Visão Geral Sobre o Sistema de Freio a Ar

Para que os trens possam desacelerar de forma eficaz, cada veículo da formação precisa aplicar os freios de forma relativamente simultânea. Isso é realizado pelo sistema de freio a ar do trem. Cada veículo ferroviário vem equipado com uma mangueira de linha de ar em cada extremidade. Quando os veículos são acoplados, suas linhas de ar também são conectadas. Desta forma, o maquinista do um veículo da frente é capaz de operar os freios em todo o trem, usando um único dispositivo de controle de freio do trem.

O ar do sistema de freio é bombeado por compressores encontrados a bordo dos veículos motorizados e é distribuído por todo o trem por meio de um sistema de válvulas, tubos e mangueiras. Para simplificar, o sistema pode ser visto como composto de três unidades separadas: reservatório principal, tubo de freio e cilindro de freio.

O reservatório principal é um recipiente de alto volume encontrado a bordo de veículos motorizados. Geralmente é mantido altamente pressurizado pelo compressor de bordo e serve para fornecer pressão ao restante do sistema.

O tubo de freio, pressurizado pelo reservatório principal, é um sistema de válvulas, tubos e mangueiras esticados ao longo de todo o trem. A cada acoplamento, o fluxo de ar pode ser aberto ou fechado manualmente, por meio de uma válvula em sua base, denominada torneira angular. Isso é feito nas extremidades do trem, para evitar que o ar pressurizado escape para a atmosfera. Em condições normais de operação, o tubo do freio mantém uma pressão de 5 bar.

Finalmente, cada veículo individual tem um ou mais de seus próprios cilindros de freio. Estes são recipientes de baixo volume que exercem pressão sobre um pistão, que pressiona as sapatas do freio do veículo contra as rodas, fazendo com que ele diminua a velocidade. Uma válvula de controle reage às mudanças de pressão no tubo de freio, pressurizando os cilindros de freio com ar correspondentemente, de recipientes especializados encontrados em cada veículo, chamados de reservatórios auxiliares.

Ao operar a alavanca do freio do trem, o maquinista controla a pressão do tubo do freio, afetando indiretamente a quantidade de ar fornecida a cada cilindro de freio do trem. Ao mover a alavanca do freio do trem na direção "aplicar", o maquinista despeja o ar do tubo do freio na atmosfera. As válvulas de controle de cada veículo liberam a pressão contida nos reservatórios auxiliares para os cilindros de freio e, assim, acionam os freios. Ao mover a alavanca do freio do trem na direção "soltar", o maquinista pressuriza o tubo do freio com ar do reservatório principal. Isso reabastece o reservatório auxiliar e as válvulas de controle reagem despejando a pressão do cilindro de freio na atmosfera, liberando os freios.

In case the connection between the vehicles is broken, full brakes will apply automatically on both remaining train parts. This safety feature is integral to the pressurized air brake system design. Brake pipe needs to be fully pressurized so that the brakes are released. When the brake pipe loses all pressure, brakes get fully applied. This is also one of the disadvantages of the system – before a train can be safely set in motion, it must be pressurized first. The longer the train, the longer it takes to pressurize the system, particularly the auxiliary reservoirs. With long trains, adding extra locomotives can help pressurize the system faster.