Freno de Motor Jacobs
El freno de motor Jacobs o también conocido como “JAKE BRAKE” fue inventado
por Clessie Cummins, quien también inventó el motor diesel Cummins. Este freno es un retardador que retarda el funcionamiento del motor diesel, esta acción ayuda a perder velocidad al vehículo sin accionar los frenos de servicio y mejorar el control sobre el vehículo. De esta manera los intervalos de mantención de los frenos de servicios se ven alargados y además el calor disipado por estos frenos (elementos de fricción) también se ve controlado.
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Funcionamiento
Este freno al activarse modifica la operación de las válvulas de escape del motor. Esta modificación hace que el motor se comporte como un compresor de aire que solo absorbe potencia. Potencia que absorbe del movimiento del vehículo, lo que implica una desaceleración de este. Para esto en las culatas de los motores que poseen este tipo de frenos se instalan cubiertas que poseen válvulas de solenoide, pistones maestros y auxiliares, una fotografía y el despiece de una cubierta de freno de motor Jacobs se muestra en las siguientes imágenes:
*Imagen obtenida de “Manual de Servicio Pesado, Suplemento 1, Enero 1994”
Como ya fue mencionado este freno convierte al motor diesel del vehículo en un compresor de aire que absorbe energía. Esto es logrado a través de una transferencia de movimiento a través del pistón maestro y pistón auxiliar que vemos en la imagen superior, movimiento el cual abre la(s) válvula(s) de escape del cilindro del motor cuando este está cerca del punto muerto superior de la carrera de compresión normal del motor. De esta manera la carga comprimida del cilindro es liberada por el escape. El retorno de este aire comprimido a la atmosfera impide el retorno de energía al pistón del motor en cuestión durante la carrera de potencia lo cual conlleva a una pérdida de energía y que el trabajo que el motor realiza en comprimir la carga de aire del cilindro no es devuelta al motor durante el proceso de potencia. La secuencia logica de funcionamiento para que este escape de aire comprimido ocurre de la siguiente manera: -
Al activar el freno de motor en cuestion se excita la valvula de solenoide, permitiendo el flujo de aceite presurizado por la valvula de control hacia el pistón maestro y pistón auxiliar.
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La presion del aceite genera un descenso del pistón maestro lo que genera que este descanse sobre el rodillo del brazo de balancin del inyector.
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Dicho brazo comienza su carrera ascendente tal como si fuera un ciclo de inyeccion normal forzando al pistón maestro hacia arriba y generando un flujo de aceite de una elevada presión al pistón auxiliar, esta presion es necesaria para la valvula de retención de bola, así esta retiene el aceite de alta presión en el sistema del pistón maestro-auxiliar.
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Cuando el pistón en cuestión del motor esta terminando su carrera ascendente en compresión, el pistón auxiliar desciende gracias al flujo de alta presión de aceite, lo cual provoca la apertura de las válvulas de escape, soltando el aire que ha sido comprimido por el pistón al multiple de escape.
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Luego al final inferior de la carrera del pistón auxiliar este se separa de la valvula accionada, lo que permite el flujo de aceite al acumulador. Lo que reduce la presion significativamente en el circuito de alta presion, permitiendo la retracción del pistón auxiliar y que las válvulas de escape del motor se cierren para así prepararse para su ciclo normal. La presión retenida en el acumulador permite que este sistema este completamente cargado para el siguiente ciclo de frenado. El aire comprimido por el pistón es liberado y así se completa el ciclo de frenaje de compresión.
En el esquema siguiente se pueden apreciar los componentes de estas cubiertas para comprender mejor como actuan estos sobre las válvulas de escape.
*Imagen obtenida de “Manual de Servicio Pesado, Suplemento 1, Enero 1994”
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Componentes
El principal componente del freno de motor Jacobs son las cubiertas que acabamos de analizar donde se encuentran la valvula solenoide que es activada por el conductor directamente, la valvula de control, el pistón maestro, los tornillos de nivelación y ajuste del pistón auxiliar, el acumulador. En resumen esta serie de válvulas y solenoides contenidas en este conjunto permiten la apertura de las válvulas de escape durante la carrera de compresión del motor para así convertirlo en un compresor que genera par negativo. Además de estos componentes también tenemos algunos componentes adicionales que permiten el accionamiento de este freno como los interruptores de este freno de motor que se encuentran en el tablero y el interruptor presente en el pedal de embrague del vehículo.
