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LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO O condutor de um automóvel promove algumas ações naturalmente, como, por exemplo, frenar o veículo quando o respectivo pedal é acionado. Todos os componentes e sistemas têm, por característica, funções específicas que devem ser descritas com um verbo (ação) acompanhado de um substantivo (em referência ao objeto) e, no caso, ao acionar o pedal do freio, a função associada é a de “parar o veículo” e/ou “diminuir a velocidade”. Duas são as possibilidades, porque dependem da necessidade do condutor em um momento específico: “parar o veículo” é aplicável para respeitar o semáforo, por exemplo; “reduzir a velocidade”, para evitar uma colisão em caso de congestionamento do tráfego. Independentemente da situação, o que será que acontece quando o pedal do freio é acionado para que a intenção do condutor se realize? No momento em que o pedal é acionado, o componente denominado cilindro mestre é acionado, porém há necessidade de ampliar a força exercida pelo condutor para que a frenagem seja realizada com sucesso. Para tanto, o servo freio é fundamental, pois, caso contrário, o condutor precisaria imprimir uma força excessiva para cumprir a função efetivamente. Na parte superior do cilindro mestre, está o reservatório do fluido de freio, que possibilita que a força mecânica a que o pedal foi submetido seja transformada em pressão hidráulica pelo pistão mecânico no interior do cilindro, espalhando o fluido por todo o sistema, até chegar no cilindro de roda e acionar o freio propriamente dito. Uma parcela dos veículos tem dois tipos de freios: disco nas rodas dianteiras e tambor nas traseiras. Para as dianteiras, o óleo aciona um pequeno pistão no cilindro da roda, que permite um movimento de compressão das pastilhas de freio que, por atrito, diminui a velocidade de giro do pneu quando em contato com o disco de freio. Já para mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br as traseiras, o óleo aciona o cilindro que promove a movimentação das lonas contra o tambor, promovendo a redução da velocidade, conforme a Figura 1. Figura 1 – Funcionamento do sistema de freio. Fonte: Carlider (2017). O sistema de freio é classificado como item de segurança, pois, quando não exerce sua função principal, pode provocar lesões leves, médias, graves e, em casos extremos, a morte do condutor e dos passageiros. Normalmente, as falhas no sistema podem acontecer de duas formas principais: a primeira, sem aviso prévio, ou seja, não apresenta qualquer indicativo de que a falha está prestes a ocorrer; a segunda, com aviso prévio, apresentando sinais indicativos de um problema. Nessa linha de raciocínio, é sempre importante reforçar que o sistema de freio de um automóvel é um item de desgaste, em que ocorre uma degradação ao longo do tempo e conforme o uso, também. Sendo assim, alguns sinais podem indicar problemas iniciais no funcionamento dos freios. Por esse motivo, é muito usual mecânicos questionarem os condutores sobre tais sinais, dependendo do problema que o veículo esteja apresentando. Os principais sinais são, conforme o site da Nakata (2021): • Ruídos: ao pisar no freio, o motorista ouve um ruído característico, parecendo uma espécie de apito, que somente para quando o veículo está totalmente parado. Normalmente, não é um bom sinal, porque indica que a pastilha deve ser substituída, por apresentar excessivo desgaste. mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br • Volante: ao pisar no freio, o motorista observa que o volante está puxando para um ou outro lado. Isso acontece porque o sistema de freio não está liberando a pressão de forma igual, fazendo com que um dos lados freie mais fortemente. • Pedal vibrando: o condutor percebe que, ao frenar, o pedal apresenta uma vibração. É um efeito característico de que o disco de freio esteja empenado, resultando em um contato não uniforme com as pastilhas. • Pedal muito duro: ao pressionar o pedal do freio, o condutor precisa exercer uma força maior, porque este apresenta uma resistência fora do normal. É um efeito típico de algumas possibilidades: servo freio com problema, material de atrito de origem duvidosa e problemas entre o pedal e o servo freio. • Pedal muito baixo: o condutor observa que o pedal do freio está muito próximo do assoalho, quase tocando-o. Isso implica que pode ter algum vazamento do fluido de freio e pode ocorrer no cilindro mestre, nas tubulações rígidas ou flexíveis ou nas pinças ou cilindros de rodas. Um bom indicador para tal situação é o nível de fluido em seu reservatório. É possível, também, que o pedal comece