Il convertitore pneumo-idraulico è un dispositivo che trasforma la pressione pneumatica in pressione idraulica, trovando applicazione in diversi sistemi, in particolare nei sistemi frenanti di veicoli pesanti.
Principi di Base: Compressibilità dell'Aria e Incomprimibilità dell'Acqua
Il funzionamento del convertitore si basa su due concetti fondamentali: la comprimibilità dell'aria e l'incomprimibilità dell'acqua.
Per illustrare questi concetti, si può eseguire un semplice esperimento:
Materiale necessario: 2 siringhe da 5 ml.
- Si riempie una siringa d’aria e una d’acqua.
- Si prende la siringa con il gas e, dopo aver sigillato con il dito della mano l’ugello della medesima, si comprime il pistone.
- Si ripete la stessa cosa con la siringa piena d’acqua.
Osservazioni
Nel primo caso si osserva che lo stantuffo della siringa si lascia schiacciare fino a un valore limite comprimendo l’aria contenuta nella siringa.
Nel secondo caso, questo non è possibile anche applicando allo stantuffo una grande forza.
Conclusioni
Solo nel caso della siringa piena d’aria si osserva una diminuzione del volume della medesima in quanto essa è un gas.
Componenti e Funzionamento del Sistema Frenante Pneumo-Idraulico
Nei sistemi frenanti pneumatici, l’aria compressa giunge dai serbatoi al Distributore Duplex (D.D.) comandato dal pedale del freno. Il D.D. è collegato all’asse posteriore mediante una leva, determinando, tramite il puntale, una diminuzione o un aumento della pressione agli elementi frenanti.
Sui mezzi pesanti, dove la potenza frenante richiesta è maggiore, si utilizza un CONVERTITORE, in quanto converte la pressione da pneumatica in idraulica, tramite il servofreno sulla pompa idraulica.
Il Cilindro a Molla
Il cilindro a molla, presente sui mezzi pesanti, è costituito da: UNA MOLLA MOLTO ROBUSTA, DA UNO STANTUFFO e due camere. Il serbatoio va ad agire sullo stantuffo.
Quando l'aria compressa viene inviata dal serbatoio, comprime la molla determinando la sfrenatura del veicolo.
In caso di mancanza di aria compressa dall’elemento frenante, la molla determina la frenatura MECCANICA A BLOCCO dell’autoveicolo, che può essere sbloccata, per esempio, sull’apposita vite di sbloccaggio.
Servodistributore a Doppio Comando
In alcuni sistemi, sull'elemento frenante è installato il SERVODISTRIBUTORE A DOPPIO COMANDO.
Le funzioni di frenatura di soccorso e di servizio sono conglobate.
Freno Motore
Il Freno Motore (F.M.) è un sistema che sfrutta la resistenza del motore per rallentare il veicolo, riducendo il consumo ed il surriscaldamento del freno di servizio.
Il F.M. può essere integrato nel collettore di scarico e agisce sulla cremagliera della pompa d’iniezione in posizione di mandata nulla, inserendo automaticamente il freno motore anche in fase di scarico.
In questo modo, si riduce l'uso del freno a pedale, evitando così il consumo ed il riscaldamento dei freni.
Retarder
Il Retarder è un freno ausiliario che sfrutta principi diversi, come l'idrodinamica o l'elettromagnetismo, per generare una forza frenante aggiuntiva.
Retarder Idrodinamico
Il principio di funzionamento del Retarder idrodinamico è dato dalla quantità d’olio che entra nel RETARDER.
L'olio entra in uno spazio tra le pale del ROTORE e quindi aumenta l’azione frenante. La forza frenante è regolabile tramite una levetta che può assumere 6 posizioni differenti, variando così la quantità di olio tra le pale del RETARDER.
Retarder Elettromagnetico
Il Retarder elettromagnetico è costituito da uno STATORE (INDUZIONE FISSO) e da un ROTORE (INDUZIONE MOBILE).
Lo statore genera un campo magnetico uniforme, più o meno intenso a seconda dei circuiti inseriti, da 1 a 4.
La forza frenante viene applicata sull'assale del semirimorchio, tramite un apposito differenziale di trasmissione o direttamente sulle ruote.
Il campo magnetico agisce sul ROTORE e di conseguenza sulla trasmissione.
Frenatura del Rimorchio
La frenatura del rimorchio è gestita attraverso il Distributore Duplex (D.D.).
La forza frenante applicata al rimorchio è MODERABILE e determinata dal Distributore Duplex.
In caso di avaria della condotta, il rimorchio mantiene la frenatura.
La pressione applicata al rimorchio non proviene direttamente dal D.D., ma dalla pressione dell’aria proveniente dal Duplex, modulata dal servodeviatore.
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