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Freios 
Ferroviários
VALER - EDUCAÇÃO VALE
Trilha Técnica: Ferrovia | Vagões
Freios 
Ferroviários
Trilha Técnica: Ferrovia | Vagões
•• José Luiz Borba
•• Mauro Antônio Bergantini
Colaboradores
Mensagem de direitos autorais: 
É proibida a duplicação ou a reprodução deste material ou de parte dele, sob 
qualquer meio, sem autorização expressa da Vale.
Este material é destinado exclusivamente para o uso em treinamentos internos.
M
en
sagem
 V
aler
Caro Empregado, 
Você está participando da ação de desenvolvimento Freios 
Ferroviários de sua Trilha Técnica.
A Valer – Educação Vale construiu esta Trilha em conjunto 
com profissionais técnicos da sua área, com o objetivo de 
desenvolver as competências essenciais para o melhor 
desempenho de sua função e o aperfeiçoamento da condução 
de suas atividades diárias. 
Todos os treinamentos contidos na Trilha Técnica contribuem 
para o seu desenvolvimento profissional e reforçam os 
valores saúde e segurança, que são indispensáveis para sua 
atuação em conformidade com os padrões de excelência 
exigidos pela Vale.
Agora é com você. Siga o seu caminho e cresça com a Vale. 
Vamos Trilhar!
Su
m
ário
Introdução 5
1. Freio Automático 7
1.1 Sistema de Freio Pneumático 8
2. Equipamento de Freio 26-L 14
2.1 Equipamentos das Locomotivas 15
2.2 Sistema de Alimentação de Ar Comprimido 27
2.3 Controle 46
2.4 Equipamento dos Vagões 101
3. Sistema de Freio a Ar Controlado por Computador 135
3.1 Módulos Eletrônicos do Sistema CCB II 136
3.2 Módulo de interface com o operador – OIM 147
4. Freio Eletropneumático de Vagões 149
4.1 Válvula de Freio Eletropneumática 150
4.2 Sistema de Controle de Freio EP-60 152
4.3 Comunicações da Linha do Trem 165
5. Dinâmica da Frenagem 172
5.1 Cálculos de Força 173
O aumento da capacidade de transporte de um trem não é 
somente uma questão de colocar mais vagões na composição.
Três fatores são importantes para o aumento do volume de 
carga transportado: aumento da velocidade do trem, aumento 
da carga útil por vagão e aumento da quantidade de vagões 
no trem.
Esses fatores envolvem algumas questões técnicas que devem 
ser levadas em conta para possibilitar o aumento da carga útil, 
tais como:
•• capacidade de tração das locomotivas; 
•• capacidade dos trilhos; 
•• controle do tráfego de composições longas e mais velozes; 
•• sinalização;
•• traçado das vias; 
•• pátios e linhas auxiliares;
•• frenagem das composições.
Frear um trem não é uma tarefa simples.
O que possibilita a frenagem é um sistema composto por 
compressores, tubulações, mangueiras, reservatórios, válvulas, 
cilindros etc. Cada unidade de uma composição (locomotivas 
e vagões) tem seu próprio equipamento de freios, que 
funcionam em sincronia para que a composição possa frear de 
maneira uniforme e segura, até parar.
In
trodu
ção
6Freios Ferroviários
O sistema de freios dos trens evoluiu ao longo dos tempos, impulsionado pela 
necessidade de acompanhar o desenvolvimento do transporte de carga nas ferrovias, 
assim como outros desenvolvimentos técnicos.
As primeiras composições eram mais limitadas em recursos para controlar a 
velocidade, dada a ausência de um sistema de frenagem eficaz – somente a 
locomotiva possuía a capacidade de frear. As pequenas composições da época 
podiam ser paradas apenas com o peso aderente da locomotiva. 
A frenagem era feita com a aplicação de contravapor e o acionamento manual do 
freio mecânico, composto por alavancas, que provocava a pressão de sapatas de 
madeira contra as rodas.
A necessidade de aumentar o número de vagões em uma composição levou ao 
desenvolvimento do sistema de freios e à incorporação dos equipamentos de 
frenagem nos vagões, além da locomotiva.
O desafio, entretanto, não é instalar esse tipo de equipamento nos vagões, mas 
fazê-lo funcionar em sincronia.
Conhecer bem os sistemas de freio do transporte ferroviário é importante para 
garantir a segurança e ter maior controle sobre os problemas relacionados.
Ao aprofundar esse tema, o curso visa a colaborar para o cumprimento dos 
objetivos da Vale, bem como atingir a excelência em pesquisa, desenvolvimento e 
implantação de projetos.
Ao participar deste curso e cumprir os procedimentos definidos pela Vale, você 
contribui para que esses objetivos sejam atingidos.
Inserir Imagem
Freio A
u
tom
ático
Nesta unidade, será apresentada a seguinte lição:
•• 1.1 Sistema de Freio Pneumático
1
8Freios Ferroviários
1.1 Sistema de Freio 
Pneumático
Atualmente, a frenagem dos trens é 
produzida por um sistema de freio 
pneumático, cujo atuador final é um 
dispositivo mecânico acionado por um 
cilindro de freio. Quando o êmbolo do 
cilindro é deslocado, sua haste, por meio 
de um conjunto de alavancas (denominado 
timoneria), aplica esforço à sapata de freio, 
que atrita diretamente com a superfície de 
rolamento da roda.
Observe, a seguir, uma imagem de um 
sistema de freio pneumático:
P
Cilindro de freio
Timoneria
Sapata de freio
Contrassapata
Alavanca de freio
Sistema de freio pneumático
A força total exercida pela sapata de 
material não metálico sobre a superfície 
de rolamento da roda na direção radial é 
originada pela atuação de ar comprimido 
sobre o êmbolo do cilindro de freio.
O contato de deslize entre a sapata de 
freio e a roda produz uma força de atrito 
diretamente proporcional à força aplicada 
pela sapata de freio, gerando o conjugado 
retardador responsável pela redução da 
velocidade do trem. Por isso, o sistema de 
freio pneumático também é conhecido 
como sistema de freio de atrito.
9Freios Ferroviários
Histórico
O primeiro sistema de freio a ar comprimido desenvolvido para composições surgiu em 1869.
Seu criador, George Westinghouse, chamou-o de freio a ar direto.
George Westinghouse
Sistema de freio a ar direto
O sistema de freio a ar direto é composto por: 
•• compressor → fornece o ar comprimido para o reservatório principal;
•• reservatório principal → vaso de armazenamento do ar comprimido;
•• válvula alimentadora → controla a liberação do ar comprimido armazenado no 
reservatório principal para o encanamento geral por meio do manipulador de freio;
•• encanamento geral → encanamento composto por um conjunto de tubos ligados entre 
si por torneiras e mangueiras flexíveis, que atravessa longitudinalmente cada veículo, 
levando o ar comprimido por toda a composição;
•• cilindro de freio → cilindro de acionamento simples com retorno por mola, cujo êmbolo 
com haste é deslocado com a força produzida pela introdução do ar comprimido em 
sua câmara interna, através de uma derivação do encanamento geral;
•• timoneria de freio → conjunto de alavancas e tirantes conectado à haste do cilindro de 
freio. É responsável pela transferência de esforços, a partir do avanço da haste, para as 
sapatas de freio, que atritam diretamente com a superfície de rolamento da roda.
10Freios Ferroviários
Observe, a seguir, uma ilustração simplificada do sistema de freio a ar direto:
Compressor 
de ar Manipulador de freio
Válvula alimentadora
Reservatório
principal
Mangueira
de conexão
Torneira
Cilindro de freio Cilindro de freio
Torneira Mangueira
de conexão
Torneira Torneira Encanamento geral
Mangueira
de conexão
Encanamento geral
Esquema do sistema de freio a ar direto
Na aplicação dos freios, o ar comprimido armazenado no reservatório principal é liberado 
pela válvula de controle para o encanamento geral, que pressuriza diretamente a câmara 
dos cilindros de freio. A haste do cilindro de freio avança e aplica uma força na timoneria de 
freio, que a transforma em uma força radial da sapata de freio sobre a roda do veículo.
O alívio dos freios é feito pela exaustão do ar comprimidodo encanamento geral e dos 
cilindros de freio para a atmosfera através da válvula de controle.
Esse tipo de freio foi um grande avanço para a época e seu uso se difundiu rapidamente, 
tanto nos trens de carga, quanto nos trens de passageiros. Sua aplicação foi mais efetiva na 
Europa, onde as composições eram pequenas, e os vagões, variados. 
Contudo, o sistema acabou sendo preterido, porque apresentava uma série de 
inconvenientes: o tamanho dos componentes necessários para sua aplicação, a reduzida 
eficácia em composições maiores que 12 vagões, a perda de rendimento em grandes 
altitudes, a dificuldade de manutenção, sem contar que a frenagem cessava com o 
fracionamento do trem ou a ruptura da mangueira do encanamento geral. Além disso, 
o acionamento do freio começava pelos vagões da frente, para depois atingir os últimos 
vagões da composição, fazendo com que esses vagões finais, antes de receber a aplicação 
de freios, empurrassem os precedentes e a locomotiva.
11Freios Ferroviários
Freio a ar automático
Em 1872, para suprir as deficiências do freio a ar direto, George Westinghouse desenvolveu 
e patenteou outro sistema, que denominou freio a ar automático. O termo "automático" 
deve-se ao fato de que esse novo sistema aplicava os freios automaticamente em todos os 
vagões da composição em caso de vazamento ou ruptura da mangueira, sem necessidade 
de intervenção do maquinista.
Para implementar esse novo sistema, além do cilindro de freio já existente em cada um dos 
veículos, foram introduzidos:
•• válvula de comando → responsável pela aplicação ou alívio dos freios, é comandada 
pelo diferencial de pressão entre o encanamento geral e o reservatório auxiliar;
•• reservatório auxiliar → vaso que contém o ar comprimido, responsável pelo 
acionamento dos cilindros de freio.
A imagem a seguir é uma ilustração simplificada do sistema de freio a ar automático:
Compressor 
de ar
Manipulador de freio
Válvula alimentadoraReservatório
Principal
Mangueira
de conexão
Torneira
Válvula de
comando
Cilindro de freioReservatório
auxiliar
Reservatório
auxiliar
Cilindro de freio
Válvula de
comando
Torneira
Mangueira
de conexão
Torneira Torneira Encanamento geral
Mangueira
de conexão
Esquema do sistema de freio a ar automático
A válvula de comando ficou conhecida como válvula tríplice, por causa de suas três 
funções básicas:
1. Carregamento do sistema
A válvula de comando direciona o ar que passa do reservatório principal da locomotiva 
pelo encanamento geral e carrega o reservatório auxiliar, até a equalização das pressões. 
Assim, o reservatório auxiliar fica disponível para acionamento dos freios.
12Freios Ferroviários
Observe, a seguir, uma imagem do carregamento do sistema:
Encanamento geral
Válvula de
comando
Reservatório
auxiliar
Cilindro de freio
Carregamento do sistema
 Importante! 
É necessário recarregar os reservatórios de cada veículo ao começar 
a operar a composição ou após a frenagem.
2. Aplicação do freio
Para aplicar o freio à composição, é necessário reduzir a pressão no encanamento geral.
A válvula de controle interrompe o fluxo de ar pelo encanamento geral e direciona o ar 
armazenado no reservatório auxiliar, por ocasião do carregamento, para pressurizar a 
câmara do cilindro de freio.
A alimentação dos cilindros de freio diretamente no vagão elimina o tempo de 
comunicação do ar, não sendo necessário esperar por sua vinda desde o reservatório da 
locomotiva, tornando menor o tempo para aplicação do freio pela timoneira e da pressão 
das sapatas de freio contra as rodas.
A aplicação do freio está ilustrada a seguir:
Encanamento geral
Válvula de
comando
Reservatório
auxiliar
Cilindro de freio
 Aplicação do freio
Quando ocorre vazamento ou avaria do sistema, a válvula de controle aplica os freios 
automaticamente, sem intervenção do maquinista.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
13Freios Ferroviários
3. Alívio do freio
Para soltar o freio da composição, é necessário aumentar a pressão no interior do 
encanamento geral.
A válvula de comando descarrega para a atmosfera o ar que estava contido no cilindro de 
freio, aliviando as sapatas de freio.
Nessa operação, o encanamento geral novamente carrega o reservatório auxiliar, 
preparando-o para um novo acionamento.
A imagem a seguir ilustra o mecanismo de alívio do freio:
Encanamento geral
 Válvula decomando
 Reservatório auxiliar
Cilindro de freio
Alívio do freio
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou o freio pneumático e o histórico do 
sistema de freios ferroviários. Pode-se destacar:
 • os elementos do sistema de frenagem;
 • os tipos de freio usados nas composições em cada época;
 • o sistema de freio a ar comprimido;
 • o sistema de freio a ar direto;
 • o sistema de freio a ar automático.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
Inserir Imagem
Equ
ipam
en
to 
de Freio 26-L
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 2.1 Equipamentos das Locomotivas
•• 2.2 Sistema de Alimentação de Ar Comprimido
•• 2.3 Controle
•• 2.4 Equipamento dos Vagões
2
15Freios Ferroviários
2.1 Equipamentos das 
Locomotivas
O Equipamento de Freio 26-L faz 
parte do sistema de freios ferroviários 
que opera com freio a ar automático, 
cujos componentes são instalados 
na locomotiva e em todos os vagões 
da composição. Ele possui todas as 
particularidades requeridas para o 
serviço de locomotivas de linha, inclusive 
controle de segurança, controle de 
sobrevelocidade, intertravamento com 
o freio dinâmico e proteção contra 
fracionamento do trem. 
É adequado para operação em tração 
múltipla com locomotivas equipadas 
com os sistemas de freio 6-SL e 24-RL, 
anteriores a ele.
Seus principais componentes são:
•• manipulador de freio 26-C;
•• válvula de controle 26-F.
A aplicação do freio automático é feita a 
partir da locomotiva, cujo equipamento, 
além de seu próprio freio, controla também 
a frenagem dos vagões.
16Freios Ferroviários
A figura a seguir mostra a configuração do equipamento de freio 26-L em uma locomotiva e 
destaca alguns componentes principais.
16
14 12
5
5 6 6
6 6
5
5
12
13
15
15
5 6 7
6
6
10
11 9
8
6
5
5
4
4
33
2
1
33
3
1. Mangueira do encanamento geral 9. Válvula de emergência
2. Torneira angular 10. Válvula MU-2A 
3. Mangueiras dos encanamentos equilibrante dos reservatórios 
principais, equilibrante dos cilindros de freio e atuante
11. Manipulador automático 
4. Torneiras de esfera 12. Válvula de segurança
5. Sapatas de freio 13. Válvula magnética
6. Cilindros de freio 14. Válvula descarga
7. Compartimento de válvulas 15. Reservatório principal 
8. Válvula de pedal 16. Compressor
Localização dos principais componentes do sistema de freio na locomotiva
O sistema de freio da locomotiva
O sistema de freio da locomotiva é composto pelas seguintes unidades:
•• alimentação;
•• produção;
•• armazenamento;
•• condicionamento.
•• distribuição;
•• controle;
•• aplicação.
17Freios Ferroviários
Observe, a seguir, uma ilustração de um sistema de freio da locomotiva:
Coletor de pó 
centrifugo
Alimentação
Produção
Armazenamento
Controle
Distribuição
Condicionamento
Válvula 
magnética do 
compressor
Válvula de 
segurança do 
resfriador 
intermediário
 60 psi
Filtro de 
admissão
Compressor de ar
Serpentina de resfriamento
Válvula de 
segurança do 
compressor 
de ar 175 psi
Resfriador 
intermediário
Torneira 
interruptora
Torneira 
interruptoraTorneira 
interruptora
Manipulador 
de freio
Válvula 
alimentadora
Dispositivo de
 locomotivamorta
Reservatório 
principal n0 1
Válvula de 
segurança 
150 psi Válvula 
de 
retenção
Válvula de 
retenção
Reservatório 
principal n0 2
Torneira de dreno
Encanamento geral
Encanamento equilibrante dos reservatórios principais
Encanamento equilibrante dos cilindros de freio
Torneira 
de dreno
Torneira 
de dreno
Filtro
Para o sistema dos 
equipamentos 
auxiliares
Válvula de 
descarga n0 8
Ligação elétrica
Torneira de 
sobrecarga
Chave 
pressostática
Governador do 
compressor 
125 a 140 dpi
Sistema de freio da locomotiva
Cilindro de freio
O cilindro de freio é o componente responsável por produzir uma força mecânica na 
timoneria de freio, fazendo com que as sapatas de freio sejam aplicadas à superfície das 
rodas, em resposta a um comando de pressão originado no reservatório auxiliar pela válvula 
de controle. 
Confira uma imagem de um cilindro de freio:
Cilindro de freio
18Freios Ferroviários
O cilindro de freio é um cilindro de metal fundido que contém um pistão conectado a uma 
haste de acionamento, ligada às alavancas da timoneria de freio. 
A imagem a seguir mostra os componentes do cilindro de freio:
Componentes do cilindro de freio
A haste de acionamento se movimenta dentro de uma haste oca que facilita sua inserção. 
O cilindro de freio está ilustrado na figura abaixo.
Tampa
Pistão
Mola de alívio
Haste de 
acionamento
Haste oca
Carcaça
Diagrama esquemático de um cilindro de freio
Quando o freio é aplicado, aumenta a pressão interna no cilindro, que empurra o pistão e faz 
avançar a haste de acionamento. Isso produz uma força mecânica na timoneria de freio.
 Importante! 
Quanto maior a pressão interna, maior será o esforço de frenagem.
Quando os freios são aliviados, o ar comprimido no interior do cilindro é direcionado para a 
atmosfera e a mola de retorno move o pistão de volta, liberando as sapatas de freio.
O curso do pistão do cilindro de freio deve propiciar folga entre as sapatas de freio e as rodas 
quando os freios estiverem aliviados e manter a pressão de regulagem das sapatas contra as 
rodas quando os freios estiverem aplicados.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
19Freios Ferroviários
Os cursos dos cilindros de freio são calculados. Deve-se usar, no máximo, ¾ do seu valor 
de deslocamento máximo. Os tipos de cilindros de freio utilizados em locomotivas estão 
especificados na tabela a seguir.
Tipos de cilindro de freio de locomotivas
CILINDRO DE FREIO
IDENTIFICAÇÃO DO 
CILINDRO DE FREIO
ÁREA
[cm2]
CURSO DO PISTÃO
CARREGADO VAZIO
10” x 12”
10” de diâmetro
12” de curso máximo 
do pistão
506,4 8” 6 ¾” a 7 ½”
8” x 8”
8” de diâmetro
8” de curso máximo 
do pistão
324,5 4” 4”
Criação de pressão no cilindro de freio da locomotiva
Existem várias fórmulas para calcular a pressão do ar comprimido no cilindro de freio da 
locomotiva. Para facilitar a compreensão, será adotada a fórmula prática utilizada pelas 
ferrovias norte-americanas, que é:
R → Redução de pressão no encanamento geral
Desse modo, uma redução de 10 psi no encanamento geral representa 25 psi no cilindro de 
freio; uma redução de 20 psi representa 50 psi, e assim por diante.
A válvula de controle é preparada de forma a estabelecer entre 62 e 65 psi de pressão 
máxima nos cilindros de freio da locomotiva, em aplicação máxima de serviço.
Quando se utiliza o manipulador de freio independente, a válvula relé se incumbe de repetir 
nos cilindros de freio das locomotivas a pressão recebida do manipulador independente.
A pressão máxima no cilindro de freio é regulada para aproximadamente 45 a 50 psi, no 
próprio manipulador independente.
Ajustador de folga
O ajustador de folga é um dispositivo que pode ser montado entre as alavancas da timoneria 
ou como tirante de freio, e tem por finalidade básica manter constante o curso do cilindro 
de freio, mesmo com os desgastes normais causados pelo atrito durante o processo de 
frenagem dos veículos ferroviários (que provocam um aumento do distanciamento entre as 
sapatas e as rodas). Ao encolher, o ajustador de folga mantém o curso do cilindro e puxa as 
alavancas da timoneria de ambos os lados do sistema.
20Freios Ferroviários
O ajustador de folga se apresenta em duas formas:
•• Ajustador manual
O ajustador manual de folga do freio é um dispositivo constituído por barras com rosca 
ou furações equidistantes, ajustadas manualmente. Como mostra a imagem a seguir: 
 Ajustador 
manual 
de folga
Ajustador manual de folga
•• Ajustador automático
O ajustador automático de folga do freio possui um sistema de catraca que atua de 
forma automática, sempre que o freio é aplicado. Observe a imagem a seguir: 
Ajustador 
automático
de folga
Ajustador de automático de folga
21Freios Ferroviários
Sapatas de freio
A sapata de freio é o componente do sistema de freio que transmite diretamente 
a força de frenagem para as rodas. Assim, produz o retardamento ou a parada das 
locomotivas e vagões.
As principais características de uma boa sapata de freio são:
•• coeficiente de atrito adequado sob as várias condições de trabalho, tais como 
velocidade, temperatura e umidade;
•• durabilidade;
•• não causar agressão excessiva às rodas;
•• não produzir ruídos excessivos;
•• não gerar odores ofensivos;
•• não conter compostos nocivos à saúde.
Há dois tipos de sapatas de freio:
Ferro fundido
A ilustração a seguir mostra uma sapata de ferro fundido:
Sapata
Contrassapata
Sapata de ferro fundido
Entre as desvantagens desse tipo de sapata, podem-se destacar o faiscamento e o desgaste 
desigual das rodas.
22Freios Ferroviários
Composição não metálica
As sapatas de composição não metálica apresentam em sua composição uma matriz 
polimérica composta por borrachas e resinas com cargas inertes, modificadores de 
atrito e fibras.
A ilustração a seguir mostra uma sapata de composição não metálica.
Sapata
Contrassapata
Sapata de composição não metálica
As sapatas de composição não metálica foram desenvolvidas em 1997, como uma 
alternativa econômica para substituir as sapatas de ferro fundido. No entanto, por 
possuírem maior capacidade de frenagem, não são diretamente intercambiáveis com as 
sapatas de ferro fundido.
 Importante! 
A Circular C-9736 acrescentada ao AAR Field Manual Rule 12 
estabeleceu que a aplicação de sapatas de freio de ferro fundido 
ficaria proibida a partir de 1º de janeiro de 2005.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
23Freios Ferroviários
Os componentes de uma sapata de composição não metálica estão mostrados na 
figura a seguir.
Material 
de atrito
Caixilho
Patim
Trava
Componentes da sapata de freio de composição não metálica
MATERIAL DE ATRITO → Parte não metálica que atua sobre a superfície de rolamento da roda e pode ser fornecida com coeficiente de atrito baixo, médio ou alto.
PATIM → Reforço metálico sobre o qual é assentado o material de atrito.
CAIXILHO → Parte em que atua a chaveta de fixação da sapata na contrassapata.
TRAVA → Saliência do patim que serve como batente para encaixe na contrassapata.
Atualmente, as sapatas de freio de composição não metálica são as mais utilizadas, porque 
oferecem várias vantagens:
•• Alto coeficiente de atrito, exigindo menor esforço de frenagem – as sapatas de 
composição não metálica com alto coeficiente de atrito necessitam de uma força de 
frenagem duas vezes menor que as sapatas de ferro fundido para retardar ou parar 
locomotivas e vagões.
•• Menor esforço requerido no sentido axial – curva atrito-velocidade paralela à curva de 
aderência, diminuindo os riscos de deslizamento.
•• Mesmo desempenho em qualquer condição atmosférica: frio, calor, água.•• Supressão da poeira metálica – a causa de inúmeros defeitos dos rotativos elétricos 
e dos equipamentos de controle da locomotiva pode ser a poeira metálica, que, 
com a aspiração de ar de ventilação e o campo magnético, é atraída para o interior 
desses componentes.
•• Menor resistência à tração e menos ruído – as sapatas de composição não metálica dão 
fino polimento à superfície das rodas, reduzindo sensivelmente o ruído e a resistência 
de rolamento, aumentando a aderência ao trilho e reduzindo consideravelmente o 
esforço de tração.
24Freios Ferroviários
•• Melhor ajuste à curvatura da roda – as sapatas desgastam as rodas de maneira a 
preservar a conicidade da superfície de rolamento e o formato do friso durante quase 
toda a vida útil da roda, reduzindo uma das maiores causas de rejeição de rodas nas 
ferrovias (50% das rejeições): frisos finos.
•• Maior vida útil.
 
Essas características implicam menor custo de manutenção e operação, porque levam a:
•• menor consumo de sapatas;
•• menor necessidade de mão de obra e paralisação de veículos para substituição de 
sapatas e ajuste da timoneria;
•• menor consumo de rodas e mão de obra e menos paralisação de veículos para 
retorneamento e substituição, fatos cruciais para locomotivas elétricas, diesel-elétricas 
e nos carros elétricos, casos em que a substituição de rodas exige a desmontagem dos 
motores, rolamentos etc.;
•• timoneria mais econômica e menos sujeita a avarias, por envolver menores esforços;
•• menos avarias nos motores elétricos de tração e equipamentos de controle;
•• economia de tração e melhor aproveitamento das locomotivas.
Freio manual da locomotiva
A Air Brake Association – ABA define o freio manual como um dispositivo instalado na 
locomotiva, que possibilita a aplicação dos freios da locomotiva manualmente. Na realidade, 
o freio manual é um freio de estacionamento, ou seja, deve ser aplicado somente para deixar 
a locomotiva estacionada (parada) por tempo determinado. É um dispositivo mecânico 
individual, formado por um volante ou alavanca e uma catraca, que aciona uma corrente 
ligada à haste de apenas um dos cilindros de freio, que opera duas sapatas de freio de um 
mesmo truque da locomotiva.
As duas imagens a seguir mostram o freio manual da locomotiva.
Freio manual da locomotiva
25Freios Ferroviários
Durante a aplicação do freio manual, o movimento da corrente aciona um dispositivo que 
aplica os freios. Um mecanismo de desengate com contrapeso libera a tensão no freio.
A imagem a seguir mostra uma corrente diretamente ligada à haste do cilindro de freio:
Corrente diretamente ligada à haste do cilindro de freio
A corrente proporciona uma força igual ou maior que o freio de serviço a ar.
Mangueiras de freio
Para garantir a continuidade dos encanamentos da locomotiva, quando acoplada a 
outros veículos, é instalada em cada uma de suas terminações uma mangueira flexível de 
acoplamento, denominada mangueira de freio, como mostra a imagem a seguir:
Mangueira do 
encanamento de
equalização dos 
reservatórios 
principais
Mangueira do 
encanamento 
geral
Mangueira do 
encanamento de 
equalização do 
cilindro de freio
Mangueiras flexíveis de acoplamento
As mangueiras são elementos flexíveis formados por:
•• um elemento de mangueira (tubo de borracha vulcanizada com camadas internas 
de reforço);
•• um niple, fixado ao tubo de borracha por uma braçadeira metálica;
•• um bocal com junta, fixado ao tubo de borracha por uma braçadeira metálica;
•• duas braçadeiras metálicas com parafuso e porca.
26Freios Ferroviários
A imagem a seguir mostra uma mangueira de freio.
Elemento
Niple
Braçadeira
Braçadeira
Bocal
Mangueira de freio
Veja na tabela a seguir os tipos de mangueira de freio das locomotivas:
Tipos de mangueiras de freio das locomotivas
APLICAÇÃO Mangueira Niple Bocal
ENCANAMENTO GERAL 1 3/8" x 30” 1 3/8” FP-5
ENCANAMENTO DE EQUALIZAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS PRINCIPAIS 1 1/8" x 30” 1”
ENCANAMENTO DE EQUALIZAÇÃO DO CILINDRO DE FREIO 1 1/8" x 30” ¾”
O acoplamento das mangueiras deve ser feito com muito cuidado para evitar acidentes.
Antes de separar a locomotiva de outro veículo, como acontece nas manobras, as 
mangueiras devem ser desacopladas manualmente, para evitar ruptura ou estrago.
A falha no desacoplamento manual pode causar deslocamento e quebra dos encanamentos, 
além de danos às mangueiras e aos bocais de acoplamento.
Quando não estão acopladas, as mangueiras devem ser mantidas nos suportes de engate 
(engate cego), para evitar a entrada de poeira ou outras impurezas que possam danificar o 
equipamento de freio.
A imagem a seguir mostra um suporte de engate:
Suporte de engate
Suporte de engate
27Freios Ferroviários
2.2 Sistema de 
Alimentação de Ar 
Comprimido
O sistema de alimentação de ar comprimido é composto pelas seguintes unidades:
•• produção;
•• armazenamento;
•• condicionamento.
28Freios Ferroviários
A imagem a seguir ilustra esse sistema:
 
Reservatório 
principal nº 1
Reservatório 
principal nº 2
Armazenamento
Torneira 
de dreno
Torneira 
de dreno
Torneira 
de dreno
Filtro
Coletor
de pó 
centrífugoTorneira 
interruptora
Válvula 
de 
retenção
Válvula de 
segurança
150 psi
Para o sistema dos 
equipamentos auxiliares
Compressor de ar
Filtro de 
admissão
Válvula de 
segurança do 
compressor 
de ar
175 psi
Resfriador 
intermediário
Válvula de 
segurança do 
resfriador 
intermediário 
60 psi
Ligação elétrica
Torneira de 
sobrecarga
Válvula 
magnética do 
compressor
Torneira 
interruptora
Serpentina de resfriamento
Chave 
pressostáticaGovernador do 
compressor
125 a 140 psi
Condicionamento
Produção
Para o sistema 
de freio a ar
Sistema de alimentação de ar comprimido
Produção de ar comprimido
A produção de ar comprimido é realizada por um compressor de ar do tipo alternativo de 
duplo estágio de compressão, composto por:
•• dois cilindros de baixa pressão (de diâmetro maior, dispostos lateralmente no cárter);
•• um cilindro de alta pressão (disposto ao centro dos dois cilindros de baixa, no 
topo do cárter);
•• um resfriador intermediário que atua entre os dois cilindros de baixa pressão;
•• um cilindro de alta pressão.
