SISTEMA DE FREIOS

AULA 10Prof: Radah

DEFINIÇÃO

• O travão (português europeu) ou freio (português brasileiro) é um tipo de mecanismo que permite controlar o movimento de aceleração de um veículo ou de uma máquina, de modo a retardar ou parar seu movimento e/ou impedir que o movimento seja reiniciado.

• A energia cinética inerente ao movimento é transformada em calor por fricção.

Os freios transmitem a força aos pneus usando o atrito, e os pneus, por sua vez, transmitem essa força à estrada usando também o atrito. Antes de começarmos nossa discussão sobre os componentes do sistema de freio, vamos verificar estes três princípios:

Força de alavanca

Hidráulica

Atrito

Força de alavanca

O pedal é projetado de tal maneira que pode multiplicar a força da sua perna diversas vezes antes mesmo que qualquer força seja transmitida ao fluido de freio.

A aplicação da hidráulica vem sendo pesquisada e aperfeiçoada desde que Blaise Pascal, físico francês, estudou pressões hidráulicas e descobriu os fundamentos denominados "LEIS DE PASCAL". Uma destas leis diz o seguinte: "A pressão exercida sobre um líquido em câmara selada transmite-se por igual em todas as direções”. O funcionamento do freio automotivo tem como fundamento a "Lei de Pascal", ao utilizar a força aplicada no pedal, transmitida por um fluido para acionar o sistema de freios.

O freio atua transformando a energia cinética do veículo, convertendo o movimento em calor através do atrito. Ou seja, o motor desenvolve uma potência que retira o veículo do estado de repouso e impulsiona-o ao movimento, essa potência precisa ser total ou parcialmente transformada, quando se deseja diminuir ou anular a velocidade do veículo. O moderno formato do sistema de freio automotivo, vem sendo desenvolvido há mais de 100 anos e tornou-se extremamente seguro e eficiente...

DISCO SÓLIDO

DISCO VENTILADO

Funcionamento dos freios a disco

1- Fixa 2-Flutuante

DISCO DE FREIO

PASTILHA DE FREIO E DISCO

AS PASTILHAS DE FREIO ASSIM COMO AS LONAS TRASEIRAS TAMBÉM DEVEM SER SUBSTITUÍDAS CASO HAJA UMA ESPESSURA, NA ÁREA DE CONTATO, INFERIOR A PERMITIDA PELO FABRICANTE

ASSIM COMO QUALQUER SISTEMA AUTOMOTIVO O SISTEMA DE FREIO REQUER MANUTENÇÃO PREVENTIVA, PRINCIPALMENTE POR SE TRATAR DE UM SISTEMA DE SEGURANÇA PARA OS OCUPANTES DO AUTOMÓVEL.

•Um freio a disco, feito geralmente de ferro fundido ou compostos cerâmicos (como carbono, kevlar e sílica), é conectado à roda ou ao eixo.

Sistemas hidráulicos

Coeficientes

aspecto interessante sobre o atrito é que normalmente é necessário mais força para parar um objeto solto do que para mantê-lo em movimento. Existe um coeficiente de atrito estático, onde as duas superfícies em contato não estão deslizando entre si. Se as duas superfícies forem deslizar entre si, a quantidade de força é determinada pelo coeficiente de atrito dinâmico, que é geralmente menor do que o coeficiente de atrito estático. Para um pneu de carro, o coeficiente de atrito dinâmico é muito menor que o coeficiente de atrito estático. O pneu do carro promove a maior tração quando o ponto de contato não está deslizando relativo à estrada. Quando está deslizando (por exemplo, se o carro patinar ou queimar pneus) a tração é reduzida significativamente.

FREIO A TAMBOR

Neste caso são as lonas que exercem pressão contra uma superfície giratória, chamada de tambor.

A pressão ocorre na parte interior do tambor.

As lonas têm duração bem maior que as das pastilhas, pois praticamente todo o processo de frenagem ocorre nas rodas dianteiras.

O freio a tambor

Quando você pisa no pedal de freio, os pistões empurram as sapatas de freio contra o tambor. Isto é muito direto. Então, por que precisamos de todas essas molas?

A manutenção mais comum exigida pelos freios a tambor é a troca das lonas de freio. Alguns freios a tambor têm um furo de inspeção na parte de trás para você verificar quanto material resta na lona sem precisar remover o tambor. Elas devem ser trocadas quando chegarem a 1 mm dos rebites. Se a lona é colada (sem rebites) à sapata, como em praticamente todos os carros hoje, são as sapatas que precisam ser trocadas, mas quando restar 1,5 mm de material de atrito.

Dicas para cuidar do sistema de freio

O sistema de freio trabalha em constante atrito e, por isso, há um desgaste natural de vários de seus componentes. É muito importante que se faça a revisão nos períodos adequados no sistema de freio, mantendo-o funcionando corretamente e proporcionando freadas seguras e com tempo de resposta adequado.

