Sistemas neumáticos en un motorhome
Los sistemas neumáticos en un motorhome son los que componen la suspensión y los frenos, por lo que ambos se basan en los sistemas comunes de suministro de aire comprimido.
Como advertencia de seguridad, tenga en cuenta que operar circuitos de aire comprimido puede ser MUY peligroso, el potencial del aire comprimido es equivalente al de un muelle de grandes dimensiones, la liberación accidental de presión puede derivar en heridas muy serias.
Aire comprimido.
Los chasis de motorhomes requieren de un compresor de aire, que se monta de forma que el motor lo accione automáticamente, y sirve para proporcionar suficiente presión de aire comprimido para hacer funcionar los frenos y la suspensión.
La salida del compresor de aire se lleva a unos tanques de almacenamiento, el objetivo de esos depósitos es que la presión se mantenga constante en el circuito, a pesar del uso que de este recurso hacen los frenos fundamentalmente, pero también la suspensión neumática, y por supuesto las pérdidas. El compresor por si solo no podría mantener la presión constante, ante los requerimientos del vehículo, un uso continuado de los frenos provoca un consumo de aire a presión importante.
El problema fundamental de los sistemas que trabajan con aire comprimido es que deben funcionar con un aire completamente seco, sin humedad alguna, y totalmente libre de impurezas de cualquier tipo. El agua en el circuito podría llegar a congelarse en entornos de temperaturas bajo cero, poniendo en riesgo la seguridad.
El compresor, como todos los elementos mecánicos en movimiento, necesita aceite para su lubricación, no obstante es el motor principal el que se ocupa de hacer llegar ese aceite al compresor, de forma que, salvo que usted tenga montado en su vehículo un compresor eléctrico secundario o de respaldo (que si necesitará aceite) usted no tiene que preocuparse por el aceite del compresor.
Sin embargo el compresor, típicamente, tiene su propio filtro de entrada del aire, que debe ser revisado y sustituido cuando se observe que tiene acumulada demasiada porquería en él. Algunas marcas usan filtros que tiene que ser recubiertos por una película de aceite para funcionar correctamente. Recuerde que dicha película se aplica por el interior del filtro, nunca en el exterior o se ensuciará en el primer viaje que haga!
Lo primero que se encuentra el aire comprado, después de salir del compresor, es el secador de aire. Este elemento filtrante se encarga de que todo el aire comprimido generado sea filtrado y desecado antes de llegar a los tanques primario y secundario de los sistemas neumáticos del motorhome.
El secador de aire usará la fuerza centrífuga para hacer girar los contaminantes en su interior, los elementos pesados caen en la parte de abajo, en un tazón de sedimentos.
El aire, al que se le han eliminado mecánicamente las partículas más grandes, es obligado a pasar por un filtro de coalescencia, que se encarga de evitar que el agua o el aceite alcancen al resto del sistema neumático. Esta humedad termina también en la zona de descarga del filtro.
El filtro de aire cuenta con una válvula de descarga automática, y es la propia presión del aire la que expulsa fuera toda la porquería acumulada por el filtro. Esa válvula se abre cuando la presión del sistema alcanza un nivel gobernado por la presión de un muelle.
La zona del filtro que acoge todo el lodo y la porquería cuenta con un sistema eléctrico de calefacción, lo que evita que se congelen los residuos en tiempo frío.
Los filtros de coalescencia deben ser sustituidos entre los 18 y los 36 meses, dependiendo del fabricante (compruebe las recomendaciones específicas de su motor en el libro de mantenimiento). No obstante el intervalo de mantenimiento está gobernado por una esperanza estadística de funcionamiento del filtro, o lo que es lo mismo: dependiendo de por dónde conduzca usted su vehículo el filtro de aire durará más o menos. En climas fríos o húmedos, los filtros duelen durar significativamente menos.
Pensando que usted no llegará a recorrer los kilómetros para los que está diseñado su motor, es probable que realice el mantenimiento por tiempo, una vez al año, antes de la temporada fuerte de camping. La recomendación en su caso, como en el mío, es la de cambiar el filtro de aire por cada dos cambios de aceite.
