Como Funciona a Embreagem Assistida a Ar em um Caminhão Pesado

Em um caminhão pesado, uma embreagem assistida a ar usa ar comprimido do sistema de ar do próprio veículo para fornecer a maior parte da força que libera a embreagem, enquanto o pedal fornece apenas um sinal de controle hidráulico. Um cilindro-mestre no pedal envia fluido para um servo de embreagem parafusado no cárter; dentro desse servo, a pressão do fluido abre uma válvula de ar, e o ar do reservatório atuando em um pistão grande soma sua força à mesma haste que move a forquilha de desengate. É por isso que um compressor fraco ou um vazamento no circuito de ar auxiliar normalmente chega ao motorista como um pedal de embreagem duro e uma caixa que não engata marcha, em vez de uma queixa de freio.

Os três layouts de acionamento de embreagem

Antes de diagnosticar qualquer coisa, estabeleça qual layout o veículo tem. Os três liberam a mesma embreagem de fricção seca; o que difere é de onde vem a força de desengate e o que a comanda.

Cilindro-mestre e cilindro escravo hidráulicos puros

O pedal atua em um cilindro-mestre, uma única linha hidráulica desce até um cilindro escravo no cárter, e uma haste curta aciona a forquilha de desengate. Não há conexão de ar em nenhum ponto do circuito. Este layout é comum em chassis de serviço médio, micro-ônibus e cavalos-mecânicos leves onde a carga de aperto é modesta o suficiente para a perna do motorista superar. Em alguns projetos o cilindro escravo é concêntrico, montado dentro do cárter ao redor do eixo de entrada, então você vê apenas uma linha hidráulica desaparecendo na carcaça e nenhuma linkagem externa de forquilha.

Cilindro-mestre hidráulico com servo de embreagem assistido a ar

Este é o layout na maioria dos cavalos-mecânicos e ônibus pesados de fabricação europeia e asiática que ainda têm pedal de embreagem. O pedal e o cilindro-mestre são inalterados, mas a unidade no cárter é bem maior, porque o diâmetro do cilindro de ar domina o corpo, e traz três conexões em vez de uma: entrada hidráulica do cilindro-mestre, linha de alimentação de ar de plástico do chassi, e uma porta de respiro/escape, geralmente com um pequeno elemento filtrante. O servo aciona uma haste externa na forquilha de desengate. Se uma linha de ar chega na carcaça da caixa ao lado da embreagem, você está diante de uma embreagem assistida a ar.

Atuador de embreagem de transmissão manual automatizada

Em um caminhão de dois pedais, a embreagem ainda é uma embreagem de fricção seca, mas não há cilindro-mestre e, na maioria das aplicações, nenhum pedal de embreagem. Um atuador pneumático no cárter traz uma linha de ar, um conector elétrico multipino e geralmente um sensor de curso integrado; a ECU da transmissão dosa o ar para engatar e desengatar. O ar ainda vem do mesmo circuito auxiliar, então o comportamento com baixa pressão é o mesmo por baixo. Apenas se apresenta como falha de mudança e aviso de transmissão em vez de pedal pesado.

Como o servo multiplica o esforço do pedal

1. O motorista pressiona o pedal e o cilindro-mestre eleva a pressão hidráulica na linha para o servo.
2. Essa pressão atua em um pequeno pistão de controle na seção hidráulica do servo.
3. O pistão de controle levanta uma válvula seguidora interna de seu assento, fechando o caminho de escape e abrindo o caminho de suprimento.
4. Ar do reservatório, vindo do circuito auxiliar, entra na câmara grande atrás do pistão de ar principal.
5. Pistão de ar e pistão hidráulico atuam sobre uma haste comum, que move a forquilha de desengate, o rolamento de desengate e o platô de pressão.
6. Ao soltar o pedal, a válvula fecha o suprimento e reabre o escape, e a câmara ventila pelo respiro. Esse é o chiado curto que você ouve no cárter a cada mudança.