29Freios Ferroviários
O compressor alternativo está ilustrado na imagem a seguir.
Cilindro de alta
Cilindro de baixa
Cilindro de baixa
Resfriador intermediário
Compressor alternativo
Os pistões dos três cilindros são movimentados por apenas um munhão do eixo 
virabrequim, que pode ser acionado:
•• Pelo eixo virabrequim do motor diesel, por meio de um acoplamento, como mostra 
a imagem:
Eixo de 
acionamento
Compressor
Compressor acionado diretamente pelo motor diesel
•• Por um motor elétrico, como mostra a imagem:
Motor 
elétrico
Filtro de ar
Compressor
Compressor acionado por motor elétrico
30Freios Ferroviários
•• Separadamente, por um motor diesel auxiliar.
O sistema de lubrificação do compressor é do tipo forçado, com bomba própria. 
O nível de óleo de lubrificação deve ser verificado por meio do visor ou vareta. 
Funcionamento do compressor
O ar livre da atmosfera (pressão atmosférica) é constantemente aspirado através de um 
filtro seco, montado no tubo coletor de entrada, e comprimido nos cilindros de baixa 
pressão (55 psi).
Ao sair dos cilindros de baixa pressão, o ar comprimido passa pelo resfriador de ar 
intermediário, que tem a função básica de retirar parte do calor gerado durante a compressão.
A retirada de calor do ar no resfriador intermediário pode ser realizada por meio de:
•• circulação da água do sistema de arrefecimento do motor diesel por passagens no 
corpo do resfriador (veja na imagem):
Tubulação do 
sistema dearrefecimento do 
motor diesel
Resfriador intermediário refrigerado a água
•• passagem de ar pelo corpo do resfriador, forçada por um soprador acionado pelo 
próprio eixo do compressor (veja na imagem):
Válvula de segurança
Soprador acionado 
pelo eixo do compressor
Resfriador intermediário refrigerado por ventilação forçada
31Freios Ferroviários
No resfriador intermediário, é instalada uma válvula de segurança que atuará se a pressão 
ultrapassar o limite estabelecido de 60 psi (veja na imagem):
Válvula de 
segurança do 
resfriador 
intermediário
Posicionamento da válvula de segurança do resfriador intermediário
Após o resfriamento, o ar fica mais denso: as moléculas do ar ocupam um volume menor, e 
uma maior quantidade de moléculas por unidade de volume é introduzida no cilindro de 
alta pressão. Isso torna mais eficiente a operação do cilindro de alta pressão e aumenta a 
capacidade volumétrica do compressor.
O cilindro de alta pressão se encarrega de comprimir esse volume de ar a uma pressão 
maior (125 a 140 psi).
O ar comprimido deixa o compressor a uma temperatura muito alta (270 ºC) e precisa ser 
resfriado antes de atingir os reservatórios principais.
Por isso, ele passa por uma serpentina de resfriamento com tubos aletados, que serve para 
reduzir sua temperatura e provocar a condensação da umidade que o acompanha.
A quantidade de umidade contida no ar livre da atmosfera praticamente dobra a cada 
aumento de 10 ºC na temperatura ambiente.
Isso significa que haverá duas vezes mais umidade no ar quando a temperatura ambiente for 
de 30 ºC do que a 20 ºC, e assim sucessivamente. No Brasil, tanto na região norte como na 
região central, as temperaturas são relativamente elevadas ao longo do ano, assim como a 
umidade do ar. 
A umidade levada pelo compressor causa corrosão nas superfícies metálicas dos 
componentes do sistema pneumático da locomotiva. As partículas sólidas desprendidas 
das corrosões e lançadas no fluxo de alta velocidade do ar agem como um jato de areia, 
corroendo os componentes. Além disso, o óleo de lubrificação que passa pelos anéis dos 
pistões do compressor mantém os orifícios das válvulas obstruídos.
32Freios Ferroviários
Armazenamento do ar comprimido
O armazenamento do ar comprimido é feito em dois reservatórios principais, cuja finalidade 
é armazenar o ar comprimido produzido pelo compressor e ajudar tanto no resfriamento 
como na retenção das impurezas e da água resultante da condensação, a fim de permitir que 
um ar limpo e seco abasteça o sistema pneumático da locomotiva, composto por: 
•• sistema de freio a ar, que atua na operação dos freios da locomotiva e da composição;
•• sistema dos equipamentos auxiliares da locomotiva − ar de controle, sino, buzina, 
válvulas e injetores de areia, campainhas, limpadores de para-brisas, contatores 
elétricos etc.
Confira, a seguir, imagens da localização dos reservatórios principais:
Localização dos reservatórios principais
Os reservatórios são identificados como:
•• reservatório principal nº 1 → abastece o sistema dos equipamentos auxiliares;
•• reservatório principal nº 2 → abastece o sistema de freio a ar da locomotiva.
Todas as derivações destinadas à alimentação do sistema dos equipamentos auxiliares da 
locomotiva devem sair da tubulação entre o reservatório principal nº 1 e o reservatório 
principal nº 2.
Válvula de dreno automático
A tubulação da serpentina de resfriamento tem uma pequena inclinação que faz com que a 
água condensada flua para o reservatório nº 1.
Quando o ar entra no reservatório principal nº 1, sua temperatura é reduzida e a 
condensação é mais efetiva.
Por isso, a maior quantidade de água é encontrada no reservatório principal nº 1.
Os reservatórios principais da locomotiva são instalados com uma leve inclinação, para 
forçar a condensação a se acumular no lado mais baixo. Nesse lado, normalmente são 
instaladas válvulas de dreno automático, que servem para expurgar a água proveniente da 
condensação do ar e as impurezas do reservatório. A água pode ser considerada o maior 
veneno para o sistema de freio pneumático.
33Freios Ferroviários
As válvulas de dreno automático expurgam a água condensada toda vez que a pressão do 
reservatório principal atinge 140 psi e param de eliminá-la quando essa pressão atinge o 
limite mínimo de 125 psi.
Observe uma imagem de válvula de dreno automático e manual a seguir:
Válvula de 
dreno automático 
e manual
Válvula de dreno automático e manual
Esse tipo de válvula também pode ser acionado manualmente.
A drenagem manual dos reservatórios principais e dos filtros deve ser uma prática constante, 
tanto dos responsáveis pela operação quanto dos responsáveis pela manutenção, pois os 
drenos automáticos não conseguem eliminar toda a água desses equipamentos, mesmo 
funcionando perfeitamente.
A válvula de dreno automático e manual 580-H possui três posições reguladas no 
próprio punho:
•• posição normal de operação;
•• drenagem manual;
•• isolamento.
Confira, a seguir, uma imagem de válvula de dreno automático e manual 580-H:
Dreno 
automático
Dreno 
manual
Automático
Isolado
Válvula de dreno automático e manual 580-H
34Freios Ferroviários
A válvula de dreno automático D-1 não permite o isolamento, e o dreno manual é realizado 
por meio de uma torneira, como mostra a imagem a seguir:
Válvula de dreno automático D-1
Torneira de isolamento do reservatório principal
Para o reparo do sistema de freio, a torneira deve ser fechada, a fim de isolar o reservatório 
principal e descarregar totalmente a pressão, por meio de um orifício de descarga.
Os ponteiros dos manômetros na cabine da locomotiva registrarão pressão zero se essa 
torneira for fechada.
Válvula de segurança E7-C
A válvula de segurança E7-C evita a sobrecarga de pressão no sistema pneumático, 
descarregando para a atmosfera a pressão do reservatório principal toda vez que ela se 
torna excessiva. Veja a imagem a seguir:
Porca de regulagem
Válvula
Válvula de segurança
Alguns tipos de locomotivas, além da válvula de segurança instalada logo após o 
reservatório principal nº 1, calibrada em 150 psi, possuem outra válvula instalada próxima ao 
compressor, calibrada com 175 psi.
A calibragem das válvulas de segurança depende de instruções da ferrovia.
35Freios Ferroviários
Válvula de retenção do reservatório principal
Instalada no encanamento que liga o reservatório principal nº 1 ao reservatório principal nº 2, 
a válvula de retenção com orifício de 1” permite fluxo total de ar do reservatório principal nº 1 
para o reservatório principal nº 2, mas impede o fluxo no sentido inverso.
Veja uma imagem de uma válvula de retenção a seguir:
Válvula de retenção
A válvula funciona como uma proteção: quando é fechada, impede a perda da pressão 
do reservatório principal nº 2 através de uma abertura para a atmosfera antes da 
válvula de retenção, em caso de problema no compressor, ruptura das tubulações de 
resfriamento, dano ao reservatório principal nº 1 ou ruptura do encanamento equilibrante 
dos reservatórios principais causada por eventual separação entre as locomotivas e o 
consequente desacoplamento das mangueiras.
Pelas normas da Federal Railroad Administration – FRA, em caso de avaria no sistema dos 
reservatórios principais, a locomotiva deve reter ar suficiente para, no mínimo, três eventos 
de aplicação e alívio dos freios e acionamento dos contatores e das chaves reversoras.
A verificação do perfeito funcionamento da válvula de retenção do reservatório principal 
nº 2 se dá através do teste de fracionamento.
 Importante! 
A válvula de retenção também serve para reduzir o tempo de 
carregamento do sistema de reservatórios principais de uma 
locomotiva rebocada morta, permitindo somente o carregamento 
do reservatórioprincipal nº 2. 
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
36Freios Ferroviários
Torneira interruptora
•• Isolamento de 1”
Isola os reservatórios principais do sistema de freio a ar, possibilitando o 
descarregamento dele para a reparação. 
•• Isolamento de 1” e coletor de pó
Isola o ar que abastece a buzina, os limpadores de para-brisas e os injetores de areia. 
•• Isolamento de 3/8”
Isola o ar que abastece a válvula de areia e a válvula de sino. 
Verifique, a seguir, uma imagem de uma torneira interruptora:
Torneira interruptora
Condicionamento do ar comprimido
Após passar por todo o processo de produção, o ar comprimido deve sofrer um 
condicionamento antes de ser colocado para trabalhar.
O funcionamento regular de qualquer componente no sistema depende da estabilidade da 
pressão de alimentação, da ausência de umidade e do grau de filtragem.
Portanto, o condicionamento do ar comprimido consiste em:
•• regulagem da pressão
•• drenagem
Para que a drenagem seja feita, devem ser instalados drenos (purgadores), que podem 
ser manuais ou automáticos, com preferência para o último tipo. 
•• filtragem
Após a eliminação do condensado, resta no ar comprimido uma pequena quantidade 
de vapor de água em suspensão, que os pontos de drenagem comuns não conseguem 
remover ou eliminar.
A filtragem do ar consiste na aplicação de dispositivos capazes de reter as impurezas 
suspensas no fluxo de ar e suprimir a umidade ainda presente.
37Freios Ferroviários
O equipamento normalmente utilizado para esse fim é o filtro de ar, que atua de duas 
formas distintas: 
•• pela ação da força centrífuga;
•• pela passagem do ar através de um elemento filtrante.
Regulador do compressor
O regulador do compressor consiste em:
•• Chave pressostática CCS (Compressor Control Switch).
A chave pressostática CCS consiste em uma chave elétrica que atua por meio de uma 
face sensível à pressão, a qual, por sua vez, recebe a ação de uma mola de carga. 
Observe as imagens a seguir: 
Chave pressostática CCS
•• Válvula magnética CGS (Compressor Governor Switch).
A válvula magnética CGS mantém as válvulas de admissão dos cabeçotes dos cilindros 
do compressor: 
•• abertas → quando a pressão atingir o limite máximo;
•• fechadas → quando a pressão atingir o limite mínimo.
 
Confira, a seguir, imagens da válvula magnética CGS:
Válvula magnética CGS
38Freios Ferroviários
O compressor carrega os reservatórios principais até que a pressão atinja o limite máximo de 
regulagem da chave pressostática CCS.
Nesse momento, a chave pressostática CCS desenergiza a válvula magnética CGS, que 
mantém as válvulas de admissão dos cabeçotes dos cilindros do compressor abertas, 
fazendo com que ele passe a trabalhar em vazio.
Quando a pressão nos reservatórios principais cai abaixo do limite mínimo ajustado na 
chave pressostática CCS, ela energiza a válvula magnética CGS, que mantém as válvulas 
de admissão dos cabeçotes dos cilindros do compressor fechadas. Isso permite que o 
compressor carregue os reservatórios principais. Simultaneamente, são abertas as válvulas 
de dreno automático.
A pressão do ar nos reservatórios principais é regulada entre limites prefixados conforme 
instruções da ferrovia, normalmente de:
•• 125 psi → pressão mínima;
•• 140 psi → pressão máxima.
Torneira de sobrecarga do compressor
Essa torneira possui descarga lateral e, nos casos de avaria, em que o compressor não 
funcionar adequadamente, deve ser fechada. 
Esse procedimento fará com que o compressor trabalhe em sobrecarga, ou seja, 
comprimindo diretamente, sem entrar na condição de vazio.
Quando se coloca um compressor em sobrecarga, deve-se observar, rigorosamente, a 
atuação da válvula de segurança do reservatório principal.
Manômetros duplos de ar
Os manômetros são instrumentos destinados a medir a pressão.
As locomotivas são equipadas com dois manômetros duplos de ar, com dois ponteiros cada, 
e escalas conforme a tabela a seguir:
Escala dos manômetros
MANÔMETRO Escala
DIREITA 0 a 200 psi
ESQUERDA 0 a 160 psi
39Freios Ferroviários
Eles ficam localizados na parte superior do pedestal de comando e devem ser monitorados 
durante todas as etapas inerentes às atividades de condução de trens, isto é, manobras e 
viagens na via de circulação. Observe a imagem a seguir:
Manômetros duplos de ar
Os dois manômetros indicam as pressões no sistema de freio a ar, conforme especificado na 
tabela a seguir:
Indicação de pressão nos manômetros duplos de ar
PONTEIRO
Manômetro
Esquerda Direita
VERMELHO Reservatório principal Cilindro de freio
BRANCO Reservatório equilibrante Encanamento geral
Filtros e secador de ar
Em uma locomotiva, podem ser usados vários tipos de dispositivos, normalmente 
localizados na tubulação após o reservatório principal nº 2, para purificar o ar que vai atuar 
no sistema pneumático.
Filtro centrífugo
O filtro centrífugo geralmente tem um vórtice (redemoinho) pelo qual os detritos são 
centrifugados e depositados no fundo da câmara, junto com a água condensada pelo 
resfriamento do ar. Verifique a imagem a seguir:
Filtro centrífugo
40Freios Ferroviários
Filtro coalescente
O filtro coalescente inclui dois elementos:
•• elemento filtrante;
•• elemento coalescente.
O elemento coalescente contém uma substância que provoca a coalescência, ou seja, a 
aglomeração das gotículas de água. A água é, então, depositada no fundo da câmara do 
filtro e, posteriormente, expelida através do dreno.
Secador de ar
O desempenho dos sistemas Freio Eletrônico CCB II e Locotrol não é satisfatório se o sistema 
pneumático da locomotiva não for mantido totalmente seco e limpo.
É altamente recomendável a instalação de secadores de ar nas locomotivas para prover ar 
seco, limpo, livre de óleo e de partículas de sólidos para o sistema pneumático.
O tipo mais comum de secador de ar é o secador por adsorção. Ele utiliza como elemento 
dissecante uma substância formada por pérolas à base de silicato de alumínio, cuja estrutura 
molecular é extremamente higroscópica, capaz de absorver ou adsorver o vapor de água 
existente no ar e outras substâncias.
Esse sistema é composto por duas câmaras de secagem, interligadas por um dispositivo pré-
coalescedor, que operam alternadamente, controladas por um temporizador eletrônico.
Enquanto uma das câmaras está processando a secagem do ar, a outra recebe uma pequena 
parcela de ar por um estrangulador, para que seja feita a regeneração.
No ciclo seguinte, a situação é invertida.
A fim de tornar a capacidade de secagem do sistema praticamente ilimitada, após determinados 
intervalos, utiliza-se o processo de regeneração, efetuado com ar seco e expandido.
Veja, a seguir, uma imagem de um secador de ar por adsorção:
Secador de ar por adsorção
41Freios Ferroviários
Distribuição
A distribuição do ar comprimido na locomotiva se dá através do:
•• encanamento geral;
•• encanamento de equalização dos reservatórios principais;
•• encanamento de equalização do cilindro de freio.
Normalmente, os encanamentos são feitos de tubo extra pesado (Schedule 80) especificação 
ASTM-A-53 grau A, raios mínimos segundo folha E-7 da AAR.
São pintados externamente e fosfatizados internamente para evitar a oxidação.
Não devem possuir conexões soldadas. Para isso, todas as ligações e conexões devem 
possuir juntas do tipo WABCOSEAL, que utilizam o princípio de flange – elemento fixado ao 
dispositivo por parafusos e vedado contra vazamento por um anel de borracha.
Confira, a seguir, imagens de ligações e conexões WABCOSEAL:
Ligações e conexões WABCOSEAL
Encanamento geral
O encanamento geral é um dos principais componentes do sistema de freio automático.
É considerado como uma tubulação contínua que parte da locomotivae percorre os vagões 
em toda extensão do trem, conduzindo o ar comprimido da locomotiva a cada reservatório 
auxiliar e de emergência dos vagões, a uma pressão de 90 psi (± 6 psi).
42Freios Ferroviários
Por meio da variação de pressão no encanamento geral, os freios de todos os veículos do 
trem são controlados em suas três funções básicas:
•• carregamento;
•• aplicação;
•• alívio.
Sua ruptura, em qualquer ponto da composição, ocasiona uma aplicação de emergência dos 
freios automáticos do trem.
Válvula de freio de emergência
A válvula de freio de emergência é uma válvula de operação manual sob carga de mola que 
está ligada ao encanamento geral. Confira na imagem a seguir:
Válvula de emergência
Quando acionada, provoca queda brusca de pressão no encanamento geral, desencadeando 
uma aplicação de emergência na locomotiva ou no trem.
Ela é utilizada para obter uma aplicação de freio de emergência quando o operador está 
impossibilitado de aplicar o freio da maneira normal.
 Importante! 
Em uma locomotiva escoteira (sozinha), com a válvula MU-2A 
posicionada para Comandada, o acionamento não desencadeia 
aplicação dos freios.
Válvula de descarga nº 8 ou válvula de descarga KM
As válvulas de controle de locomotivas não possuem uma parte de emergência, responsável 
pela chamada ação rápida nas aplicações de emergência.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
43Freios Ferroviários
Para a função de ação rápida usa-se a válvula de descarga nº 8 ou a válvula de descarga KM. 
Observe as imagens a seguir:
Válvula de descarga nº 8 e válvula de descarga KM
Sua função é proporcionar uma descarga rápida para a atmosfera no local da pressão do 
encanamento geral, a fim de garantir uma condição de propagação de emergência dos 
freios, quando o punho do manipulador automático é levado para a posição de emergência, 
e, principalmente, nas emergências originadas num trem longo, quando são usadas várias 
locomotivas operando em tração múltipla. A capacidade total dos compressores é tal que, 
muitas vezes, a ruptura da mangueira de um vagão de cauda do trem pode não ser sentida 
pela locomotiva, o que impossibilita a aplicação de emergência.
Quando a válvula de descarga nº 8 de uma locomotiva opera, a queda brusca de 
pressão provoca o funcionamento das válvulas de descarga das outras locomotivas 
em tração múltipla, assim como das válvulas de controle de toda a composição. 
Ela normalmente se localiza sob a plataforma da locomotiva, em derivação do 
encanamento geral, e é composta por:
•• câmara;
•• passagem calibrada;
•• diafragma.
O ar do encanamento geral enche a câmara pelo orifício da passagem calibrada, criando 
pressões idênticas em ambos os lados do diafragma.
Toda vez que é feita uma aplicação de serviço, o ar da câmara flui através do orifício da 
passagem calibrada para o encanamento geral, no mesmo ritmo em que ocorre a redução 
de serviço, mantendo as pressões idênticas nos dois lados do diafragma.
Em uma aplicação de emergência, o ar da câmara não pode fluir pela passagem calibrada no 
mesmo ritmo da queda de pressão do encanamento geral, que é muito rápido.
Assim, é criado um diferencial de pressão entre as duas faces do diafragma, fazendo com 
que a válvula de descarga estabeleça comunicação do encanamento geral diretamente com 
a atmosfera. Isso traz agilidade à aplicação de emergência.
44Freios Ferroviários
Encanamento equilibrante dos reservatórios principais
Percorre a locomotiva em toda a sua extensão para possibilitar o carregamento uniforme 
dos reservatórios principais de todas as locomotivas acopladas em tração múltipla, 
mantendo-os com pressões equilibradas.
Em um conjunto de locomotivas em tração múltipla, normalmente a locomotiva 
comandante consome mais ar que as locomotivas comandadas.
Pelo encanamento equilibrante dos reservatórios principais, os compressores das 
locomotivas comandadas auxiliam o compressor da comandante a suprir o ar comprimido 
consumido nas locomotivas e na composição.
Esse ar chega aos reservatórios principais passando pela válvula de retenção, ou seja, a 
passagem de ar é ampla de fora para dentro da locomotiva e restrita de dentro para fora.
Assim, em caso de ruptura desse encanamento, o ar escapa para a atmosfera com uma 
intensidade menor que a capacidade de produção do compressor, evitando que toda a 
pressão do reservatório principal seja perdida.
Válvula de retenção do encanamento equilibrante dos reservatórios principais
O carregamento é feito através de uma válvula de retenção de 1” e orifício de 5/16”, que 
permite uma passagem ampla de ar desse encanamento para os reservatórios principais, e 
restrita desses reservatórios para o encanamento.
Essa válvula serve de proteção em caso de ruptura de uma mangueira entre locomotivas, 
mantendo um nível seguro de pressãonos reservatórios principais de todas as locomotivas, 
já que a fuga de ar pelo orifício da válvula é menor que a vazão do compressor.
Encanamento equilibrante dos cilindros de freio
O encanamento equilibrante dos cilindros de freio percorre a locomotiva em toda sua 
extensão, a fim de repetir nas locomotivas comandadas a pressão de aplicação e de alívio 
dos freios, automáticos ou independentes, criada na locomotiva comandante.
As válvulas de controle das locomotivas comandadas devem ser isoladas.
Quando as locomotivas são acopladas em tração múltipla, deve-se observar se as torneiras 
do encanamento equilibrante dos cilindros de freio entre uma locomotiva e outra 
foram abertas. Se estiverem fechadas, não há condições de fazer o controle de freio das 
locomotivas comandadas.
45Freios Ferroviários
Torneiras extremas
A abertura e o fechamento das extremidades dos encanamentos da locomotiva são 
realizados por meio das torneiras reta e angular, como mostra a imagem a seguir:
Torneira 
angular
Torneira 
reta
Posicionamento das torneiras
O tipo de torneira utilizado em cada encanamento da locomotiva está especificado na 
tabela a seguir.
Torneiras utilizadas nas extremidades dos encanamentos
APLICAÇÃO TORNEIRA
Encanamento geral Torneira angular de 1 ¼”
Encanamento equilibrante dos reservatórios 
principais
Torneira reta de 1” com punho 
de travamento
Encanamento equilibrante dos cilindros de freios
Torneira reta de 3/8” com 
punho de travamento
Torneiras utilizadas nas extremidades dos encanamentos
Os encanamentos das locomotivas são finalizados por torneiras ou bocais, conforme 
mostrado na tabela a seguir:
Finalização dos encanamentos da locomotiva
APLICAÇÃO BOCAL
Encanamento geral Torneira angular 1 ¼”
Encanamento de equalização dos reservatórios principais Bocal angular de 1”
Encanamento de equalização do cilindro de freio Bocal angular de ½ x 3/4”
46Freios Ferroviários
2.3 Controle
O sistema de freio da locomotiva e do trem é controlado por um manipulador automático 
localizado no pedestal de controle da locomotiva, que pode ser encontrado em duas versões:
•• Horizontal ou frontal − 30 AC-DW 
(veja imagem a seguir):
Manipulador automático 30 AC-DW
•• Vertical ou lateral − 26-C 
(veja imagem a seguir):
Manipulador automático 26-C
47Freios Ferroviários
Manipulador automático 26-C
O manipulador 26-C é projetado para montagem em painel no suporte dos encanamentos, 
que recebe todas as conexões dos tubos, identificadas numericamente.
É uma válvula do tipo autorrecobridor, operada por cames, que controla a pressão do 
reservatório equilibrante, em proporção ao deslocamento do punho do manipulador.
Por sua vez, a pressão do encanamento geral é controlada por uma válvula relé do tipo 
autorrecobridor pilotada pela pressão do reservatório equilibrante, que mantém no 
encanamento geral as mesmas condições de pressão existentes no reservatório equilibrante.
Além de exerceressas funções, fornece ar para os dispositivos de segurança, como homem 
morto, sobrevelocidade, corte de tração etc.
Opera em combinação com um reservatório equilibrante.
O manipulador 26-C consiste em duas partes principais, montadas no mesmo corpo. São elas:
•• Manipulador automático
•• punho do manipulador automático;
•• válvula interruptora do manipulador automático;
•• punho da válvula interruptora do manipulador automático;
•• válvula relé;
•• válvula reguladora;
•• válvula interruptora do encanamento geral;
•• válvula da descarga;
•• válvula de emergência;
•• válvula de supressão;
•• válvula interruptora do reservatório equilibrante.
48Freios Ferroviários
•• Manipulador independente
•• punho do manipulador independente (veja ilustração a seguir):
Válvula relé
Válvula 
reguladora
Válvula interruptora do 
encanamento geral
Válvula de 
descarga
Válvula de 
emergência
Válvula de 
supressão
Válvula interruptora do 
reservatório equilibrante
Manipulador independente
Punho do 
manipulador 
independente
Válvula interruptora do 
manipulador automático
Punho da válvula 
interruptora do 
manipulador 
automático
Manipulador automático
Punho do 
manipulador 
automático
Manipulador 26-C
Os punhos do manipulador automático, do manipulador independente e da válvula piloto 
interruptora estão localizados na face dianteira do painel.
Punho da Válvula 
Interruptora do 
Manipulador 
Automático
Punho do 
Manipulador 
Independente
Punho do 
Manipulador 
Automático
Face dianteira do manipulador 26-C
49Freios Ferroviários
Punho do manipulador automático
A aplicação do freio automático é feita por meio do punho do manipulador automático, que 
está localizado no pedestal de controle.
Punho do 
manipulador 
automático
Punho do manipulador automático
Movimentando o punho do manipulador automático por suas seis posições, conforme 
indicado na imagem a seguir, o maquinista controla os freios da própria locomotiva e de 
todo o trem, por meio de variações da pressão no encanamento geral.
Alívio
Redução 
mínima
Aplicação
Serviço Supressão
Punho fora
Emergência
Zonas de aplicação do freio automático
50Freios Ferroviários
Alívio (marcha)
Alívio
Localizada na extremidade esquerda do quadrante do manipulador.
Esta posição é utilizada para carregar o encanamento geral e, simultaneamente, aliviar os 
freios da locomotiva e do trem.
É a posição em que o punho deve ser mantido, sempre que o trem estiver em movimento.
Redução mínima
Redução mínima
Localizada com o punho do manipulador encostado na primeira parte elevada do 
quadrante, à direita da posição Alívio.
Esta posição determina a aplicação do freio em intensidade leve, como resultado 
da redução da pressão no reservatório equilibrante. Essa redução é reproduzida no 
encanamento geral da locomotiva e do trem, gerando a aplicação nos cilindros de freio da 
locomotiva e dos vagões.
51Freios Ferroviários
Aplicação de serviço (zona de aplicação)
Aplicação de serviço
Mover o punho na zona de aplicação para a direita do entalhe da posição de Redução 
mínima aumenta a pressão de ar no reservatório equilibrante. Esse aumento é reproduzido 
no encanamento geral pela válvula relé, resultando no aumento da intensidade da aplicação 
dos frios na locomotiva e nos vagões.
Serviço total
O ponto de intensidade máxima de aplicação (Serviço total) é atingido pouco antes do 
ressalto limitador da posição Serviço, quando é sentida a resistência do punho.
Supressão
Supressão
52Freios Ferroviários
Posição localizada com o punho do manipulador encostado na segunda parte elevada do 
quadrante, à direita da posição de aplicação Serviço total.
Além de comandar uma aplicação total de serviço, assim como o punho na posição 
Serviço, serve para anular uma aplicação de freio originada pelo controle de segurança do 
maquinista (homem morto ou sobrevelocidade), por meio do recondicionamento da válvula 
de aplicação P-2A.
Punho fora
Punho fora
É a posição localizada no primeiro ponto de entalhe do quadrante, à direita da posição Supressão.
Essa posição coloca todas as válvulas do manipulador em posição inoperante.
Quando a locomotiva for comandada por outra locomotiva em tração múltipla ou rebocada 
morta, o punho deve permanecer na posição ou pode ser retirado do manipulador, 
tornando-o inoperante, conforme a norma da ferrovia.
Pode ser usada para reduzir a zero a pressão do encanamento geral, além da redução 
efetuada com o punho do manipulador na posição "Serviço total".
Emergência
Emergência
53Freios Ferroviários
É a posição localizada na extrema direita do quadrante do manipulador automático, no 
último entalhe, à direita da posição Punho fora.
Permite a redução rápida da pressão do encanamento geral a fim de encurtar a distância de 
parada, causando, simultaneamente, o funcionamento automático de todos os areeiros das 
locomotivas e a redução do motor a diesel para marcha lenta.
Essa posição deve ser utilizada para rearmar o sistema quando houver quebra do trem, 
provocando a aplicação de emergência.