Para evitar problemas derivados de un filtro de coalescencia gastado es muy recomendable que usted aprenda a drenar los tanques de aire de su motorhome. Los tanques de aire comprimido llevan instalada una válvula de descarga manual en su base, a la que típicamente está asociado un cable metálico que suele aparecer a través de las vigas del motorhome, en los pasos de rueda. Tirando del cable usted accionará la válvula y drenará toda la posible humedad existente.
Por favor, utilice un gancho para tirar de los cables de drenaje, no meta la mano para alcanzarlos. Si por cualquier motivo la presión de aire hace descender la suspensión, usted se encontrará con el brazo atrapado, y muy probablemente roto!
Esta operación antes la hacían los camioneros antes de cada viaje largo, pero la tecnología actual nos permite hacerlo sólo de vez en cuando (una vez cada 15 días suele ser suficiente), como método de comprobación de que los elementos filtrantes están funcionando. Si observa que en una de esas comprobaciones el tanque expulsa agua, de por seguro de que su filtro de coalescencia a llegado al final de su vida útil y hay que sustituirlo.
El chasis de un motorhome cuenta con varios tanques de aire comprimido. El diseño básico es siempre el mismo, ya que después de ser desecado el aire este entra en el primer tanque, llamado también ‘tanque húmedo’, y desde ahí pasa a los tanques secundarios, en los que es mucho menos probable que se acumule humedad.
En los motorhomes los tanques de aire comprimido suelen estar ubicados en el centro del vehículo, entre las vigas principales del mismo, y normalmente en los pasos de rueda. Esta configuración permite el máximo espacio libre en los compartimentos de carga. En función del diseño de cada chasis es posible que usted vea físicamente dos tanques, pero estos pueden estar divididos en su interior y comportarse como si fueran más de uno.
En general hay dos tanques secundarios, aunque en algunos chasis hay hasta cuadro. Uno es para los frenos delanteros, mientras que el otro es para los frenos traseros y para la suspensión neumática, y es aquí donde algunos constructores incorporan tanques para la suspensión delantera y trasera independientes del aquellos que atiendes al circuito de frenado.
Es muy habitual ver los tanques y sus tuberías de conexión pintadas en colores que indican si se trata de un tanque primario o de uno secundario. En concreto Freightliner usa tuberías rojas para el tanque secundario, asociado a los frenos delanteros, verdes son las tuberías y el tanque primario, usado para atender a los frenos traseros, negro es el tubo que alimenta los tanques desde el compresor y el encargado del freno de emergencia.Se usan tubos azules y blancos para llenado de los cojines de aire de la suspensión o para vaciarlo.
Destacar aquí que la normativa americana FMVSS121 indica que el volumen de los tanques primero y secundario del circuito de freno, debe disponer de no menos de 12 veces el volumen de aire necesario para aplicar al 100% los frenos.
Los tanques están separados por válvulas de retención de modo que un fallo en uno de ellos no afectará al resto del sistema. Hay ocasiones en que desde un único cable se drenan varios tanques, pero debe usted asegurarse consultando el manual de servicio de su motorhome, pero lo normal es que cada tanque disponga de su propio cable de drenaje.
Es destacable que cuando la humedad se deposita en los sistemas de accionamiento de los frenos, o en las válvulas de control de presión de la suspensión, etc. los problemas se desarrollan muy, muy rápidamente. A usted no le van a gustar nada los gastos que tendrá que afrontar derivados de sustituir partes dañadas por la humedad de un sistema neumático!
Los frenos neumáticos.
Para todos está perfectamente claro que los frenos en cualquier vehículo a motor son uno de los componentes más importantes, ya que de su correcto funcionamiento depende la seguridad de los pasajeros. Un motorhome cargado requiere de una enorme potencia de frenado, finalmente el freno traduce la energía cinética del vehículo en rozamiento y por tanto en energía calorífica.
