Básico de locomotivas

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Básico de Locomotivas
VALER - EDUCAÇÃO VALE
Pátio/TraçãoTrilha Técnica: Ferrovia |
Básico de Locomotivas
Pátio/TraçãoTrilha Técnica: Ferrovia |
•• Emanoel Assis
•• Eustáquio Andrade
•• José Borba
•• Nelson Romanha
•• Paulo Silva Serra
•• Ronilson Vieira
Colaboradores
VALER - EDUCAÇÃO VALE
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Caro Empregado, 
Você está participando da ação de desenvolvimento Básico de 
Locomotivas 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. Componentes Básicos de uma Locomotiva 6
1.1 Conjunto Motor/ Rodeiro 7
1.2 Truques 22
1.3 Plataforma 28
1.4 Engates 34
1.5 Tomadas Jumper 36
1.6 Cabina do Motor a Diesel e do Radiador de Resfriamento 38
1.7 Tanque de Combustível 40
1.8 Reservatório de Ar 43
2. Sistema de Freio 45
2.1 Visão Geral do Sistema de Freio 46
2.2 Compressor 48
2.3 Manômetros 50
2.4 Manipulador Automático 52
2.5 Freio Eletrônico 61
3. Motor Elétrico 64
3.1 Contextualização 65
3.2 Gerador de Tração 66
4. Motor a Diesel 69
4.1 Contextualização 70
4.2 Particularidades do Motor a Diesel 71
Anexo 74
A locomotiva, com certeza, é parte imprescindível em um 
trem: é a fornecedora de energia para o deslocamento da 
composição. Portanto, é muito importante o entendimento 
de cada um de seus elementos – é isso que propiciará a 
compreensão da relação entre eles, ou seja, como atuam em 
conjunto para a boa operação de uma locomotiva.
Logo, este curso foi elaborado para que você conheça os 
princípios de funcionamento e os principais componentes 
das locomotivas. Verá a finalidade de cada um, o sistema de 
freios, os motores do tipo elétrico e a diesel – com destaque 
para o gerador e o compressor – e os tipos de locomotivas 
utilizados na Vale.
Além disso, é importante sempre ter em mente um dos grandes 
objetivos da Vale com esta capacitação: assegurar que a realização 
das manobras ferroviárias se dará conforme a programação e 
regulamentação operacional, seguindo os padrões de qualidade, 
segurança, meio ambiente e saúde ocupacional.
In
trodu
ção
Inserir Imagem
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 1.1 Conjunto Motor/ Rodeiro
•• 1.2 Truques
•• 1.3 Plataforma
•• 1.4 Engates
•• 1.5 Tomadas Jumper
•• 1.6 Cabina do Motor a Diesel e do Radiador de Resfriamento
•• 1.7 Tanque de Combustível
•• 1.8 Reservatório de Ar
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otiva
1
7Básico de Locomotivas
1.1 Conjunto Motor/ 
Rodeiro
O conjunto motor/rodeiro de uma locomotiva é formado por:
•• um eixo do rodeiro;
•• um par de rodas;
•• um par de rolamentos (mancais de apoio);
•• um pinhão;
•• uma engrenagem;
•• uma caixa de engrenagens/ graxa;
•• um motor de tração.
Veja os detalhes de cada um e como manter a integridade e o bom funcionamento 
desses elementos.
8Básico de Locomotivas
Eixo do rodeiro
O eixo dos rodeiros é formado de aço forjado. Sua resistência é definida pela manga do eixo, 
como explicado na imagem: 
b
a
Manga = a x b
Veja alguns exemplos:
6 ½“ x 12”
5 ½“ x 10”
36“ = 914 mm
40” = 1.016 mm
42” = 1.066,8 mm
6 ½“ x 12”
5 ½“ x 10”
36“ = 914 mm
40” = 1.016 mm
42” = 1.066,8 mm
Pode-se concluir que a manga do eixo define a resistência dele de acordo com a carga por 
eixo da locomotiva.
Rodas
As rodas das locomotivas são constituídas de aço forjado e laminado, como você pode 
observar nas fotos a seguir: 
9Básico de Locomotivas
As rodas das locomotivas podem ter os seguintes diâmetros, de acordo com o modelo: 
6 ½“ x 12”
5 ½“ x 10”
36“ = 914 mm
40” = 1.016 mm
42” = 1.066,8 mm
6 ½“ x 12”
5 ½“ x 10”
36“ = 914 mm
40” = 1.016 mm
42” = 1.066,8 mm
6 ½“ x 12”
5 ½“ x 10”
36“ = 914 mm
40” = 1.016 mm
42” = 1.066,8 mm
 Atenção! 
A falta de manutenção das rodas é um fator importante na 
ocorrência de acidentes. É indispensável que elas sejam 
frequentemente inspecionadas e perfiladas, prolongando sua 
vida útil.
Mancais
Os mancais têm a função de fixar o motor de tração ao eixo do rodeiro sem, contudo, 
impedir seu giro. Podem ser de dois tipos – de fricção ou de rolamentos. Observe-os nas 
imagens a seguir:
Mancais de fricção 
Montagem de um conjunto de fricção
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
10Básico de Locomotivas
No alojamento dos mancais de apoio de fricção, são montados os casquilhos, como você 
pode ver nas fotos a seguir:
Motor com mancais de apoio de fricção
Alojamento do mancal de apoio de fricção
Casquilhos dos mancais de apoio de fricção
11Básico de Locomotivas
A lubrificação dos casquilhos e do eixo das rodas é garantida pela escova ou mecha. 
