Serbatoi e Riserve d'Aria nell'Impianto Frenante Pneumatico del Camion

I serbatoi dell'aria compressa sono i contenitori che immagazzinano l'aria su cui lavorano i freni di servizio e di stazionamento. Un trattore tipico ne monta almeno tre: un serbatoio di alimentazione (chiamato anche serbatoio umido), un serbatoio primario e un serbatoio secondario. Il compressore riempie per primo il serbatoio umido; da lì l'aria passa attraverso valvole di ritegno unidirezionali verso i serbatoi primario e secondario, che alimentano due circuiti frenanti distinti, così che un guasto su un lato lasci comunque funzionanti i freni sull'altro.

Se non si capisce nient'altro dell'impianto dei serbatoi, occorre capire questo: esiste per ridondanza e riserva. I serbatoi forniscono una riserva d'aria che permette ripetute frenate a motore spento o compressore escluso, e il design a circuiti separati impedisce che una singola perdita svuoti l'intero sistema. Scaricarli mantiene quella riserva asciutta e l'acciaio protetto dalla ruggine.

I tre serbatoi e la funzione di ciascuno

L'aria fluisce dal compressore ai serbatoi in un ordine prestabilito, e ogni serbatoio ha un compito.

Il serbatoio umido prende il nome da ciò che vi si raccoglie. L'aria calda in uscita dal compressore trasporta vapore acqueo e una piccola quantità di nebbia d'olio. Quando quest'aria si raffredda all'interno del primo serbatoio, l'umidità condensa e precipita. È un comportamento voluto, che mantiene relativamente asciutti i serbatoi primario e secondario. Sui camion moderni un essiccatore d'aria è posizionato a monte dei serbatoi e rimuove gran parte di quell'umidità prima che raggiunga i serbatoi, ma il serbatoio umido resta comunque l'ultimo punto di raccolta. Per capire dove si collocano questi serbatoi nel circuito completo, consultare come funzionano gli impianti frenanti pneumatici.

Perché conta la suddivisione (doppio circuito)

Le normative federali richiedono che i veicoli pesanti abbiano due circuiti frenanti di servizio indipendenti. I serbatoi primario e secondario rappresentano la parte di accumulo di questo requisito. Se il circuito primario ha una perdita, il serbatoio secondario mantiene comunque la pressione e può fermare il camion, e viceversa. Si perde parte della capacità frenante, ma non si resta con un impianto vuoto. Questo è il fondamento di un impianto frenante pneumatico a doppio circuito, ed è per questo che sul cruscotto ci sono due lancette o un manometro doppio, uno per ciascun circuito.

Valvole di ritegno unidirezionali: l'isolamento tra i serbatoi

Tra il serbatoio umido e ciascun serbatoio di servizio è presente una valvola di ritegno unidirezionale. L'aria può fluire in avanti verso i serbatoi primario e secondario, ma non può rifluire indietro. Questo comportamento unidirezionale è ciò che rende reale la ridondanza.

• Se il serbatoio umido o una linea di alimentazione si guasta, le valvole di ritegno trattengono l'aria già immagazzinata nei serbatoi primario e secondario, così la frenatura resta attiva.
• Se un circuito di servizio perde pressione, la sua valvola di ritegno impedisce che quella perdita svuoti anche gli altri serbatoi.
• Durante la carica normale, le valvole semplicemente lasciano riempire e mantenere ogni serbatoio.

Una valvola di ritegno bloccata o che perde vanifica questa protezione. Se una singola perdita fa scendere entrambe le lancette del manometro insieme, una valvola di ritegno difettosa è il primo sospettato, perché i serbatoi non sono più isolati tra loro. Uno scarico di pressione persistente in tutto l'impianto va diagnosticato consultando la guida su impianto frenante pneumatico che perde pressione.

Scarico dei serbatoi e il problema dell'umidità

Ogni serbatoio si trova nel punto più basso del proprio circuito e ha una valvola di scarico sul fondo, sia essa un cavetto manuale, un rubinetto oppure uno scarico automatico che si apre periodicamente da solo. Lo scarico non è una manutenzione facoltativa che si può saltare.