*Interruptores del freno de motor.
Como se puede ver en el esquema este freno permite activar el freno de forma diferencial. Ya que con este comando se puede activar este freno en 2 cilindros o en 4 cilindros (ejemplo sólo aplicable a este ejemplo, los controles variaran dependiendo de cuantos cilindros tenga el motor), de esta manera se activan una cantidad determinada de cubiertas que accionaran las respectivas válvulas de escape.
*Interruptor de embrague
Este sistema instala un interruptor en el pedal de embrague, mediante el cual el sistema se desactiva al ser este pedal accionado para cambiar o sacar la marcha.
Retardador eléctrico
El retardador electro magnético es un dispositivo el cual nos ayuda para desacelerar un vehículo en movimiento de forma segura y gradual, pero no funciona cuando el vehículo se encuentra detenido. Este es un sistema de apoyo al él frenado que nos sirve para desacelerar el vehículo durante un recorrido y me dienta el cual se le resta trabajo a las balatas, discos y el freno de servicio. Además mejora la conducción y proporciona comodidad y seguridad a la conducción. Este sistema de frenado solo sirve de apoyo ya que no detiene completamente al vehículo, por otra parte actúa manteniendo a ciertas revoluciones para que así circule a la velocidad deseada en pendientes o con dificultades climáticas. De otra manera en pendientes muy largas el solo uso del freno de servicio causaría el efecto de fading en los componentes lo cual aria ineficaz el sistema y se perdería el control. Su funcionamiento se basa en la creación de un campo magnético generado entre un núcleo de bobinas (ESTATOR) y dos volantes (ROTORES). Este campo creado se opone al movimiento que giran en el mismo sentido que la flecha cardán. Debido a este procedimiento, el freno electromagnético es capaz de retardar la velocidad de desplazamiento del vehículo, sin generar desgaste de ninguna pieza, debido a que no existe fricción entre sus partes .
Las ventajas de este sistema son las siguientes al no haber rozamiento entre los componentes el desgaste y el mantenimiento son mínimos y además ayuda a frenar vehículos muy pesados como camiones, buses y trenes.
*Ubicación del conjunto del retardador electromagnético en el eje cardán.
*Ubicación de los elementos electromagnéticos del retardador.
Componentes del retardador
1).- Interruptor del Retardador: Es el encargado de por medio del conductor abrir o cerrar el paso de corriente eléctrica que es enviada al retardador. 2).- Palanca de mandos: Esta palana consta de varias posiciones, la que se encarga de enviar un paso de corriente según el conductor lo requiera siendo activado de forma manual. 3).- Luz Piloto: Esta luz se activa al momento de poner en servicio el retardador de freno indicándole al conductor de su activación. 4).- Caja de elementos Eléctricos: Esta está instalada cerca de las baterías y se encuentran conectados entre el control manual y el sistema de potencia. 5).- El Retardador: Este está formado por dos componentes básicos que es el estator y el rotor.
- Esquema de instalación sistema de retardador de freno
En este diagrama observamos cómo se conecta este freno en su forma básica. Donde observamos que el positivo lo obtenemos del motor de arranque y el negativo se obtiene de la carrocería propiamente tal. A su vez tenemos un interruptor de encendido y apagado del sistema y siguiendo la misma línea tenemos una palanca que controlada por el conductor donde él es el encardo de elegir que tanta ayuda necesita para energizar con más o menos
potencia a él retardador. Este sistema además consta de una caja de relés que controla el paso de la corriente para luego desviarla hacia el retardador y tener su mejor desempeño. La luz testigo es la encargada de marcar al interior de vehículo el encendido del retardador para que así el conductor este informado de la acción, por eso se ve que va conectada al interruptor y a la palanca de mando.