Observe a escova de lubrificação:
Escova de lubrificação do mancal
Além da escova, um óleo também é utilizado na lubrificação dos casquilhos. Ele é 
armazenado em um reservatório localizado na capa do mancal, como mostra a figura:
Reservatório de óleo
12Básico de Locomotivas
Mancais de rolamentos 
Montagem de um conjunto de rolamentos
Os mancais de rolamento, por sua vez, são classificados de acordo com o rolamento 
utilizado. Podem ser do tipo:
•• rolo cilíndrico;
•• cartucho.
Mancais de rolamento do tipo rolo cilíndrico
São lubrificados a óleo e compostos por:
•• adaptador ou caixa de rolamento;
•• gaiola;
•• rolos cilíndricos.
 Atenção! 
As caixas de rolamento são usadas para fixar o conjunto do mancal 
aos pedestais do truque. Elas devem estar limpas e isentas de 
sujeira, poeira, cavacos de metal e materiais estranhos. Esses 
materiais podem impedir o assentamento adequado do rolamento 
no adaptador.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
13Básico de Locomotivas
Adaptador
Gaiola e rolo cilíndrico
Mancais de rolamento do tipo cartucho
Os mancais desse tipo são independentes e completamente vedados. Eles são:
•• pré-montados;
•• pré-ajustados;
•• pré-lubrificados.
 Atenção! 
Esse tipo de rolamento deve ser lubrificado com graxa.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
14Básico de Locomotivas
As imagens a seguir mostram alguns exemplos de rolamentos tipo cartucho. Confira:
Vista em corte do rolamento tipo cartucho
Os rolamentos tipo cartucho podem ser aplicados e removidos do eixo sem expor seus 
elementos, vedações ou lubrificantes a uma contaminação ou avaria. Eles são retidos no eixo 
por uma capa terminal, que é segura por três parafusos de tampa e uma placa trava.
Anel traseiro de reforço
Conjunto do mancal
Placa da extremidade do eixo
Placa brava
Parafusos de alta resistência
Vista parcial do rolamento tipo cartucho
15Básico de Locomotivas
Adaptador (caixa do rolamento)
A caixa do rolamento é usada para fixar o conjunto do mancal aos pedestais do truque.
Devem ser limpas e isentas de sujeira, poeira, cavacos de metal e material estranho, os quais 
podem impedir o assentamento adequado do rolamento no adaptador.
Caixa do rolamento
O fechamento dos mancais de apoio de rolamentos é feito por uma peça denominada 
tubo U (apresentada nas imagens a seguir), onde são montados os rolamentos.
Tubo U
16Básico de Locomotivas
Pinhão
O pinhão tem formato cilíndrico e é fabricado em aço médio-carbono tratado termicamente. 
Possui um furo cônico sem chaveta e é montado a quente no eixo do motor de tração, ou 
seja, o pinhão é fixado ao eixo unicamente pela interferência eixo-pinhão.
Observe-os nas imagens:
Defeitos
O acoplamento do pinhão com o eixo do motor está sujeito a altos torques, que ocasionam 
diversosdefeitos.
Veja algumas dessas avarias, mostradas nas imagens a seguir.
Desgaste dos dentes do pinhão
17Básico de Locomotivas
Quebra dos dentes do pinhão
Pinhão solto
Pinhão trincado
18Básico de Locomotivas
Pinhão avariado
Eixo do motor quebrado
Engrenagem
A engrenagem de uma locomotiva tem a função de transmitir o torque do motor de tração 
para as rodas, a partir do contato dos dentes do pinhão com os dentes da engrenagem.
Ela é fabricada em aço de médio-carbono, tratado termicamente. Além disso, possui formato 
cilíndrico e dentes retos, desta forma:
19Básico de Locomotivas
Manutenção
É muito importante a constante medição das folgas da engrenagem. Esse monitoramento 
evita que vibrações anormais prejudiquem o motor de tração e todos os seus componentes.
A medição é feita utilizando-se um gabarito para verificar o desgaste excessivo dos dentes da 
engrenagem – e o gabarito pode ser usado com a engrenagem suja de óleo, como mostra a 
imagem adiante. Caso o dente da engrenagem apresente um desgaste perceptível, a ela deve 
ser limpa e, em seguida, é necessário realizar uma medida do desgaste, com um paquímetro. 
Método de medição da folga da engrenagem
 Atenção! 
Caso estejam desgastadas, as engrenagens deverão ser substituídas.
Engrenamento
Nas locomotivas diesel-elétricas, de baixa velocidade, a transmissão do torque do motor de 
tração para as rodas é feita pelo contato dos dentes de um pinhão com os dentes de uma 
engrenagem. Isso é chamado engrenamento.
Pinhão e engrenagem
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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20Básico de Locomotivas
 Atenção! 
A montagem do conjunto pinhão-engrenagem, apesar de simples, 
merece cuidados especiais – sua performance depende, em grande 
parte, tanto dos cuidados na montagem como da instalação do 
eixo do rodeiro.
Caixa de engrenagens
A caixa de engrenagens aloja o pinhão do motor de tração, a engrenagem correspondente 
do eixo de rodeiro e o lubrificante, protegendo-os de danos e de sujeira. Ela pode ter nomes 
diferentes, de acordo com a lubrificação dos seus componentes. 
Veja
Quando a engrenagem e o pinhão são lubrificados por graxa de alta viscosidade, a caixa de 
engrenagens é denominada caixa de graxa.
Em caso de lubrificação por meio de óleo de alta viscosidade, a caixa de engrenagens é 
denominada caixa de óleo.
A caixa de graxa é constituída de metades de construção soldada modular, com maior ou 
menor grau de complexidade, dependendo do espaço disponível entre as rodas.
