Pe măsură ce interesul pentru transportul rutier de marfă motorizat a crescut din ce în ce mai mult și pe măsură ce vehiculele de marfă ajungeau la dimensiuni din ce în ce mai mari, a devenit clar că trebuie aplicată o soluție diferită față de mașinile de pasageri. O invenție din 1869 - care a fost concepută inițial pentru a frâna trenurile de cale ferată - a luat ființă. În cele din urmă, s-a dovedit atât de succes pe șosea încât a fost cel mai popular design printre camioanele mai mari de atunci.
În acest articol, vă vom prezenta sistemele de frânare cu aer.

Invenție și prezentare 
După cum am menționat în introducere, sistemul de frânare cu aer nu provine din industria auto.
Până la mijlocul secolului al XIX-lea, vagoanele de cale ferată erau echipate cu un sistem de frânare propriu, separat, ceea ce însemna că vagoanele trebuiau încetinite manual unul câte unul, însoțite de pierderi considerabile de timp și de riscuri.
În consecință, a fost necesară o distanță terifiant de lungă pentru a opri un tren mai mare, ceea ce în mod firesc însemna că numărul de accidente de tren era revoltător de mare în comparație cu condițiile actuale.
La 13 aprilie 1869, americanul George Westinghouse a obținut un brevet pentru un sistem care a revoluționat în cele din urmă nu doar transportul feroviar, ci și  cel rutier - el a inventat cel mai important sistem de siguranță care a existat vreodată: frâna pneumatică.
El a fost în competiție cu francezul Desire Martin pentru brevetul internațional - acesta a fost în cele din urmă obținut de către Westinghouse în 1872.
Apropo, firma inventatorului există și astăzi. Westinghouse Electric Company - o companie globală cu peste 11.000 de angajați - oferă clienților din întreaga lume centrale nucleare sigure, fiabile și rentabile, combustibil nuclear, automatizare a instalațiilor, produse și servicii pentru instalații operaționale.

Structură
Scopul principal al frânei pneumatice a fost să poată frâna fiabil toate mașinile în același timp, reducând astfel radical lungimea totală a distanței de frânare. Pentru ca frânarea să aibă loc peste tot la fel, era nevoie de un mediu - acesta a devenit aerul.
Aceasta este cu siguranță cea mai mare diferență dintre sistemul de frânare cu aer și sistemul de frânare hidraulic: în cel din urmă, lichidul de frână transmite efectul de frânare, în timp ce la sistemul de frânare cu aer, aerul este comprimat de compresorul sistemului.
O întrebare interesantă ar putea fi de ce nu s-au gândit la un sistem hidraulic în transport, deoarece ar fi fost disponibil.

Disc de frână cu aer pentru camion (Sursă: www.wikipedia.org)

Un sistem de frânare cu aer este o alegere mult mai ideală în acest segment. Media este disponibilă în cantități practic nelimitate. Dacă există chiar și o scurgere minimă în sistemul hidraulic, efectul de frânare va dispărea complet după un timp. In cazul unui sistem de frânare cu aer, aceasta necesita o ruptura mult mai mare, compresorul corectează ușor o scadere de presiune cauzata de o mica scurgere si reproduce presiunea necesara.
Nu întâmplător lichidul de frână al unui tren mai lung sau chiar al unui camion cu remorcă ar avea o masă semnificativă care este dezavantajoasă din toate punctele de vedere, în timp ce masa de aer este neglijabilă.
Trebuie menționată și frânarea remorcilor: cu ajutorul unui simplu conector, remorca este imediat transferată la sistemul de frânare pneumatică al tractorului și funcționează perfect. Ar fi mult mai complicat să implementați acest lucru cu un sistem hidraulic.

Diagrama funcțională a unui sistem de frânare cu aer pentru un vehicul utilitar rutier (nu sunt prezentate toate rezervoarele de aer și supapele). 1. compresor de aer, 2. regulator de presiune, 3. uscător de aer, 4. rezervor de regenerare, 5. supapă de siguranță, 6. rezervoare de aer comprimat, 7. sistem de control al frânei de mână, 8. buton frână de mână, 9. pedală de frână, 10 . unități de frână față, 11. amplificatoare de frână acționate mecanic, 12. unități de frână spate (Sursă: www.wikipedia.org)

Aplicații pentru camioane
Frânele pneumatice încorporate în primele camioane nu au fost complicate: timp de zeci de ani, camioanele au funcționat cu un circuit de frână, inclusiv o supapă de frână principală și un piston funcțional, iar frâna de mână nici măcar nu a fost integrată. Ulterior, aceasta din urmă a fost rezolvată cu o supapă de frână de mână separată.
Compresorul responsabil pentru alimentarea cu aer este de obicei antrenat în două moduri: fie prin intermediul unei fulii de la arborele cotit, fie antrenarea acestuia este integrată direct în controlul motorului. Poate fi lubrifiat și răcit împreună cu motorul sau separat, dar cu siguranță are un regulator care eliberează compresorul când atinge presiunea maximă a sistemului - sau îl pornește din nou când scade sub valoarea minimă.

Compresor de aer pentru camion (Sursă: www.wikipedia.org)

Aerul comprimat de compresor nu este încă ideal: are un conținut ridicat de umiditate și este cald. Prin urmare, este alimentat printr-o serpentină de răcire de către sistem și apoi intră într-un uscător de aer (în unele aplicații, acesta este înlocuit cu un separator de ulei și/sau un echipament antigel).
După aceea, aerul intră în rezervoarele de frână cu aer. Acestea sunt tampoane pentru sistemul de frânare. Setul de rezervoare este dimensionat astfel încât frâna de serviciu să fie funcțională chiar și atunci când compresorul se defectează dintr-un motiv oarecare sau motorul vehiculului se oprește.
Poate părea interesant, dar în cazul camioanelor nu facem doar diferența între mai multe circuite de frânare, ci și între frânarea punților față și spate, ca să nu mai vorbim de vehiculele de remorcare.
Când pedala de frână este apăsată, aerul comprimat din rezervoare merge în camerele de aer corespunzătoare - oriunde este nevoie. Procesul de frânare trebuie controlat astfel încât vehiculul să poată încetini în cel mai scurt mod posibil și în cel mai sigur mod. În acest scop, de exemplu, este important ca frâna pneumatică să înceapă să încetinească mai întâi remorca, și abia apoi camionul, astfel încât camionul de tractare să nu se poată rupe accidental în lateral în timpul unei posibile decelerari.
Când pedala de frână este eliberată, aceasta deconectează rezervoarele de la circuitul activ și dacă presiunea acestora scade sub nivelul minim, compresorul începe să le umple din nou.
Se poate observa că sistemul de frânare cu aer în ansamblu este mai complicat și constă din mai multe elemente decât frâna hidraulică a unui autoturism, dar este de necrezut că nici astăzi nu a fost concepută o soluție mai ambițioasă și mai ideală pentru această nevoie.