Les systèmes de freinage à air comprimé sont généralement utilisés sur des camions, des cars et autobus. La friction permettant la dissipation de l'énergie cinétique des camions est assurée soit par des freins à tambour, soit par des freins à disque. Le système se compose du frein de service, du frein de stationnement, d'une pédale de commande, d'un compresseur qui est entraîné par le moteur diesel, et d'un réservoir de stockage de l'air comprimé.
Le frein de stationnement est basé sur des freins à disques ou à tambours qui sont conçus pour être maintenus dans la position d'application par la pression de ressorts dans les cylindres de frein. Une pression d'air doit être produite pour libérer le frein de stationnement. Pousser sur la manette du frein de stationnement abaisse la pression de l'air comprimé dans les conduites entre le réservoir de stockage d'air comprimé et les freins. Une fuite d'air entraînerait immédiatement une application de la pression maximale de freinage.
Lorsque le frein de service (celui utilisé lors de la conduite pour ralentir ou s’arrêter) est appliqué, la pédale de frein s'enfonce, vient pousser sur la membrane d'un vase à diaphragme et déplace une tige d'arbre à cames ce qui provoque le freinage. Le compresseur d'air aspire de l'air filtré et l'envoie dans des réservoirs sous une pression d'environ 120 PSI (8 bar). La plupart des poids lourds ont une jauge qui est à la vue du conducteur, qui indique la pression d'air et qui intègre aussi des alarmes sonores et lumineuses pour un fonctionnement en toute sécurité du véhicule.
Le freinage de service est appliqué en appuyant sur la pédale de frein, pousser la pédale applique une pression d'air, relâcher la pédale de frein réduit donc la pression de l'air et libère le frein de service. Desserrer les freins à air comprimé implique qu'une certaine quantité d'air sorte du système, ce qui réduit la pression d'air dans le réservoir ; elle doit ensuite être reconstituée par le compresseur d'air. Appuyer et relâcher la pédale inutilement fait baisser la pression de l'air plus vite que le compresseur ne peut le remplacer. Si la pression devenait trop faible, les freins pourraient ne plus être opérationnels.
Les poids lourds ont également un système de freinage d'urgence, dans lequel l'air comprimé retient une force mécanique (généralement un ressort) qui relâchée, engage les freins. Par conséquent, si la pression d'air est perdue pour une raison quelconque, les freins s'appliquent et entraînent l'arrêt du véhicule.
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