As duas partes da caixa de graxa
 Atenção! 
A altura da caixa de graxa, em relação ao topo do trilho, deverá ser 
superior a 108 mm com rodas novas.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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21Básico de Locomotivas
A metade superior da caixa deve ser colocada e ajustada na metade inferior, como 
mostra a imagem:
Caixa de graxa completa
Nas condições normais de funcionamento, a instalação de anéis vedadores de plástico, 
no furo do eixo, garante a vedação, reduzindo o vazamento de lubrificante. Dessa forma, 
os casos de caixa de graxa seca se tornam muito menos frequentes, além de prolongar os 
períodos de intervalo entre cada manutenção.
Anel de vedação da caixa de graxa
22Básico de Locomotivas
1.2 Truques
Em poucas palavras, podemos dizer que os truques foram projetados para suportar o peso 
da locomotiva e fornecer os meios para a transmissão da potência aos trilhos. 
Mas o conjunto de truques tem outra importante função: suportar as tensões resultantes 
dos choques de rodagem produzidos pelas variações normais existentes na linha e por 
outras condições encontradas durante o serviço.
E como isso é possível?
O conjunto de truques absorve e isola os choques de rodagem – atua como um 
amortecedor. Sem o truque, os efeitos desses choques seriam transmitidos à plataforma da 
locomotiva e aos equipamentos montados sobre ela.
O truque é formado por várias partes mecânicas, tais como:
•• estrutura (aranha);
•• travessa flutuante (bolster);
•• prato;
•• suspensão (mola).
Veja, separadamente, cada parte e suas especificidades.
Estrutura (aranha)
A estrutura do truque possui, basicamente, duas laterais fundidas e/ ou soldadas, unidas por 
transversais também fundidas ou soldadas.
23Básico de Locomotivas
Veja um exemplo na imagem a seguir.
Travessa flutuante (bolster)
É uma peça de aço fundido que liga o truque à plataforma. É utilizada para transferir o peso 
da locomotiva para a estrutura do truque.
Veja algumas imagens de truques com a travessa flutuante.
A interligação do bolster é feita por intermédio de molas helicoidais de aço ou coxins 
de aço e de borracha, que absorvem boa parte dos impactos provenientes da estrutura 
para a plataforma.
A imagem a seguir mostra a estrutura de molas.
24Básico de Locomotivas
Prato
O bolster possui um “prato” central que liga os truques ao “pião” central da plataforma. 
Veja-o na imagem a seguir.
Prato central
Prato central
Suspensão (mola)
As funções essenciais do sistema de suspensão são proporcionar uma boa aderência do 
truque aos trilhos e a utilização eficiente das forças de tração.
Para a suspensão das locomotivas, são utilizadas, geralmente, molas do tipo:
•• helicoidais;
•• elípticas;
•• de borracha paralela;
•• de borracha do tipo V.
 Importante! 
O sistema de suspensão, na maioria dos truques, consiste em uma 
suspensão primária e em outra secundária. A primária fica entre o 
chassi do truque e o munhão do eixo (que fica na extremidade do 
eixo, onde está a caixa de rolamento). A secundária, entre o quadro 
das travessas (onde são posicionadas as molas) e o chassi do truque.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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25Básico de Locomotivas
Molas helicoidais
Tipicamente, as suspensões de truques (primárias, secundárias ou ambas) consistem em 
combinações de molas helicoidais de aço. 
As molas helicoidais, em geral, permitem grandes distâncias de deformação elástica que tendem 
a igualar as cargas nas rodas e a melhorar as condições de viagem em trilhos irregulares.
Dessa forma, todo o peso da locomotiva é transferido das estruturas dos truques para 
os eixos dos rodeiros, por intermédio de um conjunto de molas helicoidais que se apoia 
diretamente sobre as caixas de rolamento das pontas dos eixos.
Molas elípticas
Utilizadas para a suspensão secundária, trabalham entre o quadro das travessas e a prancha 
de molas (local de posicionamento das molas nas laterais do truque) e absorvem os choques 
ocasionados pelos movimentos verticais da carroceria e do truque. Além disso, produzem 
amortecimento vertical na suspensão.
Molas de borracha
São usadas como elementos de suspensão secundária, entre o quadro das travessas e o 
chassi do truque. Eventualmente, alguns truques usam molas de borracha de formato em 
“V” na suspensão primária, entre o chassi do truque e a caixa de mancal do eixo.
26Básico de Locomotivas
Amortecedores
Na suspensão da locomotiva, além das molas helicoidais, podem ser utilizados 
amortecedores telescópicos hidráulicos. Veja a seguir.
Classificação dos truques
Os truques podem ser classificados quanto ao número de eixos e à flexibilidade.
Quanto ao número de eixos, podem ser de 2, 3 ou 4 eixos.
Truque B (2 eixos)
27Básico de Locomotivas
Truque c (3 eixos)
Quanto à flexibilidade, podem ser divididos em rígidos, articulados ou radiais.
Truques Rígidos
Truques Articulados
Truques Radiais 
28Básico de Locomotivas
1.3 Plataforma
A plataforma é o principal elemento estrutural da locomotiva. Ela possui as funções a seguir.
•• Suportar o peso e os esforços mecânicos de todos os componentes montados na locomotiva.
•• Suportar as cabinas.
•• Transmitir o peso das cabinas e equipamentos ao truque.
•• Receber as forças de tração dos truques e transmitir para os vagões.
•• Servir como duto de ar para os equipamentos que necessitam de ventilação.
•• Receber os esforços de impacto.
•• Protegero operador por intermédio dos postes de colisão soldados nela.