L'acqua che rimane nei serbatoi provoca una serie di problemi:

• Corrosione interna. L'acqua stagnante arrugginisce il serbatoio dall'interno, assottigliando l'acciaio e causando col tempo microforature o la messa fuori servizio del serbatoio.
• Congelamento. Con il freddo, l'acqua raccolta gela nelle linee, nelle valvole e nei rubinetti di scarico, bloccando l'erogazione dell'aria o tenendo aperta una valvola.
• Contaminazione delle valvole. Acqua e fanghi d'olio proseguono a valle nelle valvole relè, nelle valvole a rilascio rapido e nelle camere freno, incollando le guarnizioni e rallentando la risposta.
• Riduzione dell'aria utile. L'acqua occupa un volume che dovrebbe contenere aria compressa.

Scaricare ogni serbatoio finché esce solo aria. Se giorno dopo giorno esce un flusso costante di acqua, probabilmente il disidratante dell'essiccatore è esaurito o l'impianto assorbe troppa umidità: non è solo un problema di abitudine allo scarico.

La buona prassi è scaricare i serbatoi ogni giorno, a fine turno mentre l'impianto è caldo e in pressione, così i contaminanti fuoriescono in modo pulito. I camion dotati di valvole di scarico automatiche meritano comunque un controllo manuale periodico, perché uno scarico automatico bloccato può perdere costantemente oppure smettere del tutto di funzionare. Se si estraggono grandi quantità di olio (non solo acqua) dal serbatoio umido, il problema è a monte, nel compressore, ed è trattato in perché un compressore dell'aria pompa olio.

Capacità e dimensionamento dei serbatoi

Il volume dei serbatoi non è arbitrario. Le normative richiedono che la capacità totale dei serbatoi sia dimensionata in rapporto al volume complessivo delle camere freno servite, in modo che l'impianto contenga aria a sufficienza per più frenate complete dopo che il compressore smette di ricaricare. In pratica i serbatoi sono abbastanza grandi da permettere diverse frenate decise, o da tenere fermo il camion con i freni di servizio, prima che la pressione scenda al punto di allarme bassa pressione intorno a 60 psi.

Il regolatore mantiene i serbatoi carichi. Disinserisce il compressore vicino al limite superiore, generalmente tra 120 e 135 psi, e lo reinserisce quando la pressione scende a circa 100-110 psi. Un impianto completamente carico si assesta tipicamente intorno a 120 psi nei serbatoi di lavoro. Se i serbatoi non raggiungono mai quel range, il guasto è di solito a monte, nel compressore o nel regolatore, non nei serbatoi stessi; vedere un compressore dell'aria che non fa pressione.

Ispezione dei serbatoi e prevenzione della corrosione

Durante il giro di controllo esterno e nella manutenzione programmata, i serbatoi meritano un'occhiata, non solo lo scarico.

1. Scaricare e controllare cosa esce. Prevalentemente aria va bene. Molta acqua indica che l'essiccatore va controllato; molto olio indica un problema al compressore.
2. Cercare ruggine e vaiolatura esterna, specialmente intorno al raccordo di scarico e alle saldature e staffe di fissaggio dove si accumula il sale stradale.
3. Controllare staffe e supporti di fissaggio. Un serbatoio che vibra allentato logora le linee e alla fine incrina un raccordo.
4. Ispezionare raccordi e linee per perdite con acqua saponata; una perdita lenta del serbatoio si manifesta come pressione che scende durante la notte.
5. Verificare la tenuta delle valvole di ritegno. Se spegnendo il motore e premendo il freno un circuito perde pressione molto più rapidamente del previsto, o entrambi insieme, verificare le valvole di ritegno.

La corrosione è il principale nemico del serbatoio, ed è quasi sempre un fallimento nella gestione dell'umidità. Mantenendo l'essiccatore efficiente e scaricando i serbatoi secondo programma, un serbatoio in acciaio dura molti anni. Se si lascia ristagnare l'acqua, il serbatoio marcisce dall'interno dove non si vede, finché non si guasta. Un serbatoio con ruggine passante visibile all'esterno, o danneggiato o ammaccato, va sostituito e non riparato, perché un serbatoio è un recipiente in pressione e un cedimento sotto pressione è pericoloso.

I serbatoi sono componenti semplici con un compito importante. Immagazzinano l'aria, mantengono separati i circuiti e forniscono la riserva che rende sicuri i freni pneumatici. Trattare lo scarico come un'abitudine quotidiana, tenere fuori l'umidità, e il resto dell'impianto, dalle valvole relè alle camere freno, resta più pulito e dura più a lungo.