Decelostat

Decelostat es un sistema de protección contra el deslizamiento de las ruedas desarrollado por Westinghouse Air Brake Company que se utiliza en vagones de ferrocarril para evitar el frenado excesivo que provoca el deslizamiento de las ruedas, una condición de reducción de la fricción entre las ruedas del tren y los rieles . Esta baja adherencia rueda/riel reduce el rendimiento de frenado y causa daños a las ruedas ( desconchamiento y aplanamiento de las ruedas ) y a los rieles. ^{[ 2 ]}

En caso de frenado excesivo, el Decelostat detectará una desaceleración rápida de la rotación de la rueda causada por el deslizamiento lento del conjunto de ruedas , otra condición que precede al deslizamiento de la rueda. Una vez detectado, el sistema manipula las válvulas de freno para reducir la presión de frenado. Esto permite que las ruedas afectadas giren a velocidades más comparables a las del tren para recuperar la adherencia rueda-riel. Cuando esto sucede, el sistema se desactiva para permitir que se restablezca la presión de frenado y continuar frenando. El sistema puede reactivarse nuevamente si detecta otro deslizamiento lento. El ciclo de activación y desactivación suele ser breve, pero puede repetirse durante el proceso de frenado. ^{[ 2 ]}

Decelostat era el término utilizado por Westinghouse Air Brake Company cuando desarrolló originalmente el sistema en la década de 1930. ^{[ 3 ]} Posteriormente, la industria ferroviaria utilizó el término como genérico para referirse a los sistemas de protección contra el deslizamiento de las ruedas a finales del siglo XX. ^{[ 1 ]} Sin embargo, fue una marca registrada de Westinghouse Air Brake Company desde 1943 hasta 2003, ^{[ 4 ]} y la marca fue cedida a Wabtec , sucesora de Westinghouse, en 2004. ^{[ 5 ]}

Los componentes principales del sistema Decelostat son el lector de velocidad/aceleración de la rueda, el controlador y la válvula. El lector es la unidad que se acopla al muñón del eje para leer la velocidad o la aceleración/desaceleración de las ruedas. La función del controlador es detectar situaciones, como una desaceleración rápida que supere el límite, para activar la válvula. La válvula manipula el freno neumático para reducir la presión del cilindro de frenado de las ruedas afectadas. Esto se puede lograr activando una válvula de descarga para liberar el aire del cilindro de freno a la atmósfera. La válvula puede contener varias válvulas, de modo que cierre la válvula de protección para impedir que el aire de la línea entre en el cilindro de freno mientras se abre la válvula de descarga. ^{[ 1 ]}

En algunos modelos, los componentes del lector y del controlador pueden combinarse en una sola unidad. Por ejemplo, un sistema que utiliza un volante de inercia para leer y detectar la desaceleración más allá del límite puede enviar directamente la señal al componente de la válvula. ^{[ 2 ]}

En la década de 1950, se introdujo en la industria aeronáutica un sistema Decelostat para controlar el frenado de las ruedas durante el aterrizaje. La unidad Decelostat se instaló dentro del componente de la rueda del tren de aterrizaje . Además del sistema neumático utilizado en los trenes, el volante de inercia también se modificó ligeramente para conectarse al sistema hidráulico de aceite . El principio de funcionamiento seguía siendo el mismo que en la versión neumática: el volante de inercia tenía una cantidad preestablecida de frenado óptimo con una tasa de desaceleración sin deslizamiento en pista. Cuando la tasa de desaceleración era mayor, como en el deslizamiento en pista, el volante de inercia empujaba el pistón de la válvula , interrumpiendo el paso del aceite presurizado a los frenos de las ruedas y liberándolo al circuito de retorno del sistema de frenado hidráulico. Esto aliviaba la presión de frenado de las ruedas de aterrizaje y les permitía recuperar la velocidad para igualar la del volante de inercia. Cuando la velocidad de las ruedas de aterrizaje volvía a la normalidad, las válvulas se restablecían al modo normal para comenzar a aplicar el aceite presurizado a los frenos de las ruedas. Todos estos pasos podían repetirse rápidamente mientras se detectara una mayor tasa de desaceleración de las ruedas. El dispositivo se probó primero en Estados Unidos y luego en Gran Bretaña. ^{[ 10 ]}

El Decelostat también se utilizó en algunos de los aviones de transporte militar estadounidenses . ^{[ 11 ]}

En 1954, Popular Science reveló que los fabricantes de automóviles estadounidenses en Detroit estaban realizando pruebas preliminares del sistema Decelostat para evitar que los coches giraran bruscamente al frenar con fuerza . Sin embargo, no se hizo pública la información sobre los resultados de las pruebas. ^{[ 12 ]}

En el sector ferroviario, la empresa Budd desarrolló en la década de 1940 un sistema para mejorar el uso del modelo eléctrico del Decelostat, devolviendo el control del frenado al operador en caso de un cortocircuito en el controlador del Decelostat. ^{[ 13 ]} Posteriormente, la empresa desarrolló su propio sistema de protección contra el deslizamiento de las ruedas, denominado Rolakron . Este sistema utilizaba la misma tecnología de volante para detectar una rápida desaceleración, pero empleaba un circuito electrónico para controlar las válvulas. El sistema se utilizó en vagones de ferrocarril a finales del siglo XX como alternativa al Decelostat neumático de Westinghouse. Ambos sistemas fueron reemplazados gradualmente con la introducción de un modelo inicial de Decelostat con sensor de velocidad. ^{[ 1 ]}

En aviación, Dunlop introdujo en la década de 1950 una unidad antibloqueo llamada Maxaret que utilizaba el concepto de volante de inercia similar al Decelostat. ^{[ 14 ]} Para la década de 1970, existían varios sistemas de frenado antibloqueo utilizados en aviones a reacción comerciales y militares que eran más sofisticados y estaban diseñados para proporcionar el máximo esfuerzo de frenado manteniendo una protección antibloqueo completa en todas las condiciones climáticas. ^{[ 15 ]} La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio ( NASA ) también empleó un sistema antibloqueo en cada una de las cuatro ruedas del tren de aterrizaje principal del transbordador espacial . ^{[ 16 ]}

En el sector automotriz, el origen del sistema de frenos antibloqueo (ABS) se remonta al desarrollo de los sistemas antibloqueo en la industria aeronáutica en la década de 1950. La primera generación de unidades ABS para automóviles apareció a principios de la década de 1970. ^{[ 17 ]}