Após a aplicação de emergência, o punho do manipulador automático deve permanecer 
nessa posição até que a pressão indicada no manômetro do reservatório equilibrante 
caia a zero.
Válvula interruptora do manipulador automático
A válvula interruptora é usada para isolar ou para preparar o manipulador de freio automático 
para o funcionamento, usando equipamento de trem com alívio direto ou gradual. 
Quando operada, aciona internamente a válvula interruptora do encanamento geral, que 
corta o fluxo de ar da válvula relé para o encanamento geral (veja imagem a seguir):
Válvula 
interruptora
Válvula interruptora
O punho da válvula interruptora se move entre três posições por pressão de mola: é 
necessário comprimir o punho para movê-lo de uma posição para outra.
Cada posição condiciona o manipulador automático para um dos seguintes tipos de trabalho:
•• FRT − Posição de Carga
Condiciona o manipulador para alívio direto, ou seja, só se inicia o alívio após o punho 
do manipulador ter atingido a posição Alívio ou Marcha.
Posição usada nos trens de carga em que as válvulas dos vagões estão 
condicionadas a realizar o alívio do sistema de freio com um pequeno incremento 
de ar no encanamento geral. 
•• OUT − Posição Desligado
Isola o manipulador, permitindo que, por ele, somente sejam feitas as aplicações 
de Emergência.
54Freios Ferroviários
É utilizada para: 
•• Verificar vazamento no encanamento geral – estando o manipulador automático 
desligado pela válvula interruptora, é possível fazer um teste de vazamento do 
encanamento geral.
•• Locomotiva usada como unidade comandada em tração múltipla – em uma 
locomotiva comandada, o fechamento da válvula interruptora do encanamento 
geral permite realizar o abastecimento e a redução do encanamento geral a partir da 
locomotiva comandante.
•• Locomotiva usada como unidade rebocada morta.
•• PASS − Posição Passageiro
Condiciona o manipulador para alívio gradual, proporcional ao deslocamento do 
punho do manipulador para a esquerda, dentro da zona de aplicação, em direção à 
posição Alívio.
Esta posição deve ser isolada em trens de carga, porque, se for utilizada, basta um 
pequeno deslocamento do punho para trás, dentro da zona de aplicação, para provocar 
o alívio total dos freios dos vagões, mesmo que o manômetro da cabina do maquinista 
ainda esteja registrando que os freios estão aplicados.
Para todas as operações normais da locomotiva como unidade comandante, o punho 
da válvula interruptora deve ser colocado na posição FRT ou PASS, dependendo do 
serviço pretendido. 
As aberturas da válvula interruptora incluem também duas válvulas de retenção que ligam 
a pressão do encanamentogeral ou do reservatório principal à válvula interruptora do 
encanamento geral, dependendo de qual for a pressão mais elevada.
Válvula reguladora
A válvula reguladora é composta por uma válvula de admissão e outra de descarga.
Sua função é regular manualmente o carregamento e a pressão no reservatório equilibrante. 
Ao repetir essa pressão na válvula relé, obtém-se a regulagem do encanamento geral.
A função de autorrecobrimento da válvula reguladora mantém automaticamente a pressão 
do reservatório equilibrante, independentemente da sobrecarga e atua contra vazamentos.
Esta válvula é operada por um excêntrico fixado ao eixo do manipulador e comandado 
pelo punho.
Regula a formação de pressão no encanamento (15) de carregamento do reservatório equilibrante.
Essa pressão é canalizada diretamente para fora do manipulador, pela passagem (5) do 
manipulador ou através de uma válvula P-2A de aplicação de freio.
Posteriormente, é conduzida pela passagem (5) do manipulador para a face externa do 
diafragma da válvula relé.
55Freios Ferroviários
O deslocamento do punho do manipulador automático da posição Alívio para a zona 
de aplicação faz a válvula reguladora diminuir a pressão no reservatório equilibrante 
em proporção à extensão do deslocamento, até que, na posição Serviço total, a pressão 
do reservatório equilibrante seja reduzida o suficiente para produzir uma aplicação de 
serviço total.
A ajustagem da pressão do reservatório equilibrante na posição Alívio pode ser feita 
atuando-se no parafuso de ajuste (A) da extremidade da válvula reguladora.
Válvula relé
A válvula relé é uma válvula operada por diafragma, que repete a pressão do reservatório 
equilibrante no encanamento geral, ou seja, estabelece uma pressão no encanamento geral 
igual à pressão do reservatório equilibrante.
O diafragma é capaz de fornecer ou descarregar a pressão do encanamento geral.
Com o punho do manipulador automático na posição Alívio, ela atua como válvula 
alimentadora para carregar o encanamento geral da locomotiva e do trem.
Com o punho do manipulador automático nas posições Aplicação, Supressão, Punho fora 
e Emergência, a redução da pressão do reservatório equilibrante pela válvula reguladora é 
reproduzida de forma correspondente pela válvula relé no encanamento geral.
A válvula relé mantém a pressão do encanamento geral, contra os vazamentos do mesmo.
Válvula interruptora do encanamento geral
A válvula interruptora do encanamento geral interrompe o fluxo de ar da válvula relé para o 
encanamento geral, na eventualidade de:
•• aplicação de emergência;
•• deslocamento da válvula interruptora piloto para a posição OUT;
•• operação de qualquer dispositivo auxiliar ligado ao manipulador que exija a interrupção 
do fluxo de ar para o encanamento geral, para fins de proteção contra fracionamento 
do trem.
Válvula de descarga
Quando o punho do manipulador automático está na posição Emergência, a válvula de 
descarga é operada por um excêntrico existente em seu eixo, para produzir uma queda 
rápida da pressão do encanamento geral.
56Freios Ferroviários
Válvula de emergência
Quando o punho do manipulador automático está na posição Emergência, a válvula de 
emergência é operada por um excêntrico existente em seu eixo, para executar duas funções:
•• fornecer um fluxo de ar do reservatório principal para o encanamento (12), destinado 
à operação das chaves interruptoras PCS (Power CutoffSwitch), que atua no corte dos 
motores de tração, e outras funções auxiliares que possam ser exigidas;
•• descarregar rapidamente a pressão do reservatório equilibrante, de modo a assegurar o 
descarregamento do encanamento geral.
Válvula de supressão
A válvula de supressão é operada por um excêntrico existente no eixo do punho do 
manipulador automático, para:
•• fornecer ar do reservatório principal ao orifício (26), para operação dos dispositivos 
auxiliares, nas posições Supressão, Punho Fora e Emergência;
•• bloquear o encanamento (8), de modo a restabelecer a válvula de aplicação de freio 
P-2A antes de aliviar essas aplicações de freio auxiliar;
•• fornecer ar do reservatório principal ao orifício (3), com o punho do manipulador 
na posição Alívio, de modo a manter aberta a válvula interruptora do reservatório 
equilibrante e a válvula carretel da válvula interruptora do manipulador, via orifício (7).
Reservatório equilibrante
Fornece um volume adicional de 3,6 litros de ar para a câmara do pistão da válvula relé do 
manipulador automático, a fim de evitar o alívio dos primeiros vagões, o que proporciona 
estabilidade ao sistema de freio a ar.
Também permite ao maquinista efetuar reduções controladas no encanamento geral.
Válvula interruptora do reservatório equilibrante
Serve para permitir a operação de trens que utilizam equipamentos do tipo alívio direto ou 
graduado, nos vagões:
•• Em serviço de carga – com o punho da válvula interruptora do manipulador na posição 
FRT, a válvula interruptora do reservatório equilibrante somente fica aberta com o 
punho do manipulador automático na posição Alívio, e somente nessa posição podem 
ser feitos os alívios de freio.
•• Em serviço de passageiros – com o punho da válvula interruptora do manipulador 
na posição PASS, a válvula interruptora do reservatório equilibrante é mantida aberta 
em todas as posições do punho do manipulador automático, e os freios podem ser 
completamente aliviados na posição Alívio ou gradualmente aliviados pelo punho do 
manipulador automático.
57Freios Ferroviários
Manipulador independente SA-26
O manipulador de freio independente SA-26, montado na frente do suporte dos 
encanamentos, é destinado a:
•• aplicar e aliviar os freios da locomotiva, ou do conjunto de locomotivas, quando se trata 
de tração múltipla, separadamente dos freios da composição;
•• aliviar uma aplicação do freio automático da locomotiva, separadamente dos freios 
da composição.
A aplicação do freio independente é feita por meio do punho do manipulador 
independente, que está localizado no pedestal de controle, abaixo do punho do 
manipulador automático.
Confira, a seguir, a imagem de um punho do manipulador independente SA-26:
Punho do 
manipulador 
independente 
Punho do manipulador independente SA-26
O movimento do punho do manipulador independente possui quatro posições, conforme 
indicado na figura a seguir:
Alívio Aplicação
Aplicação total
Zonas de aplicação do freio independente
58Freios Ferroviários
•• Alívio (marcha)
É a posição mais à esquerda do quadrante do manipulador, que faz aliviar os freios da 
locomotiva após uma aplicação independente.
O punho do manipulador, normalmente, fica nesta posição quando a locomotiva está 
trafegando normalmente ou em tração múltipla na condição de comandada ou morta, 
mantendo soltos os freios da locomotiva.
•• Alívio rápido
Na posição Alívio, se o punho do manipulador da locomotiva comandante for 
pressionado para baixo, ocorrerá a supressão ou o alívio rápido da aplicação de serviço 
do freio automático das locomotivas, sem afetar a aplicação do freio automático do 
trem.
•• Aplicação
É a posição na qual se aplicam os freios da locomotiva. A intensidade de aplicação do 
freio é determinada pela distância em que o punho do manipulador é movimentado em 
direção à posição de aplicação total. 
Voltando-se o punho no setor de aplicação, obtém-se o alívio gradual dos freios 
da locomotiva.
•• Aplicação total
É a posição mais à direita do quadrante do manipulador. Proporciona a intensidade 
máxima de aplicação do freio disponível para a frenagem da locomotiva.
O movimento do punho do manipulador independente da posição de alívio para a posição 
Aplicação Total atua um excêntrico que, por sua vez, posiciona um conjunto de válvula de 
alimentação e exaustão para assentar a válvula de exaustãoe, posteriormente, desassentar 
a válvula alimentadora.
O ar do reservatório principal flui através da válvula alimentadora desassentada, do orifício 
(30) para o orifício (20).
O orifício (20) do suporte dos encanamentos do manipulador é ligado ao orifício de controle 
(16) da válvula relé da locomotiva.
Portanto, a pressão criada no orifício (20) atuará a válvula relé para criar pressão nos cilindros 
de freio da locomotiva.
Ao aumento da pressão contra o diafragma, opõe-se a pressão de mola no lado oposto, e, 
quando ocorre o equilíbrio entre a pressão do ar e a pressão da mola, o conjunto da válvula 
é movido para a posição “Recobrimento”.
Nessa posição, a válvula alimentadora fica fechada, interrompendo o fluxo de ar do 
reservatório principal para o orifício (20).
Se, em consequência de um vazamento da linha (20), ocorrer uma queda de pressão, o 
diafragma é deslocado, para novamente desassentar a válvula alimentadora e permitir 
que o ar do reservatório principal restabeleça a pressão no orifício (20) até o valor da 
regulagem da mola.
59Freios Ferroviários
Esta é a característica de manutenção de pressão por autorrecobrimento do 
manipulador independente.
A compressão do punho do manipulador independente quando ele está na posição Alívio 
provoca o alívio de qualquer aplicação de freio automático acionada na locomotiva.
O ar do reservatório principal flui para o orifício (13), que é ligado à parte de alívio rápido da 
válvula de controle 26-F, que funciona para aliviar os freios da locomotiva.
O abaixamento do punho do manipulador independente em um ponto na zona de 
aplicação alivia a aplicação automática apenas pelo valor correspondente a sua posição na 
zona de aplicação.
Válvula de controle 26-F
A válvula de controle 26-F pode ser considerada como o cérebro do sistema de freio. É 
uma válvula automática, formada por um suporte de encanamentos, ao qual são fixados 
todos os encanamentos, uma parte de serviço e uma parte de alívio rápido (observe a 
imagem a seguir):
Suporte dos 
encanamentos
Parte de alívio 
rápido
Válvula limitadora 
de serviço
Parte de 
serviço
Tampão de alívio 
gradual
Válvula de controle 26-F
60Freios Ferroviários
As conexões dos encanamentos até o suporte são designadas numericamente e assim são 
identificadas no diagrama a seguir:
Válvula de alívio rápido
Válvula limitadora de pressão no 
cilindro de freio nas aplicações 
de serviço
Válvula de retenção 
de carregamento do 
reservatório auxiliar
Válvula de retenção
 de dissipação do 
reservatório de controle
Válvula de retenção 
do reflexo
Válvula 
seletora
Posição
de alívio
Válvula de 
carregamento
Válvula de serviçoVálvula limitadora de pressão 
no cilindro de freio nas 
aplicações de emergência
13-16-5-10-7-9-1
1. Encanamento geral 10. Descarga dos cilindros de freio
5. Reservatório auxiliar 13. Encanamento atuante
7. Reservatório de controle 16. Encanamento de aplicação do cilindro de freio
9. Volume de válvula seletora
Diagrama da válvula de controle 26-F
Parte de serviço
A parte de serviço da válvula de controle 26-F é comandada por variações de pressão no 
encanamento geral em relação à pressão do reservatório de controle, em ritmo de serviço 
ou de emergência, causadas pelas posições do manipulador automático ou por penalidades, 
ou originadas no trem. Veja a imagem a seguir:
Parte de serviço da válvula de controle 26-F
61Freios Ferroviários
Quatro reservatórios são controlados pela parte de serviço:
•• Reservatório auxiliar − 16,4 litros
Destinado a armazenar o ar para aplicar os freios por meio da válvula relé. 
•• Reservatório de controle − 14,7 litro
Serve como volume de referência para movimentar e manter a válvula de controle na 
posição de aplicação de freio de serviço ou de emergência. 
•• Reservatório de volume seletor − 8,2 litro
Serve como volume de referência para movimentar a válvula de controle para a posição 
de serviço rápido, e também para efetuar o alívio gradual dos freios quando a válvula de 
controle é condicionada para alívio gradual. 
•• Reservatório de volume − 1,5 litro
Também é conhecido como reservatório de falso volume do cilindro de freio. 
Sempre que há uma aplicação do freio automático, o ar do reservatório auxiliar flui pela 
da válvula de controle 26-F para o reservatório de volume. A compressão do punho do 
manipulador independente quando ele está na posição Alívio provoca o alívio de qualquer 
aplicação de freio automático à redução de pressão do encanamento geral.
A pressão criada nesse reservatório é reproduzida nos cilindros de freio pela válvula relé.
Esse reservatório pode ser suprimido se o volume da tubulação e das câmaras internas das 
válvulas relés for suficiente para o equilíbrio.
A parte de serviço é composta por:
•• Válvula de serviço
A válvula de serviço é uma válvula carretel composta por dois pistões com diafragmas e 
um sistema de molas, comandada pela redução de pressão no encanamento geral em 
relação à pressão mantida no reservatório de controle. 
Os dois diafragmas (selecionados para referência correta de pressão do manipulador), 
em conjunto com a mola da parte de serviço, permitem a operação estável do freio 
automático e a criação adequada de pressão no cilindro de freio, a fim de funcionar 
satisfatoriamente em conjunto com outros sistemas de freio automático.
Sempre que a pressão do encanamento geral é reduzida, o conjunto da válvula 
carretel se move para cima, fechando a válvula de alívio e, em seguida, abrindo a 
válvula de aplicação.
As válvulas de aplicação e de alívio controlam o movimento de ar do reservatório 
auxiliar para o encanamento de controle da válvula relé, e desta para a atmosfera.
O carretel da válvula de serviço também serve para descarregar o ar que controla a 
válvula relé, sempre que a pressão do encanamento geral aumenta. 
62Freios Ferroviários
•• Válvula de carregamento
A válvula de carregamento tem duas funções: 
•• interromper o fluxo de ar do volume do serviço rápido para a atmosfera, após 
iniciada a aplicação de freio;
•• interromper a dissipação do ar do reservatório de controle para o encanamento 
geral durante a operação de alívio gradual da válvula de controle.
•• Tampão de alívio gradual ou direto
O tampão de alívio gradual ou direto fica na parte de serviço, e sua posição é 
determinada pelo tipo de serviço no qual a locomotiva vai ser usada: 
•• alívio direto – (DIR REL) − serviço de carga
•• alívio gradual – (GRAD REL) − serviço de passageiro
•• Válvula seletora
A válvula seletora é uma válvula carretel de operação por diafragma.
A pressão do ar do volume seletor fica aplicada à face externa do diafragma, em 
oposição à pressão do encanamento geral sobre o lado da mola do diafragma.
Funciona de modo semelhante a uma válvula tríplice no início de uma redução no 
encanamento geral, para produzir a função de serviço rápido.
Esta válvula permite incluir a válvula de controle de modo satisfatório em trens com 
equipamento de freio D-22.
Ela também exerce a função de alívio gradual, com o tampão de alívio gradual na 
posição de alívio gradual (GRAD REL), e fornece alívio direto quando o tampão de alívio 
gradual está na posição de alívio direto (DIR REL). 
•• Válvula de retenção de sobrecarga da válvula seletora
A válvula de retenção de sobrecarga da válvula seletora, localizada na passagem de 
exaustão da válvula seletora, consiste em uma válvula de retenção por pressão de mola 
e um protetor de descarga que retém aproximadamente de 35 a 45 psi de pressão 
do volume seletor sobre a face externa do diafragma da válvula seletora durante a 
aplicação de emergência.
Isso exige que a pressão do encanamento geral seja aumentada até o valor da pressão 
do volume seletor, antes de aliviar a aplicação do freio de emergência.•• Válvula de retenção de carregamento do reservatório auxiliar
Controla o carregamento do reservatório auxiliar a partir do encanamento geral. 
•• Válvula de retenção de dissipação do reservatório de controle
Controla a dissipação do ar do reservatório de controle para o encanamento geral 
durante o alívio direto da válvula de controle. 
63Freios Ferroviários
•• Válvula de retenção do refluxo
Controla a dissipação do ar do encanamento geral da câmara da mola da válvula 
seletora para o volume de serviço rápido, durante os estágios iniciais de uma 
aplicação de freio. 
A parte de serviço também contém duas válvulas limitadoras de pressão do cilindro de 
freio, dispostas em paralelo:
•• Válvula limitadora de pressão no cilindro de freio nas aplicações de serviço
Limita a pressão máxima dos cilindros de freio durante as aplicações de serviço.
A válvula limitadora de serviço é calibrada em um banco de provas e é lacrada com 
arame e lacre de chumbo.
Esse lacre não deve ser quebrado, exceto quando houver autorização do pessoal 
credenciado da ferrovia. 
•• Válvula limitadora de pressão no cilindro de freio nas aplicações de emergência
Limita a pressão máxima obtida durante as aplicações de emergência.
A válvula limitadora de pressão de emergência é mantida fechada por uma pressão 
predeterminada do encanamento geral, e é aberta para limitar a pressão dos cilindros 
de freio somente depois que a pressão do encanamento geral cai abaixo desse valor, 
como ocorre durante as aplicações de emergência.
A válvula limitadora de emergência é calibrada durante a fabricação e não requer ajustes. 
Parte de alívio rápido
A parte de alívio rápido é projetada para permitir o alívio dos freios da locomotiva 
separadamente da aplicação do freio automático da locomotiva pela parte de serviço, 
sempre que o maquinista comprimir o punho do manipulador independente na posição 
de alívio, ou automaticamente quando a válvula magnética de intertravamento do freio 
dinâmico for energizada, ou seja, quando a locomotiva entrar em frenagem dinâmica.
Verifique, a seguir, uma imagem da parte de alívio rápido:
Parte de alívio rápido
64Freios Ferroviários
Quando se abaixa o punho do manipulador independente, a pressão do ar criada no 
encanamento atuante (13) do manipulador flui para o orifício (13) da válvula de controle, 
provocando a operação do conjunto válvula carretel e diafragma pequeno da parte da 
válvula de alívio rápido.
O movimento desse diafragma e dessa válvula carretel é interrompido e descarrega para a 
atmosfera a pressão de ar do encanamento de aplicação de serviço para a válvula relé.
A operação do diafragma pequeno na válvula de alívio rápido inicia a operação da válvula 
carretel e do diafragma grande, o qual, por sua vez, permite a descarga do ar do reservatório 
de controle para a atmosfera em uma quantidade suficiente para equilibrar a pressão do 
reservatório de controle com a pressão do encanamento geral.
Isso evita a reaplicação dos freios ao soltar o punho do manipulador independente.
Para evitar a descarga completa da pressão do reservatório de controle após a aplicação de 
emergência e assegurar uma reaplicação imediata do freio automático, mesmo após uma 
aplicação de emergência, há uma válvula de retenção no orifício de exaustão do reservatório 
de controle, que também tem um protetor de descarga, e mantém aproximadamente 20 psi 
de pressão no reservatório de controle.
Funcionamento da válvula de controle 26-F
Carregamento
Com o manipulador automático na posição Alívio, o ar do encanamento geral entra pelo 
orifício (1) da válvula de controle.
Da passagem (1) o ar flui para as seguintes passagens e câmaras:
•• para a câmara situada acima da válvula de alívio rápido;
•• para a câmara de mola da válvula seletora;
•• para a câmara do encanamento geral entre os dois diafragmas da válvula de serviço;
•• para a válvula limitadora de emergência dos cilindros de freio, onde a pressão do 
encanamento geral se opõe à força da mola e desloca a válvula carretel para sua 
posição inferior, ou fechada;
•• para a câmara acima da válvula de retenção de dissipação do reservatório de 
controle, orifício de carregamento (J), passagem (1b), válvula carretel da válvula de 
carregamento, passagem (7b) e através da válvula carretel da válvula seletora e bujão 
(H) – continua através da passagem (7) para a câmara inferior do diafragma da válvula 
de serviço, e para o reservatório de controle. Se o tampão de alívio gradual estiver na 
posição de alívio direto (DIR REL), a passagem (1b) é ligada diretamente à passagem 
(7a) pelo tampão);
•• para a válvula de retenção de recarregamento do reservatório auxiliar, através do bujão 
(F), por meio do qual o reservatório auxiliar é carregado.
65Freios Ferroviários
Ao passar por (7b) vindo da válvula carretel da válvula seletora, o ar do encanamento geral 
passa para a câmara da válvula carretel da válvula seletora.
De lá, flui pelo bujão (G) e orifício (9) para o volume da válvula seletora e para a câmara 
externa do diafragma da válvula seletora.
Se o sistema estiver plenamente carregado, as pressões do encanamento geral e do 
reservatório de controle que atuam contra as faces opostas do diafragma grande da válvula 
de serviço ficam equilibradas.
O pistão da válvula de serviço e o diafragma são mantidos em sua posição inferior pela mola 
de alívio, que atua contra o diafragma.
A extremidade da haste do diafragma da válvula de serviço se afasta da válvula de retenção 
de alívio e aplicação, de modo a permitir que os orifícios (16 a 16a) sejam descarregados para 
a atmosfera.
Posição de serviço
Quando o punho do manipulador automático é movido para a posição Serviço, a pressão do 
encanamento geral no orifício (1) é reduzida para um nível determinado pelo deslocamento 
do punho do manipulador.
Essa redução ocorre na câmara superior do diafragma grande da válvula de serviço.
O diferencial de pressão causado pela pressão mais elevada do reservatório de controle, 
atuando contra esse diafragma, inicia o movimento ascendente do conjunto do diafragma 
da válvula de serviço e da haste do pistão para fechar a válvula de alívio e, em seguida, abrir 
a válvula de aplicação.
A redução da pressão do encanamento geral ocorre também na câmara de mola da 
válvula seletora.
O diferencial de pressão resultante, estabelecido no diafragma da válvula seletora, desloca o 
diafragma e a válvula carretel para permitir os eventos a seguir:
•• O carregamento do volume seletor, com ar do reservatório de controle via orifício (G), é 
interrompido pela válvula carretel.
•• A ação de serviço rápido ocorre logo que a pressão do ar do encanamento geral na 
câmara da mola tiver sido reduzida o suficiente para criar um diferencial no diafragma 
da válvula seletora e mover a válvula carretel para dentro, até a posição em que o 
orifício (1c) fica ligado à câmara da mola. Então, o ar do encanamento geral passa pelo 
orifício (1c), orifício (K), válvula de retenção do refluxo e orifício (6a), para o volume 
de serviço rápido no suporte dos encanamentos. O ar do volume de serviço rápido é 
dissipado através dos orifícios (C) e (6) para a atmosfera, pela extremidade da válvula 
carretel da válvula de carregamento;
66Freios Ferroviários
•• Quando o conjunto do diafragma da válvula seletora e válvula carretel tiver se 
deslocado para dentro, até a posição Serviço (válvula seletora contra o corpo), a pressão 
do volume seletor no orifício (9), atuando contra a face externa do diafragma da válvula 
seletora, é descarregada para a atmosfera via passagem de exaustão e válvula de 
retenção de sobrecarga do volume seletor, até que a pressão do volume seletor tenha 
caído o suficiente para equilibrar as forças no diafragma, com a exaustão do ar através 
da válvula e do orifício (L) para a atmosfera. O conjunto dodiafragma e válvula carretel é 
deslocado pela tensão da mola para a posição Recobrimento, terminando a redução da 
pressão do volume seletor.
Quando a válvula de aplicação é aberta, o ar do reservatório auxiliar no orifício (5) flui através 
da válvula de aplicação e da válvula limitadora os cilindros de freio, nas aplicações de serviço, 
para as seguintes câmaras:
•• para a face externa do diafragma da válvula de carregamento, iniciando o movimento 
da válvula carretel, o qual interrompe a descarga do ar do encanamento geral para a 
atmosfera (via volume do serviço rápido);
•• para o orifício (16) do suporte dos encanamentos, via válvula carretel do diafragma 
menor da válvula de alívio rápido, e daí para a válvula relé, através do encanamento (16) 
de aplicação dos cilindros de freio.
•• para a câmara da mola da válvula de serviço, onde a pressão continua a aumentar 
até que as forças combinadas (mola, pressão do ar na câmara da mola e pressão do 
encanamento geral) se equilibrem com a força resultante da pressão do reservatório de 
controle (que atua em oposição ao diafragma maior). Sempre que é atingido o ponto 
de equilíbrio, o conjunto do diafragma da válvula de serviço e a haste do pistão são 
deslocados para baixo, para tomar uma posição de recobrimento em que a válvula de 
aplicação é fechada pela tensão da mola e a válvula de alívio permanece fechada.
A pressão do ar nos orifícios (16 e 16a) aumenta no lado de baixo da válvula limitadora dos 
cilindros de freio em serviço, até atingir um ponto em que excede a força da mola da válvula 
limitadora. Quando isso ocorre, a válvula carretel é deslocada para cima, para uma posição 
em que há interrupção do fluxo de ar da válvula de aplicação para o orifício (16). A tensão da 
válvula limitadora limita a pressão máxima entregue à válvula relé durante a aplicação dos 
freios de serviço.
Sempre que forem empregadas pressões mais elevadas do encanamento geral, é possível 
obter uma sobrerredução com a válvula de controle 26-F.
Além disso, a sobrerredução não apresenta efeito algum sobre a pressão dos cilindros de 
freio, já que essa pressão é determinada pelas válvulas limitadoras dos cilindros de freio de 
emergência e de serviço.
67Freios Ferroviários
Posição Emergência
Quando ocorre uma aplicação de emergência, a válvula de controle 26-F funciona de modo 
semelhante ao descrito acima. Porém, várias funções adicionais são desenvolvidas na válvula 
de controle:
•• Em uma aplicação de serviço, a pressão do volume seletor é reduzida por meio do 
orifício (9) da válvula carretel da válvula seletora para atmosfera, via válvula de retenção 
de sobrecarga do volume seletor. Entretanto, a pressão do volume seletor é impedida 
de ser descarregada, já que a mola da válvula de retenção de sobrecarga do volume 
seletor mantém o nível de pressão em aproximadamente 35 a 45 psi.
•• O ar do reservatório auxiliar que flui pela válvula de aplicação passa para as válvulas 
limitadoras dos cilindros de freio, para os orifícios (16a e 16) e para a válvula relé. Existe 
uma câmara para o ar do encanamento geral na válvula limitadora de emergência, e é 
essa pressão que normalmente retém para baixo o carretel da válvula limitadora dos 
cilindros de freio de emergência.
•• Durante os estágios iniciais de uma aplicação de emergência, a válvula limitadora de 
emergência permanece fechada. Quando a pressão do encanamento geral cai para o 
intervalo de 10 a 15 psi, a força da mola da válvula limitadora de emergência vence a 
força resultante da pressão do encanamento geral sobre a válvula carretel.
•• A válvula carretel é, então, movida para cima, abrindo a válvula de retenção e liberando 
para o ar do reservatório auxiliar uma passagem alternativa para o orifício (16) e a 
válvula relé.
•• Durante as aplicações de emergência, a queda da pressão do encanamento geral é tão 
rápida que, no instante em que a válvula limitadora de emergência abre a válvula de 
retenção, a válvula limitadora de serviço ainda está aberta.
•• A válvula de retenção da válvula limitadora do freio de emergência permanece aberta 
para permitir a continuação do fluxo de ar para a válvula relé.
•• A pressão do ar admitido na válvula relé aumenta, e a válvula limitadora de serviço se 
fecha quando é atingida a pressão calibrada.
•• O continuado aumento da pressão faz com que uma força seja aplicada contra a válvula 
carretel da válvula limitadora do freio de emergência.
•• Quando essa pressão atinge um ponto ligeiramente superior ao valor da mola da 
válvula carretel, ela é forçada a descer, permitindo que a válvula de retenção seja 
assentada e detendo o prosseguimento da descarga do ar do reservatório auxiliar para a 
válvula relé.