•• Permitir o içamento da locomotiva por meio dos ganchos de içamento soldados nela.
29Básico de Locomotivas
Os elementos mais importantes de uma plataforma são:
Vigas principais longitudinais
 Vigas I laminadas
 Vigas T soldadas
Chapas de aço soldadas
Vigas laterais longitudinais
São vigas em “U” ou cantoneiras, localizadas em cada lateral da plataforma, com a finalidade 
de proporcionar maior rigidez ao passadiço e proteger os cabos elétricos.
Chapa de piso
É uma chapa de fechamento que cobre as vigas principais e laterais.
Chapa de fundo
Une as duas vigas principais pela parte inferior da plataforma, formando uma espécie de caixa.
A imagem a seguir sintetiza a estrutura da plataforma, portanto observe-a com cuidado.
Viga lateral
Viga principal
Chapa de piso
Chapa de fundo
Duto de ar
30Básico de Locomotivas
 Importante! 
Nas locomotivas de médio e grande porte, a caixa formada pelas 
duas vigas principais e as chapas de piso e de fundo é aproveitada 
como duto de ar para resfriamento dos motores de tração e dos 
equipamentos elétricos sobre a plataforma. É o que mostra a imagem.
 
Vigas transversais
São conhecidas, também, como placas centrais ou travessas da plataforma. Consistem em 
duas peças utilizadas para unir a junção entre as duas vigas principais. Elas podem ser feitas 
de aço fundido ou de chapas de aço.
Pinos centrais
O pino central, também conhecido como pião, localiza-se nas vigas transversais e é utilizado 
como um elemento de ligação entre a plataforma e os truques da locomotiva. 
Veja a imagem a seguir:
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
31Básico de Locomotivas
Vigas agulhas
São utilizadas para unir as vigas principais às vigas laterais, como mostra a imagem.
Olhais de içamento
Estão localizados nas extremidades das vigas horizontais e são utilizados no içamento da 
locomotiva e no encaixe dos macacos. 
Observe as imagens:
Encaixe dos macacos
32Básico de Locomotivas
Içamento da locomotiva
Dutos de ar dos motores de tração
Para a refrigeração dos motores de tração, são abertos, na chapa de fundo da plataforma, 
orifícios para a passagem do ar de refrigeração. Veja a seguir:
Nesses orifícios, são encaixados dutos de borracha flexíveis, em forma de sanfona, por meio 
dos quais o ar é transferido para os motores de tração.
33Básico de Locomotivas
Você pode observar o duto em forma de sanfona na foto a seguir.
Testeiras
Localizadas nas extremidades traseira e dianteira da plataforma, as testeiras protegem as 
partes inferiores da locomotiva, tais como os truques, as rodas e o tanque de combustível. 
Mas a sua mais importante função é a sustentação de alguns componentes, tais como:
•• a caixa do aparelho de choque e tração;
•• as mangueiras dos encanamentos do sistema de freios;
•• as tomadas jumper;
•• o limpa-trilhos.
Caixa do aparelho de choque e tração
É uma estrutura que abriga o aparelho de choque e tração, e é projetada para transmitir, 
à plataforma, os impactos e choques de tração e compressão, recebidos pelos engates. 
Encontra-se instalada em cada uma das testeiras.
Observe-a na imagem:
34Básico de Locomotivas
1.4 Engates
Os engates são utilizados para proporcionar o acoplamento da locomotiva aos vagões ou a 
outras locomotivas, como apresentado na figura. Devem possuir dispositivos autoalinhantes 
e de desengate manual em ambos os lados da locomotiva.
 Importante! 
Os engates da locomotiva devem estar em conformidade com a 
especificação contida na seção “F” da Association of American 
Railroads – AAR.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
35Básico de Locomotivas
Altura dos engates
A altura do engate é medida a partir da distância entre o topo do boleto do trilho e a linha 
de centro do engate, localizada na extremidade da mandíbula. Essa altura varia de acordo 
com os veículos ferroviários e os tipos de rolamentos utilizados, como você pode observar a 
partir da tabela a seguir. 
Altura de engates para locomotivas em ordem de marcha (mm)
Altura do engate Bitola métrica (1 m) Bitola larga (1,60 m)
Nominal 750 990
Limites de montagem (locomotiva nova 
ou reformada)
750 a 765 990 a 1005
Mínimo (locomotiva em tráfego) 715 955
36Básico de Locomotivas
1.5 Tomadas Jumper
As tomadas jumper são utilizadas para repassar os comandos, efetuados pelo maquinista, 
de uma locomotiva para a outra. Isso é feito por intermédio do cabo jumper, que é ligado à 
tomada, como mostram as imagens a seguir.
Tomada do cabo jumper
Bocal do cabo jumper
37Básico de Locomotivas
Agora, veja a ligação entre as composições:
38Básico de Locomotivas
1.6 Cabina do Motor a 
Diesel e do Radiador de 
Resfriamento
Cabina do motor a diesel 
A cabina do motor a diesel possui uma capota independente que pode ser removida da 
plataforma, facilitando o acesso aos equipamentos nela contidos. Possui, ainda, portas laterais 
e escotilhas que permitem a manutenção ou a remoção do motor e dos seus equipamentos.
Veja-a na imagem a seguir:
39Básico de Locomotivas
Cabina do radiador de resfriamento
Comporta os bancos de radiadores de resfriamento, que têm a função de refrigerar o líquido 
responsável pelo sistema de arrefecimento. A cabina do radiador é independente e fica, 
permanentemente, presa à plataforma.