a baixar conforme o uso, devido à presença de água em excesso no sistema, quando o fluido está muito velho, ou de ar na tubulação. Tratando-se de item de desgaste, isso implica obrigatoriamente a necessidade de sua substituição em tempo hábil para evitar consequências relevantes. As montadoras sugerem que seja realizada uma manutenção preventiva a cada 5 mil quilômetros rodados. Por outro lado, especialistas em freios orientam a substituição da pastilha entre 30 mil e 40 mil quilômetros rodados. COMPONENTES PRINCIPAIS DO SISTEMA DE FREIO mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br • Cilindro de roda: aplicável no sistema a tambor, é o responsável por movimentar as sapatas, ou seja, por empurrá-las contra as lonas do tambor, quando o pistão no interior do cilindro é acionado pelo fluido hidráulico. • Cilindro mestre: é o componente que está próximo ao pedal do freio. Tem formato cilíndrico, um ou mais pistões internos e reservatório para fluido, integrado ou não, e converte a força mecânica em pressão hidráulica. Os materiais mais utilizados são ferro fundido e alumínio. • Disco de freio: componente que fica conectado à roda do veículo e que faz com que este pare quando um material é pressionado contra ele, no caso, as pastilhas. Seu material pode ser ferro fundido, aço carbono, fibra sintética de para-aramida ou sílica. • Fluido: extremamente importante no sistema do freio, porque é o agente que transfere o movimento, a partir do acionamento do pedal, para todo o sistema hidráulico. É feito à base de glicol ou silicone, e classificado de acordo com sua composição e ponto de ebulição. • Manga de eixo: é o elo entre o conjunto de roda e pneu e os braços de suspensão do veículo, sendo responsável por sua dirigibilidade, estabilidade e comportamento. • Pastilhas: exclusivas para o sistema de freio a disco, são fabricadas de resinas fenólicas, grafite, pó de ferro, carbono etc., sendo a principal interface com o próprio disco de freio, gerando o atrito necessário para desacelerar a roda. • Pedal: é a interface principal entre o condutor e o sistema de freio, pois, ao ser acionado, possibilita que o desejo do motorista seja materializado, ou seja, reduzir a velocidade ou parar totalmente o veículo. • Pinça: pode ser entendida como o componente que suporta e protege as pastilhas, ou seja, quando o cilindro é acionado, automaticamente, a pinça também é, levando aoresultado desejado. Para os casos em que há um cilindro atuante, a denominação adequada é pinça flutuante ou deslizante. Para os casos em que há mais de um pistão, o nome é pinça fixa. Em ambos os casos, o material mais usual para sua fabricação é o ferro fundido. mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br • Sapata de freio: aplicável apenas nos sistemas a tambor, sua função é apoiar as lonas de freio. Podem ser classificadas como primárias, quando a força aplicada tem o mesmo sentido de rotação do tambor, ou secundárias, quando o sentido de rotação é o contrário. • Servo freio: pode ser entendido como um multiplicador de força, pois aumenta e distribui a força exercida pelo pedal por meio de diferenças de pressão, aproveitando o vácuo gerado pelo motor. Esta é a justificativa para que o pedal fique muito duro quando o veículo está desligado. • Tambor: tem a mesma finalidade do disco de freio, no que diz respeito ao atrito gerado para desacelerar o veículo, e é aplicável às rodas traseiras. Seu formato é similar ao de uma panela, e seu funcionamento é simples: ao receber a pressão do sistema, a lona que está presa à sapata encosta na superfície interna do tambor, gerando o atrito necessário para frenar o automóvel. • Tubulação: é o componente que possibilita o fluxo do fluido de freio ao longo do sistema, e pode ser classificado em rígido ou flexível. Os materiais mais utilizados são: borracha, aço, plástico e combinações entre eles. TIPOS ALTERNATIVOS DO SISTEMA CONVENCIONAL DE FRENAGEM • ABS (anti-lock braking system ou sistema de freio antitravamento): é uma tecnologia que, como o próprio nome sugere, evita o travamento e o efeito de derrapagem das rodas. Isso é possível com a atuação de sensores instalados nas rodas comandados por uma central eletrônica. Assim, conforme a força e rapidez da pressão exercida no pedal, e também a velocidade do veículo, sensores identificam a possibilidade de travamento das rodas, enviando sinal à unidade de comando, determinando o alívio da pressão no sistema, evitando o travamento das rodas. mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br • EBD (electronic brake distribution ou distribuição eletrônica da força de frenagem): atua em parceria com o ABS e é o