Manual 1

Esta presión, regulada desde la cabina de conducción con el mando de freno, acciona los dispositivos de freno situados en cada vehículo, con lo que se obtiene un freno continuo a lo largo del tren, comandado por el maquinista, o provocado automáticamente por ruptura de dicha tubería (freno automático).

La presión en esta tubería varía (con ciertas tolerancias) entre 5 kg/cm², para el afloje, y 3,5 kg/cm², para el freno máximo de servício. En urgencia baja hasta 0 kg/cm² y en procesos de afloje rápido y sobrecarga sobrepasa los 5 kg/cm².

4.2. Tubería de Depósitos Principales (TDP).

Es una tubería similar a la TFA pero no es regulada por el mando de freno.

Sirve para alimentar por aire comprimido al equipo de freno (válvulas relé) de las locomotoras (remolcadas o en servicio), coches de viajeros y furgones, así como otros dispositivos auxiliares (puertas, etc.).

Los vagones no disponen de dicha tubería salvo casos especiales.

La presión en esta tubería se mantiene entre 7 y 10 kg/cm².

4.3. Semiacoplamientos.

A través de los mismos, las tuberías de aire se unen de un vehículo a otro. Los semiacoplamientos no utilizados serán inmovilizados en sus soportes correspondientes. No se deben dejar nunca colgando, pues podrían introducirse objetos extraños en los semiacoplamientos y llegar a obstruirse la tubería, con el consiguiente riesgo para la seguridad de la circulación.

En algunos casos, las tuberías se bifurcan en los testeros del vehículo, llevando cada uno dos semiacoplamientos, aunque se utilizará solo uno de ellos.

Los semiacoplamientos de la TFA están situados hacia la parte interior, junto al gancho de tracción, y los de la TDP al exterior, junto a los topes.

Figura 5. Semiacoplamientos.

4.4. Grifo de aislamiento.

Establece la continuidad o el aislamiento de las tuberías.

Está situado en los testeros entre la Tubería del Freno o la Tubería de Depósitos Principales y el semiacoplamiento correspondiente.

El grifo de aislamiento de la TFA está pintado de azul y el de la TDP de rojo.

Tene dos posiciones "abierto" y "cerrado".

En la posición "cerrado", perpendicular al semiacoplamiento, se aísla la tubería y se pone en comunicación con la atmósfera el simiacoplamiento correspondiente, vaciándose el otro semiacoplamiento y el resto de la tubería unida a él.

Si los grifos están cerrados, los semiacoplamientos de freno entre los vehículos se encuentran sin presión, pudiendo ser separados sin peligro alguno.

Figura 6.a Grifo de Aislamiento cerrado.

En la posición "abierto", paralelo al semiacoplamiento, asegura la continuidad en las tuberías.

Para desacoplar los semiacoplamientos, los grifos de aislamiento respectivos deben estar en posición "cerrado", pues la presión del aire puede imprimir movimientos incontrolados a los semiacoplamientos y ocasionar lesiones graves al agente que efectúa la operación.

Figura 6.b. Grifo de aislamiento abierto.

Grifos de Aislamiento en sección.

1.	Brida.
2.	Junta anular.
3.	Macho de segmento esférico.
4.	Maneta.
5.	Tornillo de escape.
6.	Junta anular.
7.	Cuerpo.
8.	Dispositivo de enclavamiento.
0.	Orificio de escape.

Figura 6.c. Grifo de Aislamiento.

4.5. Distribuidor.

Las "órdenes" de frenado transmitidas por la TFA, son "ejecutadas" por el distribuidor de cada vehículo.

El distribuidor posee un cuerpo de válvula universal (válvula de base unitaria) que, de acuerdo con el fin a que se destine, se completa mediante la inserción de piezas adicionales y accesorios. Además, bien formando parte integrante de un mismo cuerpo o en sus proximidades, están la válvula de aflojamiento del deposito de control, la llave de aislamiento, el cambiador de régimen, el cambiador de potencia y el depósito de reserva.