Posição Alívio
Quando o punho do manipulador automático é movido para a posição Alívio, o aumento 
da pressão do encanamento geral provoca um aumento semelhante na câmara do 
encanamento acima do diafragma grande da válvula de serviço.
68Freios Ferroviários
As forças combinadas da pressão no orifício (16), da pressão do encanamento geral e da 
mola de alívio grande, atuando contra a pressão do reservatório de controle, fazem descer o 
diafragma de serviço e a haste do pistão, puxando a válvula de alívio.
Isso permite que o ar do orifício (16) descarregue para a atmosfera a válvula relé, através da 
haste do pistão da válvula de serviço para o orifício (10) no suporte dos encanamentos.
A mesma pressão do orifício (16) é também descarregada da face externa do diafragma 
da válvula de carregamento. A força da mola retorna à válvula carretel da válvula de 
carregamento, e o diafragma, para sua posição normal ou de carregamento.
O carregamento do encanamento geral para o reservatório de controle é restabelecido, 
especialmente se o tampão de alívio gradual estiver posicionado para operação de alívio 
gradual (GRAD REL).
A queda continuada da pressão dos cilindros de freio nas válvulas limitadoras permite que 
a mola da válvula limitadora de freio de serviço faça descer a válvula e, com o aumento 
da pressão do encanamento geral, a válvula carretel da válvula limitadora do freio de 
emergência fica também posicionada para baixo.
Estando ambas as válvulas na posição normal (inferior), todo o ar do orifício (16) flui 
rapidamente para a atmosfera.
O aumento da pressão do encanamento geral na câmara da mola da válvula seletora 
até o valor da pressão do volume seletor move o conjunto do diafragma e carretel da 
válvula seletora para sua posição normal, restabelecendo o carregamento do reservatório 
de controle e do reservatório de volume seletor até atingir o nível de pressão do 
encanamento geral.
Alívio independente de uma aplicação automática
Para aliviar os freios da locomotiva, independentemente dos freios do trem, o punho do 
manipulador independente SA-26 deve ser abaixado para a posição Alívio.
O ar do reservatório principal passa para o orifício (13) na válvula de controle, pelo 
encanamento atuante.
Esse ar é descarregado pelo orifício (13) para o lado de baixo do diafragma menor da válvula 
de alívio rápido, onde a força vence a força da mola que atua contra a face externa do 
diafragma, e o conjunto do diafragma e válvula carretel é movido para sua posição mais alta.
O ar do reservatório de controle pode então fluir pela válvula carretel para o lado inferior do 
diafragma maior da parte de alívio rápido.
A pressão do reservatório de controle, mais alta que a pressão do encanamento geral contra 
a face oposta do diafragma, coloca o conjunto do diafragma e válvula carretel em sua 
posição mais alta.
Estando ambas as válvulas carretel nessa posição, o ar do orifício (16), ligado à válvula relé, é 
descarregado para a atmosfera, assim como o ar do reservatório de controle e do orifício (7).
69Freios Ferroviários
O reservatório de controle continua a ser descarregado para a atmosfera,até que 
sua pressão tenha sido reduzida aproximadamente até o mesmo nível da pressão do 
encanamento geral. O diferencial de pressão no diafragma maior é então contrabalançado, e 
o conjunto do diafragma maior e válvula carretel é forçado para baixo.
Isso faz cessar a exaustão do reservatório de controle para a atmosfera.
A redução da pressão do ar do reservatório de controle é necessária para obter o equilíbrio 
com a pressão do encanamento geral, a fim de evitar a reaplicação dos freios da locomotiva 
quando o punho do manipulador independente for solto.
Entretanto, para impedir a descarga total da pressão ao aliviar o freio da locomotiva 
após uma aplicação de emergência, uma válvula de retenção da pressão mantém 
aproximadamente 20 psi no reservatório de controle, que é o valor da pressão da mola.
A finalidade da manutenção dessa pressão no reservatório de controle é possibilitar 
a reaplicação automática após o alívio do freio da locomotiva, mesmo depois de uma 
aplicação de emergência.
Válvula relé J-1
A válvula relé J-1 é uma válvula de alta capacidade do tipo autorrecobridor e mantenedor de 
pressão, operada por diafragma.
Controla o desenvolvimento da pressão no encanamento de equalização dos cilindros 
de freio da locomotiva durante a aplicação e alívio dos freios da locomotiva, seja pelo 
manipulador automático ou pelo manipulador independente.
Essa pressão é destinada à aplicação dos freios das locomotivas comandadas, no caso de 
operação em tração múltipla.
Observe a imagem de uma válvula relé J-1:
Válvula relé J-1
70Freios Ferroviários
A válvula J-1 é formada por uma haste de pistão com anéis “O” e uma válvula de retenção de 
borracha de sede dupla.
Pelo encanamento de equalização e a seletora F-1, ela transfere para o cilindro de freio da 
locomotiva comandada a mesma pressão recebida na locomotiva comandante, durante a 
aplicação dos freios.
A parte operativa está montada em um suporte que recebe todas as conexões dos 
encanamentos, designadas numericamente e identificadas no diagrama a seguir:
6
30
Ex.
16
6. Abastecimento (RP) 16. Controle 30. Entrega (Cilindro de Freio - CF)
Diagrama da válvula relé J-1
Suas finalidades são:
•• Em operação isolada, sem a presença da válvula relé J-1.6-16 – fornecer e descarregar a 
pressão de ar dos cilindros de freio e respectivo encanamento equilibrante, durante a 
aplicação ou alívio dos freios das locomotivas.
•• Em operação conjunta com a válvula relé J-1.6-16 – fornecer e descarregar a pressão de 
ar apenas do encanamento equilibrante dos cilindros de freio, durante a aplicação ou 
alívio dos freios das locomotivas.
Funcionamento da válvula relé J-1
Essa válvula de autorrecobrimento, operada por diafragma, é projetada para desenvolver 
nos cilindros de freio uma pressão aproximadamente equivalente à pressão gerada no 
encanamento que a controla.
Durante as aplicações de freio, o ar de controle cria uma pressão na tubulação (16), que se 
estende do suporte dos encanamentos até a válvula relé.
Essa pressão também é criada na câmara inferior do pistão e da face do diafragma grande da 
válvula relé, fazendo subir o conjunto do diafragma e da haste.
71Freios Ferroviários
Durante esse movimento ascendente, a extremidade da haste do pistão, que contém uma 
sede da válvula de exaustão, encosta e veda o lado inferior da válvula de retenção de 
borracha para fechar a conexão de exaustão movendo a haste do pistão contra o orifício 
(30), que é ligado aos cilindros de freio.
No decorrer do movimento ascendente, a válvula de retenção de borracha se move para fora 
da sede da válvula alimentadora, e o ar do reservatório principal flui através da válvula de 
retenção de borracha para o orifício (30) e para os cilindros de freio.
O orifício (30) também se liga à câmara da mola da face interna do diafragma da válvula relé 
pelo orifício estabilizador, de modo que, à medida que é criada uma pressão nos cilindros de 
freio, outra igual é criada na câmara de mola.
À medida que vai ficando equilibrado, o diafragma é movido para baixo, em direção à 
posição Recobrimento (LAP). Nessa posição, a válvula de retenção de borracha fica assentada 
contra a sede da válvula alimentadora, de modo a cessar o fluxo de ar para o cilindro de 
freio, e a válvula de exaustão também permanece assentada.
A válvula relé volta a funcionar para manter a pressão da tubulação de entrega, sempre que 
ocorre um vazamento dos cilindros de freio.
A pressão na câmara da mola diminui e o diafragma e a haste são novamente deslocados 
para cima pela pressão de controle mais alta, que atua em sua face externa.
Assim, a válvula de retenção de borracha é forçada a sair da sede na válvula alimentadora, 
e o ar do reservatório principal flui para os cilindros de freio, a fim de restabelecer a pressão 
perdida pelo vazamento.
O diafragma e a haste são abaixados para a posição Recobrimento quando o equilíbrio com 
a pressão de controle é atingido novamente, interrompendo o fluxo de ar do reservatório 
principal para os cilindros de freio.
Quando o freio é aliviado, a redução da pressão do ar de controle que atua na face externa 
do diafragma da válvula relé faz a pressão mais alta dos cilindros de freio deslocar para baixo 
o diafragma e a haste, e a válvula de exaustão abre a válvula de retenção de borracha.
O ar do cilindro de freio é então descarregado através da sede da válvula de retenção e da 
haste do orifício de descarga, e daí para a atmosfera.
A pressão de ar dos cilindros de freio também pode ser aliviada sempre que houver alívio 
gradual da pressão de ar controlada.
Quando isso ocorre, com a pressão mais alta dos cilindros de freio, o diafragma opera para 
abrir a descarga até voltar ao equilíbrio e retorna para a posição Recobrimento.
72Freios Ferroviários
Válvula relé J-1.6.16 ou válvula relé J-1.4.14
A válvula relé J-1.6.16, ou J-1.4.14 é uma válvula de alta capacidade do tipo autorrecobridor e 
mantenedor de pressão, operada por dois diafragmas (confira na imagem a seguir).
Válvula relé J-1.6-16
A parte operativa fica montada em um suporte que recebe todas as conexões dos 
encanamentos, designadas numericamente e identificadas no diagrama a seguir:
6
30
16
Ex.
6. Abastecimento (RP) 16. Controle 30. Entrega (Cilindro de Freio - CF)
Diagrama da válvula relé J-1.6-16
Esse tipo de válvula controla o desenvolvimento da pressão feita pelo manipulador 
automático ou pelo manipulador independente sobre o cilindro de freio da locomotiva 
comandante durante a aplicação e alívio dos freios da locomotiva.
É utilizado em locomotivas com truques projetados para a utilização de sapata de freio 
de composição de alta fricção, que aplicam uma força de retardamento menos atrelada à 
velocidade da locomotiva que as de ferro fundido.
Para atender à demanda dos operadores por maior força de retardamento a baixas 
velocidades, foi projetado um sistema de freio em dois níveis.
73Freios Ferroviários
Assim, todas as aplicações de sapatas de freio de composição produzem uma pressão mais 
alta no freio independente do que nas aplicações do freio automático.
Quando a aplicação dos freios é originada pelo manipulador independente, a válvula 
transfere para o cilindro de freio da locomotiva comandada, por meio do encanamento 
de equalização dos cilindros de freio e da chave seletora F-1, a pressão recebida da 
locomotiva comandante, acrescida de um percentual que varia de acordo com a 
especificação (verifique a tabela):
Pressão desenvolvida pelas válvulas relé do tipo J
VÁLVULA PRESSÃO DESENVOLVIDA 
[% DA PRESSÃO DE CONTROLE]
OBSERVAÇÃO
J-1 100%
J-1.6.16 160%, 100% ou 60%
160% somente quando a aplicação 
é feita pelo freio independente
J-1.4.14 140%, 100% ou 40%
140% somente quando a aplicação 
é feita pelo freio independente
Válvula relé HB-5A válvula relé HB-5 é pilotada pneumaticamente por um diafragma que, nas aplicações de 
freio feitas por intermédio do manipulador automático, interrompe o fluxo de ar admitido 
no diafragma menor da válvula J-1.6.16, evitando que a aplicação de freio automático na 
locomotiva comandante seja multiplicada nas locomotivas comandadas que possuem a 
válvula relé J-1.6.16 ou J-1.4.14. Confira na imagem a seguir:
Válvula relé HB-5
Entretanto, nas aplicações de freio pelo manipulador independente, ela permite o fluxo do 
ar admitido no diafragma menor da válvula J-1.6.16, que aumenta o nível da aplicação dos 
freios nas locomotivas comandadas, por meio da ativação da segunda câmara da válvula relé 
J-1.6-16 ou J-1.4.14.
74Freios Ferroviários
Válvula de transferência MU-2A
A válvula de transferência MU-2A pilota a válvula seletora F-1 para permitir que o 
equipamento das locomotivas comandadas equipadas com sistema 26-L opere em tração 
múltipla com locomotiva comandante provida não somente de equipamento tipo 6-SL ou 
26-L, como também do sistema 24-RL. Observe a imagem a seguir:
Válvula de transferência MU-2A
A válvula é montada em um suporte de encanamentos e composta por uma válvula de 
carretel de três posições operada por um excêntrico existente no eixo do punho.
As três posições são indicadas em uma placa (escudo) afixada ao corpo da válvula.
•• LEAD ou DEAD → Comandante ou Morta
Posição usada sempre que a locomotiva trafegar escoteira, comandando um trem, ou 
como comandante de um grupo de locomotivas em tração múltipla. 
A válvula MU-2A também deve ser deixada nesta posição se a locomotiva estiver 
trafegando morta (sem tração) em uma composição e apenas com o encanamento 
geral ligado. 
•• TRAIL 6 ou 26 → Comandada − 6 ou 26
Essa posição é usada para preparar a locomotiva para operar em tração múltipla, na 
condição de comandada, por outra locomotiva dotada de equipamento 6-SL ou 26-L. 
•• TRAIL 24 → Comandada – 24
Essa posição é usada para preparar a locomotiva para operar em tração múltipla, na 
condição de comandada, por outra locomotiva dotada de equipamento 24-RL. 
O punho deve ser posicionado com a seta apontando para a posição escolhida.
Para mover o punho de uma posição para outra, force-o manualmente para baixo 
contra a mola.
75Freios Ferroviários
Funcionamento da válvula MU-2A
As conexões feitas no suporte dos encanamentos são as seguintes:
Posição Comandante ou Morta
Na posição Comandante ou Morta, a pressão do reservatório principal no orifício (30) é 
bloqueada e os orifícios (53 e 63) são ligados para a atmosfera.
A pressão de aplicação independente, que vem do manipulador independente pelo 
orifício (20), é ligada ao orifício (2) da válvula MU-2A e passa através da válvula carretel 
para o orifício (20).
O orifício (20) da válvula MU-2A é ligado não apenas ao orifício (20) da válvula seletora F-1, 
onde o ar fica bloqueado, mas também ao orifício (16) da válvula relé J-1 da locomotiva, para 
permitir a aplicação de freio independente na locomotiva.
O encanamento atuante do manipulador, orifício (13), é ligado ao orifício (3) da válvula 
MU-2A, e passa através da válvula carretel para o orifício (13) da válvula MU-2A, para 
o encanamento atuante na válvula de controle 26-F e ainda para o encanamento 
atuante, se houver.
Verifique, a seguir, uma imagem da posição Comandante ou Morta:
E
x.
53 63 30 2 20 3 13
Posição Comandante ou Morta
76Freios Ferroviários
Posição Comandada – 6 ou 26
Quando uma locomotiva dotada de equipamento 26-L é comandada por uma locomotiva 
que usa equipamento nº 6 ou 26, válvula MU-2A é colocada na posição Comandada 6 ou 26.
A válvula carretel veda os orifícios (2), (3), (13) e (20).
O orifício (30) – ligado ao encanamento atuante (13) do manipulador – é descarregado pelo 
manipulador independente quando ele está na posição Alívio.
A pressão do reservatório principal é ligada aos orifícios (53 e 63) da válvula seletora F-1 
através da válvula carretel (confira a imagem a seguir):
E
x.
53 63 30 2 20 3 13
Posição Comandada - 6 ou 26
Isso faz com que a válvula F-1 fique posicionada para permitir que o ar do encanamento 
equilibrante dos cilindros de freio orifício (14) seja ligado aos orifícios (16) e (20), os quais 
são ligadas através da válvula de retenção dupla e, assim, ao orifício (16) da válvula relé da 
locomotiva, durante uma aplicação de freio proveniente da locomotiva comandante.
Posição Comandada – 24
Quando a locomotiva equipada com 26-L é comandada por uma locomotiva com sistema 
24-RL, a válvula MU-2A é colocada na posição Comandada – 24.
Os orifícios (2), (3), (13) e (20) são bloqueados e o orifício (53) é ligado para a atmosfera, como 
no caso da posição Comandada – 6 ou 26.
O orifício (3) é descarregado pelo manipulador independente quando ele está na 
posição Alívio.
A pressão do reservatório principal é ligada ao orifício (63), o qual, por sua vez, é ligado à 
válvula seletora F-1.
77Freios Ferroviários
Isso posiciona a válvula F-1 para permitir que o ar do encanamento equilibrante dos cilindros 
de freio seja descarregado para os orifícios (14) e (20) da válvula seletora F-1, daí para válvula 
de retenção dupla, e para o orifício (16) da válvula relé da locomotiva, durante uma aplicação 
de freio iniciada pela locomotiva comandante. Veja a imagem a seguir:
E
x.
53 63 30 2 20 3 13
Posição Comandante - 24
Válvula seletora F-1
A válvula seletora F-1 se torna imprescindível em comando múltiplo com outras locomotivas 
dotadas de equipamentos de freio diferentes. Verifique a imagem a seguir:
Válvula seletora F-1
Pilotada pela válvula MU-2A, ela prepara o equipamento de freio da locomotiva para 
comandar, trafegar morta ou ser comandada por outros tipos de equipamento de freio. 
Desempenha ainda a função de proteger o equipamento de freio de uma locomotiva 
comandada, por meio do reposicionamento automático do equipamento de freio para a 
posição Comandante, na eventualidade de uma separação (fracionamento) das locomotivas 
em tração múltipla. 
Em caso de ruptura das mangueiras, a válvula seletora F-1 é acionada pela 
despressurização do encanamento de equalização dos reservatórios principais, 
restabelecendo a comunicação entre a válvula de controle e a válvula relé J-1 e permitindo 
a aplicação do freio da locomotiva.
78Freios Ferroviários
A válvula seletora F-1 consiste em três partes, cada uma com sua própria válvula carretel. 
Uma delas, a válvula de proteção, é controlada pela pressão de ar do encanamento 
equilibrante dos reservatórios principais e, na eventualidade de um fracionamento, sua 
válvula carretel é posicionada automaticamente para permitir as condições de frenagem de 
unidade comandante. 
As outras duas, que são as partes de transferência, são controladas pela pressão do ar 
de controle da unidade múltipla e pelo encanamento de intertravamento de unidade 
múltipla. A válvula seletora é montada em um suporte que recebe todas as conexões dos 
encanamentos, identificados como mostra o diagrama:
12
63
53
20
15
4
16
30
14
4. Encanamento de Controle 20. Encanamento de Alívio e Aplicação Independente
12. Encanamento de Emergência 30. Encanamento dos Cilindros de Freio
14. Encanamento Equilibrante dos Cilindros de Freio 53. Encanamento de Controle de Unidades Múltiplas
15. Encanamento Equilibrante do Reservatório Principal 
(Encanamento de Proteção)
63. Encanamento de Intertravamento de Unidades Múltiplas
16. Encanamento de Aplicação (Válvula relé)
Diagrama esquemático da válvula seletora F-1
Funcionamento válvula seletora F-1
Posição Comandante ou Morta
Quando uma locomotiva equipada com sistema 26-L está comandando uma locomotiva 
com equipamento 6-SL ou 26-L, a pressão do ar nos orifícios (53) e (63) da válvula seletora 
F-1 é descarregada naválvula MU-2A.
Ao sair do orifício (16) da válvula de controle 26-F, o ar passa para o orifício (4) da válvula 
seletora, passando ao orifício (16) e daí para a válvula relé, para criar pressão nos cilindros de 
freio da locomotiva comandante.
79Freios Ferroviários
O ar dos cilindros de freio da locomotiva comandante, vindo do orifício (30) da válvula relé, é 
levado ao orifício (30) da válvula seletora, passando pela válvula carretel ao orifício (14), para 
o encanamento equilibrante dos cilindros de freio e, assim, controla os freios da locomotiva 
comandada. Confira a imagem a seguir:
12
63
53
20
15
4
16
30
14
Posição Comandante ou Morta
Posição Comandada – 6 ou 26
Quando uma locomotiva com equipamento 26-L é comandada por uma locomotiva com 
equipamento 6-SL ou 26-L, a pressão do ar do reservatório principal passa pelos orifícios (53) 
e (63) da válvula MU-2A para posicionar as válvulas de carretel da válvula seletora.
Nesta posição, o ar vindo do encanamento equilibrante dos cilindros de freio é comunicado 
ao orifício (16) da válvula relé, para criar pressão nos cilindros de freio.
O ar do encanamento equilibrante dos cilindros de freio é levado ao orifício (20) e 
ao encanamento de alívio e aplicação independente, que se encontra fechado na 
válvula MU-2A.
Assim, os freios são aplicados na unidade comandada, da mesma forma que na 
unidade comandante.
12
63
53
20
15
4
16
30
14
Posição Comandante - 6 ou 26
80Freios Ferroviários
Posição Comandada – 24
Quando uma locomotiva com equipamento 26-L é comandada por uma locomotiva com 
equipamento 24-RL, a pressão do ar do reservatório principal é levada à conexão (63) da 
válvula MU-2A para posicionar a válvula carretel da válvula seletora F-1.
Nessa posição, o ar que flui da conexão (16) da válvula de controle 26-F passa para a conexão 
(4) da válvula seletora F-1, de onde é levado à conexão (16) e à válvula relé da locomotiva 
para criar pressão nos cilindros de freio.
A pressão do ar também entra na conexão (14) da válvula seletora, vinda do encanamento 
equilibrante dos cilindros de freio, e flui através da válvula carretel para a conexão (20).
Essa pressão de ar atua, também, na válvula relé da locomotiva.
Os freios da locomotiva comandada são atuados por aplicação de freio, ou por aplicação 
de freio independente iniciada na locomotiva comandante, equipada com sistema 24-RL. 
Verifique a imagem a seguir:
12
63
53
20
15
4
16
30
14
Posição Comandada - 24
Posição de fracionamento (separação entre locomotivas)
Se ocorrer uma separação entre locomotivas e houver perda de pressão no encanamento 
equilibrante dos reservatórios principais, o ar será descarregado do orifício (15) da válvula 
seletora F-1 e da câmara inferior da válvula carretel de proteção.
A válvula carretel é então forçada para sua posição inferior, pela tensão da mola.
Em uma locomotiva comandante, a descarga do ar do cilindro de freio para o encanamento 
equilibrante, na conexão (14), é interrompida pela válvula carretel de proteção.
Em uma locomotiva comandada, quando a válvula seletora F-1 está na posição Comandada 
– 6 ou 26, a válvula carretel descarrega o ar da câmara inferior da válvula carretel direita, a 
qual é forçada para sua posição inferior, como no caso da posição Comandante para voltar a 
conectar os orifícios (4) e (16).
A conexão é interrompida na válvula carretel de proteção, do orifício (14) para o orifício (16) e 
para o orifício (20).
81Freios Ferroviários
Se a válvula seletora F-1 for colocada na posição Comandada – 24, a conexão do orifício (14) 
para o orifício (20) é interrompida pela válvula carretel de proteção.
Em cada caso, a pressão do ar de controle gerada pela válvula de controle 26-F é transferida 
para o encanamento de controle da válvula relé, como no caso de uma locomotiva 
comandante. Observe a imagem a seguir:
12
63
53
20
15
4
16
30
14
Posição de fracionamento
Controles de segurança do trem
•• Controle de excesso de velocidade do trem
O controle do excesso de velocidade é feito pela válvula magnética FA-4. 
Veja uma imagem a seguir:
Válvula magnética FA-4 (VMV)
A válvula magnética FA-4 normalmente fica energizada.
Sempre que for é excedido o limite de velocidade máxima autorizada do trem, a válvula 
magnética FA-4 é desenergizada para descarregar a pressão da câmara da mola da 
válvula de aplicação de freio P-2A, que produz uma aplicação de serviço total.
82Freios Ferroviários
•• Controle de segurança do trem
•• Válvula de pedal
O controle de segurança do trem é exercido por uma válvula de pedal (pedal do 
homem-morto).
O maquinista deve comprovar sua vigilância mantendo pressionado 
continuamente, ou periodicamente, dependendo do equipamento instalado 
na locomotiva, um pedal da válvula, localizado no piso, próximo ao posto 
de comando, salvo quando houver uma pressão nos cilindros de freio de 
aproximadamente 30 psi.
Confira a imagem de uma válvula de pedal a seguir:
Válvula de pedal
Sempre que é retirada a pressão do pé sobre o pedal, a válvula de pedal opera para também 
descarregar a pressão da câmara de mola da válvula de aplicação de freio P2-A.
Ao ser descarregada, a pressão do ar é dissipada por meio de um sistema de bujões de 
orifício e apitos, e estes últimos emitem um aviso sonoro durante um período de tempo 
regulado, antes que a pressão seja reduzida o suficiente para provocar a operação da válvula 
de aplicação de freio.
•• Alertor (sistema de controle de vigilância)
O alertor monitora os movimentos do operador para comprovar sua vigilância, 
proporcionando segurança na operação do trem.
Se nenhuma movimentação esperada for detectada em um intervalo de tempo 
preestabelecido, é iniciado um alarme audiovisual solicitando o reconhecimento.
Se o reconhecimento não for feito durante o tempo preestabelecido, o sistema 
iniciará uma aplicação de penalidade dos freios, desenergizando a válvula 
magnética do alertor. Isso causará uma aplicação dos freios em ritmo de 
aplicação de serviço, causando a parada do trem.
Os movimentos que se esperam do operador para comprovar a vigilância são:
•• comprimir a botoeira de reconhecimento do alertor;
•• acionar a buzina ou o sino;
•• movimentar o manípulo de aceleração ou o manípulo de reversão.
83Freios Ferroviários
•• Automatic Train Control – ATC
O controle ATC é composto por duas válvulas sobrepostas:
•• uma promove a descarga da câmara “A” da válvula P-2A;
•• a outra promove a descarga do reservatório equilibrante durante as aplicações de 
penalidades.
•• Analise a imagem a seguir:
Válvulas de controle do ATC
Válvula de aplicação de freio P2-A
A válvula de aplicação de freio P2-A controla a aplicação total de serviço iniciada pelos 
controles de segurança (homem-morto ou alertor, sobrevelocidade e ATC). Verifique a 
imagem a seguir:
Válvula de aplicação P2-A
84Freios Ferroviários
Se o maquinista deixar de comprovar que está vigilante, ou em caso de atuação do sistema 
de proteção contra excesso de velocidade da locomotiva, a válvula de aplicação de freio 
P2-A emite um apito de aviso. Se mesmo assim o maquinista não corrigir a falha que causou 
o aviso, a válvula de aplicação P2-A provoca o seguinte:
•• interrompe o abastecimento do encanamento de carregamento do reservatório 
equilibrante, isolando o manipulador de freio automático;
•• começa a descarregar o ar do reservatório equilibrante para a atmosfera, causando 
uma aplicação de penalidade, equivalente em ritmo e pressão a uma aplicação de 
serviço total;
•• corta a tração por meio de um sinal de ar comprimido na chave de corte de tração – PCS 
(Power Cut-off Switch);
•• mantém os freios bloqueados na posição Aplicação.
Os freios somente serão aliviados se o punho do manipulador de freio automáticofor 
movimentado para a posição Supressão (e deixado nessa posição por algum tempo) e, logo 
após, retornar para a posição Alívio ou Marcha.
O punho na posição Supressão anula o controle de segurança, mas provoca uma aplicação 
total dos freios.
A válvula P2-A traz ainda as seguintes funções:
•• supressão da aplicação iniciada pelo controle de vigilância (homem-morto);
•• intertravamento de segurança durante a aplicação por penalidade, que impede o 
recarregamento do reservatório equilibrante de qualquer fonte até que a válvula de 
aplicação seja reposicionada e o punho do manipulador automático tenha voltado à 
posição Alívio (tendo antes sido colocado em uma das seguintes posições: Supressão, 
Punho Fora ou Emergência);
•• sobrerredução, quando desejado, durante uma aplicação por penalidade.
 Importante! 
Nas locomotivas comandadas, o punho do manipulador de freio 
automático fica na posição punho fora, deixando o sistema em supressão 
permanente – ou seja, o sistema fica anulado nessas locomotivas. 
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
85Freios Ferroviários
Se a pressão no cilindro de freio da locomotiva estiver entre 25 e 30 psi, o sistema também 
estará em supressão.
A válvula é montada no suporte que recebe as conexões dos encanamentos, identificados 
como mostra o diagrama a seguir.
Válvula de supressão
Ex.
Válvula de 
controle de alívio
Válvula de 
redução
26
3
30
25
10
24
5
15
33
8
3. Válvula Pedal 24. Reservatório Limitador de Redução
5. Reservatório Equilibrante 25. Corte de Tração
8. Encanamento de Travamento 26. Encanamento de Supressão
10. Encanamento do Controle de Segurança 30. Encanamento do Reservatório Principal
15. Carregamento do Reservatório Equilibrante (Manipulador) 33. Encanamento Comutador
Diagrama da válvula de aplicação de freio P2-A
A válvula de aplicação de freio P2-A consiste em:
•• válvula de aplicação, constituída por uma válvula carretel controlada por diafragma;
•• válvula de retenção de sobrerredução;
•• válvula de controle de alívio;
•• válvula de supressão.
Funcionamento da válvula de aplicação de freio P2-A
Quando o equipamento da locomotiva está carregado e operando normalmente, o ar 
do reservatório principal entra no orifício (30) do suporte, passa para o lado inferior do 
diafragma e atravessa o orifício (10a) para a câmara da mola na parte superior do diafragma, 
fluindo também para o orifício (10), volume do reservatório de tempo e válvula magnética 
de controle de sobrevelocidade, que está em sua posição fechada (energizada).
O ar do reservatório principal, vindo do orifício (10), passa pela extremidade inferior da 
válvula de supressão para o orifício (3) e para a válvula pedal, que é mantida fechada 
sobre o pedal.
86Freios Ferroviários
Quando a câmara estiver carregada com a pressão do reservatório principal em ambos os 
lados do diafragma, a mola do diafragma posicionará o diafragma e a válvula carretel a ele 
fixada na posição normal ou de alívio.
