freno de motor jacobs
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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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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”
- 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.