Figura 7. Distribuidor del freno.

Al disminuir la presión en la TFA, y gracias al mantenimiento de la presión de control del deposito del mismo nombre, pasa el aire del depósito auxiliar al cilindro de freno, mientras que al aumentar, provoca el escape de aire del cilindro de freno hacia la atmósfera, así como la alimentación del depósito auxiliar por la TFA.

Existen diversos modelos de distribuidor, y en algunos de ellos, con válvulas relé, incorporadas o separadas. Necesitan una alimentación de aire desde la TDP (Material Motor y en parte remolcado viajeros) para hacer posible el funcionamiento del freno.

4.6. Válvula de aflojamiento.

Permite aflojar el freno del vehículo sin que sea necesario aumentar la presión de la TFA.

Deja escapar el aire del depósito de control del distribuidor. Cuando la presión del aire de dicho depósito queda por debajo de la presión existente en la TFA, el aire del cilindro de freno se descarga a través del distribuidor.

Se acciona mediante un asa situada normalmente en cada uno de los costados del vehículo, adosada a una varilla (cadenilla) que actúa sobre la válvula situada en el distribuidor.

Su funcionamiento es automático en el material remolcado, basta tirar del asa enérgicamente durante un breve espacio de tiempo. En cuanto comienza a escaparse el aire, el vaciado de cilindro de freno se realiza de forma automática hasta el total afloje del vehículo.

Figura 8. Mando de la válvula de aflojamiento
(cadenilla).

4.7. Llave de aislamiento.

Tiene por objeto poner o dejar fuera de servicio el equipo de freno del vehículo.

Consta de una palanca situada normalmente en cada uno de los costados del vehículo, que puede adoptar dos posiciones: "Conectado" (palanca vertical) y "Aislado" (palanca horizontal).

En los vehículos con equipos de freno KE (distribuidor Knorr) cuando se sitúa la llave de aislamiento en la posición "aislado", se provoca la descarga del aire comprimido del cilindro de freno y depósito auxiliar, es decir, el aflojamiento de las zapatas. Al propio tiempo, se aísla el distribuidor de la TFA.

En los vehículos equipados con freno CH (distribuidor Charmilles/Wabco), sin embargo, cuando se sitúa la llave de aislamiento en la posición "aislado" se provoca el frenado del mismo al propio tiempo que se aísla el distribuidor de la TFA.

La palanca o llave de aislamiento actúa sobre el distribuidor, generalmente, por medio de una timonería y está instalada en cada uno de los costados del vehículo, salvo en algunos vehículos motores y en los TALGO.

POSICION.

Los vehículos la llevarán normalmente en posición "conectado" , y en la posición "aislado" únicamente cuando tengan el freno inútil o esté prescrita su desconexión.

En los vehículos con equipo de freno por aire comprimido CH (distribuidor Charmilles) es preciso, además de poner la llave en posición "aislado" , accionar la válvula de aflojamiento.

En los coches de viajeros series 9000, 10000, 11000 y 12000 es preciso, además de poner la llave en posición de "aislado", cerrar la válvula situada en la proximidad del depósito auxiliar próximo al bogie (lado freno de estacionamiento), con objeto de cortar la comunicación entre la tubería TDP y dicho depósito auxiliar.

Figura 9. Llave de aislamiento.

4.8. Depósito auxiliar.

Tiene por objeto acumular el aire comprimido para el cilindro de freno. Su capacidad se ha calculado de forma tal que al final de la carrera del émbolo, en el caso de frenado normal total, la presión del depósito queda siempre por encima de la presión del cilindro de freno.

Figura 10. Depósito auxiliar.

4.9. Cambiador de régimen.

La máxima eficacia de una acción de frenado se consigue alcanzando el máximo apriete de zapatas, sin llegar al bloqueo de ruedas, y la mayor rapidez posible, sin provocar fuertes acciones. Por este motivo la mayoría de los vehículos, están dotados del Cambiador de Régimen para adaptarse a los distintos tipos de trenes.