Nessa posição, a válvula carretel estabelece as seguintes conexões:
•• O reservatório limitador de redução (se usado) é esgotado para a atmosfera via orifício 
(24) e a chave de corte de potência (PCS) é descarregada via orifício (25).
•• O orifício (5) do reservatório equilibrante é ligado à válvula de controle de alívio, para 
permitir o carregamento do reservatório equilibrante, e à válvula relé do manipulador, 
pelo orifício (15) de carregamento do reservatório equilibrante.
Com o manipulador de freio automático na posição alívio, o orifício (33) e a câmara superior 
da válvula de controle de alívio são carregados com ar à pressão do reservatório principal.
As câmaras que ficam por baixo da válvula de controle de alívio e da válvula carretel de 
aplicação são descarregadas através do orifício (8) pela válvula de supressão do manipulador.
A válvula de controle de alívio é mantida em sua posição inferior para ligar o orifício (5) ao 
orifício (15).
Durante a aplicação de penalidade do freio, que pode ser iniciada pelo descarregamento 
do encanamento (3) (através da válvula pedal), ou pelo descarregamento do encanamento 
(10) (através da válvula magnética de sobrevelocidade), a pressão do ar é descarregada da 
câmara da mola do diafragma mais rapidamente do que pode ser restabelecida através do 
orifício (10a).
Consequentemente, cria-se um diferencial de pressão no diafragma, suficiente para que a 
válvula carretel assuma a posição Aplicação.
Válvula de supressão
Ex.
Válvula de 
controle de alívio
Válvula de 
redução
26
3
30
25
10
24
5
15
33
8
Posição de aplicação
87Freios Ferroviários
Nessa posição, a válvula carretel estabelece as seguintes conexões:
•• O ar do reservatório principal no orifício (30) e na câmara inferior do diafragma é levado 
ao orifício (25), à chave de corte de potência (PCS) e à chave de corte de freio dinâmico 
– DBI (Dynamic Brake Interlock), que interrompe o circuito de freio dinâmico (caso esteja 
em funcionamento).
•• O ar do reservatório principal, que normalmente passa através do orifício (10a), é levado 
ao orifício (8), ligando a ele a câmara da mola do diafragma e o volume do reservatório 
de tempo – que é ligado ao orifício (10).
•• O orifício (8) é ligado ao encanamento de travamento (8) do manipulador.
•• Esse encanamento normalmente é descarregado no manipulador pela válvula 
carretel da válvula de supressão, quando o punho do manipulador automático está 
na posição Alívio.
•• O carregamento do reservatório equilibrante, pelo orifício (15), é interrompido.
•• O ar do reservatório equilibrante, no orifício (5), é ligado pela válvula carretel 
ao orifício (24a) através de um orifício calibrado, e através do orifício (24), para o 
reservatório limitador de redução (se usado) ou para a atmosfera. O ar do reservatório 
equilibrante flui em ritmo controlado para o reservatório limitador de redução (ou 
para a atmosfera), de modo a produzir uma redução de serviço total na pressão do 
reservatório equilibrante.
Uma aplicação de freio pelo controle de segurança pode ser suprimida movendo-se o 
punho do manipulador automático para a posição Supressão antes do término do período 
de retardamento de tempo predeterminado, enquanto durar o apito de aviso.
Com o punho do manipulador na posição Supressão, a válvula carretel da válvula de 
supressão do manipulador é posicionada para fechar o descarregamento do encanamento 
de travamento (8) e, assim, impedir o descarregamento do ar da câmara da mola.
O ar do reservatório principal, fornecido pela válvula de supressão, passa pelo orifício (26) 
e pelo encanamento de ligação para a válvula de aplicação de freio P-2-A e flui através 
do orifício (26) para a face do pistão da válvula de supressão, forçando o pistão a descer e 
fazendo a válvula carretel interromper a conexão entre os orifícios (3) e (10).
A câmara da mola do diafragma é isolada do orifício (3) e da válvula pedal.
88Freios Ferroviários
O ar do reservatório principal flui continuadamente através do orifício (10a) e seu bujão para 
a câmara da mola do diafragma, mantendo o diafragma e a válvula carretel na posição Alívio. 
Observe a imagem a seguir:
Válvula de supressão
Ex.
Válvula de 
controle de alívio
Válvula de 
redução
26
3
30
25
10
24
5
15
33
8
Posição de alívio
Em outras palavras, o controle de segurança não provoca o funcionamento da válvula de 
aplicação sempre que o punho do manipulador automático estiver na posição Supressão.
Em algumas versões do equipamento 26-L, uma aplicação de freio de sobrevelocidade 
só pode ser suprimida reduzindo a velocidade da locomotiva a um valor abaixo do limite 
máximo autorizado antes do término do período de tempo predeterminado, após o início 
do apito de aviso. Isso evita a descargado encanamento (10) através do dispositivo de 
descarga de sobrevelocidade (válvula magnética).
Para restabelecer e aliviar uma aplicação de freio causada pelo controle de sobrevelocidade 
ou pelo controle de segurança o maquinista deve primeiro mover o punho do manipulador 
automático para a posição Supressão. Isso causa o fechamento do encanamento (8), que é 
descarregado no manipulador.
A câmara da mola da válvula de aplicação de freio é então recarregada através do orifício 
(10a) até a pressão do reservatório principal. Logo que a pressão dessa câmara atinge um 
valor determinado, o conjunto do diafragma e sua válvula carretel voltam à posição normal 
ou de Alívio.
Com o punho do manipulador na posição Supressão, o orifício (33) e a câmara acima 
da válvula de controle de alívio são descarregados por meio do manipulador. Estando 
fechada a descarga do encanamento (8), o ar do reservatório principal que está fluindo 
para o orifício (10) passa a fluir através da válvula carretel da válvula de aplicação para 
a câmara inferior da válvula de controle de alívio, e esta é atuada para interromper o 
carregamento do orifício (5) para (15).
89Freios Ferroviários
Depois que a válvula de aplicação é restabelecida, é necessário mover o punho do 
manipulador automático para a posição Alívio a fim de restabelecer a válvula de controle 
de alívio – só assim é possível restabelecer o recarregamento do reservatório equilibrante 
e aliviar os freios. Se o maquinista quiser, poderá fazer uma sobrerredução, depois de uma 
aplicação de penalidade do freio.
A válvula de sobrerredução existente na válvula de aplicação de freio P2-A é aberta para 
permitir que o ar do reservatório equilibrante passe do orifício (5) para o orifício (15) e 
para o manipulador.
Dispositivo de proteção contra fracionamento de trem 
Válvula interruptora de carregamento A-1
O dispositivo de proteção contra separação de veículos da composição (fracionamento de 
trem) utiliza uma válvula interruptora de carregamento A-1. Confira a imagem a seguir:
Válvula interruptora de carregamento A-1
Sempre que ocorre uma aplicação de emergência originada pelo manipulador automático 
ou por fracionamento do trem, a válvula interruptora de carregamento A-1 realiza as 
seguintes funções:
•• interrompe o carregamento do encanamento geral, acelerando a aplicação de 
emergência, poupando o compressor e economizando ar do reservatório principal;
•• opera a chave de corte de tração e do freio dinâmico, reduzindo a rotação do motor a 
diesel para a condição de marcha lenta (idle);
•• faz funcionar automaticamente os areeiros durante 30 a 40 segundos.
90Freios Ferroviários
Esta válvula é montada em um suporte que recebe todas as conexões dos encanamentos, 
identificados como mostra o diagrama a seguir:
Pistão interruptor C
A
B
D
Orifício de tempo 
do areeiro automático
Pistão atuante
E
Válv. ret. 
interruptora Válv. ret. 
seletora
53
9
35
12
30 1
11
1. Encanamento geral 30. Reservatório principal
9. Areeiro automático 35. Corte de tração e anulação do freio dinâmico
11. Volume 5. Encanamento interruptor do encanamento geral
12. Encanamento de emergência (reestabelecimento)
Diagrama da válvula piloto interruptora de carregamento A-1
Funcionamento da válvula interruptora de carregamento A-1
Durante a operação normal, a válvula interruptora de carregamento A-1 permanece na 
posição normal de alívio e o ar do reservatório principal fica na câmara (A) por baixo 
do pistão interruptor, de modo a mantê-lo em sua posição superior, como mostra a 
figura a seguir:
Pistão interruptor C
A
B
D
Orifício de tempo 
do areeiro automático
Pistão atuante
E
Válv. ret. 
interruptora Válv. ret. 
seletora
53
9
35
12
30 1
11
Locomotiva comandante ou comandada - alívio normal
91Freios Ferroviários
A câmara (B), que fica por baixo da válvula carretel do pistão interruptor, é ligada à exaustão 
através do orifício (53), e à exaustão da válvula interruptora do manipulador 26-C nas 
unidades comandantes.
Nas unidades comandadas, na qual a válvula interruptora do manipulador está na posição 
Fechado (OUT), a câmara é carregada com ar do reservatório principal.
A câmara (C), que fica acima do pistão interruptor e do orifício 9, é ligada à exaustão através 
da válvula carretel do pistão atuante e do orifício de tempo do areeiro automático geral.
O ar do encanamento geral passa pelo orifício (1) para a câmara (D), na parte traseira do 
pistão atuante, segue através do orifício do pistão para a câmara (E) da face externa do 
pistão, através do orifício (11) para carregar o reservatório de volume de 90 pol.3 e ambos os 
lados do pistão atuante com a mesma pressão do encanamento geral.
Esse pistão é mantido em sua posição inferior pela mola, conforme mostra a figura a seguir.
C
BE
53
9
35
12
30 1
11
Locomotiva comandante - emergência por fracionamento
O orifício (35), que é vedado no suporte dos encanamentos, é descarregado por meio do 
pistão interruptor.
Se ocorrer uma separação entre veículos do trem, a pressão do ar do encanamento geral 
diminuirá mais depressa na câmara (D) do que na câmara (E), via bujão de orifício.
O diferencial de pressão resultante no pistão atuante fará com que ele e a válvula carretel 
sejam deslocados para cima, contra a tensão da mola.
Nesta posição, o ar do reservatório principal flui através da válvula carretel do pistão atuante 
para a câmara (C) da face externa do pistão interruptor e para o orifício (9).
Com a câmara (B) (que fica em baixo da válvula carretel do pistão interruptor) normalmente 
esgotada, o ar do reservatório principal na câmara (C) (na face externa do pistão interruptor) 
faz com que o pistão com válvula carretel vá para a posição inferior, onde a câmara (A), por 
baixo do pistão interruptor, é descarregada.
Nessa posição, o ar do reservatório principal flui através da válvula carretel do pistão 
interruptor para o orifício (35) e, passando à válvula de retenção interruptora que se encontra 
aberta, passa para o orifício (53) e para a válvula interruptora do encanamento geral 
existente no manipulador 26-C.
92Freios Ferroviários
A pressão do ar do reservatório de volume de 90 pol.3 – ligado ao orifício (11) – e da câmara 
(E) (que fica na parte inferior da câmara atuante) continua a cair até zero, por meio do bujão 
de orifício do pistão e do orifício (1), escapando pelo encanamento geral.
Quando essa queda de pressão atinge um valor predeterminado, a tensão da mola desloca o 
pistão atuante e a válvula carretel para a posição inferior, conforme mostra a figura a seguir:
Posição do pistão atuante depois 
que o reservatório de volume é 
descarregado
Em seguida, a pressão do ar na chave de corte de tração é descarregada através do orifício 
de tempo do areeiro automático, do orifício (9) e da válvula carretel do pistão atuante.
Da mesma forma, a pressão do ar é descarregada da câmara (C), na face externa do pistão 
interruptor.
Para restabelecer o sistema, o maquinista deve mover o manipulador de freio automático 
para a posição Emergência.
Ao sair do manipulador, o ar do reservatório principal é levado ao orifício (12) e passa pela 
válvula de retenção seletora para a câmara (B) e a parte inferior do pistão interruptor, 
obrigando o pistão interruptor e a válvula carretel a assumir a posição normal de alívio.
O ar do encanamento (53), fluindo do orifício (12), não pode ser descarregado através da 
válvula piloto interruptora do manipulador.
O punho do manipulador deve ser movido para a posição Alívio para que a pressão do ar do 
encanamento (53) possa ser descarregada, e os freios, aliviados.
Em uma unidade comandada, o ar do reservatório principal é levado ao orifício (53) 
através da válvula piloto interruptora do manipulador– que se encontra na posição 
OUT. A câmara (B), sob a válvula carretel do pistão interruptor, é carregada à pressão do 
reservatório principal.
93Freios Ferroviários
Quando as câmaras (A) e (B) estão carregadas à pressão do reservatório principal, a presença 
dessa pressão na câmara (C), fornecida através da válvula carretel do pistão atuante, 
impede o movimento do pistão interruptor para dentro, conforme descrito no caso de 
fracionamento de uma unidade comandante.
A chave PC é atuada pelo ar do reservatório principal fornecido ao orifício (9).
Durante a aplicação intencional do freio de emergência em uma unidade comandante, a 
câmara (B) sob a válvula carretel do pistão interruptor é carregada à pressão do reservatório 
principal, via orifício (12) e encanamento (12), pelo manipulador automático.
Dessa maneira, estando todas as câmaras (A, B e C) carregadas com a pressão do reservatório 
principal, a válvula carretel e o pistão interruptor permanecem na posição superior mostrada 
na figura a seguir:
C
A
B
53
9
35
12
30 1
11
E
Locomotiva comandante – emergência intencional e Locomotiva comandada – 
qualquer emergência
A chave PC é atuada pelo ar do reservatório principal que flui pelo orifício (9). Para aliviar os 
freios, o punho do manipulador deve ser movido para a posição Alívio.
Para permitir o recarregamento do sistema e o alívio dos freios, há um retardamento 
determinado pelo tempo necessário para esgotar o encanamento (53), através da válvula 
piloto interruptora do manipulador, antes que seja aberta a válvula interruptora do 
encanamento geral.
Dispositivo de intertravamento do freio dinâmico
O dispositivo de intertravamento do freio dinâmico funciona durante a frenagem dinâmica 
para aliviar ou evitar a aplicação do freio automático de serviço da locomotiva. Consiste 
em uma válvula magnética FB-4 (OSV), instalada no encanamento do reservatório principal 
para o orifício (13) do encanamento atuante para a válvula de controle 26-F, constituída por 
duas válvulas de retenção opostas, uma bobina e uma armadura. Sua bobina fica ligada ao 
circuito elétrico do freio dinâmico. 
94Freios Ferroviários
No início da frenagem dinâmica, o circuito de frenagem dinâmica energiza a bobina da 
válvula magnética.
A armadura da bobina abre a válvula para permitir que o ar do reservatório principal 
flua para a parte de alívio rápido da válvula de controle 26-F, via encanamento atuante. 
Isso provoca o alívio do freio automático ou impede a aplicação do freio automático da 
locomotiva enquanto estiver atuando o freio dinâmico.
Durante a aplicação do freio dinâmico, o manipulador do freio independente pode ser 
operado pelo maquinista.
O sistema inclui um pressostato de ação pneumática para desenergizar a válvula magnética 
de freio durante as aplicações de emergência, controle de segurança e controle de 
sobrevelocidade, de modo a anular o freio dinâmico.
Equipamento de controle de patinação de rodas
O equipamento de controle de patinação de rodas funciona automaticamente em resposta à 
operação de um sistema detector de perda de aderência, ou pode ser operado manualmente, 
sempre que desejado. Ele consiste em uma válvula magnética e uma válvula limitadora 
ajustável, que fornece pressão do ar do encanamento de controle à válvula relé J-1.
Em seguida, é gerada uma pressão predeterminada nos cilindros de freio, com rapidez 
suficiente para fazer a roda que patinou retornar à velocidade normal. É empregada uma 
válvula relé no sistema, para limitar a aplicação de freio de correção de patinação de rodas 
apenas à locomotiva onde ocorreu a patinação.
As aplicações de freio automático e independente permanecem disponíveis 
independentemente da aplicação do freio de patinação, que são de baixa pressão.
Isso é conseguido com o uso de uma válvula de retenção dupla instalada no encanamento 
de controle para a válvula relé, a fim de isolar as funções do freio normal das funções do freio 
de controle de patinação.
Uma torneira de 3/8” provida de respiro lateral é instalada na alimentação do reservatório 
principal para a válvula magnética, proporcionando um meio de interromper a operação 
pneumática do equipamento de controle de patinação. Observe a imagem a seguir:
Torneira interruptora de 3/8”
95Freios Ferroviários
Funcionamento do equipamento de controle de patinação de rodas
A operação intencional ou automática do equipamento de controle de patinação energiza as 
bobinas das válvulas magnéticas, permitindo que o ar do reservatório principal flua para as 
válvulas limitadoras de pressão e ao encanamento de controle da válvula relé.
O ar entregue pela válvula limitadora ajustável flui também para a conexão (10) da válvula 
relé H5, através do encanamento equilibrante dos cilindros de freio, a fim de evitar pressão 
nos cilindros de freio das outras locomotivas.
A válvula limitadora ajustável é o dispositivo que recebe ar do reservatório principal, 
através da válvula magnética, e transmite um nível baixo de pressão predeterminado ao 
encanamento de controle da válvula relé J-1. Verifique a imagem a seguir:
(Entrada) (Saída)
A
B
C
Válvula 
descarregadora
Válvula 
alimentadora
Válvula limitadora ajustável
Essencialmente uma válvula redutora de alívio, consiste numa válvula alimentadora do tipo 
esférico, normalmente mantida aberta por um diafragma pressionado por mola, cuja força é 
transmitida através de uma válvula de exaustão do tipo pino-impulsão.
A válvula de exaustão normalmente estabelece um contato de vedação na válvula alimentadora.
Ela funciona para dissipar a sobrecarga da pressão do ar que passa por ela para a caixa de 
mola, que fica permanentemente ligada à atmosfera.
Durante uma operação de controle de patinação, o ar do reservatório principal entra na 
conexão lateral marcada como IN, passa para a câmara (A), passa pela válvula alimentadora 
desassentada para a câmara (C) e sai pela descarga para o encanamento de controle da 
válvula relé.
96Freios Ferroviários
Na medida em que a pressão do ar aumenta na câmara (C), ela cresce na câmara (B) a um 
ritmo predeterminado, através de um orifício calibrado, adequado ao volume da câmara 
(B), a fim de controlar a taxa de aumento de pressão no encanamento de controle da 
válvula relé.
Logo que a pressão do ar sob o diafragma equilibra a pressão da mola, o diafragma é 
deslocado para cima, permitindo à mola da válvula alimentadora assentar a válvula para 
cessar a descarga do ar do reservatório principal pela válvula magnética para a válvula relé.
O contato de assentamento é mantido entre a válvula alimentadora e a válvula de exaustão.
Caso as forças da pressão do ar nas câmaras (B) e (C) excedam a carga da mola do diafragma, 
o conjunto do diafragma e a válvula de exaustão são movidos para cima, tirando a válvula de 
exaustão do assentamento com a válvula alimentadora.
O excesso de pressão é então descarregado pela válvula de exaustão.
Depois que o diafragma fica equilibrado, a válvula de exaustão é novamente movida para 
assentar a válvula alimentadora.
Em caso de desenergização da bobina da válvula magnética ao final de uma aplicação de 
controle de patinação, quando a pressão do ar é descarregada da câmara (A) da válvula 
limitadora ajustável, a pressão mais alta na câmara (C), atuando sobre a válvula alimentadora 
no anel entre a válvula de exaustão e a sede da válvula alimentadora, faz com que ela se 
afaste de seu assento, contra a tensão da mola da válvula alimentadora.
A pressão do ar no encanamento de controle da válvula relé e na câmara (C) pode então ser 
descarregada por meio da câmara (A) e da exaustão da válvula magnética.
A pressão da câmara (B) sob o diafragma também é descarregada, equilibrando-se com a da 
câmara (B) através do orifício que fica sob o diafragma.
Dispositivo de locomotivamorta
O dispositivo de locomotiva morta permite que uma locomotiva seja rebocada inativa, isto 
é, seja rebocada morta no meio de uma composição, fazendo com que seu sistema de freios 
opere como o de um vagão.
Com apenas o encanamento geral ligado, a única forma de a locomotiva morta receber ar 
comprimido é pelo encanamento geral.
Este dispositivo normalmente é composto por:
•• torneira de isolamento;
•• válvula de retenção.
97Freios Ferroviários
Confira, a seguir, a imagem de um dispositivo de locomotiva morta:
Torneira de isolamento Válvula de retenção
Dispositivo de locomotiva morta
Antes de abrir a torneira de isolamento do dispositivo, é necessário certificar-se de que o 
reservatório principal esteja sem pressão.
Como válvula de retenção, é comum o uso da válvula C-1-40-8, que é composta por:
•• válvula de retenção simples de 3/8”com filtro;
•• mola de restrição regulada para manter o diferencial de pressão entre 40 e 45 psi; 
•• orifício de controle do fluxo de ar com 1/8” de diâmetro.
Observe, a seguir, uma imagem de uma válvula C-1-40-8:
Mola de 
restrição
Filtro
Válvula de 
retenção
Válvula C-1-40-8
Como o encanamento geral é carregado com 90 psi, a válvula deixa passar a pressão do 
encanamento geral menos a pressão da mola, ou seja, o reservatório principal nº2 da 
locomotiva é carregado com uma pressão de 90 – 40 = 50 psi, que é a pressão normalmente 
usada no cilindro de freio de um vagão em uma aplicação de serviço, e menor do que em 
uma aplicação de emergência (60 psi). Isso serve para proteger as rodas das locomotivas, 
evitando arrastamento e problemas térmicos. Todavia, o uso de sapatas fenólicas e de 
pressões maiores no encanamento geral da locomotiva morta, tem colocado essa válvula 
em fase de obsolescência.
A tendência moderna é usar uma válvula redutora de pressão, que é normalmente calibrada 
com 12 a 20 psi. A prática determina que uma locomotiva morta deva trafegar junto das 
locomotivas vivas e ter todos seus encanamentos de ar interligados e condicionar seu 
sistema de freios como se fosse o de uma locomotiva comandada.
98Freios Ferroviários
Essa prática é altamente recomendável por várias razões:
•• O operador mantém a locomotiva morta em constante observação.
•• Os freios automático e independente são controlados pela locomotiva comandante, 
atuando em conjunto com ela.
•• Sempre que o freio dinâmico for operado, o freio desta locomotiva também é aliviado, 
evitando o arrastamento de rodas.
•• Como a taxa de retardamento de uma locomotiva pode ser aproximadamente 03 
vezes maior que a dos vagões, o maquinista tem meios de evitar que suas rodas sejam 
sobrecarregadas pelo freio.
•• O reservatório principal nº 1 é abastecido pelo encanamento equilibrante do 
reservatório principal, aumentando a capacidade do conjunto.
Aplicação – atuador final do sistema de freio pneumático
O atuador final do sistema de freio pneumático da locomotiva, que realiza a frenagem dos 
rodeiros e reduz sua velocidade, é um dispositivo mecânico composto por:
•• cilindro de freios;
•• conjunto de alavancas (denominado timoneria);
•• contrassapatas;
•• sapatas;
•• ajustador de folga.
Confira, a seguir, uma imagem de um atuador final do sistema de freio pneumático da locomotiva:
Alavanca
Contrassapata
Sapata
Cilindro de freio
Ajustador de folga
Atuador final do sistema de freio pneumático da locomotiva
99Freios Ferroviários
Esses componentes são todos montados diretamente na estrutura do truque da locomotiva 
(veja a imagem a seguir):
Cilindro 
de freio
Alavanca
Contrassapata
Ajustador de folga
Sapata
Montagem do atuador final do sistema de freio no truque
Em funcionamento com os demais componentes do truque, eles contribuem para a 
segurança e desempenho da locomotiva.
Observe o diagrama a seguir, que mostra a visão geral dos componentes do sistema de freio 
da locomotiva apresentados.
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101Freios Ferroviários
2.4 Equipamento dos 
Vagões
A figura a seguir mostra a configuração do equipamento de freio 26-L em um vagão, dando 
destaque a alguns de seus principais componentes.
 
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1. Encanamento geral
2. Torneira angular 
3. Mangueira de freio
4. Válvula de controle
5. Reservatório combinado
6. Cilindro de freio
7. Ajustador de folga
8. Sapata de freio
9. Timoneria de freio
10. Volante do freio manual
11. Tê de ramal
12. Coletor de pó
13. Excêntrico
14. Retentor
15. Timoneria da caixa
16. Triângulo de freio
17. Alavanca morta
18. Alavanca viva
19. Barra de compressão
Localização dos componentes de freio a ar no vagão
102Freios Ferroviários
O sistema de freio dos vagões é composto pelas seguintes unidades:
•• distribuição;
•• controle;
•• aplicação.
Analise, a seguir, uma imagem do sistema de freio dos vagões:
Válvula de 
controle
Coletor de pó 
com torneira 
interruptora
Reservatório 
combinado
Retentor de 
controle de 
alívio
Mangueira
Tê de ramal
Válvula de 
descarga Torneira
angular
Mangueira
Torneira
angular
Dispositivo 
vazio / carregado
Resevatório 
equilibrante
Cilindro de freio
Controle
Distribuição
Aplicação
Sistema de freio dos vagões
Distribuição
A distribuição do ar comprimido nos vagões é realizada pelo encanamento geral. 
Normalmente, ele é feito de tubo extrapesado (Schedule 80) especificação ASTM-A-53 
grau A, raios mínimos segundo folha E-7 da AAR, pintado externamente e fosfatizado 
internamente para evitar a oxidação.
103Freios Ferroviários
O encanamento não deve possuir conexões soldadas. Por isso, todas as ligações e conexões 
devem possuir juntas do tipo WABCOSEAL, que utilizam o princípio de flange fixado ao 
dispositivo por parafusos e vedado contra vazamento por um anel de borracha (veja as 
figuras a seguir):
Ligações e conexões WABCOSEAL
O encanamento geral possui uma derivação denominada tê de ramal, usada para ligar o 
cano ramal da válvula de controle ao encanamento geral, a fim de alimentar a válvula de 
controle (observe a imagem a seguir):
Tê de ramal
O interior do tê de ramal é construído de tal forma que a passagem que levaao cano ramal 
sai da parte superior do encanamento geral, obrigando o ar desse encanamento a subir 
quando passa ao cano ramal, enquanto a umidade e as partículas de pó mais pesadas 
continuam pelo encanamento geral.
104Freios Ferroviários
Torneiras extremas
•• Torneira angular
Em cada uma das extremidades do encanamento geral dos vagões, é instalada uma 
torneira angular, que permite abrir ou fechar fluxo de ar quando há acoplamento com 
outros veículos, locomotivas e vagões (confira a imagem a seguir):
Torneira angular de punho auto travante
Esta tabela mostra as condições da torneira angular:
Condição da torneira angular
CONDIÇÃO DA TORNEIRA ANGULAR POSIÇÃO DO MANÍPULO
Aberta Alinhado com a tubulação
Fechada Forma um ângulo reto com a tubulação
Para movimentar o punho autotravante, é necessário levantá-lo primeiro, o que impede a 
abertura ou fechamento acidental da torneira.
•• Torneira reta
As torneiras retas são instaladas uma em cada extremidade dos vagões de carga tipo 
GDT, que possuem descarregamento em car-dumper e operam com mangueira de 34”.
Podem ser fornecidas com punho autotravante ou removível, como mostram as figuras a seguir:
 
Punho autotravante Punho removível
Torneira reta
105Freios Ferroviários
 Atenção! 
A torneira do encanamento geral: 
 • não deve ser aberta e fechada com o intuito de verificar a pressão 
do ar ou na tentativa de apertar os freios na composição;
 • se for aberta, não deve ser fechada enquanto houver fluxo de 
ar para a atmosfera, pois isso pode causar o alívio indesejado 
dos freios da composição;
 • só deve ser aberta ou fechada com a devida autorização do 
maquinista que estiver na condução do trem.
Mangueiras de freio
As mangueiras de freio são elementos flexíveis que garantem a continuidade do 
encanamento geral quando há acoplamento com outros veículos, locomotivas e vagões.
São compostas por:
•• niple;
•• elemento de mangueira (tubo de borracha vulcanizada com camadas internas de reforço);
•• bocal com junta (FP-5);
•• duas braçadeiras metálicas com parafuso e porca.
Verifique uma imagem de uma mangueira de freio a seguir:
Elemento
Niple
Braçadeira
Braçadeira
Bocal
Mangueira de freio
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
106Freios Ferroviários
Tipos de mangueiras de freio de vagões
•• Aplicação − mangueira
•• ligação entre vagões de minério geminados − GDE − 1 3/8” x 68”;
•• encanamento do cilindro de freio entre vagões de minério geminados − 
GDE – 11/8” x 64”;
•• vagões de carga geral − 1 3/8” x 22”;
•• vagões de carga geral tipo HAD com torneiras retas – 1 3/8” x 34”;
•• vagões de minério GDE – 1 3/8” x 30”;
•• vagões de minério GDE – encanamento geral – coletor de pó – MP 101 – 1 3/8” x 23”;
•• vagões de minério GDE – encanamento geral – coletor de pó – MP 102 – 1 3/8” x 26”;
•• vagões de minério GDE – encanamento geral – coletor de pó - MP 103 – 1 3/8” x 30”;
•• carros de passageiros – 1 3/8” x 19”.
Válvula de descarga
As válvulas de controle de locomotivas não possuem uma parte de emergência, responsável 
pela chamada ação rápida nas aplicações de emergência.
Para a função de ação rápida usa-se a válvula de descarga nº 8 (observe a imagem a seguir):
Válvula de descarga nº 8
107Freios Ferroviários
Sua função é proporcionar uma descarga rápida local da pressão do encanamento geral 
para a atmosfera, a fim de possibilitar a propagação da aplicação de emergência dos freios 
– principalmente nas aplicações originadas em um trem longo, com várias locomotivas em 
tração múltipla, pois a capacidade total dos compressores é tal que, muitas vezes, a ruptura 
da mangueira de um vagão de cauda do trem pode não ser detectada pela locomotiva, 
impossibilitando a aplicação de emergência.