Observe-a:
40Básico de Locomotivas
1.7 Tanque de 
Combustível
O tanque de combustível das locomotivas está localizado sob a plataforma, entre o truque 
dianteiro e o traseiro. Normalmente, é fabricado em chapas de aço soldadas e equipado com 
dois bocais de enchimento, um em cada lado. Veja:
41Básico de Locomotivas
A imagem a seguir mostra o interior de um tanque. 
Você pode ver que há uma chapa de aço soldada, dividindo o tanque em compartimentos. 
Essas chapas chamam-se quebra-ondas e têm a finalidade de evitar a formação de ondas 
ocasionadas pelo balanço do trem.
Dreno do tanque de combustível
O tanque de combustível das locomotivas possui um bujão de dreno em cada extremidade, 
para que a água condensada no tanque seja drenada periodicamente. Você pode vê-lo nas 
imagens a seguir.
42Básico de Locomotivas
Os tanques de combustível possuem, também, janelas de inspeção utilizadas no acesso ao tanque.
Confira:
Janela de inspeção
43Básico de Locomotivas
1.8 Reservatório de Ar
Normalmente, o reservatório de ar é instalado sob a plataforma da locomotiva. É composto por 
dois cilindros de aço, que armazenam o ar comprimido do sistema de freios da locomotiva. 
Observe a imagem:
Secador de ar
Esse aparelho, apresentado na imagem a seguir, retira toda a umidade do ar contida no 
sistema de ar comprimido da locomotiva.
Secador de ar
44Básico de Locomotivas
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou os componentes básicos de uma 
locomotiva. Pode-se destacar: 
 • o conjunto motor/ rodeiro;
 • os mancais, o pinhão e a engrenagem;
 • os truques e a suspensão;
 • a plataforma e os engates;
 • o tanque de combustível e as chapas quebra-ondas;
 • o reservatório de ar.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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Inserir Imagem
Sistem
a de Freio
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 2.1 Visão Geral do Sistema de Freio
•• 2.2 Compressor
•• 2.3 Manômetros
•• 2.4 Manipulador Automático
•• 2.5 Freio Eletrônico
2
46Básico de Locomotivas
2.1 Visão Geral do 
Sistema de Freio
O sistema de freio da locomotiva é composto das unidades a seguir.
•• Alimentação
•• Produção
•• Armazenamento
•• Condicionamento
•• Distribuição
•• Controle
•• Aplicação
47Básico de Locomotivas
Observe, no esquema a seguir, como estão conectados os componentes dessas quatro unidades.
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
Válvulade 
segurança do 
compressor 
de ar 175 psi
Resfriador 
intermediário
Torneira 
interruptora
Torneira 
interruptoraTorneira 
interruptora
Manipulador 
de freio
Válvula 
alimentadora
Dispositivo de
 locomotiva 
morta
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
Agora, veja as características de alguns elementos essenciais dos sistemas de freio, 
envolvidos nos processos apresentados.
48Básico de Locomotivas
2.2 Compressor
 O sistema de freio é alimentado por uma pressão de ar produzida por compressor. De 
acordo com o modelo da locomotiva, o compressor pode ser acionado diretamente pelo 
movimento do eixo do motor a diesel ou por meio de acoplamento de motor elétrico. 
Após ser comprimido, o ar é armazenado em tubos cilíndricos denominados reservatórios 
principais. A locomotiva possui dois reservatórios.
•• O principal número 1, que é responsável pela alimentação dos equipamentos auxiliares.
•• O principal número 2, que é responsável pela alimentação do sistema de 
freio, cujo ar comprimido será distribuído para toda a composição através de 
mangueiras e encanamentos.
Eixo de 
acionamento
Compressor
Compressor acionado diretamente pelo motor a diesel
49Básico de Locomotivas
Motor 
elétrico
Filtro de ar
Compressor
Compressor acionado por motor elétrico
50Básico de Locomotivas
2.3 Manômetros
São instrumentos destinados a medir a pressão. Eles precisam ser monitorados 
durante todas as etapas relacionadas às atividades de condução de trens (manobras e 
viagens na via de circulação). 
 Importante! 
A monitoração desses instrumentos é fundamental na operação de 
um trem. 
Geralmente, as locomotivas possuem dois manômetros com indicação de quatro pressões, 
como mostram as figuras. 
Vermelho – reservatório principal
Branco – reservatório equilibrante 
Vermelho – cilindro de freio
Branco – encanamento geral
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Entenda os detalhes da medição de cada manômetro.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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51Básico de Locomotivas
Manômetro esquerdo
Ponteiro vermelho – reservatório principal
É a indicação da pressão do ar no reservatório principal da locomotiva. Esse reservatório 
é o responsável pelo abastecimento de ar de todo o sistema de freio do trem. Portanto, a 
pressão irá variar de acordo com o volume de abastecimento de todo o sistema de freio do 
trem e com o ciclo do compressor.
 Atenção! 
Uma queda rápida da pressão do reservatório principal – abaixo da 
mínima do ciclo do compressor, em torno de 120 PSI – indica uma 
grande vazão de ar. Isso pode estar relacionado a uma quebra de 
trem ou a uma ruptura do mangote do encanamento geral (EG).
Ponteiro branco – reservatório equilibrante
É a indicação de referência usada para o controle da pressão do EG, ajustada para o padrão 
das ferrovias brasileiras, de 90 PSI. Possui um volume de 3,6 litros e é ajustável pela válvula 
reguladora de pressão. 
Essa pressão deve ser utilizada como referência para aplicação de freios. Por seu volume 
ser muito menor que o EG, a queda será mais rápida, proporcionando uma aplicação nos 
valores desejados.