Los frenos de tambor en un motorhome operan aplicando presión de aire a un diafragma que empuja una varilla, que a su vez hace girar un eje que tiene una levas en forma de S en su extremo. Las levas S son las encargadas de levantar las zapatas para que hagan contacto con el tambor de frenado.
Existe otro sistema de actuación, más antiguo, denominado ‘wedge brake’ que sustituye la leva S por el deslizamiento de una pieza metálica sobre un cono interno, el cono está directamente conectado con el mecanismo que mueve la zapata. No conozco ningún motorhome que monte un sistema de este tipo.
Todos estos mecanismos con movimiento deben mantenerse engrasados para que funcionen correctamente. Hay que consultar el manual del propietario para garantizar el correcto procedimiento de engrase.
Los frenos de tambor actuales los ‘slack-adjuster’ (el mecanismo empujado por la varilla antes descrita) son los encargados de ajustar la tensión necesaria para el estado de desgaste de las zapatas. Este mecanismo va girando automáticamente el punto de inserción conforme las zapatas se van desgastando.
Aún hoy en día, dentro del proceso de mantenimiento de su motorhome es recomendable comprobar que todos los brazos ajustables están ejerciendo la misma tensión sobre los tambores de freno, lo que al final nos asegura una frenada continua y equilibrada.
En los frenos traseros los tambores neumáticos suelen tener dos diafragmas, uno de ellos cargado continuamente por la tensión de un muelle, este sencillo mecanismo mueve la varilla de control aplicando el freno a las ruedas en caso de pérdida de presión en el circuito de aire comprimido.
Este importantísimo sistema de seguridad de aplicación del freno en caso de fallo debe ser puesto a prueba dentro del plan de mantenimiento programado de su vehículo. Si esta prueba falla en alguna de las ruedas, será necesario realizar ajustes en el sistema de levas.
Cuando usted tira del botón amarillo del cuadro de mandos lo que hace es activar el circuito de aire comprimido y hacer llegar la presión a los diafragmas, que entonces liberarán al muelle de su función de freno de estacionamiento.
Los frenos de disco neumáticos han estado disponibles desde hacia varias décadas, pero no ha sido hasta hace relativamente poco tiempo que se han comenzado a instalar fundamentalmente en los trenes delanteros de los motorhomes americanos.
Las marcas más usadas, al momento de escribir este documento, son Bendix y ArvinMeritor.
A pesar de que los frenos de disco se han mostrado como una mejor opción, ya que reducen el tiempo de detención sensiblemente, mejoran el control del vehículo por parte del conductor, y son básicamente inmunes al fading de los tambores. Lamentablemente también tienen unos costos operativos iniciales y de mantenimiento mayores que los sistemas de tambor tradicionales.
El mecanismo de acción de un freno de disco consiste típicamente en un diafragma (con el mismo principio de funcionamiento que los de un freno de tambor) que mueve una leva excéntrica, para amplificar la fuerza y convertir el movimiento lineal en otro transversal que acerca las zapatas de freno a los discos.
El sistema ABS en un motorhome funciona con aire presurizado. De esta forma el componente principal (más allá de la electrónica y los sensores) consiste en unas válvulas (denominadas moduladores) que accionadas por el sistema electrónico de control. Esta válvulas y su forma de activar los frenos provocan que el sistema ABS de un motorhome realice menos ciclos de frenado que su equivalente en un automóvil familiar.
A pesar de que un sistema ABS típico de un motorhome rastrea las ruedas en busca de un inminente bloqueo unas 200 veces por segundo, la respuesta de los moduladores ABS por aire comprimido suele estar entorno a las 7 veces por segundo.
Desde el punto de vista del mantenimiento la normativa americana FMVSS121 indica cuales deben ser los tiempos de respuesta de cualquier sistema. Se definen los tiempos tanto para aplicación de presión como para la liberación de la presión de forma muy estricta. Por ello los fabricantes diseñan sus chasis con unos diámetros de tubos, válvulas, etc. muy cuidadosamente elegidas.
