Inventés par George Westinghouse au début des années 1870, les freins à air sont un moyen efficace d’arrêter en toute sécurité les gros véhicules lourdement chargés. Les véhicules plus petits, comme l’automobile familiale, utilisent généralement des freins à commande hydraulique pour s’arrêter. La différence entre ces deux systèmes de freinage est la force utilisée pour engager le mécanisme de freinage.
Les freins hydrauliques utilisent un liquide comprimé pour engager les freins, tandis que les freins à air utilisent de l’air comprimé. Le liquide comprimé convient parfaitement aux véhicules plus légers, car l’air comprimé serait trop puissant et envahirait le système de freinage. Le liquide sous pression, cependant, ne serait pas assez puissant pour arrêter les véhicules lourdement chargés, tels que les gros camions semi-remorques à 18 roues qui parcourent les routes aujourd’hui. Certains de ces gros camions pèsent près de 40 tonnes (36,288 XNUMX kg) lorsqu’ils sont entièrement chargés.
Essentiellement, le système typique de fonctionnement des freins à air dans ces gros camions se compose d’un système d’alimentation et d’un système de commande. Le système d’alimentation commence par le compresseur d’air, qui aspire l’air de l’atmosphère, le comprime et l’envoie au sécheur d’air. Le sécheur d’air élimine l’humidité et les impuretés de l’air et envoie l’air comprimé via un réseau de vannes d’air et de conduites d’air vers les réservoirs d’air, ou réservoirs, où il est stocké, prêt à l’emploi. Le système de contrôle est le processus par lequel l’air comprimé est envoyé à tous les cylindres de roue, activant ainsi les mécanismes de freinage dans chaque roue individuelle.
Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, le système de clapets anti-retour dans tout le système de freinage est activé et l’air comprimé dans les réservoirs d’air est envoyé à travers les conduites de frein vers les roues. L’air comprimé pénètre dans les cylindres de frein où il est modulé en fonction de la force avec laquelle le conducteur appuie sur la pédale de frein. L’air augmente dans le cylindre de frein lorsque le conducteur appuie plus fort sur la pédale. Lorsque le conducteur relâche les freins à air, l’air s’échappe des cylindres de frein et les roues peuvent tourner librement.
La plupart des freins pneumatiques sont des mécanismes de freinage à tambour, bien que les freins pneumatiques à disque deviennent de plus en plus courants avec les systèmes de freinage pneumatique. Le mécanisme de frein à tambour se compose d’une chambre creuse, ou tambour, à l’intérieur de laquelle se trouvent deux patins. Lorsque les freins sont activés, de l’air est forcé dans le cylindre de frein pour faire tourner une came qui, à son tour, presse les deux segments de frein contre les parois du tambour de frein. Le frottement patin contre tambour entraîne l’arrêt du véhicule. Les freins à disque fonctionnent essentiellement sur le même principe, le frottement des plaquettes de frein contre les disques de frein immobilisant le véhicule.