Manômetro direito
Ponteiro vermelho – cilindro de freio
Indica a pressão do cilindro de freio da locomotiva, originada por uma redução de 
pressão no EG, voluntária ou não, e também das aplicações pelo manipulador de freio 
independente (MFI).
Tem uma pressão máxima entre 45 e 50 PSI em aplicação de freio automático, acrescida de 
40% ou 60% em aplicação pelo MFI. Essa aplicação é feita conforme o tipo de válvula relé 
utilizada pela locomotiva – que pode ser do tipo J-1-4-14 ou J-1-6-16.
Ponteiro branco – encanamento geral
Indica a evolução do abastecimento da linha do encanamento ao longo da composição. Por 
meio da variação da pressão de ar, envia sinais de aplicação e alívio dos freios dos vagões 
pelas válvulas de serviço e emergência.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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52Básico de Locomotivas
2.4 Manipulador 
Automático
O equipamento responsável pela frenagem dos vagões e das locomotivas do trem é um 
manipulador automático montado no pedestal de comando da locomotiva. Por meio de 
uma mudança de posição, ele controla as válvulas instaladas no trem, gerando comandos. É 
apresentado em duas versões:
Freio convencional manipulador
53Básico de Locomotivas
Freio convencional manipulador H-6
O sistema de freio convencional 26-L, por exemplo, é composto por algumas válvulas 
principais instaladas na locomotiva. A seguir, você terá detalhes de cada uma e poderá 
observá-las nas imagens.
•• Válvula de controle 26-F
Essa válvula controla, de acordo com as posições do manipulador de freio automático (MFA), 
o carregamento, a aplicação e o alívio dos freios da locomotiva.
Válvula 26-F
54Básico de Locomotivas
•• Válvulas relé J1 e J1-6-16 ou J1-4-14
A válvula relé J1 fornece e descarrega a pressão de ar dos cilindros de freio ou dos 
encanamentos equilibrantes dos cilindros de freio da locomotiva. 
As válvulas relé J1-6-16 ou J1-4-14 são utilizadas em locomotivas mais modernas, 
acrescentando esforço de frenagem equivalente a elas.
Válvula relé J1
Válvula relé J1-6-16 ou J1-4-14
55Básico de Locomotivas
•• Válvula de aplicação P-2-A
Age no controle e segurança da locomotiva. Conheça suas etapas de atuação.
1. Interrompe o abastecimento do encanamento de carregamento do reservatório equilibrante.
2. Como resultado, o manipulador de freio automático é isolado. 
3. Em seguida, há o descarregamento do ar do reservatório equilibrante para a atmosfera.
4. Com uma aplicação de serviço total, corta a tração por meio do interruptor de controle de 
potência, que é a chave Power Control Switch – PCS.
•• Válvula piloto interruptora de carregamento A-1
É responsável pela “proteção”, caso ocorra uma separação de vagões com ruptura da 
mangueira do encanamento geral. Em uma situação como essa, observe como ela funciona.
1. Interrompe o carregamento do encanamento geral. 
2. Corta a tração ou frenagem dinâmica. 
3. Aplica areia automaticamente durante 30 a 40 segundos. 
56Básico de Locomotivas
•• Válvula MU-2A
Condiciona a locomotiva para operar em comando múltiplo com outras locomotivas 
equipadas com sistema 26-L ou com outros sistemas diferentes. 
•• Válvula seletora F-1
Transfere para as locomotivas comandadas as aplicações e alívios dos freios originados na 
comandante. É imprescindível em comando múltiplo com outras locomotivas dotadas de 
equipamentos de freio diferentes. 
Em caso de fracionamento entre locomotivas, ela reposiciona uma das comandadas 
automaticamente para a condição de comandante.
57Básico de Locomotivas
•• Válvulas de descarga nº 8 ou KM
Quando ocorre uma aplicação de emergência, essa válvula é capaz de assegurar a queda 
rápida da pressão do encanamento geral, liberando ar comprimido para a atmosfera. Isso 
ocorre principalmente nas aplicações de emergência originadas ao longo do trem, ou seja, 
não oriundas do manipulador de freio automático.
•• Válvula relé HB-5D
A válvula Relayair HB-5D – em locomotivas equipadas com válvulas relé do tipo diferencial 
relé J-1.6-16, por exemplo – evita que as aplicações de freio realizadas por meio do 
manipulador de freio automático sejam multiplicadas nas locomotivas comandadas. 
58Básico de Locomotivas
•• Válvula de emergência de 1 ¼” 
Quando acionada, provoca uma queda brusca de pressão no encanamentogeral, 
provocando uma aplicação de emergência na locomotiva ou no trem. 
 Atenção! 
Em uma locomotiva “escoteira”, ou seja, sozinha, e com a válvula 
MU-2A posicionada para comandada, o acionamento da válvula de 
emergência de 1 ¼” não provocará aplicação dos freios. 
•• Válvula de transferência BD-26 
Atua em reposta às penalidades geradas pelo sistema de sinalização do trem, por meio de 
corte de tração através da PCS e de aplicação total de serviço dos freios da locomotiva.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
59Básico de Locomotivas
•• Torneira interruptora
É utilizada para verificar a evolução da pressão após uma emergência e para a realização 
de teste de vazamento. Quando está na posição fechada, corta a alimentação do 
encanamento geral.
Torneira interruptora
Agora que você já conhece algumas válvulas e torneiras do sistema de freio 26-L, verá outras 
do sistema 6-SL, também utilizado na Vale.
•• Válvula de alimentação D-24-B
Por meio dessa válvula, obtém-se uma regulagem predeterminada da pressão do ar que 
vem do reservatório principal, para a alimentação do encanamento geral do trem.