Quando a válvula de descarga nº 8 opera, a queda brusca de pressão provoca o 
funcionamento das válvulas de descarga dos outros vagões, assim como das válvulas de 
controle de toda a composição.
Ela normalmente se localiza sob a plataforma da locomotiva, em derivação do 
encanamento geral.
Controle
Quando o maquinista inicia uma aplicação, ou seja, utiliza o manipulador automático da 
locomotiva para reduzir a pressão do encanamento geral, uma válvula de controle detecta 
que a pressão do encanamento geral está inferior à pressão do reservatório de ar e aplica os 
freios do vagão, enviando ar comprimido do reservatório de ar para o cilindro de freio.
No momento em que o maquinista posiciona o manipulador na posição de alívio, elevando 
a pressão do encanamento geral, a válvula de controle assume nova posição, liberando o ar 
do cilindro de freio para a atmosfera.
Originalmente, as válvulas de controle eram constituídas por diafragmas e anéis de borracha 
tipo K. Não demorou para que os diafragmas de borracha fossem substituídos por pistões 
metálicos com anéis de vedação, por questões de manutenção dos equipamentos.
Além disso, a manutenção em locais de difícil acesso e com poucos recursos gerou a 
necessidade de robustez e simplicidade na manutenção.
Normalmente, existe uma válvula para cada vagão, exceto nos casos de sistema dual (vagões 
GDT), em que uma única válvula comanda os freios de uma dupla de vagões.
108Freios Ferroviários
Os tipos de válvulas de controle e sua evolução estão mostrados na tabela a seguir:
Tipos de válvulas de controle
TIPO DE VÁLVULA VÁLVULA DE CONTROLE APRESENTAÇÃO
AAR
TESTES NORMA
K 1906 1908 1917
AB
1930 1931 1936
ABS
ABD
1962 1964 1967ABD-1
ABSD
ABDW 1974 1975 1977
ABDX
1989 1989 1995ABDXL
ABSDX
comum válvula AB válvula ABD válvula ABDW válvula ABDX válvula ABDXL
109Freios Ferroviários
Válvula de controle AB
Introduzida no mercado em 1933, a válvula de controle AB é encontrada em menos de 10% 
da frota de vagões de carga.
A válvula de controle AB introduziu o recurso de serviço rápido, que permite que a pressão 
no encanamento de freio alivie os freios localmente, em cada vagão, durante a aplicação 
inicial de serviço.
Como resultado, os freios são aplicados uniformemente e levemente em todo o trem.
Observe, a seguir, uma imagem de uma válvula de controle AB:
Válvula de controle AB
As válvulas AB apresentam as seguintes características:
•• Funções
•• carregamento;
•• aplicação;
•• alívio;
•• emergência.
•• Tecnologia − A válvula AB utiliza a tecnologia da válvula de gaveta, que proporciona:
•• controle preciso;
•• autolimpeza;
•• tempo de serviço longo.
•• Serviço rápido inicial
•• 3 minutos para aplicação do freio no último vagão de uma composição de 150 
vagões;
•• 6 psi de redução do encanamento geral resultam em 10 psi de pressão mínima no 
cilindro de freio.
•• Alívio direto
•• longos tempos para alívio – 60 s para transmitir ao último vagão de uma composição 
de 150 vagões;
•• operação restrita.
110Freios Ferroviários
•• Vazamento pelos anéis de segmento
•• sem ajuste;
•• freios agarrados;
•• necessidade de manutenção especializada.
Componentes básicos da válvula de controle:
Parte emergência Suporte dos encanamentos
Parte serviço
Componentes da válvula de controle AB
A válvula de controle AB é formada por três componentes básicos. São eles:
•• Suporte dos encanamentos
O suporte dos encanamentos tem as seguintes funções:
•• anexar ao vagão e conectar vários encanamentos para os componentes;
•• filtrar o fornecimento de ar usando o filtro interno;
•• conectar a parte de serviço e a parte de emergência.
•• Porção de serviço
A porção de serviço inclui:
•• pistão de serviço;
•• slide;
•• válvula de graduação.
Executa as seguintes funções:
•• permite o carregamento dos reservatórios de emergência e auxiliar;
•• executa todos os serviços de frenagem.
•• Porção de emergência
Similar à parte de serviço,a porção de emergência também inclui:
•• pistão de serviço;
•• slide;
•• válvula de graduação.
111Freios Ferroviários
Quando a porção de emergência detecta que o ar do encanamento de freio é reduzido mais 
que a taxa de serviço, ele move para aliviar o ar do encanamento de freio diretamente para a 
atmosfera e direciona a pressão do ar do reservatório de emergência para o cilindro de freio.
 Importante! 
A aplicação do freio de emergência é resultado de uma rápida 
queda da pressão no encanamento de freio.
A aplicação do freio de emergência faz com que os freios sejam 
aplicados rapidamente e uniformemente em todo o trem.
Válvula de controle ABD
Para atender às crescentes necessidades das ferrovias, em 1963/64 foram desenvolvidas 
as válvulas de controle ABD, para desempenhar todas as funções da válvula de controle 
AB padrão, com flexibilidade e confiabilidade superior, aliadas a um menor custo de 
manutenção (veja a imagem a seguir):
Válvula de controle ABD
As principais características das válvulas de controle ABD são:
•• Pistões de serviço e emergência operados por diafragma, com as seguintes vantagens:
•• eliminação do vazamento e atrito provocados por anéis;
•• resposta pronta e positiva a pequenos diferenciais de pressão;
•• diferenciais operacionais mantidos constantes pela eliminação do atrito e 
vazamentos variáveis;
•• pistões montados verticalmente, portanto, menos suscetíveis às vibrações 
provenientes da operação dos vagões.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
112Freios Ferroviários
•• Serviço rápido − O recurso de serviço rápido permite:
•• 4 a 6 psi de ar no encanamento de freio para aliviar para a atmosfera em cada vagão;
•• alívio rápido somente quando a válvula de controle move de Alívio para Serviço (o 
serviço rápido não permite alívio local após a redução inicial ser realizada ou quando 
a válvula de controle se move da posição Recobrimento para a posição Serviço 
durante novas reduções);
•• por meio de uma válvula, limitar a pressão do cilindro de freio para 10 a 12 psi.
•• Válvula de alívio acelerado
A válvula de alívio acelerado ajuda a recarregar o encanamento de freio a partir do 
reservatório de emergência em cada vagão, transmite rapidamente o alívio por todo o 
trem e produz as seguintes vantagens: 
•• elimina freios agarrados;
•• é disparado pelo alívio de 10 psi ou uma redução maior no encanamento de freios;
•• transmite rapidamente o alívio dos freios serialmente ao longo do trem, o que reduz 
o tempo de alívio do trem em 50%;
•• reduz as forças no trem e permite o alívio a baixas velocidades em trens longos, 
graças à agilidade do alívio dos freios;
•• acelera o recarregamento dos vagões adjacentes.
•• Válvula de alívio manual
Apenas um punho controla o alívio dos cilindros de freio, mantendo os reservatórios 
carregados, ou, se desejado, proporciona a descarga de um ou ambos, juntamente com 
a pressão do cilindro de freio. 
•• Carregamento uniforme
Uma das principais características das válvulas de controle ABD é o carregamento uniforme.
Por carregamento uniforme entende-se o carregamento (ou recarregamento) retardado 
dos equipamentos de freio dos vagões mais próximos da locomotiva, e mais rápido dos 
vagões da cauda do trem. 
113Freios Ferroviários
Válvula de controle ABDW
Introduzida em 1974, a válvula de controle ABDW mantém as principais características das 
válvulas de controle ABD: serviço rápido e serviço de alívio acelerado.
Confira, a seguir, a imagem de uma válvula de controle ABDW:
Válvula de controle ABDW
A principal função introduzida nesta válvula foi o recurso da aplicação acelerada de serviço.
Apesar de desempenhar uma função relacionada à aplicação dos freios de serviço dos 
vagões, a válvula de aplicação acelerada de serviço foi incorporada à porção de emergência 
da válvula de controle.
O recurso de aplicação de serviço acelerada:
•• permite uma quantidade de ar adicional no encanamento de freio para aliviar cada 
vagão durante cada aplicação de freio de serviço;
•• resulta em aplicações de serviço mais rápidas;
•• reduz as forças no trem;
•• encurta as distâncias de parada.
Válvula de controle DB-60
Embora seja mais moderna, a válvula DB-60 possui as mesmas funções que as válvulas da 
família AB. Verifique a imagem a seguir:
Válvula de controle DB-60
114Freios Ferroviários
Ela difere das válvulas da família AB por já possuir a função W incorporada. Veja a 
imagem a seguir:
Válvula de controle DB-60 instalada no vagão
A válvula DB-60 utiliza o mesmo suporte de encanamento, podendo trafegar em vagões 
com válvulas da família AB.
Reservatório combinado
O reservatório combinado armazena o ar recebido pela válvula de controle em dois 
compartimentos com as seguintes funções:
•• reservatório auxiliar − sua pressão é usada em uma aplicação de serviço ou de emergência;
•• reservatório de emergência − sua pressão é usada em uma aplicação de emergência.
Observe esta imagem de um reservatório combinado:
Reservatório 
auxiliar
Reservatório 
de emergência
Reservatório combinado
115Freios Ferroviários
Nos vagões das ferrovias brasileiras, são utilizados dois tipos de reservatórios combinados, 
conforme mostra a tabela:
Reservatórios combinados utilizados nas ferrovias brasileiras
TIPO DE 
RESERVATÓRIO 
COMBINADO
TIPO DE VAGÃO CILINDROS DE FREIO
VOLUME DOS RESERVATÓRIOS 
AUXILIAR / EMERGÊNCIA 
[LITRO]
1
Vagões singelos 10” x 12”
41 / 57
Vagões duais 8” x 8”
2 Vagões duais 10” x 12” 62 / 96
Verifique, a seguir, uma imagem do volume dos reservatórios combinados:
Reservatório auxiliar 41 ou 62 litros
Reservatório de emergência 57 ou 96 litros
Volume dos reservatórios combinados
Todos os reservatórios são dotados de flanges (conexões roscadas) para ligar o ar que 
armazenam, pintados internamente e testados hidrostaticamente com 220 psi.
Esse reservatório é carregado através da válvula de controle até atingir pressão igual à 
do encanamento geral, liberando ar comprimido para o cilindro de freio no momento da 
aplicação de freio do vagão.
Coletor de pó combinado com torneira de isolamento
Instalado entre o encanamento geral e a entrada de ar para a válvula de controle, este 
dispositivo é uma combinação de dois elementos:
•• Coletor de pó centrífugo
É do tipo padrão, com válvula de retenção e câmara de pó removível.
Realiza uma pré-filtragem a fim de evitar que o pó e/ou as partículas de sujeira 
depositadas no encanamento geral passem para a válvula de controle, o que poderia 
prejudicar o bom funcionamento do equipamento. 
116Freios Ferroviários
•• Torneira interruptora
Abre ou fecha a comunicação entre a válvula de controle e o encanamento geral.
Permite o isolamento da válvula de controle, caso seja necessário isolar um vagão com 
mau funcionamento no sistema de freio. 
Veja a imagem de um coletor de pó combinado com torneira de isolamento:
Coletor de pó combinado com torneira 
de isolamento
A tabela a seguir mostra as condições da torneira de isolamento:
Condição da torneira de isolamento
CONDIÇÃO DA TORNEIRA DE ISOLAMENTO POSIÇÃO DO MANÍPULO
Aberta Forma um ângulo reto com a tubulação 
Fechada Em paralelo com a tubulação
O dispositivo é dotado de flanges para parafusos destinados a ambas as conexões.
O flange na extremidade do coletor de pó é preso por parafusos diretamente ao suporte 
de encanamentos "AB", enquanto o flange na extremidade da torneira é destinado a uma 
conexão também do tipo flange.
117Freios Ferroviários
Retentor de controle de alívio
O retentor de controle de alívio é um dispositivo de operação manual, localizado no final “B” 
do vagão ou no lado próximo da válvula de controle de retenção. Confira a imagem a seguir:
Retentor de controle 
de alívio
Utilizadopara controlar o tempo de descarga do ar dos cilindros de freio, é apropriado para 
operar em vagões rebocados em trens que trafegam em terreno muito acidentado, como 
descida de serra.
Sua função é proporcionar dois tipos de alívio de freio:
•• Restrito
Nos pontos onde as descidas de serra iniciam, os punhos dos retentores de controle de 
alívio de todos os veículos da composição devem ser movidos para a posição horizontal.
Confira a imagem de um punho na posição horizontal a seguir: 
Punho na posição horizontal
A pressão do cilindro de freio cai de 50 para 5 psi em 65 segundos, dando tempo 
suficiente para que os compressores da locomotiva restabeleçam a pressão de ar nos 
reservatórios dos veículos e o recarregamento do sistema antes de uma nova aplicação. 
118Freios Ferroviários
•• Direto
Na primeira parada após a descida de serra, os punhos dos retentores de controle de 
alívio devem ser movidos para a posição vertical (veja a imagem a seguir): 
Punho na posição vertical
A pressão do cilindro de freio cai de 50 psi para 5 psi em 25 segundos. 
Consequentemente, o alívio da pressão de ar nos cilindros de freio é muito mais 
rápido. Os retentores de controle de alívio atuais já dispõem de uma terceira 
posição, com o punho a 45º, que proporciona um alívio restrito em menos tempo 
(de 50 para 5 psi em 45 segundos). 
 Atenção! 
Quando se coloca o punho do retentor de controle de alívio de um 
veículo na posição de descida de serra, é necessário fazer o mesmo 
em todos os veículos da composição. Não podem trafegar na 
mesma composição veículos com o punho em posições diversas.
Nas ferrovias do Brasil, são utilizados dois tipos de retentores de controle de alívio:
•• de duas posições (direto/restrito)
•• de três posições (direto/restrito/super-restrito)
Nas ferrovias americanas e nos países andinos, os retentores de controle de alívio utilizados 
têm três posições (direto/restrito/com retenção).
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
119Freios Ferroviários
Aplicação – cilindro de freio
O cilindro de freio, instalado no estrado dos vagões, é o componente responsável pelo 
acionamento mecânico do sistema de freio. Ele recebe o ar comprimido do reservatório 
auxiliar através da válvula de controle e, com o aumento da pressão interna, sua haste 
de acionamento avança, movimentando a timoneria de freio e, consequentemente, 
pressionando as sapatas de freio contra as rodas.
Quanto maior for a pressão, maior será o esforço de frenagem.
Quando os freios são aliviados, o ar comprimido interno é direcionado para a atmosfera 
e a mola interna promove o retorno da haste de acionamento, afastando a sapata de 
freio da roda.
A tabela a seguir relaciona os tipos de cilindro de freio de vagões:
Tipos de cilindro de freio de vagões
CILINDRO DE FREIO SIGNIFICADO ÁREA [POL2 / CM2]
CURSO
CARREGADO VAZIO
10" x 12” 10” de diâmetro 
12” de deslocamento
78,5 / 506,4
8” 
203,2 mm
7 1/4” 
184,15 mm
8" x 8” 8” de diâmetro 
8” de deslocamento
50,3 / 324,5
5” 
127 mm
4 1/4” 
107,95 mm
7.5/8” x 12” x 9” 12” e 7 5/8” de diâmetro 
9” de deslocamento
Vazio Carregado
6” 
152,4 mm
5” 
127 mm
113,1 / 729,7 45,7 / 294,6
Os cursos dos cilindros de freio são calculados. Devem-se usar, no máximo, ¾ do seu valor 
total de deslocamento.
120Freios Ferroviários
Timoneria de freio
A força do sistema de freio dos vagões de carga, gerada pela pressão dos cilindros de freio, 
é transmitida às sapatas de freio por meio de um conjunto de tirantes e alavancas, chamado 
de timoneria de freio. Veja a imagem a seguir:
Timoneria de freio dos vagões
Os cilindros de freio das timonerias de freio são instalados no estrado dos vagões e dividem-
se em duas partes:
•• timoneria do corpo;
•• timoneria do truque.
Verifique uma imagem da posição do cilindro de freio:
Cilindro de freio
Posição do cilindro de freio
Analisando separadamente a timoneria dos truques, observamos que nos vagões de bitola 
métrica da EFVM e FCA os truques possuem alavancas de força do tipo vertical, ou seja, 
alinhadas com o tirante que vem das alavancas da caixa.
121Freios Ferroviários
Confira, a seguir, uma imagem das alavancas de força do tipo vertical:
Alavancas de força do tipo vertical
Essas alavancas têm furação maior e menor, para que possam multiplicar os esforços até que 
cheguem aos triângulos e, consequentemente, às sapatas de freio.
A timoneria pode incluir dois equipamentos adicionais:
•• dispositivo vazio/carregado;
•• ajustador de folga.
Equipamento vazio/carregado
Para o manejo ideal do trem, é desejável que o sistema de freio seja capaz de produzir uma 
força de frenagem suficiente para parar o trem quando os vagões estiverem carregados, 
mas, ao mesmo tempo, não produza uma força de frenagem capaz de provocar o 
travamento das rodas quando os vagões estiverem vazios: isso causa calos nas rodas.
Para tanto, devemos considerar o limite superior das recomendações da AAR – S 401 ao 
projetar a taxa de frenagem para o vagão carregado, isto é:
Vagão novo → 11% a 14%
Vagão usado → 8,5% a 14%
Taxas de frenagem muito altas para o vagão carregado podem fazer com que a taxa de 
frenagem para o vagão vazio exceda os limites propostos pela AAR, que são de 35% a 40% 
da taxa prevista para o vagão carregado.
122Freios Ferroviários
Para evitar o travamento das rodas do vagão vazio, é necessário que o sistema de freio 
identifique se o vagão está vazio ou carregado, e então faça o ajuste do esforço de frenagem 
conforme a condição de carga do vagão, que é determinada pela medição da deflexão das 
molas do truque do vagão.
O dispositivo utilizado para determinar a condição do vagão é o equipamento vazio/
carregado, que, de forma geral, é usado quando:
Peso do vagão carregado > 4 x tara do vagão
O equipamento vazio/carregado pode ser acionado das seguintes formas:
1. Com dispositivo mecânico que muda o ponto de apoio da alavanca do cilindro de freio
•• Condição de vagão vazio
A trava interna do comutador de freio não é liberada, e o ponto de apoio da alavanca 
do cilindro de freio é estabelecido na extremidade do comutador de freio, liberando o 
tirante de freio carregado (veja na imagem a seguir):
Fsapata = b' . Fcilindrovazio
a'
Comutador de freio
Cilindro de freio
cilindro
Ponto de
apoio
Ajustador de folgaTirante de freio 
carregado (livre)
sapataF
F
b
a
Ponto de apoio da alavanca do cilindro de freio para vagão vazio
123Freios Ferroviários
•• Condição de vagão carregado
O ponto de apoio da alavanca do cilindro de freio é estabelecido na extremidade do 
tirante de freio carregado (observe a imagem a seguir): 
Fsapata = b . Fcilindrocarregado
a
Comutador de freio
Cilindro de freio
cilindro
Ponto de
apoio
Ajustador de folgaTirante de freio 
carregado (Livre) 
sapataF
F
b
a
Ponto de apoio da alavanca do cilindro de freio para vagão carregado
Como podemos observar nas figuras acima:
b = b' 
a a'
Logo,
Fsapata > Fsapatacarregado
O comutador de freio normalmente está localizado nas laterais do truque do vagão, 
como mostra a imagem a seguir: 
Localização do comutador de freio
124Freios Ferroviários
O comutador de freio pode ser do tipo: 
•• manual (veja na imagem):
Comutador de freio manual
•• automático (veja na imagem):
Comutador de freio automático
2. Com equipamento ABEL (AB Empty/Loaded) dotado de cilindro de freio com pistão 
diferencial (7 5/8” x 12 x 9”) e uma válvula de mudança, manual ou automática.
O cilindro de freio diferencial possui duas câmaras que abastecem, respectivamente:
Face maior do pistão → diâmetro de 12”
Face menor do pistão → diâmetro de 7 5/8”.
Confira, a seguir,uma imagem de um cilindro de freio com pistão diferencial:
Cilindro de freio com pistão diferencial
125Freios Ferroviários
•• Condição de vagão vazio
A válvula de mudança permite que haja pressão em ambas as câmaras do pistão do 
cilindro de freio diferencial, resultando em um esforço de frenagem menor, como 
mostra a imagem a seguir: 
Válvula de 
mudança
Condição do cilindro de freio com pistão diferencial 
para vagão vazio
•• Condição de vagão carregado
A válvula de mudança permite a passagem de ar somente para a câmara da face maior 
do pistão, enquanto a câmara da face menor fica em comunicação com a atmosfera, 
resultando em um esforço maior de frenagem (observe a imagem a seguir): 
Válvula de 
mudança
Condição do cilindro de freio com pistão diferencial para 
vagão carregado
126Freios Ferroviários
A válvula de mudança utilizada é a AB-5, que é acionada manualmente (verifique a 
imagem a seguir): 
Válvula de mudança manual AB-5
A mudança do regime de frenagem é efetuada no disco seletor, posicionando o punho 
operante nas posições da placa indicadora:
VAZIO → quando o vagão transportar menos de meia carga
CARGA → quando o vagão transportar mais de meia carga
Confira, a seguir, a imagem de um punho da válvula AB-5: 
Punho da válvula AB-5
127Freios Ferroviários
3. Mudança automática com a válvula VTA.
A válvula de mudança VTA é utilizada para acionar o dispositivo vazio/carregado, que 
muda automaticamente o regime de frenagem (verifique a imagem a seguir):
Válvula de mudança 
automática VTA
A válvula VTA é instalada na travessa do truque, como mostra a imagem a seguir:
Instalação da válvula VTA
128Freios Ferroviários
•• Condição de vagão vazio
Quando o vagão está vazio, as molas do truque ficam distendidas e o sensor da válvula 
VTA não toca no batente, o que bloqueia a passagem do ar do encanamento geral para 
acionar o pistão de liberação do ferrolho.
Observe, a seguir, a condição da válvula VTA para vagão vazio: 
Válvula de 
mudança VTA
Sensor
Batente
Reservatório auxiliar
Passagem do ar do 
encanamento geral
Condição da válvula VTA para vagão vazio
•• Condição de vagão carregado
Quando o vagão é carregado, as molas do truque se comprimem e o sensor toca no 
batente, acionando a válvula VTA para a posição de carga.
Isso libera a passagem do ar do encanamento geral para acionar o pistão de liberação 
do ferrolho, fazendo com que a força seja transmitida pelo tirante/barra de carga 
(verifique a imagem a seguir): 
Válvula de 
mudança VTA
Sensor
Batente
Reservatório auxiliar
Passagem do ar do 
encanamento geral
Condição da válvula VTA para condição vagão carregado
129Freios Ferroviários
4. Com volume adicional em comunicação com o cilindro de freio na posição vazio.
Durante as aplicações de freio, na condição de vagão vazio, as válvulas de carga 
proporcionais direcionam a pressão do reservatório auxiliar para o cilindro de freio e para 
um reservatório adicional, com um pequeno volume. Observe a imagem a seguir:
Reservatório adicional
Pela Lei de Boyle-Mariotte, em virtude desse volume adicional, podemos afirmar 
que a pressão final no cilindro de freio será menor, o que reduz a possibilidade de 
travamento das rodas.
Na condição de vagão carregado, a válvula EL-60 ou a válvula EL-X do dispositivo vazio/
carregado de comutação automática interrompe a comunicação entre o reservatório auxiliar 
e o reservatório adicional, fazendo com que a pressão do reservatório auxiliar flua apenas 
para o cilindro de freio, o que aumenta a pressão em seu interior.
Observe, a seguir, imagens da válvula EL-60 e da válvula EL-X:
 
Válvula EL-60 e Válvula EL-X
130Freios Ferroviários
O dispositivo vazio/carregado é instalado na caixa do vagão, acima da lateral do truque 
(veja a imagem):
Instalação da válvula EL-X no vagão
A válvula EL-60 ou a válvula EL-X determina a condição de carga do vagão, ao medir quanto 
movimento do braço sensor da válvula é necessário para que ele se encoste à travessa lateral 
do truque. Observe as imagens a seguir:
Vagão vazio
Vagão carregado
131Freios Ferroviários
Uma relação estabelecida entre a posição do braço sensor e a válvula proporcional do 
dispositivo vazio/carregado resulta na proporção vazio/carregado 30%, 40%, 50% ou 60%.
Se o vagão estiver carregado com 30% de sua capacidade ou mais, o movimento do 
braço sensor será restringido ao fazer contato com a travessa lateral do truque, de forma a 
posicionar a válvula para uma frenagem de vagão carregado.
Se o vagão estiver carregado com menos que 30% de sua capacidade, e a pressão do 
cilindro de freio chegar a 15 psi, o braço sensor poderá se mover além do ponto de câmbio.
Se o vagão estiver totalmente vazio, o braço sensor ficará com uma folga de 1/4” da travessa 
lateral do truque.
A válvula de comutação automática possui um visor do lado oposto da alavanca sensora 
que nos permite visualizar a condição de "vazio" quando o pino vermelho aparece no visor, e 
"carga" quando o pino não aparece no visor.
Ajustador automático de folga
Sua função é ajustar automaticamente as folgas na timoneria de freio decorrentes do 
desgaste das sapatas e rodas e, assim, manter o curso padrão do cilindro de freio.
Conforme o tipo de acionamento, os ajustadores automáticos de folga são classificados em:
•• Pneumático
Os ajustadores pneumáticos funcionam em um só sentido –, só diminuem a folga 
(observe a imagem): 
Ajustador pneumático
132Freios Ferroviários
•• Mecânico
Os ajustadores mecânicos caracterizam-se por possuir duplo sentido: diminuem e 
aumentam a folga (verifique a imagem a seguir): 
Tipos de ajustadores mecânicos
Como a ação se realiza nos dois sentidos, quando as sapatas gastas são substituídas, o 
mecanismo automaticamente ajusta a timoneria para as novas condições.
O ajustador restabelece em no máximo três aplicações o curso normal do pistão do 
cilindro de freio, após a troca das oito sapatas de vagão (confira na imagem a seguir): 
Detalhes internos dos ajustadores mecânicos
133Freios Ferroviários
Freio manual dos vagões
O freio manual dos vagões é um dispositivo mecânico, geralmente localizado em uma das 
testeiras ou na lateral do vagão, que fica ligado à timoneria de freio e tem a função de aplicar 
de forma mecânica o freio no vagão, sem o auxílio do sistema de freio automático.
Há vários tipos de freio manual; os mais usados são os de volante com catraca (observe a 
imagem a seguir):
Freio manual de volante com catraca
 Importante! 
Use o bloqueio para proteger os vagões com freio manual 
inoperante ou para impedir a circulação durante operações de 
manobra de curta duração. 
O freio manual dos vagões é acionado para:
•• segurar os vagões para evitar movimentos indesejados;
•• controlar e parar vagões em movimento quando não estão acoplados em um trem ou 
são parte de um movimento de manobra;
•• o caso de a composição ficar estacionada por mais de seis horas, com ou sem a 
locomotiva acoplada;
•• o caso de estacionamento da composição em que a locomotiva fique desacoplada.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
134Freios Ferroviários
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou o equipamento de freio 26-L. 
Podem-se destacar:
 • o equipamento de freio 26-L e seus componentes;
 • o sistema de freio da locomotiva e sua composição;
 • o sistema de alimentação de ar comprimido e sua composição;
 • os sistemas de segurança para utilização de freio;
 • o controle do sistema de freio da locomotiva e do trem.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
Inserir Imagem
Sistem
a de Freio a A
r 
C
ontrolado por C
om
putador
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 3.1 MódulosEletrônicos do Sistema CCBII
•• 3.2 Módulo de Interface com o Operador ou Display – OIM
3
136Freios Ferroviários
3.1 Módulos Eletrônicos 
do Sistema CCB II
O sistema de freio a ar controlado por 
computador de segunda geração – 
CCB II é um sistema de controle de 
freio eletropneumático baseado em 
microprocessador. Ele é projetado para 
ser compatível com os equipamentos de 
freio automático 26-L e CCB de primeira 
geração (CCB I).
O sistema executa as seguintes funções 
de diagnóstico:
•• autoteste;
•• calibragens;
•• sinalização de defeitos.
Na figura, a seguir, vemos a configuração 
do sistema de freio a ar controlado 
eletronicamente do tipo CCB II.
Configuração do CCBII 
137Freios Ferroviários
O sistema CCB II é composto pelos seguintes módulos eletrônicos:
•• IPM (Integrated Processor Module – Módulo de Processador Integrado);
•• EPCU (Electro Pneumatic Control Unit – Unidade de Controle Eletropneumática);
•• RIM (Relay Interface Module);
•• EBV (Electronic Brake Valve – Válvula de Freio Eletrônico);
•• ILC (Integrated Locomotive Computer – Computador Integrado da Locomotiva).
Os módulos formam uma eletrônica distribuída, que é interligada através de uma rede 
operacional Lon Works, da Echelon Corporation. Toda a ação é controlada por computador. 
Veja a imagem a seguir:
Envia a informação de 
aplicação ou de alívio 
do freio automático e/
ou independente.
Envia informações sobre o 
status do freio automático e/
ou independente.
Envia e recebe informações 
sobre o status da locomotiva 
(comandante/comandada), 
do homem morto, da chave
seletora e UM-2A
Envia e recebe informações 
sobre o status do freio 
automático e/ou 
independente e da 
locomotiva (comandante/
comandada).
Envia e recebe informações sobre 
o status do freio automático e/ou 
independente, da locomotiva
(comandante/comandada),
do homem morto, da chave seletora e
UM-2A e da tensão de 74V de 
alimentação dos módulos.
