TEORIA  DEL  MOVIMIENTO -- FRENADO -- Sistemas  de  freno


 

Los diferentes sistemas de freno tanto para la tracción diesel como eléctrica se clasifican de esta manera:

1) Clasificación general:
1- De adherencia:
    1.1- Clásicos
        1.1.1- Zapatas.
        1.1.2- Discos.
        1.1.3- De galga y husillo.
        1.1.4- De carril: Mordazas.
   1.2- Motor
        1.2.1- Reostático.
        1.2.2- Recuperación.
   1.3- Hidráulicos.
   1.4- Foucault rotativo.

2- Sin adherencia:
    2.1- Patín electromagnético.
    2.2- Foucault sobre carril.
    2.3- Aerodinámicos.
    2.4- Reacción.

2) El frenado con zapatas:
        Tipos de zapatas:
a) De fundición:
Ventajas:
      Inconvenientes: b) Compuestas:

Características respecto a las de fundición:


3) El frenado con discos:
Es uno de los que más se utilizan, si no el que más, no solamente en los ferrocarriles sino en muchos otros medios de transporte tales como vehículos de carretera, tranvías, etc.

        El frenado con discos se puede realizar mediante:
       1) Discos:
            Inicialmente fueron de acero, ahora suelen ser de fundición.
       2) Pastillas:
            Suelen ser de aleaciones de cobre.
Estos elementos de frenado se colocan en la rueda directamente o en el cuerpo del eje.

Las ventajas e inconvenientes, frente al frenado con zapatas. de este tipo de frenado son:

       Ventajas :
- Frenado poco ruidoso.
- Menores gastos de conservación.
- Mayor periodo de vida.
- La mayor parte del calor desprendido durante el frenado la absorben los discos, a los cuales se les proviene de un sistema de ventilación.
- Materiales protegidos de agentes externos.
- Se comportan bien hasta los 230 Km/h; a partir de esta velocidad el desgaste aumenta considerablemente.
       Inconvenientes:
- Menor aprovechamiento de la adherencia. Para solucionar este problema se suelen utilizar sistemas mixtos de zapatas y discos junto con sistemas de antipatinaje.
- Mayor distancia de parada.
 

4) Los frenos neumáticos:
Su funcionamiento se basa en que el esfuerzo de frenado aplicado por las zapatas o discos proviene indirectamente del hecho de mover el pistón de un cilindro. Su esquema es el siguiente:


Frenos neumáticos






        Según el tipo de frenado que se quiera hacer éste puede ser:

1) Frenado continuo: el que realiza normalmente el maquinista o un viajero en caso de parada de emergencia.
2) Frenado automático: el que ocurre si hay una avería en el propio sistema de frenado.
3) Frenado de apriete y aflojamientos graduados: si se realiza de una forma escalonada.
        Tipos de frenos neumáticos:
       1- De aire comprimido.
        2- De vacío.
        3- Una combinación de los dos.
 
5) Frenado por aire comprimido:
Figuras aclarativas de cómo funciona este tipo de frenado:
 
Frenado por aire comprimido (reposo)-> Posición de reposo
 

Frenado por aire comprimido (servicio)-> Posición de servicio


 

Llave de mando del freno

Llave de mando del freno y sus diferentes posiciones

 

Inconvenientes en este sistema de freno:

- Retraso en el frenado de los vagones de cola.
- Es difícil obtener aflojamientos graduados.

Solución a estos inconvenientes:
Utilizar un sistema mezcla del automático y directo:
 

Frenado por aire comprimido con sistemas automático y directo (reposo)-> Posición de reposo
 

Frenado por aire comprimido con sistemas automático y directo (servicio)-> Posición de servicio


 
Dentro del frenado por aire comprimido hay que incluir también el freno de mano, indispensable para el estacionamiento del tren:


Freno de mano
Freno de mano en los vagones

 

6) Frenos motores y otros sistemas de frenado:
Dentro de los distintos frenos motores están:

1- Electrodinámicos: Cuyo fundamento es hacer que el motor trabaje como generador. Sólo se aplican a ejes motores. Estos a su vez pueden ser:
a) Reostáticos: De gran aplicación en locomotoras eléctricas. Se basa en que la inercia del motor, una vez desconectado de la red, hace que éste siga girando, pasando a funcionar como generador y de este modo la energía mecánica acumulada se va disipando en unas resistencias en forma de energía eléctrica, creando a su vez las corrientes circulantes por los devanados un par contrario al de giro, que hace que disminuya la velocidad del motor hasta valores en que los frenos de fricción puedan actuar y detener la máquina.

b) De recuperación: Se basa en conseguir transformar la energía cinética del tren en energía eléctrica reenviándola a la red. Se suele aplicar en el caso de trenes de cercanías y con grandes pendientes .


2- Hidráulicos: Compuesto de unos circuitos hidráulicos que por fricción con unos álabes frena los ejes motores.

        Hay otros sistemas de frenado menos importantes tales como:
- Patín electromagnético frotante: debido a su gran desgaste sólo se utiliza como freno de urgencia.
- Frenos de Foucault: Basado en crear corrientes parásitas que a su vez crean esfuerzos de frenado.
- Frenos aerodinámicos.
- Frenos de reacción.

 
 
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