Freni ad Aria Knorr-Bremse: Sistemi OE, Componenti e Ricambi

Knorr-Bremse è un fornitore di primo impianto di sistemi frenanti ad aria per veicoli commerciali pesanti, e produce compressori, unità di trattamento aria, valvole di comando, camere freno e freni a disco per la maggior parte dei costruttori europei di camion e autobus. Se si lavora su un Mercedes-Benz Actros, un MAN serie TG, un DAF, un Iveco o su moltissimi pullman, il compressore, l'unità di trattamento aria e i freni possono benissimo essere getti Knorr-Bremse, di solito venduti con il codice ricambio del costruttore del veicolo piuttosto che con il marchio Knorr. In Nord America lo stesso gruppo opera con il marchio Bendix, motivo per cui le due gamme condividono buona parte dell'impostazione progettuale.

La risposta pratica per un tecnico è che un impianto Knorr-Bremse è un normale sistema frenante ad aria pneumatico, non idraulico. Le soglie di pressione, il metodo di prova delle perdite e l'ordine diagnostico sono gli stessi di qualsiasi altro veicolo pesante. Ciò che cambia è la configurazione costruttiva, la numerazione dei ricambi e quanto controllo elettronico è sovrapposto alla pneumatica.

Come è organizzato il sistema

L'aria viene generata da un compressore d'aria alternativo azionato dal motore, montato sul motore stesso e trascinato da ingranaggi o cinghia. L'aria compressa esce dal compressore calda e carica di umidità e un po' di vapori d'olio, percorre la linea di mandata e passa attraverso lo stadio di trattamento prima di raggiungere i serbatoi. Per il quadro completo del circuito, vedere come funzionano i sistemi frenanti ad aria.

Sugli impianti moderni questo stadio di trattamento è un'unità di trattamento aria (APU): un unico corpo che combina quelli che un tempo erano tre o quattro dispositivi separati.

• Il regolatore, che decide quando il compressore carica e scarica
• La cartuccia essiccante, che rimuove umidità e vapori d'olio
• La valvola di protezione multicircuito, che ripartisce l'alimentazione tra i circuiti e protegge i rami frenanti in caso di guasto di uno di essi
• Su molte unità, un limitatore di pressione e una valvola di spurgo riscaldata per i climi freddi

Dall'APU l'aria alimenta il circuito di servizio anteriore, il circuito di servizio posteriore, il circuito di stazionamento e molla, e il circuito ausiliario che alimenta sospensioni pneumatiche, servofrizione, sedili e altre utenze. Il ramo ausiliario è deliberatamente a priorità più bassa e viene escluso per primo, così i circuiti frenanti mantengono sempre l'aria.

I principali gruppi di componenti

EBS: il livello elettronico

Su un veicolo con EBS (sistema frenante elettronico) la valvola del freno a pedale genera comunque un segnale pneumatico come backup, ma la richiesta primaria è un segnale elettrico inviato ai modulatori d'assale che generano localmente la pressione richiesta a ciascun assale. Questo garantisce una risposta più rapida, un migliore equilibrio tra trattore e rimorchio, e l'integrazione con ABS, controllo trazione, controllo stabilità e funzioni di frenata d'emergenza.

In officina questo significa che i manometri da soli non raccontano tutta la storia. Un freno che trascina o uno squilibrio di pressione può essere comandato elettronicamente anziché causato meccanicamente, quindi leggere prima i codici di guasto e confermare con i punti di prova pressione. Il circuito pneumatico di backup esiste comunque, deve comunque superare una prova di tenuta, ed è ciò che mantiene il veicolo arrestabile se l'elettronica va in avaria.

Pressioni da attendersi

I dati europei sono espressi in bar e quelli nordamericani in psi, ma la finestra operativa è sostanzialmente simile tra i costruttori.

Questi sono intervalli tipici solo a titolo orientativo. I valori esatti di intervento, avviso e rilascio delle molle di soccorso sono stabiliti dal costruttore del veicolo e variano per telaio e mercato, quindi ricavare i valori dalla documentazione di manutenzione attuale di quel veicolo prima di condannare un componente.