Envia e recebe 
informações sobre o 
status do freio
automático e/ou
independente e da 
locomotiva 
(comandante/
comandada).
ILC IPM
EBV
EPCU
RIM
Comunicação entre os módulos eletrônicos
Uma exceção é a inicialização de uma aplicação de freio de emergência. Nesse caso, ela é 
propagada mecanicamente por meio de uma válvula de respiração, colocando-se o punho 
do manipulador automático na posição de emergência.
O sistema CCB II apresenta as seguintes características:
•• Muitas das funções efetuadas através das válvulas pneumáticas A1, P-2A, MU-2A, Sobre-
Velocidade, Chave Seletora e o Homem Morto, do sistema de freio 26-L,são simuladas 
através do software do CCB II, em conjunto com o IPM e o IFC.
•• Não existe uma substituição ou equivalência direta entre a maioria das válvulas e/ou 
funções pneumáticas existentes no sistema de freio 26-L.
•• O uso de tecnologia modular, unidade modularizada de linha substituível – LRU, 
permite o diagnóstico e um serviço rápido, utilizando menor número de ferramentas.
138Freios Ferroviários
•• Existe a possibilidade de alteração da configuração existente por meio de software. 
Dessa forma, há flexibilidade e facilidade de adaptação a futuras exigências de mercado.
•• Os módulos da unidade de controle eletropneumática – EPCU, o manipulador de freio 
(EBV), o módulo RIM (Relay Interface Module) e o computador (IPM) estão ligados entre si 
por intermédio de uma rede operacional (Lon Works). Isso permite um monitoramento 
constante de todas as funções eletrônicas e pneumáticas. 
Confira a imagem da interface com os sistemas da locomotiva:
Encanamento geral
Encanamento de equalização dos cilindros de freio
Encanamento de equalização dos reservatórios principais
Encanamento dos cilindros de freio
Discrete I/O
LON
LON
LON
EBV
Tubo 21
EPCU
RIM
IPM
ILC
Fiação da locomotiva
Interface com os sistemas da locomotiva
Em caso de avaria, o computador escolhe a melhor alternativa para o backup – há alternativa 
pneumática (backup) das principais funções de segurança. O operador é informado por meio 
de uma mensagem enviada para o IFC (crew message). 
O controle das funções de Principal/Rebocado e controle de acionamento e corte do 
encanamento de freio são realizados através da seleção de menu do ILC (Integrated 
Locomotive Computer − Computador Integrado na Locomotiva). Ele fica localizado no 
console do operador.
139Freios Ferroviários
Módulo de Processador Integrado – IPM
O computador principal do sistema CCB II é o módulo de processador integrado (IPM). 
Verifique a imagem:
Módulo do Processador Integrado – IPM
De modo geral, esse módulo é montado no nariz da cabina da locomotiva e executa todas 
as interfaces com o computador da locomotiva (ILC).
O IPM comunica-se com:
•• o ILC, através da linha de controle de link de dados de alto nível (HDLC);
•• o EPCU e o EBV, através da rede Lon Works.
Esse módulo gerencia e executa todas as tarefas de interfaces com o ILC e transmite os comandos 
de freio ao EPCU. Além disso, o IPM comunica-se com o ILC para transmitir as mensagens:
•• de alerta;
•• à equipe;
•• de defeitos detectados por diagnóstico para exibição nas telas da locomotiva.
Essas mensagens são fornecidas para auxiliar o operador no manuseio do sistema de freio, 
mas elas não têm o objetivo de serem instruções de manutenção.
O IPM tem espaço para até oito entradas e oito saídas discretas.
As saídas binárias direcionam os relés eletromecânicos para interface, e podem ser 
configuradas, conforme necessário, para suportar as opções no nível do sistema da locomotiva.
O sistema CCB II pode ser fornecido como parte de um pacote integrado, que combina a 
funcionalidade da tração distribuída com o freio pneumático eletrônico.
140Freios Ferroviários
Esse é um produto da GE-Harris Railway Electronics, vendido sob o nome comercial 
LOCOTROL-EB.
Quando fornecido, como parte do LOCOTROL-EB, o IPM contém um software que fornece 
toda a funcionalidade da tração distribuída.
A configuração do freio pneumático é feita através do computador integrado da 
locomotiva (ILC).
O conjunto de luzes de indicação na parte frontal do IPM e a indicação propiciada por elas, 
estão relacionadas na tabela a seguir:
Indicação propiciada pelo conjunto de luzes na frente do computador IPM
LUZ INDICAÇÃO
POWER
Essa luz verde indica que o IPM está ligado.
Se o disjuntor do IPM estiver ligado, e essa luz não estiver acesa, pode ser que a fonte de 
alimentação do IPM esteja avariada.
CPU OK
Essa luz verde indica que o processador do IPM está correto, baseada na informação interna 
fornecida pelo “Watchdog”.
A sinalização indica também que o IPM passou o autoteste inicial, que é efetuado a cada 15 minutos.
DP LEAD
Essa luz verde indica que a locomotiva está em Comando com o sistema de potência 
distribuída ativado.
DP REMOTE
Essa luz verde indica que a locomotiva está a funcionar com o sistema de Potência Distribuída 
remotamente ativado.
DP TX A
Essa luz amarela indica que a locomotiva está transmitindo mensagens de potência distribuída por 
meio do rádio A.
DP TX B
Essa luz amarela indica que a locomotiva está transmitindo mensagens de potência distribuída 
através do rádio B.
DP RX Essa luz verde indica que a locomotiva está recebendo mensagens de potência distribuída via rádio.
DP COM INT
Essa luz vermelha indica que a locomotiva está com uma avaria no sistema de comunicação de 
rádio em P.D.
DATALINK FA
Essa luz vermelha indica que o IPM está impossibilitado de comunicar com o computador da 
locomotiva (ILC, IFC, ICE, etc.), via LSI, através da porta RS-422 (HDLC) em PD ou EAB.
NETWORK FA
Essa luz vermelha indica que existem dificuldades nas comunicações internas nos sistemas 
LOCOTROL EB ou CCB II (entre o IPM, EPCU e EBV), via rede LON.
EBV FAIL
Essa luz vermelhaindica que há uma avaria na válvula eletrônica de freio (EBV), do sistema 
LOCOTROL EB/CCB II.
Essa avaria específica pode ser eletrônica, pneumática ou ambas.
EPCU FAIL
Essa luz vermelha indica que há uma avaria na unidade de controle eletropneumática (EPCU), do 
sistema LOCOTROL EB/CCB II.
Essa avaria específica também pode ser eletrônica, pneumática ou ambas.
EAB BACKUP
Essa luz amarela indica que o sistema LOCOTROL EB / CCB II ativou um dos modos de operação 
alternativos (backup) para que o freio eletrônico continue as suas funções.
Por exemplo, quando o transdutor primário do reservatório principal (MRT) avaria e o sistema 
comuta para o transdutor secundário (MRT).
141Freios Ferroviários
Verifique, a seguir, uma imagem das luzes de indicação do IPM:
Luzes de indicação do IPM
Unidade de controle eletropneumático – EPCU
Esta unidade contém válvulas pneumáticas que controlam as linhas pneumáticas do trem e 
da locomotiva.
É constituída pelas unidades substituíveis de linha modularizadas (LRUs):
•• 13CP → Peça de controle 13;
•• 16CP → Peça de controle 16;
•• 20CP → Peça de controle 20;
•• BCCP → Peça de controle do encanamento de freio;
•• BPCP → Peça de controle do cilindro de freio;
•• ERCP → Peça de controle do reservatório de equalização;
•• DBTV → Válvula tripla DB;
•• PSJB → Caixa de junção da fonte de alimentação;
•• MR FILTER.
Observe, a seguir, uma imagem de unidade de controle eletropneumático – EPCU:
Unidade de controle eletropneumático - EPCU
142Freios Ferroviários
O EPCU contém filtros para o reservatório principal de ar, para o ar do controle independente 
e para o controle das LRUs. O fornecimento de ar ao relé do encanamento de freio está 
condicionado por um elemento de tela. Adicionalmente, o EPCU contém um regulador de 
motor morto (DER), que permite ao reservatório principal carregar do encanamento de freio 
em uma locomotiva morta.
As funções dos módulos que compõem a unidade de controle eletropneumático estão 
descritas na tabela a seguir:
Funções dos módulos que compõem a unidade de controle eletropneumático
MÓDULO FUNÇÃO
13CP
Simula a função de Alívio da Válvula 26-F. 
Fornece a pressão do encanamento de aplicação.
16CP Fornece a pressão de controle do cilindro do freio.
20CP
Simula a função do independente.
Fornece a aplicação independente e a pressão do encanamento de alívio.
16CP e 20CP
Simulam, em conjunto, as funções das válvulas H5, F1 e J 1.6 16.
Essas funções são auxiliadas pelo software do freio instalado no IPM e em cada módulo.
BCCP
Simula a função da válvula-relé J1, e também trabalha em conjunto com os módulos 16CP 
e 20CP.
Contém o relé do encanamento de freio e fornece acionamento e corte do encanamento de 
freio, bem como a aplicação de emergência.
BPCP
Simula as funções de emergência e carregamento da válvula 26-C.
Abriga o relé do cilindro do freio.
DBTV
Simula a função de aplicação de serviço da válvula 26-F, mas a sua principal função é de 
backup do sistema de freio CCBII.
Fornece suporte pneumático na hipótese de falha eletrônica.
16CP, 13CP e DBTV Auxiliam o freio dinâmico.
16CP, BCCP e DBTV Simulam, em conjunto, as funções da válvula 26-F.
ERCP
Simula as funções da válvula reguladora e da válvula de comunicação com o EG da válvula 26-C.
Fornece pressão de controle e encanamento de freio.
BPCP e ERCP
A válvula KR5 (instalada no BPCP), em conjunto com o ERCP, são responsáveis pelo 
recobrimento do sistema de freio da locomotiva.
PSJB Contém o fornecimento de energia.
Cinco dessas LRUs (13CP, 16CP, 20CP, BCCP e ERCP) são "inteligentes" e se comunicam 
através da rede.
143Freios Ferroviários
A unidade de controle eletropneumático – EPCU é instalada no compartimento de controle 
do freio da locomotiva. Observe a imagem:
Instalação da EPCU
Também faz parte da unidade de controle eletropneumático um reservatório equilibrante, 
que está instalado na parte traseira do painel. Verifique a imagem a seguir:
Reservatório equilibrante
Módulo de Interligação dos Relés – RIM
É um compartimento padrão LSI onde estão fisicamente montados até sete relés 
eletromecânicos, que são direcionados pelo IPM. Esses componentes comutam as linhas 
elétricas do trem. Observe a imagem a seguir:
Módulo de interligação 
dos relés - RIM
144Freios Ferroviários
O RIM contém seis relés operacionais cujas funções estão especificadas na tabela a seguir:
Funções dos relés operacionais do RIM
RELÉ FUNÇÃO
PCS
O relé Power Knockdown Switch liga/desliga o relé PCR no sistema de controle elétrico da 
locomotiva.
ALR O Alarm Relay ativa o sistema de alarme em caso de avaria no freio.
ESR O Emergency Sand Relay, quando ligado, ativa o areeiro.
IBR
A uma pressão de 13 psi nos cilindros, o Independent Brake Relay ativa o sinal de freio independente 
reduzindo a escala de aplicação do freio dinâmico.
DBCO Dynamic Brake Cut Out ativa/desativa o freio dinâmico.
SPARE Suplente (não usado).
De modo geral, o RIM está montado no nariz da cabina, próximo do IPM.
Válvula de freio eletrônico – EBV
A interface homem-máquina (Man Machine Interface – MMI) para o sistema de freio CCB II é 
a válvula do freio eletrônico (Electronic Brake Valve – EBV) do tipo 26, que é montada no lugar 
da válvula de freio pneumático 26-C.
Essa válvula encontra-se disponível na versão:
•• Vertical ou lateral
Adequada para instalação no pedestal de controle de tipo AAR. Confira a imagem a seguir:
Manipulador vertical ou lateral
A EBV vertical foi projetada para ser encaixada na mesma abertura, como a válvula de 
freio pneumático 26C.
145Freios Ferroviários
•• Horizontal ou frontal (Desktop). Observe a imagem a seguir:
Manipulador horizontal ou frontal
O EBV contém os manipuladores para operação dos freios automático e independente.
•• O manipulador do freio automático tem as mesmas posições relativas à da válvula 26-C 
Alívio (REL), aplicação mínima (MIN), aplicação de serviço (FS), supressão (SUP), punho 
fora (HO/CS) e emergência (EMER), cujas posições são definidas por encaixes.
•• O manipulador do freio independente é contínuo de RELEASE para FULL.
•• Um mecanismo para ativar o alívio rápido.
•• Uma válvula pneumática, que, atuada, propaga mecanicamente a inicialização 
de uma aplicação de freio de emergência, sob diversos modos de falha, como 
falha do computador e perda de alimentação da bateria (quando o manipulador é 
movimentado para a posição de Emergency). A válvula pneumática abre a passagem 
21, atuando, assim, a válvula tripla DM, montada no distribuidor, que fornece um 
controle de cilindro de freio pneumático;
•• Pode conter um LCD que exibe a pressão do reservatório de equalização. Esse 
display iluminado dará ao operador a leitura instantânea da pressão-alvo do 
reservatório de equalização (ER), com base na posição do manipulador do freio 
automático e da válvula de alimentação ou ajuste da pressão ER de alívio. A pressão 
ER, exibida no ILC, será a pressão real no reservatório de equalização, que diminuirá 
a taxa de serviço e, eventualmente, estabelecerá o valor alvo de ER. O display dá ao 
operador a indicação imediata da quantidade de redução do encanamento de freio 
solicitada, sem os atrasos inerentes ao display ILC.
146Freios Ferroviários
Observe, a seguir, um manipulador horizontal ou frontal com display:
Manipulador horizontal ou frontal com display
•• Conexão com a rede LON distribuída. Comunica-se em tempo real, com os cinco 
módulos eletrônicos inteligentes da unidade de controle eletropneumáticos (EPCU).
147Freios Ferroviários
3.2 Módulo de Interface 
com o Operador ou 
Display – OIM 
O sistema de freio eletrônico possui uma interface homem-máquina no qual as informações 
de pressão e de falhas do sistema são apresentadas.
Essa interface, em algumas frotas, éo módulo módulo de interface do operador –OIM, e, em 
outras, é o próprio computador IFC (Integrated Function Computer − Computador de Funções 
Integradas) da locomotiva e, por consequência, os seus displays (IDU). Verifique as imagens:
Computador IFC
Computador IFC e displays IDU
148Freios Ferroviários
Dispositivo de interface para o sistema LOCOTROL-EB 
O dispositivo de interface para o sistema LOCOTROL-EB é um display gráfico com comandos 
executados por teclas.
Veja, a seguir, uma imagem de um módulo de interface com o operador – OIM:
Módulo de interface com o operador - OIM
Ele é dividido em duas telas planas monocromáticas, na cor âmbar, com iluminação 
fluorescente, que mostram informações do freio e do LOCOTROL.
O sistema do LOCOTROL é controlado por dois grupos de teclas iluminadas tipo 
push-bottons, no painel frontal do display, abaixo das telas de indicação.
Teclas de up-down controlam a luminosidade das duas telas, e uma chave de liga/desliga 
está posicionada na parte traseira do equipamento.
A versão CVRD do OIM recebe sinais de satélite tipo sistema de posicionamento global –GPS, 
e mostra a localização da locomotiva em coordenadas de latitude e longitude.
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou o sistema de freio a ar controlado por 
computador. Pode-se destacar: 
 • o sistema de freio a ar controlado por computador de 
segunda geração;
 • o freio de emergência;
 • o módulo de interface com o operador ou display.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
Inserir Imagem
Freio Eletropn
eu
m
ático 
de V
agões
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 4.1 Válvula de Freio Eletropneumática
•• 4.2 Sistema de Controle de Freio EP-60
•• 4.3 Comunicações da Linha do Trem
4
150Freios Ferroviários
4.1 Válvula de Freio 
Eletropneumática
Os atuais sistemas de freio funcionam por 
meio da transmissão de sinais pelo ar do 
encanamento geral. Esses sinais iniciam na 
parte frontal do trem e são transmitidos 
pelo encanamento até a parte traseira. Por 
esse motivo, haverá sempre um tempo 
gasto para que essa transmissão ocorra.
Esse tempo é denominado taxa de 
propagação e ocasiona a frenagem dos 
vagões em diferentes instantes; por esse 
motivo, durante a aplicação dos freios, 
enquanto alguns vagões na parte frontal 
do trem estão freando, outros continuam a 
empurrar a composição pela cauda.
Já durante o alívio, a parte da frente da 
composição irá puxar a parte traseira, 
que continuará freada até que o sinal seja 
recebido pelo último vagão.
Esses cenários costumam gerar choque e 
forças de tração e compressão nos engates, 
o que pode reduzir sua vida útil e consumir 
energia da composição.
Operação da válvula
Originalmente desenhadas para utilização 
em metrôs e trens de passageiros, a válvula 
de freio eletropneumática pode ser hoje 
utilizada em trens de carga.
Sua maior vantagem é o fácil controle de 
velocidade e rápida atuação dos freios 
em todos os vagões de uma composição, 
possibilitando ao operador um controle 
instantâneo de todo o trem.
Outra grande vantagem é o alívio gradual 
do freio dos vagões, o que não é possível 
nas válvulas comuns. Veja outros detalhes 
a seguir:
•• Existe um controle eletrônico 
disponível para o maquinista.
•• Para alívio ou aplicação do freio, basta 
um toque nos botões do painel até a 
aplicação desejada.
•• A unidade de controle envia a 
informação a todos os vagões que 
recebem, interpretam e liberam ar do 
reservatório para o cilindro de freio até 
que a aplicação seja atingida.
151Freios Ferroviários
•• Os microprocessadores dos vagões monitoram continuamente a pressão nos cilindro de 
freio para garantir a aplicação mesmo com vazamentos, mantendo a pressão necessária.
•• Caso o operador queira aliviar a pressão do cilindro, é possível que o alívio seja parcial, e 
caso queira aplicar novamente, não é necessário aliviar por completo, como ocorre nas 
válvulas pneumáticas comuns.
•• Caso o comando de freio não seja transmitido, o vagão da cauda enviará mensagens 
com o status de frenagem.
Todos os vagões da composição monitoram essas mensagens e, se um deles obtiver falha 
na recepção por três tentativas, o sistema considera que o trem está quebrado ou houve um 
problema na transmissão do sinal, e inicia automaticamente uma parada de emergência.
Fontes de energia
Todos os vagões possuem baterias recarregáveis para prover a alta demanda de energia 
dos solenoides.
Quando não estão em uso, as baterias são recarregadas por meio dos cabos de transmissão 
dos vagões.
Para o caso de transmissão via rádio, as baterias são recarregadas por um gerador que 
aproveita a energia do movimento do vagão.
O sistema de cabeamento usa em torno de 25% da capacidade do sinal para o comando de 
freio e status das mensagens.
A tração distribuída pode usar entre 10% e 15%, restando 60% e 65% para monitoramentos 
especiais, como sensores de pressão, temperatura etc.
Novos desenvolvimentos
Futuros desenvolvimentos podem ser implementados para que o sistema eletrônico seja 
também utilizado para diagnóstico do trem, podendo gerar e transmitir informações 
como posição dos vagões, “hot boxes”, temperatura, pressão, portas de vagões abertas, 
entre outros.
152Freios Ferroviários
4.2 Sistema de Controle 
de Freio EP-60
O sistema de controle do freio do trem EP-60 fornece os seguintes recursos e funções:
•• operação constante do encanamento de freio;
•• controle de freio simultâneo por todo o trem;
•• aplicação e liberação graduada;
•• controle de freio proporcional.
Confira, a seguir, uma imagem do sistema de controle de freio EP-60:
Sistema de controle de freio EP-60
153Freios Ferroviários
Consiste nos seguintes equipamentos:
•• equipamento da locomotiva;
•• equipamentos dos vagões;
•• dispositivo auxiliar da extremidade do trem.
Equipamento da locomotiva
O equipamento da locomotiva constitui uma integração do sistema de controle de freio 
EP-60 com o controlador de freio eletrônico CCB II, por meio da unidade head-end – HEU.
Um diagrama de blocos da unidade head-end é apresentado na figura a seguir:
Controlador de 
freio eletrônico 
CCB II
Unidade de 
interface do 
operador OIU
Fonte de 
alimentação da 
linha do trem TPS
Controlador de 
comunicações da 
linha do trem TCC
Dispositivo de 
identificação da 
locomotiva IDM
Controlador de 
alimentação da 
linha do trem 
TPC
Caixa de junção 
da linha do trem
24
V
24
V
20
3VFT
T
FT
T
FTT
24
V
24V
74V Bateria da
locomotiva 
PLC
230V
/PLC
74
V
Unidade Head-End
Diagrama de blocos da unidade head-end - HEU
O hardware da unidade head-end hospeda o software que gerencia todo o sistema de 
controle de freio EP-60, incluindo a integração com o controlador de freio eletrônico CCB II, e 
consiste em:
•• Controlador de comunicações da linha do trem – TCC
O controlador de comunicações da linha do trem – TCC fornece a interface entre a 
locomotiva principal e o resto do trem para:
•• Controlar as válvulas de controle.
•• Verificar as condições de funcionamento do trem:
•• verificação constante dos dados do trem;
•• diagnóstico de falha do trem.
•• Aplicar e monitorar o EOT.
•• Gerenciar a rede do sistema de comunicações da linha do trem.
154Freios Ferroviários
O TCC contém um único computador de bordo – SBC e um processador de controle do freio. 
Confira a imagem a seguir: 
Controlador de comunicações da linha do trem – TCC
•• Controlador de alimentação da linha do trem – TPC
•• O controlador de comunicações da linha do trem – TCC envia comandos para 
o controlador de alimentação da linha do trem – TPC, que controla a fonte de 
alimentação da linha do trem – TPS.
•• Fonte de alimentaçãoda linha do trem – TPS
A fonte de alimentação da linha do trem – TPS converte a voltagem da bateria 
da locomotiva em energia para a linha do trem de 230 V DC (máx. 2.500) para o 
equipamento do vagão. Observe a imagem a seguir: 
Fonte de alimentação da linha do trem
155Freios Ferroviários
Além disso, fornece 24 V DC (máx. 150 Watts) à linha do trem para sequência do trem.
•• Unidade de interface do operador – OIU
A unidade de interface do operador – OIU fornece a interface entre o sistema de freio 
EP-60 e o operador do trem para configuração do trem, exibição dos comandos de freio, 
alarmes do sistema e exibição das informações operacionais. Verifique a imagem a seguir:
Unidade de interface do operador instalada 
numa locomotiva dash-9
Inclui um display de comando de freio de três dígitos, um display de condição do trem de 8 
linhas x 40 caracteres, quatro teclas de função, um indicador de condição de alimentação 
na linha do trem, um indicador de condição End Off Train (EOT), um indicador de alarme 
audível/visual de defeito e um comutador de brilho. Observe a imagem a seguir:
Unidade de interface do operador – OIU
A OIU faz interface com o controlador de comunicações da linha do trem para alimentação 
e comunicações.
•• Módulo de identificação da locomotiva – IDM
O módulo de identificação da locomotiva – IDM fica localizado no compartimento de 
freio pneumático da locomotiva, dentro da caixa de junção central.
156Freios Ferroviários
Sua função é armazenar dados específicos da locomotiva que são fornecidos ao TCC durante 
o sequenciamento do trem. Veja a imagem a seguir:
Caixa de junção central
•• Cabo da linha do trem
A rede da linha do trem proporciona a comunicação por meio de um cabo formado por 
um único par de fios. Como mostra a imagem a seguir:
Cabo da linha do trem
O cabo da linha do trem é inicializado na caixa de junção central e finalizado na caixa de 
junção do último vagão. Confira a imagem a seguir:
Interligação do cabo da linha do trem 
entre vagões
157Freios Ferroviários
•• Caixa de junção da linha do trem. Verifique a imagem a seguir:
Caixa de junção da linha do trem
Na locomotiva, o cabo da linha do trem se estende da caixa de junção central até as 
extremidades da locomotiva, onde termina em uma caixa de junção da linha do trem. 
Confira a imagem a seguir:
Caixa de junção da linha do trem
A unidade head-end é integrada ao controlador de freio eletrônico CCB II, que consiste em:
•• Válvula de freio eletrônico – EBV
A válvula de freio eletrônico – EBV é a interface homem–máquina para o sistema de 
freio CCB II. Veja a imagem a seguir:
Válvula de freio eletrônico – EBV
158Freios Ferroviários
•• Unidade de controle eletropneumático – EPCU.
A unidade de controle eletropneumático – EPCU contém as válvulas pneumáticas que 
controlam as linhas pneumáticas do trem na locomotiva. Confira a imagem a seguir:
Unidade de controle eletropneumático – EPCU
•• Módulo de processador integrado – IPM
O módulo de processador integrado – IPM é o computador principal do sistema CCB II. 
Verifique a imagem a seguir:
Módulo de Processador 
Integrado – IPM
•• Módulo de interligação dos relés – RIM
O RIM é um compartimento padrão LSI que contém relés para comutar as linhas 
elétricas do trem. Observe a imagem a seguir:
Módulo de interligação 
dos relés - RIM
159Freios Ferroviários
Os componentes do equipamento da locomotiva estão localizados conforme mostrado na 
figura a seguir:
Fonte de 
alimentação da 
linha do trem
Unidade de 
interface do 
operador Válvula de 
freio eletrônico
Caixa de junção central e 
módulo de identificação 
da locomotiva
Controlador de 
comunicação da 
linha do trem
Caixa de 
junção
Cabo da linha 
do trem
Localização dos componentes do equipamento da locomotiva
Equipamento do vagão
Um esquema do vagão EP-60 é apresentado na figura a seguir:
Válvula de controle EP-60
Reservatório combinado
Cilindro 
de freio
Caixa de junção Caixa de junçãoCaixa de junção
Esquema do vagão EP-60
160Freios Ferroviários
Os componentes do equipamento do vagão são:
•• Válvula de controle EP-60
A válvula de controle EP-60 foi aprovada pela AAR em 2004.
Ela substitui a parte de serviço e pode ser montada diretamente no suporte de 
encanamento AB. Possui uma parte eletrônica compacta, sem placas de circuito 
impresso, e um mínimo de conectores eletrônicos. Observe a imagem a seguir:
Válvula de controle EP-60
•• Dispositivo de controle do vagão – CCD
O dispositivo de controle de vagão – CCD é um pacote de controles integrados, 
eletrônicos e pneumáticos, que faz interface com os equipamentos de freio 
convencionais e a linha do trem de comunicações e alimentação, para fornecer controle 
eletropneumático da pressão do cilindro do freio. Veja as imagens a seguir:
Dispositivo de controle do vagão – CCD e 
seus componentes
 
Módulo de controle 
eletrônico
Módulo eletropneumático Válvula de alívio 
manual
Bateria
161Freios Ferroviários
•• Dispositivo de identificação do vagão – CID
O dispositivo de identificação do vagão – CID fornece informações específicas sobre o 
vagão ao CCD, que incluem número do vagão, tipo do vagão, peso vazio/carregado e 
outros parâmetros pertinentes.
É programado com essas informações no momento da instalação do equipamento. 
Observe a imagem a seguir:
Dispositivo de identificação do vagão – CID
O dispositivo de identificação do carro é incluído como parte da caixa de junção, que 
também liga o CCD ao cabo da linha do trem por meio de um conector elétrico.
•• Caixa de junção do cabo da linha do trem e de vagão a vagão
Os sinais de comunicação e alimentação são transmitidos entre a unidade head-end – 
HEU e os CCDs por um cabo de dois condutores. Confira a imagem a seguir:
Caixa de junção do cabo da linha do trem
O cabo da linha do trem é instalado em todo o comprimento do vagão e termina em 
uma caixa de junção, em cada extremidade do vagão.
Os cabos intervagões também são ligados a essas caixas de junção, de modo que todos 
os vagões do trem possam ser conectados eletricamente.
162Freios Ferroviários
Os componentes do equipamento do vagão estão localizados conforme mostrado na 
figura a seguir:
Caixa de 
junção
Linha 
do trem
Cabo da 
linha do trem
Válvula de 
controle EP-60
Dispositivo de 
controle do vagão Cabo da 
linha do trem
Caixa de 
junção
Linha 
pneumática
Dispositivo 
vazio/carregado
Sensor de freio 
manual aplicado
Localização dos componentes do equipamento do vagão
Dispositivo auxiliar da extremidade do trem – AED
O dispositivo auxiliar da extremidade do trem – AED liga-se ao conector não combinado no 
último vagão do trem. Observe as imagens a seguir:
Antena de RF
Iluminação
Bateria
Conector 
entre vagões
Encanamento 
de freio
Dispositivo auxiliar da extremidade do trem – AED
163Freios Ferroviários
Dispositivo 
auxiliar da 
extremidade 
do trem
Localização do dispositivo auxiliar da extremidade do trem
O AED contém:
•• uma unidade de gerenciamento de alimentação;
•• bateria;
•• um dispositivo de comunicações de transporte da linha de alimentação e circuito 
de interrupção.
Suas funções principais são:
•• interrupção da linha de comunicação;
•• bloqueio de segurança da linha do trem.
Registro de dados
O sistema de controle EP-60 inclui o recurso de registro de dados, que proporciona 
capacidades abrangentes de diagnóstico.
O registrador de dados armazena em memória não volátil, tanto no vagão, quanto 
na locomotiva, informações significativas sobre o que ocorre durante a operação do 
sistema, como:
•• evento → qualquer modificação na operação do sistema, que possa ser desejável 
reportar e/ou registrar para consulta futura;
•• exceção → um eventorelacionado a operação anormal do sistema;
•• defeito → uma exceção relacionada a possível falha do equipamento;
•• falha → resultado de um ou mais defeitos indicativos de que um componente do 
sistema precisa ser reparado ou substituído.