A válvula é do tipo seguidora, então a pressão de ar admitida acompanha a pressão hidráulica de controle. O motorista mantém sensação genuína do pedal e ainda consegue dosar a embreagem mesmo com o ar carregando a maior parte da carga de desengate. Isso também explica a falha parcial clássica: com o lado do ar morto, o pistão hidráulico sozinho ainda move a haste um pouco, então o curso do pedal parece normal mas a embreagem nunca libera totalmente e as marchas rangem.

De onde o servo recebe seu ar

O compressor carrega através do governador e do secador de ar até o reservatório de suprimento. Dali, uma válvula de proteção de múltiplos circuitos divide o suprimento: dois circuitos para os freios de serviço dianteiro e traseiro, um para o estacionamento e alimentação do reboque, e um circuito auxiliar para tudo mais, incluindo o servo de embreagem, suspensão a ar, tomada de força, banco e buzina. Em chassis de fabricação europeia essas portas são numeradas por circuito. O servo de embreagem, portanto, fica no final do ramal de acessórios, a jusante do secador e da válvula de proteção, e só vê a pressão que esse ramal tem permissão de ter.

Essa válvula de proteção é o que torna a embreagem a primeira vítima de um problema de ar. Ela é construída para que os circuitos de freio encham primeiro: a porta auxiliar não abre até que os circuitos de freio tenham atingido sua pressão de abertura definida, e em queda de pressão a porta auxiliar fecha antes que o suprimento de freio seja privado. Tanto o FMVSS 121 quanto o ECE R13 exigem esse comportamento, de modo que uma linha de acessório rompida não pode esvaziar os reservatórios de freio. Em um caminhão que só carrega até 80 psi porque o compressor está cansado, os freios têm prioridade e o ramal da embreagem fica fechado ou mal carregado. O motorista está lutando contra um pedal duro bem antes do dispositivo de aviso de baixa pressão de ar soar por volta de 60 psi, e bem antes de os freios de mola começarem a se aplicar em algum ponto entre 20 e 45 psi.

Por que uma falha de ar chega como queixa de embreagem

Meça o caminhão antes de condenar um servo. Carregue o sistema, confirme que o governador corta na faixa de 120 a 135 psi e religa por volta de 100 a 110 psi, depois meça o ar que realmente chega à entrada do servo com o pedal de embreagem acionado. Se há suprimento presente e o servo ainda não desenvolve curso, a falha está na unidade; se não há, a falha está a montante e a embreagem é apenas a mensageira. Um sistema que não segura pressão durante a noite é primeiro um problema de suprimento, coberto em sistema de freio a ar perdendo pressão.

Pontos de inspeção e substituição

• Linha de ar. O tubo de nylon passa próximo ao cárter e ao escapamento. Procure por atrito, dano por calor e uma dobra colapsada na última braçadeira.
• Respiro. Um respiro entupido retarda a liberação e faz a embreagem arrastar. Um que chia continuamente com o pedal solto indica que uma vedação interna falhou; o padrão mais amplo está descrito em sintomas de falha do servo de embreagem.
• Lado hidráulico. O circuito da embreagem tem seu próprio reservatório. Use apenas o fluido especificado pelo fabricante, fluido de especificação de freio na maioria dos chassis e óleo mineral em alguns, e nunca os misture; o fluido errado incha as vedações e trava o pistão de controle.
• Qualidade do ar. Um secador de ar falhado ou vencido envia água e óleo pelo ramal auxiliar. O arraste de óleo ataca as vedações do servo exatamente como ataca as válvulas de freio.
• Curso da haste e folga livre. Ajuste conforme o valor do fabricante a cada manutenção da embreagem. Curso excessivo mascara um servo cansado, curso insuficiente mantém o rolamento de desengate carregado.
• Kit ou unidade completa. Um kit de vedação restaura pistão e vedações de válvula desgastados em um corpo íntegro, mas um furo riscado, corroído ou oval não vai segurar pressão. A VADEN Original lista servos de embreagem e kits de reparo conforme os números OE gravados no corpo do servo, que é a única forma confiável de fazer a correspondência.