aprox.
0DQXWHQomR
Se for encontrada qualquer quantidade de condensado por ocasião da verificação do reservatório de ar, o que deverá ser feito regularmente quando o veículo estiver sendo operado, será necessário verificar a função de regeneração e, se necessário, trocar o cartucho de granulado. A experiência mostra que o granulado deve ser trocado após cerca de 2 anos. Para tanto, existe à
disposição o cartucho descartável 432 410 020 2.
)DYRUQRWDU
Cartuchos completos ou o granulado devem ser tratados como lixo perigoso.
7HVWHV
O secador de ar deve ser verificado quanto a vazamentos e bom funcionamento, mediante checagem dos reservatórios de ar (ocorrência de água de condensação). Além disso, deve-se verificar o ritmo de ligação da válvula solenóide com o temporizador (cada 60 segundos) e comparar as correntes de ar de descarga. No momento da inversão, o secador de ar soprará momentaneamente uma descarga mais forte.
9»/98/$6(16À9(/¨&$5*$ 6863(16≠20(&∆1,&$
)81d≠2 Controlar a pressão nas câmaras de freio de serviço (traseira) em função da carga do veículo.
)81&,21$0(172 $ 3Up3LORWDJHP
Quando é pressurizado o pórtico 4, o ar comprimido flui através da válvula (30) que está aberta para o canal (d), pressurizando a câmara (c) acima da membrana (14). Simultaneamente o pistão (10) é pressurizado e empurrado para baixo. Com o movimento do pistão (10) para baixo a descarga (28) é fechada e a válvula de admissão (12) é aberta. Com a abertura da válvula de admissão (12) o ar que entra no pórtico 4 flui para a câmara (b) abaixo da membrana (14), pressurizando a área superior do pistão (15) deslocando-o para baixo. Com o deslocamento do pistão (15) a descarga (16) é fechada e a válvula de admissão (23) é aberta. A pressão existente no pórtico 1 flui agora para os pórticos 2. Com no máximo 0,8 bar de pressão, o pistão (7) sobe e comprime a mola (6) fechando a válvula de pré pilotagem (30). Com o fechamento da válvula (30) a pressão existente na câmara (a) levanta o pistão (15) fechando da válvula de entrada (23), encerrando assim o ciclo de pré - pilotagem.
& 3RVLomRGHIUHQDJHP 9HtFXORFRPPHLDFDUJD
Quando o veículo é carregado a haste (19) gira o came (20) proporcionalmente a deflexão de suspensão. Consequentemente a haste tubular (24) é movimentada para uma posição mais elevada. Ao acionar o freio de serviço a pressão que entra no pórtico 4 pressiona o pistão (10) para baixo contra a haste tubular (24) que esta agora num ponto mais elevado; a pressão do pórtico 4 flui para a câmara (b) desenvolvendo - se abaixo do diafragma (14), levantando o pistão de lâmelas (11). O pistão de lâmelas (11) ao levantar-se encaixa-se no espaçador (27). Assim uma parte da área ativa do diafragma (14) se apoia no pistão de lâmelas (27). Como a área ativa do diafragma (14) diminui a pressão na câmara (b) deve aumentar. Desta forma ocorre um equilíbrio de forças entre o pistão de comando (10) e o diafragma (14) fechando a válvula de admissão (12). Com a válvula de admissão (12) fechada , a pressão existente na câmara (b) força o pistão (15) para baixo abrindo a válvula (23); a pressão existente no pórtico 1 flui para o pórtico 2 aumentado a pressão nos cilindros de freio.
' 3RVLomRGHIUHQDJHP 9HtFXORFRPFDUJDWRWDO
Quando o veículo é carregado até no seu limite total de carga (carga máxima), a haste (24) é levantada ainda mais pelo came (20). O ar comprimido que entra no pórtico 4 durante a frenagem desloca o pistão (10) para baixo. Após um curso relativamente pequeno, o fluxo de ar é liberado para a câmara (b) através da válvula (12) que está aberta. Desta forma a membrana (14) juntamente com pistão (10) são novamente levantados, o pistão (11) encaixa-se completamente no espaçador (27), fazendo com que área ativa da membrana (14) apoia-se no espaçador (27). Fica assim neutralizada a contra força. Com plena pressão na câmara (b) o pistão (15) é forçado para baixo abrindo a válvula (23). O ar agora flui do pórtico 1 para os pórticos 2 atuando os cilindros de freio.