¿Cuál es el principio de los sistemas de frenos de aire en trenes?

Los sistemas de frenos de aire, en trenes y otras locomotoras, funcionan con un principio bastante similar. El aire presurizado se usa para mover la articulación que empuja las zapatas de freno contra la rueda en movimiento. La fricción resultante detiene la rueda.

Aquí hay un esquema simplificado de un sistema de frenado de trenes:

[ Fuente ]

  • El cilindro (cosa verde) es accionado por aire presurizado.
  • Cuando se aplican los frenos, el aire a presión dentro del cilindro mueve la varilla de empuje (varilla verde unida al cilindro) hacia afuera.
  • Esto inclina las palancas (elementos rojos) para rotar y hace que los tiradores (elementos azules largos) activen otras palancas.
  • Todo el proceso finalmente hace que las zapatas de freno, que se ajustan justo por encima de las ruedas giratorias, empujen contra la rueda.
  • Y esto detiene el tren.

Editar:
Como menciona David S. Rose, la característica principal del sistema es que es a prueba de fallas, es decir, los frenos funcionarán de manera predeterminada cuando el sistema falle. Lea su respuesta para más detalles.

Mithil Kamble proporciona una buena ilustración de un sistema de frenos de aire, pero la respuesta no indica la parte más importante del proceso.

Lo que hace que el sistema sea tan crítico, y la razón por la cual su invención finalmente hizo que los trenes largos y rápidos fueran técnicamente viables, es la naturaleza a prueba de fallas de los frenos de trenes modernos, inventados por George Westinghouse en el siglo XIX.

Como se describe en el artículo de Wikipedia sobre el tema:

Los sistemas modernos de frenos de aire cumplen dos funciones:

  • El sistema de frenos de servicio , que aplica y libera los frenos durante las operaciones normales, y
  • El sistema de frenos de emergencia, que aplica los frenos rápidamente en caso de una falla en la tubería del freno o una aplicación de emergencia por parte del operador del motor (generalmente denominado freno automático ).

Cuando se aplican los frenos del tren durante las operaciones normales, el operador del motor realiza una “aplicación de servicio” o una “reducción de la tasa de servicio”, lo que significa que la presión de la línea del tren se reduce a una velocidad controlada. reduzca y, por consiguiente, los frenos tardan varios segundos en aplicarse en todo el tren.

En el caso de que el tren necesite hacer una parada de emergencia, el operador del motor puede hacer una “aplicación de emergencia”, que descarga de manera inmediata y rápida toda la presión de la línea del tren a la atmósfera, lo que resulta en una rápida aplicación de los frenos del tren. También se produce una aplicación de emergencia cuando la línea del tren se separa o falla de otra manera, ya que todo el aire también se ventilará inmediatamente a la atmósfera.

Cada locomotora tiene un compresor de aire que comprime el aire a alta presión. Ahora esta presión se usa para empujar la zapata contra la rueda que detiene el tren. El aire presurizado de la locomotora se envía de un automóvil a otro utilizando tuberías debajo de los automóviles y mangueras entre los automóviles.