Consta de una palanca situada normalmente en cada uno de los costados del vehículo que puede adoptar varias posiciones. En cada posición, designada con una letra inscrita en una placa situada en el extremo de la palanca, el equipo de freno actúa de diversas formas, como se indica a continuación.

4.9.1. Régimen mercancías, posición G o M.

En los trenes largos y pesados de mercancías, la aplicación de las zapatas a las ruedas debe ser rápida pero ligera al principio para permitir una elevación lenta y progresiva del esfuerzo de frenado.

Al frenar, la presión del cilindro de freno crece gradualmente, alcanzándose el valor máximo al cabo de 18 a 30 segundos. El esfuerzo sobre las zapatas crece, por consiguiente, lentamente.

Al aflojar, el vaciado del cilindro de freno tiene lugar también lentamente al cabo de 45 a 60 segundos.

Si a esto unimos el retardo por la longitud del tren, se pueden aumentar estos tiempos del orden de 10 a 15 segundos en cola del tren, para trenes muy largos (500 a 700 metros). Por este motivo después de un frenado en trenes con posición G o M, hay que esperar, una vez que la TFA haya vuelto a subir a 5 kg/cm², entre 60 y 90 segundos antes de iniciar el arranque para permitir aflojar al último vagón. En caso contrario se corre el riesgo de una rotura de gancho de tracción y en todos los casos someter a esfuerzos mayores de los previstos a la locomotora y vagones con lo que se fomentan anomalías posteriores.

Figura 11. Cambiador de Régimen.

4.9.2. Régimen viajeros, posición P o V.

En los trenes de viajeros la actuación del frenado debe ser rápida y el apriete máximo alcanzarse con toda rapidez. Esto también ocurre en trenes cortos de mercancías.

Al frenar, la presión del cilindro de freno crece rápidamente, alcanzándose el valor máximo de 3 a 5 segundos. El esfuerzo sobre las zapatas crece, por consiguiente, rápidamente.

Al aflojar, el vaciado del cilindro de freno se efectúa también rápidamente al cabo de 15 a 20 segundos.

El retardo total de frenado, incluido el debido a la longitud del tren, es de 5 a 10 segundos, y el afloje, antes de iniciar el arranque del tren es de 25 a 40 segundos.

Dentro de la gama de los trenes de viajeros, los vehículos suelen disponer de equipamientos complementarios para aumentar la eficacia del frenado y permitir mayores velocidades.

4.9.3. Régimen viajeros, posición R.

El proceso de frenado y aflojamiento es igual que en el régimen de viajeros, P o V, pero el valor máximo de la presión de aire en el cilindro de freno es mayor y, por consiguiente, más elevado el esfuerzo sobre las zapatas (porcentaje de peso freno mayores del 120%).

Hay vehículos de viajeros y material motor que sólo disponen de este régimen o del que se describe a continuación.

4.9.4. Régimen viajeros de alta potencia, posición

Aumento del valor máximo de la presión de aire en el cilindro de freno, igual al anterior, aunque proporciona mayores prestaciones de frenado debido a que los vehículos equipados con freno

de alta potencia están siempre provistos de zapatas con mayor coeficiente de rozamiento o con frenos de disco (porcentajes de peso freno mayores del 150%).

4.10. Cambiador de potencia.

El peso de un vehículo con su carga, en relación con su peso en vacío (tara), aumenta poco en los coches de viajeros, pero supone en general un incremento importante en vagones de mercancías.

Si en estos vagones se dimensiona el esfuerzo de frenado para el peso del vagón a plena carga, cuando éste circule en vacío se producirá exceso de apriete y consecuentemente, el bloqueo de las ruedas y su deslizamiento con formación de planos en su superficie de rodadura.

Si el apriete se dimensiona para el peso en vacío, el frenado, por el contrario, será insuficiente cuando el vagón circule cargado.

La solución es equipar a los vagones de un dispositivo que permita graduar la potencia de frenado, modificando el esfuerzo sobre las zapatas para adecuarlo a la masa del vehículo, es decir al esfuerzo adherente que ésta produce entre rueda y carril.