Fluido para freioIndicação: troca anual O fluido para freio absorve água e, no reservatório, fica em contato direto com o ar (devido ao respiro na tampa) e submetido à umidade. Com o passar do tempo, há um aumento na quantidade de água nesse fluido. Essa água pode causar dois tipos de problemas. O primeiro é a oxidação de vários componentes que causa a diminuição da vida útil de peças como cilindro-mestre, roda, freio a disco, válvula reguladora de pressão, válvulas da unidade hidráulica do ABS (se o veículo for equipado com o sistema). Um outro problema é a diminuição do ponto de ebulição, pois apenas 1% de água misturada no fluido pode baixar até 50ºC o ponto de ebulição. Na prática, isso significa que em situações de uso intenso do freio, o fluido pode ferver e o pedal baixar, resultando na falta de resposta do sistema quando acionado.

Discos de freio

Indicação: verificar a cada 5 mil Km Os discos de freio têm uma espessura mínima recomendada, pois quando estão muito finos aquecem com mais facilidade e têm diminuída a resistência mecânica. Na prática, esse desgaste compromete a eficiência da frenagem já que o superaquecimento prejudica o atrito entre a pastilha e o disco, aumentando a distância de parada.

Pastilhas de freio

Indicação: verificar a cada 5 mil Km Devido ao atrito com o disco, as pastilhas de freio desgastam com maior rapidez. Por isso, é recomendada a troca quando a espessura mínima estiver com dois milímetros. Este procedimento é importante, pois caso o desgaste do material de atrito seja total, haverá contato direto entre disco e pastilhas, perdendo-se totalmente a eficiência do freio. Adicionalmente, o disco de freio estará também comprometido.

Freio a tambor Indicação: verificar a cada 5 mil Km O freio a tambor equipa o eixo traseiro da maioria dos veículos. A manutenção requer a verificação do cilindro de roda, lonas, molas e regulador automático. As lonas não devem ultrapassar 0,5 milímetro de espessura, pois além desse limite podem trincar ou soltar pedaços, causando ineficiência do freio. Caso haja desgaste completo das lonas, o contato “ferro com ferro” pode causar grandes danos ao sistema e perda de frenagem. Se o regulador automático não estiver funcionando corretamente, não é recomendado fazer a compensação, esticando o cabo do freio de mão. Dessa forma, o freio trabalha fora de sua geometria original, causando desgaste acelerado de vários componentes do freio a tambor e, conseqüente, perda de eficiência. Além disso, possibilita o contato entre a alavanca da sapata secundária do freio de estacionamento com o cubo da roda, desgastando e inutilizando essas peças.

Freio de mão:

Conhecido também como freio de estacionamento, é um freio mecânico constituído por um sistema de alavancas que trava as rodas traseiras.Funciona através do freio a tambor. Sua função é impedir que o carro se mova quando estacionado

Sistema ABS [Anti-lock Braking System]:

ABS, ou Sistema de Freio Anti-Travamento, é um sistema especial de freios que não deixam as rodas travarem, Possibilita uma freada em curva equilibrada e muito eficiente.

Nem todos os veículos vêm equipados com este sistema

Responda

Entre o freio a disco e o freio a tambor sobram dedos apontando para o primeiro. De fato, os discos possuem vantagens claras. São leves, dissipam o calor mais rapidamente, possuem menor quantidade de componentes, manutenção simples e o principal, eficiência de frenagem superior. O normal seria não mais existirem freios a tambor, mas isso ainda não aconteceu. Por que?

Por que ainda são fabricados?Concebido inicialmente para equipar os dois eixos de um automóvel, o tambor de freio acabou perdendo espaço para os discos justamente devido aos problemas de superaquecimento. Feito de ferro fundido, possui uma lenta dissipação de calor, o que dificultava a recuperação das lonas em caso de fading. O fading (fadiga causada pelo excesso de calor) acarreta perda de fricção entre lona e tambor. Acontece que, por ser feito de ferro fundido e suas peças serem de fácil construção, ele acaba sendo muito barato para equipar toda uma linha de montagem. Também incorpora facilmente um freio de estacionamento e possui grande área de contato das lonas – vale lembrar que toda a linha de veículos pesados ainda usa freio a tambor por causa disso, nessa categoria ele ainda é rei.

Vantagens:

- Incorpora facilmente um sistema de freio de estacionamento- Baixo custo de fabricação- Baixo custo de manutenção· Grande área de atrito· Simples e funcional· Promove a auto-energização, diminuindo o esforço no pedal.