Las prestaciones de un sistema de frenos dependen del tamaño de las cámaras de aire actuadoras de los frenos, así como de la distancia que debe recorrer el aire entre el depósito y dichas cámaras. El objetivo del mantenimiento del sistema de frenos es mantener los estándares originales mientras el vehículo envejece. Por tanto cuando tenga que reemplazar tubos o válvulas hágalo siempre con la mismas medidas y tipos usados originalmente.
El balance del par de frendo se define como la cantidad de fuerza mecánica aplicada a cada rueda con el freno pisado. En el sistema de frenos hay una serie de levas que deben funcionar al unísono y con iguales prestaciones para asegurar que todas las ruedas del vehículo frenan con la misma intensidad.
Su mecánico debe disponer de un equipo de comprobación, que consiste en una serie de manómetros que son conectados en determinados puntos de control del sistema. Esta operación debe llevarse a cabo de forma regular, ya que un fallo en el sistema de frenado puede tener letales consecuencias.
Una de las cosas que puede usted hacer es verificar cada cierto tiempo como se mueven las varillas empujadoras de cada rueda, cuando el freno es aplicado la varilla debe salir de la cámara de aire asociada, y regresar a ella cuando el freno es liberado. Verifique que el recorrido dentro/fuera es equivalente y se realiza sin dificultades. A esto se le denomina wheel-down, wheel-up brake adjustment.
La suspensión neumática de un motorhome
Los sistemas de suspensión neumática sustituyen los muelles o ballestas de las suspensiones tradicionales por cojines de aire.
Las suspensiones neumáticas pueden tener un diseño que implica el uso de sistemas mixtos: con ballestas y cojines de aire, el estilo usado por Freightliner o Spartan; o sin ballestas y por tanto con cuatro cojines de aire por eje, el estilo usado por Winebago.
Por tanto los cojines de aire en un sistema de suspensión pueden estar en el lugar de los muelles o ballestas, o pueden ser usados en conjunción con ellos.
No se puede decir que un sistema sea superior al otro a nivel ténico. Son los resultados concretos para un vehículo en particular los que hacen que un diseño sea más o menos adecuado. Así por ejemplo en las últimas evoluciones del sistema de suspensión con ballestas del tren trasero en los chasis de Spartan tiene un rendimiento francamente espectacular, reduciendo sensiblemente los movimientos laterales del motorhome.
En todos los casos los cojines neumáticos minimizan la transferencia de las deficiencias de la carretera al chasis del vehículo, siendo una de las características fundamentales del sistema su adaptación automática al nivel de carga que tenga el motorhome en un momento dado, lo que algunos autores denominan ‘suspensión adaptativa’.
Sin embargo no todo son ventajas: el principal problema de la suspensión neumática es su nula capacidad para amortiguar las oscilaciones de la suspensión, por lo que deben usarse siempre amortiguadores y barras de torsión.
La suspensión neumática es controlada por una serie de válvulas que proporcionan aire a los cojines y que permiten que estos se desinflen cuando es necesario, por ejemplo al aparcar el motorhome, antes de hacer descender las patas del vehículo. Las válvulas de control de altura regulan automáticamente la altura a la que debe quedar el chasis en orden de marcha. Algunos fabricantes ofrecen varias alturas seleccionabas por el conductor.
Son estas válvulas las encargadas de que con independencia del peso que soporte cada rueda, todas ellas lleguen al nivel adecuado de altura, con lo que se consigue un motorhome con un chasis equilibrado en todas las condiciones de carga. Las válvulas de control de altura son capaces de añadir o quitar aire en función de las condiciones de conducción, hay una varilla de control de la altura que regula la distancia que debe mantener el chasis en todo momento.
Las válvulas de control de altura son las principales responsables de cualquier problema que pueda surgir en el manejo del motorhome, si una de ellas no funciona correctamente el motorhome se moverá muchísimo, y es probable que ni siquiera llegue a alcanzar la verticalidad normal. La comprobación del funcionamiento de estas válvulas debe formar parte de la revisión anual de su motorhome. Es fundamental asegurar con un buen engrase que todas las varillas y re-envíos funcionen sin apenas rozamientos. La grasa de molibdeno de alta calidad es la primera recomendación para este tipo de trabajo.