Su función es modificar el esfuerzo sobre las zapatas, bien cambiando la multiplicación de la timonería o variando la presión del aire en el cilindro de freno, con objeto de adecuar dicho esfuerzo a la masa del vehículo.

4.10.1. Cambiador manual de potencia.

Consiste en una manivela situada en cada uno de los costados del vehículo que puede adoptar dos posiciones: "VACIO" o "CARGADO". En una placa situada en el extremo de la palanca se han inscrito cuatro valores numéricos, cuyo significado es el siguiente:

Los dos valores situados arriba a la izquierda y derecha, indican, respectivamente, la masa frenada correspondiente a cada una de las posiciones de la palanca.

El valor (cifra roja) situado abajo a la derecha, indica la carga de cambio en toneladas a partir de la cual hay que cambiar la palanca a posición "CARGADO".

El valor (cifra amarilla) situado abajo a la izquierda, indica el valor total de cambio en toneladas (tara más carga ) a partir del cual hay que cambiar la palanca a posición "CARGADO".

Figura 12. Cambiador manual de potencia.

La palanca de cambio irá en la posición "VACÍO" cuando:

El vehículo vaya vacío.

Su carga en toneladas sea menor que la cifra roja de la carga de cambio, situado en la parte inferior derecha de la placa del cambiador.

Si no es legible la cifra roja, la carga sea menor que la mitad de la máxima asignada.

La tara más la carga sea menor que el valor total de cambio (cifra amarilla situada en la parte inferior izquierda de la placa de dicho cambiador).

En la posición "CARGADO" cuando:

La carga sea igual o mayor que la cifra roja.

Si no es legible la cifra roja, la carga sea igual o mayor que la mitad de la máxima asignada.

La tara más la carga sea igual o mayor que el valor total de cambio.

En los vehículos de Tráfico Internacional no figura la cifra roja, sino el valor total de cambio en la parte inferior de la placa del cambiador.

Cuando un vehículo circula con la palanca del cambiador de potencia en posición incorrecta:

Si la posición es "VACÍIO", el esfuerzo de frenado es insuficiente.

Si es " CARGADO", el esfuerzo de frenado es excesivo y, por tanto, existe el riesgo de que las ruedas se deslicen sin girar sobre los carriles, provocando planos en su superficie de rodadura y pérdida de potencia de frenado.

4.10.2. Cambiador automático de potencia.

La modificación del esfuerzo sobre las zapatas en posición "VACÍO", o en posición "CARGADO", se realiza automáticamente. Carece, por tanto, de órgano de mando manual.

Figura 13. Cambiador Automático de Potencia.

Con objeto de conocer la posición adoptada por el cambiador, el vehículo está provisto de un indicador óptico constituido por una varilla que se desplaza a lo largo de un tubo con una pequeña mirilla a través de la cual aparecen las letras "V" o "C" indicativas de la posición del cambiador.

También es posible reconocer la posición adoptada por el cambiador, observando si la varilla queda al ras o penetra dentro del tubo, según se trate de la posición "V" o de la "C", respectivamente.

4.10.3. Cambiador autocontinuo de potencia.

Modifica el esfuerzo de las zapatas de forma continua en función de la carga más la tara del vehículo. No lleva, ni mando ni indicador.

Los cambiadores de potencia pueden ser únicos para el vehículo o estar duplicados, de forma que cada cambiador corresponde a cada uno de los bogies o ejes del vagón.

Figura 14. Cambiador Autocontinuo de Potencia.

4.11. Regulador del freno.

Permite mantener constantes los juegos entre zapatas y ruedas en su valor normal.

Los reguladores de simple efecto actúan automáticamente cada vez que se apriete y afloje el freno del vehículo. Si el juego entre zapatas y ruedas es excesivo por desgaste de éstas o a causa de la carga del vagón (provoca la separación de las zapatas), lo restablece a su valor normal al cabo de varios frenados.