60Básico de Locomotivas
•• Torneira de transferência de três posições:
Controla a ligação normal entre o encanamento geral e o manipulador. Além disso, também 
faz a ligação do reservatório principal à câmara do diafragma da válvula de transferência.
Posição rebocada
Posição comandada
Posição comandante
•• Válvula magnética R-A-4:
É acoplada na válvula distribuidora, na parte de aplicação. Ela compõe a parte “I” da 
válvula distribuidora. Sua função é evitar uma aplicação automática de freio durante a 
frenagem dinâmica.
61Básico de Locomotivas
2.5 Freio Eletrônico
A seguir, você conhecerá a composição do freio eletrônico CCBII.
Freio eletrônico CCBII
62Básico de Locomotivas
O sistema de freio eletrônico CCBII é formado por uma unidade de controle pneumático – 
EPCU, mostrada na figura adiante. Contém válvulas pneumáticas que controlam as linhas 
pneumáticas do trem e da locomotiva.
Observe na figura cada módulo da EPCU e verifique, na tabela a seguir, a respectiva função.
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, mas também trabalha em conjunto com os módulos 
16CP e 20CP.
Contém o relé do encanamento de freio e fornece acionamento e corte desse 
encanamento, 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 a 
de backup do Sistema de Freio CCBII.
Fornece suporte pneumático na hipótese de falha eletrônica.
63Básico de Locomotivas
Módulo Função
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 ao encanamento de freio.
BPCP e ERCP
A válvula KR5 (instalada no BPCP), em conjunto com o ERCP, é responsável pelo 
recobrimento do sistema de freio da locomotiva.
PSJB Controla o fornecimento de energia.
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou detalhes dos sistemas de freio de uma 
locomotiva. Pode-se destacar: 
 • uma visão geral dos processos de alimentação (com a 
produção, o armazenamento e o condicionamento), de 
distribuição, de controle e de aplicação;
 • o compressor de ar;
 • os manômetros;
 • o manipulador automático dos sistemas de freio, com seus 
diferentes tipos de válvulas e torneiras;
 • o freio automático.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
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Inserir Imagem
M
otor Elétrico
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 3.1 Contextualização
•• 3.2 Gerador de Tração
3
65Básico de Locomotivas
3.1 Contextualização
Em uma locomotiva, ocorre uma sequência de transformação de energia até que o 
produto final seja o movimento da massa. Primeiramente, temos a energia mecânica sendo 
transformada em energia elétrica. Então, a energia elétrica, por sua vez, é transformada 
novamente em energia mecânica de movimento rotacional ao rodeiro da locomotiva.
66Básico de Locomotivas
3.2 Gerador de Tração
No sistema de transmissão elétrica, o motor a diesel é acoplado a um gerador de energia 
elétrica, denominado gerador de tração (gerador principal, mostrado na figura). 
Gerador principal
67Básico de Locomotivas
O gerador de tração, ou principal, alimenta os motores elétricos de tração. Por meio de 
um conjunto de engrenagens, o esforço mecânico produzido pelos motores de tração é 
transmitido às rodas acopladas aos eixos da locomotiva, como mostra a foto a seguir.
Motor de tração acoplado ao eixo da locomotiva
Agora, veja que interessante: a locomotiva diesel-elétrica é um sistema de produção e 
geração de energia completo e isolado, que tem como fonte primária de energia o motor 
a diesel. Logo, a potência de saída do sistema nunca pode ultrapassar a sua capacidade 
máxima de produção, ou seja, a capacidade do motor a diesel. Em outras palavras, o gerador 
de tração, sendo acionado diretamente pelo motor a diesel, não pode gerar mais energia do 
que recebe. 
Diante disso, podemos concluir que uma locomotiva diesel-elétrica pode ser 
caracterizada como uma locomotiva elétrica, que transporta a sua própria usina 
geradora de energia elétrica. 
As locomotivas diesel-elétricas podem ser classificadas conforme o tipo de gerador de 
energia e motores de tração. São três tipos.
•• DC-DC – gerador em corrente contínua – motores em corrente contínua. 
•• AC-DC – gerador em corrente alternada – motores em corrente contínua. 
•• AC-DC-AC – gerador em corrente alternada – motores em corrente alternada. 
68Básico de Locomotivas
O circuito da figura mostra um diagrama de blocos que ilustra o funcionamento de uma 
locomotiva diesel-elétrica do tipo DC-DC (gerador em corrente contínua – motores em 
corrente contínua). Podemos observar que os motores de tração, em corrente contínua, são 
alimentados pelo gerador de tração – constituído somente pelo gerador principal, que é um 
gerador de corrente contínua.
Motor a diesel
Circuito de controle 
de excitação e potência
Gerador principal
Gerador de tração
Motores de tração
GovernadorAcelerador
Pedestal
V I
+-
Regulador de carga
+
-
Nas locomotivas diesel-elétricas do tipo AC-DC (gerador em corrente alternada – motores 
em corrente contínua), o retificador converte a corrente alternada trifásica produzida pelo 
alternador principal (substituindo o gerador principal), na corrente contínua necessária para 
alimentar os motores de tração. Veja o circuito na figura:
Motor a diesel
Circuito de controle 
de excitação e potência
Excitatriz
Alternador principal
Alternador de tração
Retificador
GovernadorAcelerador
Pedestal
V I
+-
- +
+-
Motores de tração
Regulador de carga
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou detalhes do motor elétrico. Pode-se destacar: 
 • as funções do gerador principal ou de tração;
 • os tipos de locomotivas diesel-elétricas e seus circuitos.