Las suspensiones neumáticas deben se alineadas cada cierto tiempo, ya que sólo cuando si los ejes están alineados correctamente el vehículo funcionará sin causar problemas en la dirección al conductor. El alineamiento de la suspensión es un trabajo de especialista, ya que requiere de un sistema láser de medición de alta precisión. Lo normal es alinear la suspensión al mismo tiempo que se alinea la dirección y los ejes del vehículo.
En cuanto los amortiguadores, estos deben ser revisados cada 25000 kilómetros. La revisión debe verificar que los amortiguadores no tienen ruidos internos, y que las rótulas sobre las que se asientan están en perfecto estado. Una rótula desgastada en el tren delantero puede provocar serios problemas al conductor que se verá corrigiendo la dirección continuamente.
Puede usted ampliar datos sobre el sistema de suspensión de un motorhome en esta entrada de blog.
Las suspensiones neumáticas pueden ser mejoradas con un sistema de control de la estabilidad. Este sistema (al menos en los ABS/ATC de Wabco) sólo precisa de una válvula extra, que permite al vehículo reaccionar a los movimientos de balanceo. El sistema que es parte integral del ABS monitoriza el centro de gravedad del motorhome y la velocidad de las ruedas. Cuando las condiciones se acercan a las del vuelco se envían comandos a través del bus del chasis para: reducir el par motor, activar el retardador, aplicar presión a los frenos, y a las bolsas de aire de la suspensión.
Blistein aborda el problema de la estabilidad a través de la instalación de unos amortiguadores inteligentes que conectados a una centralita electrónica permiten endurecer o ablandar la suspensión en 30 milésimas de segundo.
Sin embargo y en mi opinión, el sistema más sofisticado es el ofrecido por HWH, que a través de una unidad de control especial monitoriza los movimientos laterales y longitudinales del motorhome, reaccionando a ellos añadiendo presión o quitándola en los cojines de aire apropiados. El sistema permite que el motorhome se mantenga completamente horizontal en condiciones de viento lateral fuerte, y mejora ostensiblemente la capacidad de maniobra del vehículo en carreteras con curvas pronunciadas.
El sistema de HWH mejora mucho las prestaciones del motorhome en maniobras de emergencia, y permite estabilizar el vehículo sin necesidad de hacer descender las patas hidráulicas. Lo que en Europa puede ser de gran ayuda, ya que se considera que el vehículo está acampado cuando tiene las patas extendidas (lo que está prohibido en muchas partes de Europa).
El mantenimiento de la suspensión de un motorhome.
Los muelles neumáticos deben ser inspeccionados regularmente buscando fugas de aire, pare ello con la presión de funcionamiento activa, simplemente se rocía la bolsa de caucho con agua jabonosa para observar si se producen burbujas en algún lugar.
Los cojines de aire en un motorhome suelen durar toda la vida del vehículo, pero hay que tener en cuenta que se rasgan con facilidad si un objeto cortante entra en contacto con ellos. Si Usted usa su motorhome para el wild camping puede que tenga más probabilidades de tener algún problema.
Cuando una bolsa de aire deja de funcionar drena rápidamente el circuito secundario de aire, lo que en último caso tiene un efecto sobre la seguridad, ya que los frenos, en caso de emergencia usan ese circuito. Cuando una bolsa de aire es despresurizada, por ejemplo cuando hacemos descender el vehículo para extender las patas hidráulicas, el peso del vehículo reposa sobre un tope interior de goma.
La altura del vehículo en cada una de las ruedas es gestionada por la válvula de control de altura, estas válvulas y su correcto funcionamiento deben ser revisadas de forma regular, al menos cada 50.000Km. Como ya se ha dicho anteriormente, estas válvulas tienen un impacto directo en la capacidad del vehículo para seguir una linea recta.
Los sistemas más importantes de una suspensión neumática son: la válvula de control de altura, el regulador de presión, las líneas de aire comprimido, las bolsas de aire o muelles neumáticos y los amortiguadores.