Los reguladores de doble efecto también actúan automáticamente, aunque más rápidamente cada vez que se aprieta y afloja el freno del vehículo, tanto si los juegos son excesivos como reducidos. En consecuencia, los juegos de las zapatas y ruedas recuperan su valor normal después de dos frenados, bien sean éstos demasiado grandes a consecuenca de desgastes o demasiados pequeños después de una renovación de zapatas o a causa de la descarga del vagón (provoca la aproximación de las zapatas).

Figura 15. Regulador de freno.

El regulador mantiene, por tanto, constante la carrera del émbolo, lo que resulta indispensable para lograr una aplicación eficaz de las zapatas contra las llantas.

4.12. Cilindro de freno.

En él se desarrolla el esfuerzo de frenado.

Al aflojar, el aumento de presión en la TFA, es detectado por el distribuidor, provocando éste la evacuación del aire de cilindro de freno y la entrada del aire en el depósito auxiliar que queda, así, preparado para un frenado posterior.

Al efectuar el frenado, se produce una reducción de presión en la TFA que es detectada por el distribuidor, provocando éste el paso del aire comprimido desde el depósito auxiliar al cilindro de freno, interrumpiéndose, al mismo tiempo, la comunicación de este cilindro con la atmósfera. La presión del aire en el cilindro de freno desplaza el émbolo y éste a la timonería transmitiéndose el esfuerzo a las zapatas.

También se utilizan, sobre todo en material motor, bloques de freno que incluyen en un conjunto compacto el cilindro, el regulador, la timonería y las zapatas de freno. Estos dispositivos son los que disponen del freno de estacionamiento por resorte.

Figura 16. Cilindro de freno.

4.13. Timonería.

Está constituida por una serie de bielas y palancas destinadas a transmitir a las zapatas el esfuerzo desarrollado por el cilindro de freno, con el mejor rendimiento posible. La relación entre la fuerza total realizada por las zapatas de freno de un vehículo y el esfuerzo desarrollado por el cilindro de freno, prescindiendo de las pérdidas por rozamientos, se denomina multiplicación de la timonería.

Figura 17. Timonería.

4.14. Zapatas.

Para lograr el esfuerzo del frenado, se utilizan zapatas de fundición o compuesto, que se aplican sobre la superficie de rodadura de las ruedas de los vehículos o sobre discos.

Los vehículos provistos de zapatas de compuesto presentan, con respecto a las de fundición, las siguiente ventajas:

Menor desgaste y, por tanto, menor conservación.

Menor ruido durante los frenados.

El coeficiente de rozamiento se mantiene constante durante el frenado.

No se produce polvo metálico durante los frenados.

En algunos vehículos, las zapatas, denominadas guarniciones o pastillas se aplican sobre discos solidarios a los ejes. Cada eje posee, normalmente, dos discos fijados al mismo o situados a cada lado del cuerpo de las ruedas.

Figura 18. Guarniciones.

Los vehículos provistos de frenos de disco presentan, con respecto a las zapatas de fundición, las mismas ventajas que las de compuesto.

Las zapatas de compuesto o de disco mantienen sensiblemente constante el coeficiente de rozamiento, por lo que los Maquinistas deberán accionar el freno con mayor antelación, cuando sea necesario detener el tren a baja velocidad (estacionamiento en vías de mango, maniobras, etc.) que cuando éste va frenando con zapatas de fundición.

También existen zapatas o guarniciones de material sinterizado que tienen características intermedias pero más parecidas a las de compuesto.

4.15. Dispositivos antibloqueo.

Es un dispositivo usado en algunas locomotoras, automotores y coches de viajeros que optimiza las condiciones de adherencia rueda-carril cuando son desfavorables.

Figura 19. Dispositivos antibloqueo.

Este dispositivo se usa normalmente en vehículos cuyo porcentaje de peso freno es superior a 120%.

Cuando se remolcan vehículos dotados de este dispositivo y no está conectada la batería de los mismos, hay que tener en cuenta las indicaciones dadas en sus manuales de conducción o de uso.