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
Inserir Imagem
M
otor a D
iesel
Nesta unidade, serão apresentadas as seguintes lições:
•• 4.1 Contextualização
•• 4.2 Particularidades do Motor a Diesel
4
70Básico de Locomotivas
4.1 Contextualização
A principal função do motor a diesel é fornecer movimento ao gerador principal para 
geração da energia elétrica entregue aos motores de tração. Além disso, é ele quem 
proporcionao movimento do compressor, do gerador auxiliar e demais componentes 
da locomotiva.
As locomotivas são equipadas com um motor a diesel de grande porte, que é dimensionado 
de acordo com a necessidade de demanda de esforço. Sua potência varia de 800 HP – 
em relação a locomotivas utilizadas para pequenas remoções em pátios de manobra e 
oficinas de manutenção – até 6.000 HP para motores turbinados instalados em locomotivas 
destinadas a transporte de trens de carga em longos percursos. 
71Básico de Locomotivas
4.2 Particularidades do 
Motor a Diesel
Cilindros 
Pode haver 8, 12, 16 ou 20 cilindros. Quanto à disposição, os cilindros podem ser:
•• alinhados horizontalmente, com motores que apresentam uma fila de 
cilindros alinhados;
•• inclinados lateralmente com motores que apresentam duas filas de cilindros 
alinhados, dispostas em V.
Ciclo de trabalho
O ciclo de trabalho pode ser em:
•• dois tempos, com motores GM (G12, G16, DDM, GT, SD40, SD45, DDM-MP);
•• quatro tempos, com motores GE (BB36, BB40, U20, U22, DASH8 E DASH9) ALCO (MX620).
72Básico de Locomotivas
Veja dois exemplos de motores e suas especificidades:
•• 900 rpm;
•• 3.900 HP;
•• 20 cilindros;
•• em V – ângulo de 45º;
•• dois tempos;
•• turbinado.
•• 1.050 rpm;
•• 4.150 HP;
•• 10 cilindros;
•• em V – ângulo de 45º;
•• quatro tempos;
•• turbinado.
Outras características dos motores a diesel são a forma de alimentação e de refrigeração.
Alimentação
Os motores a diesel podem ser alimentados por turbina ou através de sopradores.
Turbina
73Básico de Locomotivas
Soprador (G12, G16)
Refrigeração
Todos os motores a diesel das locomotivas são refrigerados à água. O sistema é formado por 
radiador, caixa d'água, ventiladores de arrefecimento e chaves termostáticas.
 Relembrando! 
Nesta unidade, você estudou detalhes do motor a diesel, com 
destaque para suas particularidades quanto aos cilindros – 
quantidade e disposição – e aos ciclos de trabalho. 
Atenção! 
Importante! 
Saiba Mais! 
Recordando! 
0-126-122
Inserir Imagem
A
n
exo
Você está terminando o estudo da apostila do curso Básico 
de Locomotivas e já é capaz de descrever o funcionamento 
desses veículos. 
Para complementar e enriquecer seus conhecimentos, veja 
agora fotos e informações sobre os diversos modelos de 
locomotivas utilizados na Vale.
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75Básico de Locomotivas
Locomotiva GM G 12 – Potência para tração: 1310 HP
Locomotiva GM G 12 (modificada) – Potência para tração: 1310 HP
76Básico de Locomotivas
Locomotiva GM G 12 (modificada) – Potência para tração: 1310 HP
Locomotiva GM G 12 (SLUG) – Potência para tração: 1310 HP
77Básico de Locomotivas
Locomotiva GE U 15B – Potência para tração: 1500 HP
Locomotiva GM G 16 – Potência para tração: 1800 HP
78Básico de Locomotivas
Locomotiva ALco MX 620 – Potência para tração: 2000 HP
Locomotiva GE U 20 C – Potência para tração: 2000 HP
79Básico de Locomotivas
Locomotiva GE U 22 C – Potência para tração: 2200 HP
Locomotiva GM GT 26 CU-2 – Potência para tração: 2700 HP
80Básico de Locomotivas
Locomotiva GM GT 26 CU-MP – Potência para tração: 3000 HP
Locomotiva GE C 36-7A (SF C30-7A modificada) – Potência para tração: 3000 HP
81Básico de Locomotivas
Locomotiva GE BB 30 – Potência para tração: 3000 HP
Locomotiva GM SD 40-2 (Modificada) – Potência para tração: 3000 HP
82Básico de Locomotivas
Locomotiva GE C 36-7B – Potência para tração: 3600 HP
Locomotiva GE BB 36-7A (B36-7A modificada) – Potência para tração: 3600 HP
83Básico de Locomotivas
Locomotiva GM DDM 45 – Potência para tração: 3600 HP
Locomotiva GM DDM 45 MP – Potência para tração: 3600 HP
84Básico de Locomotivas
Locomotiva GM BB45 (SD 45-2 modificada) – Potência para tração: 3600 HP
Locomotiva GM SD 60 M – Potência para tração: 3800 HP
85Básico de Locomotivas
Locomotiva GE BB 40-8 (Dash 8) – Potência para tração: 4000 HP
Locomotiva GE BB 40 M-9 (Dash 9) – Potência para tração: 4000 HP
86Básico de Locomotivas
Locomotiva GE BB 40 W-9 (Dash 9W) – Potência para tração: 4000 HP
Locomotiva GM SD 70 M – Potência para tração: 4300 HP
87Básico de Locomotivas
Locomotiva GE C 44 WM-9 (Dash 9) – Potência para tração: 4400 HP
Locomotiva GM SD 80 ACe – Potência para tração: 5200 HP
88Básico de Locomotivas
Locomotiva GE ES58 ACi- EVO – Potência para tração: 5800 HP