Identificare correttamente i ricambi

Le unità Knorr-Bremse riportano un'identificazione fusa o punzonata sul corpo, di solito un codice alfanumerico, e accanto ad essa si trova spesso anche il numero del costruttore del veicolo, perché la stessa unità viene venduta anche come ricambio Mercedes, MAN o DAF. Due abitudini fanno risparmiare molte spedizioni inutili.

1. Annotare ogni numero prima della rimozione. Fotografare il corpo, l'etichetta e la disposizione delle porte. Una volta smontato e sporco, i numeri incisi sono spesso illeggibili.
2. Non abbinare mai in base all'aspetto. Due compressori possono sembrare identici e differire comunque per cilindrata, tipo di azionamento, sistema di raffreddamento, configurazione dello scaricatore o filettatura delle porte.

Unità originale o ricambio di qualità OE?

I componenti frenanti ad aria sono critici per la sicurezza e regolamentati, in Europa dalla normativa ECE R13, che stabilisce i requisiti di prestazione frenante per l'intero veicolo. Un ricambio deve consentire al veicolo di continuare a soddisfare quello standard, il che è una questione di specifiche tecniche più che del marchio sulla scatola. Verificare che il ricambio corrisponda su:

• Cilindrata e portata, in modo che il tempo di carica rimanga nei limiti previsti
• Dimensioni delle porte, tipo di filettatura e orientamento delle porte
• Schema della flangia di fissaggio e disposizione dell'ingranaggio o della puleggia di trascinamento
• Sistema di raffreddamento, testa raffreddata ad aria o ad acqua, e disposizione delle porte del refrigerante
• Configurazione dello scaricatore e del segnale del regolatore
• Specifiche delle guarnizioni e dei materiali adatte alla temperatura di esercizio e all'olio motore

Un'unità costruita e collaudata secondo questi parametri si comporta come l'originale. Una che manca anche solo su un punto si manifesta più tardi con carica lenta, trascinamento d'olio o vita di servizio breve, che è la reale sostanza del confronto tra OE e aftermarket.

Punti di manutenzione da conoscere

La cartuccia dell'essiccatore è un elemento programmato, non un elemento di guasto. La maggior parte dei costruttori indica la sostituzione all'incirca ogni anno, prima in climi umidi o con cicli di lavoro gravosi. Una cartuccia satura lascia passare umidità e olio a valle e alla fine costa valvole e modulatori. Acqua nei serbatoi durante uno scarico di routine indica direttamente questo problema.

Olio nella linea di mandata indica un problema a monte. Residui oleosi allo spurgo o nel primo serbatoio di solito significano che le fasce del compressore o lo scaricatore lasciano passare olio, oppure che una perdita di sistema tiene il compressore in carica troppo a lungo. Individuare la perdita prima di condannare il compressore.

I perni guida dei freni a disco si bloccano. Sulle pinze flottanti il meccanismo deve muoversi liberamente, altrimenti si ha usura irregolare delle pastiglie, tiraggio in frenata e danni da calore al disco. La condizione del soffietto è l'avviso precoce; un soffietto spaccato lascia entrare acqua e il perno è di solito già compromesso.

Da dove iniziare quando qualcosa non va

Qualunque sia il marchio sul corpo, l'ordine è sempre lo stesso. Verificare che il regolatore intervenga e reinserisca alle pressioni specificate. Cronometrare la carica da reinserimento a intervento e confrontarla con le specifiche. Eseguire una prova di tenuta statica e sotto applicazione. Verificare che l'essiccatore spurghi in modo udibile all'intervento. Solo dopo iniziare a smontare i componenti. Una grande parte dei guasti segnalati ai compressori sui camion europei risulta essere una perdita, un essiccatore saturo o un regolatore che non segnala correttamente, tutti problemi più economici e veloci da risolvere rispetto alla sostituzione del compressore.