Cos'è un impianto frenante ad aria dual?

Un impianto frenante ad aria dual è una configurazione frenante per veicoli pesanti che divide i freni di servizio in due circuiti pneumatici completamente separati — un circuito primario e un circuito secondario. Ogni circuito ha il proprio serbatoio, le proprie linee di alimentazione e il proprio gruppo di valvole. Entrambi sono caricati dallo stesso compressore d'aria, ma a valle dell'alimentazione sono isolati l'uno dall'altro. Il punto è una semplice ridondanza: se un circuito ha una perdita o una linea cede, l'altro circuito ha comunque aria e frena comunque il camion.

Praticamente ogni camion, trattore e autobus costruito per le strade statunitensi dalla metà degli anni '70 usa questo design a divisione. Un impianto pneumatico a circuito singolo era un singolo punto di guasto — una linea rotta e non si avevano più freni di servizio. La configurazione dual elimina questo rischio. È il motivo per cui un veicolo con impianto frenante ad aria correttamente manutenuto può perdere un intero circuito e riuscire comunque a essere portato a una fermata controllata.

Come sono divisi i due circuiti

Il compressore carica un serbatoio di alimentazione (o "bagnato"), e da lì l'aria viene instradata in due serbatoi di servizio indipendenti. Una valvola pedale dual comanda invia aria a entrambi i circuiti contemporaneamente quando si preme il pedale del freno. Sulla maggior parte dei camion e trattori la divisione segue gli assali:

La disposizione esatta varia a seconda del costruttore e del veicolo — alcuni design alimentano il rimorchio dal lato primario, altri incrociano l'alimentazione diversamente — ma il principio è costante: due circuiti isolati, un pedale, una fonte d'aria. Entrambi i circuiti si trovano a valle del compressore e dei suoi controlli di carica, quindi l'intero impianto dipende da componenti a monte in buona salute. Per capire come l'aria arrivi dal compressore a questi serbatoi, vedere come funzionano gli impianti frenanti ad aria.

Perché la ridondanza conta

Le linee dell'aria si sfregano, i raccordi si allentano e i tubi si guastano — di solito uno alla volta. Con un impianto dual, un guasto è contenuto a un singolo circuito. Si perde circa metà della capacità frenante di servizio, ma si mantiene l'altra metà. Invece di una perdita totale dei freni ad alta velocità, si ottiene un veicolo degradato ma guidabile, più un forte avviso che dice di accostare. Quella differenza è ciò che impedisce a un guasto meccanico di trasformarsi in un incidente.

Cosa succede quando un circuito si guasta

Il comportamento dipende da quale circuito si perde, ma lo schema è prevedibile:

• Perdita del circuito primario: i freni di servizio posteriori si escludono. Si frena ancora sui freni anteriori (secondari), ma la distanza di frenata aumenta e occorre premere il pedale con più forza. L'allarme bassa pressione scatta.
• Perdita del circuito secondario: i freni di servizio anteriori si escludono. I freni di servizio posteriori funzionano ancora. Anche qui l'allarme si attiva.
• Continuando a perdere pressione: se si ignora l'allarme e la pressione continua a scendere, i freni a molla (di stazionamento) si inseriscono automaticamente — tipicamente intorno a 20-45 psi — e portano il veicolo a fermarsi che lo si voglia o no.

La risposta sicura a qualsiasi perdita d'aria è sempre la stessa: accostare e fermarsi finché si ha ancora aria, poi trovare e riparare la perdita. Un veicolo che continua a perdere pressione sta comunicando qualcosa di specifico — partire da cosa dovrebbe segnare un impianto frenante ad aria completamente carico per sapere com'è il "normale" prima di diagnosticare.

Manometri e avvisi sul cruscotto

Su un impianto dual il cruscotto mostra entrambi i circuiti. Di solito sono o due lancette separate o un unico manometro dual con due indicatori — uno per il primario, uno per il secondario. Leggerli affiancati è tutto il punto: se una lancetta cala mentre l'altra tiene stabile, si è isolato il circuito guasto ancora prima di lasciare il deposito.

Notare che un impianto dual non sempre avvisa nell'istante in cui un circuito si guasta, se il circuito guasto mantiene ancora un po' di pressione. Ecco esattamente perché scansionare entrambe le lancette durante il giro d'ispezione e durante la guida è importante.

Perché è nell'esame CDL

Poiché la configurazione dual è una funzione di sicurezza, l'ispezione pre-viaggio per freni ad aria della CDL è costruita intorno a dimostrare che funzioni. Su un veicolo con aria dual, gli esaminatori cercano proprio i controlli a due circuiti:

1. Generare pressione fino al taglio del regolatore, poi confermare che il regolatore disinserisca il compressore e lo reinserisca entro l'intervallo.
2. Con il motore spento e i freni rilasciati, controllare il tasso di calo di pressione statico — comunemente un massimo di circa 3 psi in un minuto per un veicolo singolo e 4 psi per una combinazione.
3. Applicare e mantenere il freno e controllare la perdita in applicazione — circa 4 psi al minuto per singolo, 6 psi al minuto per combinazione.
4. Far scendere la pressione a ventaglio e confermare che l'avviso bassa pressione si accenda a o prima di ~60 psi.
5. Continuare a far scendere e confermare che i freni a molla si inseriscano automaticamente nell'intervallo ~20-45 psi.

Questi numeri sono valori di test standard, non specifiche specifiche del veicolo. Per il percorso completo, la nostra guida al test freni ad aria CDL scompone ogni passaggio.

Mantenere entrambi i circuiti in buona salute

La ridondanza aiuta solo se l'hardware che la alimenta è sano. Due circuiti condividono un compressore, un regolatore e un essiccatore d'aria, quindi un guasto a monte — un compressore che non riesce a generare pressione, un regolatore che perde, o un essiccatore saturo che passa acqua e olio a valle — degrada entrambi i circuiti contemporaneamente. Ecco perché le condizioni di compressore e valvole sono in cima a qualsiasi piano di manutenzione dell'impianto frenante ad aria. Quando questi componenti si usurano, montare ricambi di qualità OE da una comprovata gamma di componenti per impianti frenanti ad aria piuttosto che ricambi economici; l'intera argomentazione di sicurezza per un impianto dual si basa sul fatto che i componenti che lo caricano funzionino esattamente come previsto. Il pedigree produttivo è un giusto indicatore di quell'affidabilità — VADEN, ad esempio, ha raggiunto il traguardo del milionesimo compressore per freni ad aria, un volume che regge solo se ogni unità è costruita secondo tolleranze OE.