responsável por dosar e distribuir adequadamente a força da frenagem entre os eixos traseiro e dianteiro, para o melhor aproveitamento e eficiência do sistema. O funcionamento do sistema é possível com a instalação de sensores de velocidades e de carga, em cada roda, que enviam dados para a central de comando e, por consequência, promovem o balanceamento necessário. • ESC (electronic stability control ou controle de estabilidade eletrônica): o sistema em questão atua na redução da aceleração do veículo, independentemente se o condutor esteja pressionando totalmente o acelerador, por meio de interferência da central eletrônica, ao mesmo tempo em que aplica o freio em uma única roda, evitando a derrapagem. DICAS DE PRESERVAÇÃO DO SISTEMA DE FREIO • Frenagem em curvas: a vida útil dos componentes do sistema de freio se reduz quando o condutor freia enquanto o veículo faz uma curva em alta velocidade, sem considerar o perigo de o automóvel “sair de traseira” ou travar as rodas, afetando consideravelmente a condição segura da condução. Assim, a melhor maneira de fazer uma curva é frear levemente na reta que antecede sua entrada, de modo que, durante a curva, não haja a necessidade de reduzir a velocidade e voltar a acelerar na reta posterior. • Freadas bruscas: algumas pessoas têm o hábito de frear no último momento e, inevitavelmente, um solavanco no veículo acontece. A questão é que essa prática pode ocasionar o empenamento do disco de freio, aumentando o desgaste do sistema de freio por inteiro. Além disso, duas outras consequências são percebidas: a primeira, desgaste excessivo dos pneus; a segunda, aumento no consumo de combustível. • Frenagem em declive: a prática de colocar o ponto morto para descer declive, além de proibida e perigosa, porque pode ocasionar falha nos freios, mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br pode ter efeito contrário ao desejado, que é a economia de combustível. Uma dica interessante para escolher a marcha adequada para descer terrenos é utilizar a mesma marcha que seria usada para fazer a subida, pois, além de reduzir o consumo de combustível, preserva o sistema de freio. • Desligar o veículo em movimento: essa também é outra prática comum e perigosa. Com o automóvel em movimento, alguns motoristas o desligam, objetivando redução no consumo de combustível. Isso pode fazer com que o servo freio pare de funcionar, sobrecarregando o sistema. Além disso, pode impossibilitar que, mesmo com o pedal pressionado, o veículo pare seu movimento, levando a colisões. • Frenagem brusca com ABS: alguns condutores acreditam que o freio ABS pode ser usado de qualquer maneira, em todos os momentos. Mas não. Frear bruscamente aumenta o desgaste dos freios, porque o ABS foi projetado para atuar quando há risco de travamento das rodas, não em frenagens normais. mailto:contato@algetec.com.br LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AUTOMOTIVA SUBSTITUIÇÃO DE PASTILHA DE FREIO ALGETEC – SOLUÇÕES TECNOLÓGICAS EM EDUCAÇÃO CEP: 40260-215 Fone: 71 3272-3504 E-mail: contato@algetec.com.br | Site: www.algetec.com.br REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CARLIDER. Como o freio do carro funciona? Carlider, 2017. Disponível em: http://blog.carlider.com.br/2017/05/17/como-freio-funciona/. Acesso em: 19 fev. 2021. CHAVES NA MÃO. Como funciona o freio automotivo? Chaves na Mão, 2017. Disponível em: https://www.chavesnamao.com.br/noticias-automotivas/como-funciona-o-freio- automotivo/. Acesso em: 19 fev. 2021. FLESCH, E. L. Projeto de um par de mangas de eixo automotivas para a Fórmula SAE. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2010, 26 f. Disponível em: http://hdl.handle.net/10183/27545. Acesso em: 19 fev. 2021. FRAS-LE. Sistema de freio: um guia completo para os motoristas! Fras-Le, 2019. Disponível em: https://blog.fras-le.com/sistema-de-freio/. Acesso em: 21 fev. 2021. NAKATA AUTOMOTIVA. Sistema de freio: tudo o que você precisa saber para não correr perigo. Nakata, 2018. Disponível em: https://blog.nakata.com.br/sistema-de-freio- tudo-o-que-voce-precisa-saber-para-nao-correr-perigo/. Acesso em: 19 fev. 2021. mailto:contato@algetec.com.br http://blog.carlider.com.br/2017/05/17/como-freio-funciona/ https://www.chavesnamao.com.br/noticias-automotivas/como-funciona-o-freio-automotivo/ https://www.chavesnamao.com.br/noticias-automotivas/como-funciona-o-freio-automotivo/ http://hdl.handle.net/10183/27545 https://blog.fras-le.com/sistema-de-freio/ https://blog.nakata.com.br/sistema-de-freio-tudo-o-que-voce-precisa-saber-para-nao-correr-perigo/ https://blog.nakata.com.br/sistema-de-freio-tudo-o-que-voce-precisa-saber-para-nao-correr-perigo/