Desvantagens:

- Mais pesado em relação ao freio a disco- Possui mais peças em relação ao freio a disco- Superaquece com mais facilidade- Manutenção demorada, embora mais barata- Tendêcia ao fading- Sua blindagem não o protege contra imersão

Por quê os caminhões utilizam freios a ar e não hidráulico como os carros?

existem varios caminhões que não utilizam ar, no caso dos mais antigos. o freio a ar foi feito para não ter que pisar com muita força no pedal do freio, no caso do caminhão carregado. como o caminhão é feito para rodar com muito peso, passou a ser desaconselhavel o freio a oleo, pois qualquer vazamento,o caminhão ficava sem freio. no caso do freio a ar, ele funciona ao contrario, ou seja: se houver ar no sistema, ele freia normalmente, ou se não houver ar no sistema, ele freia mesmo e não sai do lugar, ou seja: è quase impossivel um caminhão com freio a ar ficar sem freio.

Freios a Disco

• Objetivo: Conhecer os componentes dos sistemas de

freios a disco, pinças,discos, pastilhas e freio de estacionamento integrado, bem como sua dinâmica de funcionamento.

Princípio de funcionamento

• Componentes: disco, pinças,fixa e flutuante, material de atrito, fade.

• Mais resistente ao fade• Não há fenômeno auto energização• Pistões de grande diâmetro

discoDefletor

Paraf. guia

Pastilhas de freio

Paraf. guia

Pinça

Porta pinça

Disposição do tipo flutuante

A força é produzida por um pistão em um só lado.

Possuem guias de deslocamento linear.

A outra pastilha é aplicada por reação.

Possui o efeito de autocentragem da pinça em relação ao disco.

O retorno se do pistão se dá, da mesma forma da pinça fixa

Pistão de freios a disco

Fabricado em aço ou alumínio

Protegido por um guarda pó

Os anéis de vedação promovem a vedação durante o acionamento e o retorno dos pistões.

Retorno dos pistões

1 - Repouso

2 - Aplicado

3 Desaplicado

Disco de freios

o Fabricados em ferro fundido cinzento ou fibra de carbono.

o Podem ser do tipo sólido ou ventilado.

• .

Material de fricção (pastilhas)

• O material de atrito é montado sobre uma placa metálica arrebitado ou colado.

• Composto: Fibras de reforço (amianto, aço,cerâmica,grafite)

• Elementos metálicos• Redutores de atrito

Quando muito material de atrito está gasto, o indicador de desgaste vai contatar o disco e produzir um som agudo. Isso significa que é hora de pôr pastilhas novas.

Material de fricção (pastilhas)

Catalisadores

Aglomerantes

Abrasivos e corantes

Qualidades do material de atrito

Ser influenciado o mínimo possível pela umidade.

Boa estabilidade de atrito por toda a sua vida útil

Possuir resistência ao fade.

O que é fade?

• Perda de atrito em função do aquecimento gerado pelas superfícies em contato do sistema de freios.

Perda de eficiência do freios em função do aumento da temperatura do fluído de freio que supera o seu ponto de ebulição, inserindo ar no sistema.

Oque é fade?

1

2

Limiar fade

temperatura

Cx atrito

O q u e é f a d e ?No fade de material de atrito o freio volta ao

normal quando resfriado.

No fade provocado pela ebulição do fluído não temos mais a normalidade do sistema.

Freio de estacionamento auxiliar

Função: atuar o freio de estacionamento sobre as sapatas de forma independente das pastilhas.

Construção: o tambor de freio esta integrado com o disco de freio e seu acionamento é feito através de cabos.

Freio de estacionamento com pinças integradas

Função: Acionar os freios de estacionamento atuando diretamente sobre a pinça de freio traseira.

O funcionamento de freio de serviço é idêntico a de uma pinça convencional.

Freio de estacionamento com pinças integradas

Fuso de compensação

Eixo

Alavanca de comando

AlojamentoPistão

Dispositivo de reg. automática

Esferas de aplicação

Freio de estacionamento com pinças integradas

O dispositivo do freio de estacionamento é totalmente mecânico.

A regulagem do freio de estacionamento é feito automaticamente através de um fuso interno a pinça.

Freio de estacionamento sobre a transmissão

o Usado em veículos de grande porte

o Um tambor é inserido na arvore secundaria da transmissão.

o Deve-se ter os mesmos cuidados durante o reparo como nos outros sistemas.

o Seu acionamento é feito de forma totalmente mecânica.

Cuidados com os sistemas de freios a disco pinça flutuante

Durante a remoção da pinça jamais deixe –a pendurada pelo flexível, use um gancho de aço.

Antes de realizar qualquer reparo no sistema de freios observe se os sangradores estão em bom estado.

Algumas pastilhas exibem marcas de limite de desgaste ou sensores que acusam o fim de sua vida útil.

Cuidados com os discos de freio

<Deve-se sempre verificar sua superfície quanto a>Trincas

Descoloração

Empeno

Desgaste, conicidade ou paralelismo.

Espessura mínima do disco

Considerações finais

Jamais diminua a área de atrito das pastilhas.

Existem sistemas de freios a disco flutuante com desempenho superior aos sistemas tradicionais com o mesmo diâmetro de disco.

Qualquer duvida consulte sempre documentação técnica do componente.