164Freios Ferroviários
As exceções de vagão são reportadas à locomotiva em que são registradas. Cada registro 
inclui a descrição, a hora, a data da ocorrência e os dados do sistema. É registrado e 
retido um mínimo de 2.000 informações significativas, em um formato adequado para 
importação em um programa de planilhas, como o Excel da Microsoft. Esses dados podem, 
posteriormente, ser transferidos para um PC para análise. Além disso, as informações 
estatísticas sobre a operação do sistema são acumuladas.
A tela Windows Datacord 5200 da figura a seguir mostra o registro de eventos/transferência 
de rádio nas operações da QCM (Canadá) de um trem EP-60.
Tela Windows Datacord 5200
165Freios Ferroviários
4.3 Comunicações da 
Linha do Trem
Uma parte integrante do sistema é a rede 
de comunicações intratrem.
Essa rede é baseada na tecnologia 
LonWorks, da Echelon Corporation.
As informações de condição e controle do 
trem são transferidas entre as locomotivas, 
da locomotiva ao vagão, do vagão à 
locomotiva e de vagão para vagão, na 
forma de pacotes de mensagem.
Os tipos gerais de mensagens que são 
transmitidas na rede de comunicações 
intratrem são:
•• mensagens de gerenciamento da rede;
•• mensagens de composição do trem;
•• mensagens de controle do freio;
•• mensagens de controle de alimentação;
•• mensagens de condição (status);
•• mensagens de exceção.
O sistema de controle EP-60 suporta todas 
as mensagens específicas da AAR definidas 
na Especificação S-4230 – Comunicações 
Intratrem ECP/AAR.
Frenagem do trem
O sistema de frenagem EP-60 foi 
desenvolvido para atender aos requisitos 
de desempenho da Especificação S-4200 
– Desempenho de ECP da AAR, de modo a 
fornecer frenagem uniforme do trem, sem 
levar em consideração a carga individual 
de cada vagão.
Na operação normal de frenagem do trem, 
o encanamento geral não é modulado para 
o controle de freio do trem.
Tanto na frenagem de serviço, quanto na 
de emergência, o sistema de frenagem 
EP-60 fornece controle direto da pressão 
do cilindro do freio em cada vagão para 
aplicação e liberação graduada do freio.
Na hipótese de falha no sistema de 
controle EP-60, o operador do trem 
pode controlar os freios mudando para o 
controle convencional (ou seja, controlar o 
encanamento geral).
O controle eletropneumático da pressão do 
cilindro do freio é baseado no comando do 
freio da linha do trem, coeficiente líquido de 
frenagem desejada, carga do vagão e outros 
parâmetros de frenagem do trem.
166Freios Ferroviários
A unidade head-end – HEU da locomotiva interpreta as ações do operador do trem e 
controla eletronicamente a alimentação da linha do trem por meio da fonte de alimentação 
da linha do trem – TPS, que fornece energia e se comunica por meio da rede de 
comunicações intratrem com:
•• cada um dos dispositivos de controle do vagão – CCD, fornecendo os comandos 
de frenagem;
•• o dispositivo auxiliar da extremidade do trem – AED, que finaliza a linha de 
comunicação e transmite uma mensagem de retorno da extremidade do trem à HEU 
para estabelecer a integridade da linha do trem.
A alimentação do equipamento do vagão é fornecida pela fonte de energia da linha do trem 
por meio dos fios da linha do trem.
A alimentação da linha do trem é utilizada para carregar as baterias do vagão, que, por sua 
vez, alimentam a parte eletrônica do controle de freio e outras funções do vagão.
Uma interface da rede da linha do trem fornece o link de comunicação entre o vagão e o 
resto do trem.
Essa rede de comunicações intratrem também é utilizada para reportar exceções do vagão, 
informações de condições e de diagnóstico.
A interface do operador fornece a exibição das informações de condição do trem.
Inicialização do trem
A inicialização do trem refere-se à parte da operação do sistema durante a qual 
o trem é montado: vagão/locomotivas são acrescentados, a AED é colocada na 
extremidade do último vagão, a linha do trem é alimentada e os vagões/locomotivas 
são identificados e configurados.
Como parte da composição do trem, o sistema tem a responsabilidade (relativa à operação 
eletropneumática) de assegurar que determinados requisitos de segurança sejam atendidos 
e que o sistema esteja pronto para operação normal.
Essas responsabilidades incluem, entre outras:
•• lógica de alimentação da linha do trem para evitar alimentação prematura (bloqueio de 
segurança da linha do trem);
•• detectar, automaticamente, vagões/locomotivas e executar a sequência do trem para 
determinar a ordem de vagões na composição (configuração do trem);
•• detectar e selecionar, automaticamente, a direção da locomotiva;
•• descarregar informações de configuração, tais como condição de vazio/carregado, 
condição da alimentação, principal/rebocado etc.
Em 31 de agosto de 1999, a tecnologia de sequência do trem da NYAB foi selecionada pela 
AAR como Padrão AAR.
167Freios Ferroviários
Bloqueio de segurança da linha do trem
O recurso de bloqueio de segurança da linha do trem não permite que a alimentação da 
linha do trem seja energizada quando o trem não está completamente formado, ou seja, 
todos os vagões/locomotivas foram engatados, todos os cabos, conectados, e um AED foi 
acoplado ao conector livre do cabo da linha do trem no último vagão.
O bloqueio de segurança da linha do trem é controlado pela HEU e pelo AED, que também 
atua como finalizador do canal de comunicações da linha do trem.
Uma vez conectado à linha do trem e ligado, o AED começa a transmitir a cada segundo um 
sinal “EOT Ativo” para a HEU da locomotiva.
Ao receber a mensagem "EOT Ativo", a HEU entende que todos os vagões/locomotivas no 
trem foram conectados e que a integridade do trem foi estabelecida.
A HEU passa a transmitir uma mensagem ao controlador de alimentação da linha do trem 
para ativar a alimentação da linha do trem.
Quando o AED confirma que a alimentação da linha do trem está ativa, transmite uma 
mensagem de retorno "Alimentação da Linha do Trem ON” à HEU para completar o processo 
de alimentação.
Se a HEU perder a comunicação com o AED, transmitirá uma mensagem ao controlador de 
energia da linha do trem para interromper a alimentação na linha do trem.
Varredura manual
Há recursos embutidos no sistema para parar manualmente a fonte de alimentação da linha 
do trem para fins de teste ou na hipótese de falha da função.
A alimentação/energia na linha do trem pode ser interrompida manualmente por meio da 
fonte de alimentação da linha do trem, ou selecionando o modo OFF (desligado) na tela de 
configuração do trem, na unidade de interface do operador.
Durante a operação de Run and Switch (“Executar e mudar”), o bloqueio de segurança da 
linha do trem é desativado durante alguns segundos para permitir que a linha do trem seja 
alimentada sem que haja um dispositivo EOT conectado, a fim de "acordar" o CCD.
Configuração do trem
Antes de compor o trem, a HEU não tem conhecimento, a priori, de quais locomotivas ou 
vagões rebocados estarão na composição, nem em qual ordem, mas possui um recurso que 
obtém, de forma automática, uma lista completa do trem ordenado.
Todos os vagões/locomotivas precisam ser conectados por meio do cabo da linha do trem e 
do acoplamento da mangueira pneumática.
O AED precisa ser conectado e estar se comunicando e a linha do trem deve ser alimentada.
168Freios Ferroviários
Quando esses critérios são atendidos, a configuração do trem prossegue da seguinte forma:
•• A HEU reúne as informações básicas de identificação de todos os dispositivos no canal da 
linha do trem, incluindoCCDs, HEUs e acessórios de alimentação da linha do trem. Isso 
fornece à HEU uma lista (desordenada) da estrutura do trem, que pode ser utilizada para 
obter informações completas de configuração para cada dispositivo e seus componentes.
•• Ao utilizar a lista do trem e as informações de identificação associadas obtidas do 
procedimento anterior, a HEU reúne e, se necessário, reconfigura todas as informações 
de configuração/tempo de execução de cada dispositivo (e seus componentes) na lista.
•• Uma vez que o trem tenha sido configurado, o banco de dados do trem é concluído, 
mas de forma desordenada.
Todas as informações necessárias sobre a composição são apresentadas, mas a lista não 
mostra a sequência exata em que os vagões são colocados no trem. Na última etapa da 
preparação do teste de terminal, o sistema realiza um procedimento para determinar a 
sequência exata dos vagões; esse processo é chamado de sequência do trem.
Comandos de frenagem
Durante a operação normal do sistema, a HEU da locomotiva transmite o comando de 
frenagem do trem – TBC aos vagões/locomotivas, na frequência de um por segundo.
O comando do freio é uma mensagem de prioridade e é expresso na forma de percentual da 
pressão total no cilindro do freio de serviço. É determinado pela solicitação de frenagem do 
operador do trem, correspondendo ao seguinte:
0% = Alívio
10% = Serviço mínimo
11-99% = Serviço
100% = Serviço total
120% = Emergência
O comando é recebido em cada CCD e utilizado para determinar a quantidade de pressão no 
cilindro do freio do vagão com base na carga do vagão e em outros parâmetros de frenagem.
169Freios Ferroviários
Controle de freio do trem ECP
O sistema de controle de freio do trem ECP controla os modos operacionais do esforço de 
tração das locomotivas em tração distribuída e a frenagem eletrônica do trem, por meio de:
•• controle de freio do trem Wire EP-60;
•• controle de Tração WireDP (Wire Distributed Power).
Observe, a seguir, a imagem do controle de freio do trem ECP:
CCD
WireDP
WireDP
EP60
EP60 CCBII
CCBII
MMI
CCD
CCD
CCD
CCD
CCD
Controle de freio do trem ECP
Os comandos para controle de tração são dados pelo controlador mestre da locomotiva 
líder, convertidos para comandos da linha de trem e fornecidos a locomotiva remota por 
meio da rede de comunicações da linha do trem.
Os comandos da frenagem eletrônica do trem são dados na locomotiva líder por meio da 
EBV do CCB II e convertidos em comandos da linha do trem.
Os vagões e as locomotivas rebocados recebem os comandos e fornecem a resposta local 
adequada para o esforço de freio e tração na unidade remota.
O sistema também fornece informações sobre a condição das locomotivas e vagões 
rebocados para fins de exibição e monitoramento.
•• O sistema WireDP
O sistema WireDP permite ao maquinista do trem controlar e receber feedback das 
locomotivas remotas.
O WireDP fornece controle direto da direção da locomotiva remota e controles 
de desaceleração.
170Freios Ferroviários
O esforço de tração é baseado na direção da linha do trem e comandos de desaceleração.
A HEU/DP principal fornece interface do usuário e emite comandos para todas as 
locomotivas remotas no trem. As locomotivas remotas recebem comandos e fornecem 
informações de feedback de condição à HEU/DP principal.
Durante a operação normal do sistema, a HEU/DP, da locomotiva principal, transmite os 
comandos de esforço de tração do trem às locomotivas remotas em uma frequência de 1/
segundo. O comando de tração é uma mensagem de prioridade e é expressa como um 
percentual de esforço de tração máxima.
Valores negativos denotam freio dinâmico.
O comando de esforço de tração é recebido em cada HEU/DP remota e utilizado para 
determinar a direção e comando de desaceleração para a composição de locomotiva 
remota, bem como outros comandos necessários.
O comando de esforço de tração do trem é determinado pela solicitação do operador do 
trem, correspondendo ao seguinte:
O sistema de controle EP-60 inclui capacidades abrangentes de diagnóstico:
WireDP
•• controle de direção;
•• controle do freio dinâmico/desaceleração.
Segurança
•• bloqueio de segurança de alimentação da linha do trem;
•• suporte pneumático.
Diagnóstico e manutenção
•• diagnóstico no nível de locomotiva, carro e trem;
•• sequência e identificação automática da composição do trem (a técnica da NYAB foi 
recentemente estabelecida como Padrão AAR);
•• atualizações de software através de compatibilidade de transferência na rede;
•• o sistema atende a todos os requisitos de interoperabilidade e Especificações AAR.
171Freios Ferroviários
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou o freio eletropneumático de vagões. 
Pode-se destacar:
 • a válvula de freio eletropneumática e sua operação;
 • as fontes de energia da válvula de freio;
 • o sistema de controle do freio do trem EP-60;
 • os equipamentos da locomotiva;
 • a rede de comunicações intratrem.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
Inserir Imagem
D
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âm
ica d
a Fren
agem
Nesta unidade, será apresentada a seguinte lição:
•• 5.1 Cálculos de Força
5
173Freios Ferroviários
5.1 Cálculos de Força
Frear uma composição significa aplicar ao eixo das rodas uma força FF, que, somada à força 
devida à resistência ao movimento do trem Fr, se oponha à força produzida pela inércia Fi.
Essa força pode ser obtida pelo atrito entre a sapata de freio e a superfície de rolamento da 
roda. Veja a imagem a seguir:
Fi
Fa
Pa
-Fi
Ci
Cr
R
N
e
Fr
Sentido de movimento
Cr
Ff
Ff
Sapata de freio
Força de frenagem
Aplicada radialmente, a força Ff comprime a sapata de freio contra a roda, produzindo uma 
força de atrito FF entre a sapata e a superfície de rolamento da roda.
A força FF, tangencial à roda, pode ser calculada pela expressão:
FF = μf ∙ Ff
μf → Coeficiente de atrito entre sapata de freio e o aro da roda;
Ff → Força de frenagem real.
174Freios Ferroviários
As leis do atrito aplicadas à frenagem, estudadas experimentalmente por Douglas Galton, 
em 1879, e confirmadas mais recentemente, são:
1ª lei − Se a velocidade relativa das superfícies de contato se mantiver constante:
A força de atrito variará no mesmo sentido da força aplicada à sapata de freio, apesar da 
ação retardadora do freio.
2ª lei − Se o esforço aplicado às sapatas permanecer constante:
O coeficiente de atrito aumenta quando a velocidade relativa das superfícies de contato diminui.
Inversamente, o coeficiente de atrito diminui quando a velocidade relativa aumenta.
3ª lei − Se a velocidade relativa das superfícies de contato permanecer constante e a força 
aplicada à sapata também permanecer constante:
O coeficiente de atrito diminuirá à medida que aumentar o tempo de aplicação da força 
nas sapatas.
4ª lei − Se o esforço aplicado às sapatas permanecer constante:
O coeficiente de atrito decresce em função do tempo da aplicação, mas aumenta 
em seguida, rapidamente, sob influência da diminuição da velocidade relativa das 
superfícies de contato.
A força de atrito FF desenvolve o conjugado CF aplicado à roda de raio R:
CF = FF ∙ R = μf ∙ Ff ∙ R
Por sua vez, o conjugado CF aplica uma força igual à FF ao eixo da roda, que também se opõe 
à força Fi produzida pela inércia do trem, fazendo retardar seu movimento.
O conjugado retardador, que vai parar o trem, é:
CR = Cr + CF
Da expressão do conjugado retardador e pelas leis de Galton, tem-se:
•• Durante a frenagem, a força Ff aplicada na sapata de freio deve ser o mais intensa 
possível – sem, no entanto, produzir a imobilização da roda.
Se, durante a frenagem, o conjugado retardador superar o conjugado de inércia, ou seja, 
se CR ≥ Ci a roda será imobilizadae deslizará sobre o trilho.
Nessa situação, teremos apenas o atrito de deslizamento da roda sobre o trilho, que é 
inferior ao atrito da sapata de freio sobre a superfície de rolamento da roda.
A aderência entre as rodas e os trilhos diminui consideravelmente, e o veículo tende a 
deslizar sobre os trilhos, fugindo ao controle dos freios.
O travamento produz defeitos térmicos na roda e a formação de calos em sua 
superfície de rolamento. Isso deve ser evitado, pois tais deformações não só ocasionam 
175Freios Ferroviários
ruídos incômodos e trepidações, como são dispendiosas de remover e encurtam 
consideravelmente a vida das rodas.
Observe, a seguir, uma imagem de calo de roda:
Calo de roda
Com a roda em movimento, ainda há o atrito de rolamento da roda sobre o trilho, o que 
constituirá mais uma força retardadora.
Quanto mais atrito de rolamento houver entre a roda e o trilho, mais depressa o veículo 
irá parar.
Para que a roda continue a girar, enquanto o trem estiver em movimento durante a 
frenagem, o conjugado retardador deve ser menor que o conjugado de inércia, ou seja:
Cr + CF < Ci
isto é,
Fr ∙ R + FF ∙ R < Fa ∙ R
ou
Fr + FF < Fa
Sendo
FF >> Fr 
pode-se escrever:
FF < Fa
Desse modo, é possível concluir que a força tangencial à roda, criada pelo atrito da sapata 
sobre a superfície de rolamento, não deve ultrapassar a força tangencial contrária criada pela 
aderência da roda ao trilho.
176Freios Ferroviários
Substituindo as expressões das forças na desigualdade acima, tem-se:
μf ∙ Ff < μa ∙ Pa 
ou;
Ff <
μa ∙ Pa
μf
A força aplicada sobre a sapata de freio poderá ser tanto maior quanto maior for o 
coeficiente de aderência e quanto mais carregada estiver a roda.
•• É desejável que a força aplicada à sapata seja reduzida quando a velocidade diminuir.
A variação do coeficiente de atrito entre a sapata de freio e a superfície de rolamento 
da roda, em função da velocidade do trem, cria problemas que podem ser amenizados 
pela variação do esforço sobre a sapata à medida que a velocidade diminui.
Essa variação pode ser obtida pela ação do maquinista ou automaticamente nos freios 
eletro/eletrônicos modernos.
Outro recurso utilizado é a limitação do esforço na sapata, de tal modo que, mesmo em 
baixa velocidade, seja obtida a desigualdade estabelecida anteriormente.
•• O coeficiente de atrito entre a sapata e a superfície de rolamento da roda diminui com o 
tempo de aplicação.
A redução do coeficiente de atrito é negligenciável nas frenagens rápidas. Portanto, o 
máximo de esforço deve ser aplicado o mais rapidamente possível e uniformemente em 
todas as rodas do trem.
O controle da velocidade durante a frenagem deve ser realizado com muita perícia pelo 
maquinista, a fim de evitar choques na composição e até mesmo descarrilamentos.
Força de inércia
Sob certas condições da via, principalmente de tangente e de rampa descendentes, a força 
de tração Ft aplicada ao eixo das rodas da composição é substituída por uma força de 
inércia Fi. 
177Freios Ferroviários
Verifique a imagem a seguir:
Fi
Fa
Pa
-Fi
Ci
Cr
R
N
e
Fr
Sentido de movimento
Força de inércia
Apesar de suprimido o esforço trator na roda, ela continua a avançar com velocidades fora 
dos limites estabelecidos pela ferrovia, pois está submetida a um conjugado devido à força 
de inércia igual a:
Ci = Fa ∙ R = μa ∙ Pa ∙ R 
•• Fa → Força de aderência;
•• μa → Coeficiente de aderência;
•• Pa → Peso aderente do veículo;
•• R → Raio da roda.
Nessas situações, o maquinista é obrigado a aplicar os freios que fazem reduzir a velocidade 
ou até mesmo parar o trem.
Sempre que as condições permitirem, e se houver disponibilidade de espaço e de tempo, 
deve-se tirar partido da resistência do trem para desacelerá-lo.
Nesse caso, a potência da locomotiva deve ser reduzida de modo controlado, a fim de evitar 
que o trem empurre a locomotiva.
Se a parada do trem acontecer em uma rampa ascendente, a desaceleração pode ser 
auxiliada pelo uso do freio independente ou do freio dinâmico.
Isso requer perícia do maquinista, a fim de evitar choques internos na composição.
178Freios Ferroviários
Força de frenagem
O conjunto de alavancas da timoneria de freio produz a força líquida de frenagem, ou força 
líquida das sapatas de freio, dada pela expressão:
Ff líquida = Fc ∙ Ra ∙ η
•• Fc → Força transmitida pelos cilindros;
•• Ra → Relação total de alavancas;
•• η → Rendimento da timoneria.
Força transmitida pelos cilindros
A força transmitida pelos cilindros de freio é proporcional à pressão aplicada e à área do 
pistão, isto é:
Fc = P ∙ A
•• P → Pressão no cilindro de freio;
•• A → Área do pistão do cilindro de freio.
179Freios Ferroviários
Relação total de alavancas
Na figura a seguir, é possível observar um diagrama esquemático da timoneria de freio de 
um vagão, em que é mostrado o sentido de movimentação das alavancas de força (alavancas 
vivas), ligadas ao tirante da timoneria.
F = força aplicada às alavancas do truque 1
F = força aplicada às alavancas do truque 2
F = força do cilindro de freio
F = força das sapatas
a=ma = braço de alavanca
b=mb = braço de alavanca
c=mc=nc = braço de alavanca
d=nd=md = braço de alavanca
1
2
c
s
Sapata 
de freio
Barra de
compressão
Truque 2 Triângulo
Cilindro 
de freio
Ajustador
de folga
Truque 1
Sapata 
de freio
Triângulo
F s
F 1
F c
F s
F s
F s
F 
nd
2
nd
md
mcnc
ma
mb
ncc
d
a
b
Esquemático da timoneria de freio de um vagão
A relação de nenhuma alavanca individualmente deve ser maior que 4:1.
A multiplicação para um par de sapatas é igual a:
Rp = 
Fs
Fc
Pelo diagrama da figura anterior, tem-se:
F1 = F2 = FC ∙ 
a
b
e
F1 = F2 = FC ∙ 
a
b
180Freios Ferroviários
logo,
Rp = = ∙ 
Fs a c + d
Fc b d
Tem-se que a relação total de alavancas Ra é igual a 4 vezes o valor da multiplicação de 
um par de sapatas, uma vez que a relação correspondente a cada truque é igual, e a cada 
rodeiro também, logo:
Ra = 4 ∙ Rp = 4 ∙ = 4 ∙ ∙ 
Fs a c + d
Fc b d
A relação total de alavancas Ra é o número que exprime a multiplicação total da timoneria 
de freio do vagão.
Rendimento da timoneria
O rendimento da timoneria dos freios dos vagões situa-se entre 60% e 70%, com o valor de 
65% sendo adotado nos cálculos de frenagem.
A ABA indica uma eficiência de 75% para os cálculos de freio das locomotivas com cilindros 
instalados nos truques.
Na prática, essa eficiência se situa geralmente entre 55% e 75%.
Exemplo
Seja um vagão com as seguintes características:
•• Pressão no cilindro de freio = 4,5 kgf/cm² (64 psi);
•• Área do pistão = 506,7 cm², para um cilindro de 10” ou 25,4 cm de diâmetro;
•• Multiplicação para um par de sapatas= 2,9:1;
•• Eficiência da timoneria = 65%;
•• Número de cilindros de freio no vagão = 1.
Calcular a força de retardamento produzida pelo seu sistema de freios.
A força transmitida pelos cilindros de freio é:
Fc = P ∙ A
Fc = 4,5 ∙ 506,7 = 2.280 kgf
181Freios Ferroviários
A relação total de alavancas Ra é o número que exprime a multiplicação total da timoneria 
de freio do vagão, ou seja:
Ra = 4 ∙ Rp
Ra = 4 ∙ 2,9 = 11,6
A força líquida de frenagem será de:
Ff líquida = Fc ∙ Ra ∙ η
Ff líquida = 2.280 ∙ 11,6∙0,65 ≅ 17.190 kgf
Supondo um coeficiente de atrito de sapata–roda de 30%, a força de retardamento do 
vagão é:
Fr = μf ∙ Ff
Fr = 0,3 ∙ 17.190 ≅ 5.157 kgf
Taxa de frenagem
A taxa de frenagem é o resultado da divisão da força de frenagem pelo peso do veículo.
τf =
Ff
Pv
Exprimindo a taxa de frenagem em porcentagem, chega-se a:
τf =
Ff
Pv
∙ 100%
O cálculo da frenagem, nessecaso, é elaborado a partir da taxa de desaceleração adotada 
pela operadora, que a estipula em função do desempenho operacional planejado e do 
conforto e da segurança do usuário.
As pressões nos cilindros de freio não são, portanto, predeterminadas, mas variam em 
função de:
•• peso do veículo;
•• tipo de timoneria;
•• sistema de freio adotado.
182Freios Ferroviários
Exemplo
Para um vagão de 100 t de massa a frear e uma taxa de desaceleração estipulada em 
0,77 m/s² tem-se, pela lei de Newton, que a força de retardamento é igual ao produto da 
massa pela desaceleração:
Fr = massa ∙ aceleração
Fr = 100.000 ∙ 0,77 = 77.000 N = 7.852 kgf
A força de frenagem correspondente, para um coeficiente de atrito sapata–roda de 30%, 
será de:
Ff = 
Fr
μ
Ff = = 26.173 kgf
7.852
0,3
A taxa de frenagem gerada será de:
τf =
Ff
Pv
∙ 100%
τf =
26.173
100.000
∙ 100% = 26,17%
Taxa de frenagem dos vagões
Os vagões devem seguir certas normas para que a força de retardamento ao longo do trem, 
isto é, a frenagem do trem, seja tão uniforme quanto possível.
As recomendações da AAR para as taxas de frenagem são mostradas na tabela seguinte.
Taxas de frenagem recomendadas pela AAR
CONDIÇÃO DO VEÍCULO ANTIGA RECOMENDAÇÃO RECOMENDAÇÃO ATUAL
Carregado 11,52% 8,32%
Vazio 57,60% 38,4%
Freio de mão ≥1,5∙ Ff ≥0,11∙ Pv
183Freios Ferroviários
As pressões estabelecidas pela AAR são de 70 psi no encanamento geral e 50 psi no cilindro 
de freio, em uma aplicação total de serviço – isto é, uma redução de 20 psi. Essas pressões, 
no entanto, só devem ser usadas se o trem trafegar sempre em terrenos planos.
Como a maioria das ferrovias brasileiras encontra-se em terrenos acidentados, valores mais 
rigorosos foram definidos, com pressões de 90 psi no encanamento geral e 64 psi no cilindro 
de freio, com uma aplicação total de serviço de 24 a 26 psi. Esses níveis de pressão mais 
rígidos evidentemente proporcionam mais segurança na operação, pois o sistema dispõe de 
mais ar para a aplicação dos freios.
Taxa de frenagem das locomotivas
A AAR recomenda as seguintes taxas de frenagem, considerando 50 psi nos cilindros de freio 
e um rendimento apenas de 75% da timoneria:
•• Freio automático – aplicação de serviço – Ff bruta = 28,8% a 36%;
•• Freio independente – Ff bruta = 38% a 42%.
Também nesse caso, os valores de pressão no encanamento geral e no cilindro de freio 
foram corrigidos para 90 psi e 60 psi, respectivamente.
Exemplo
Seja um vagão com as seguintes características:
•• Pressão no cilindro de freio = 3,515 kgf/cm² ( 50 psi );
•• Área do pistão = 506,7 cm² para um cilindro de 10” ou 25,4 cm de diâmetro;
•• Multiplicação para um par de sapatas = 2:1;
•• Eficiência da timoneria = 65%;
•• Número de cilindros de freio no vagão = 1;
•• Peso do vagão carregado = 100.000 kg;
•• Peso do vagão vazio = 20.000 kg.
Calcular a força de retardamento produzida pelo seu sistema de freios.
184Freios Ferroviários
Observe novamente a figura a seguir:
Sapata 
de freio
Barra de
compressão
Truque 2 Triângulo
Cilindro 
de freio
Ajustador
de folga
Truque 1
Sapata 
de freio
Triângulo
F s
F 1
F c
F s
F s
F s
F 
nd
2
nd
md
mcnc
ma
mb
ncc
d
a
b
 Se a relação entre as dimensões “a” e “b” da alavanca do cilindro de freio da imagem 
apresentada é igual a 1, a força transmitida pelos cilindros de freio é de:
Fc = P ∙ A
Fc = 3,515 ∙ 506,7 ≅ 1.780 kgf
A relação total de alavancas Ra é o número que exprime a multiplicação total da timoneria 
de freio do vagão, isto é:
Ra = 4 ∙ Rp
Ra = 4 ∙ 2 = 8
A força líquida de frenagem será de:
F f líquida = Fc ∙ Ra ∙ η
Ff líquida = 1.780 ∙ 8 ∙ 0,65 ≅ 9.256 kgf
185Freios Ferroviários
As taxas de frenagem serão:
τf carregado =
9.256
100.000
∙ 100% ≅ 9,3%
τf vazio =
9.256
20.000
∙ 100% ≅ 46,3%
Comparando esses valores com os recomendados, constata-se que a percentagem de 46,3% 
excedeu o valor máximo, que é de 38,4%, e que a percentagem de 9,3% também excede 
o limite de 8,32%. Portanto, o projeto do truque deve ser modificado de modo a ficar com 
todos os valores dentro do estabelecido pela norma. Se a relação entre as dimensões “a” 
e “b” da alavanca do cilindro de freio for alterada de 1 para 0,818, a força transmitida pelos 
cilindros de freio será de:
Fc = P ∙ A ∙ 0,818
Fc = 3,515 ∙ 506,7 ∙ 0,818 ≅ 1.457 kgf
A força líquida de frenagem será de:
Ff líquida = Fc ∙ Ra ∙ η
Ff líquida = 1.457 ∙ 8 ∙ 0,65 ≅ 7.576 kgf
As seguintes taxas de frenagem atendem à norma:
τf carregado =
7.576
100.000
∙ 100% ≅ 7,6%
τf vazio =
7.576
20.000
∙ 100% ≅ 37,9%
186Freios Ferroviários
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou a dinâmica da frenagem. Podem-se 
destacar:
 • cálculos de força;
 • força do freio;
 • leis do atrito.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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