249220432-Apostila-de-Freios

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Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 1
 
Centro Universitário da FEI 
ENGENHARIA MECÂNICA - Enfase MECÂNICA AUTOMOBILÍSTICA 
 
 
Disciplina: ME 960_NMC96 - FREIOS 
 
 
 
 
 
 
Teoria básica / Dimensionamento / Desenvolvimento de 
Sistemas de freios / A expansão do ABS / Sistema de Freios 
Seguro para Veículos Inteligentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 PROF.GUILHERME RASZL 
 
 SETEMBRO 2008 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 2
 
PREFÁCIO 
 
O propósito desta apostila é contemplar as metodologias desde o dimensionamento de sistemas de 
freios convencionais até as inovações implementadas no inicio deste século. 
O constante repotenciamento dos veículos levou os fabricantes de freios a preocupar-se mais em 
conhecer as leis naturais e físicas que regem o funcionamento dos freios. 
Com isso o conteúdo abordado sobre os sistemas convencionais e dos sistemas avançados foram 
distribuidos da seguinte maneira: 
 
- Teoria básica e princípios fundamentais sobre sistemas de freios 
- Tipos de freios 
- Sistema de atuação 
- Projeto de servo mestre para freios hidráulicos. 
- Válvulas de corte. 
- Materiais de atrito e processo de fabricação 
- Fluido de freio 
- Desempenho dinâmico do eixo 
- Análise da distribuição das forças de frenagem. 
- Dimensionamento de sistemas de freios 
- Gráfico das forças ótimas de frenagem 
- Tipos de projetos, configurações e instalações do ABS 
- A expansão das configurações do ABS 
- Veículos inteligentes 
- Aplicações envolvendo tecnologias para automação Veicular 
- Controle inteligente de veículos autônomos 
- Sistema de freio por fio“Brake by Wire” BbW 
- O conceito do “X by Wire” 
- Freios pneumáticos 
- ABS para freios pneumáticos 
 
Grande parte dos controles inteligentes foram implementadas para ambos objetivos: segurança e o 
conforto na interface humana. 
Muitos dos materiais contidos aqui foram desenvolvidos durante meu trabalho como engenheiro de 
projetos de sistemas de freios, estudando mecanismos Mecatrônicos, consultor como especialista em freios e 
ensinando projetos de freios. 
 Estudantes em graduação de engenharia e/ou técnicos automotivos serão beneficiados com esse 
material encontrando fundamentos de conceitos essenciais, e muitos casos típicos com abordagens profundas 
sobre o projeto de um freio seguro. 
 
Nota: Esta apostila destina-se ao curso de graduação de engenharia do Centro Universitário da FEI 
(projeto/desenvolvimento de freios para o Curso de Engenharia Mecânica – Ênfase Automobilismo da uniFEI). 
 Organizada pelo Prof. Msc Guilherme Raszl, é vedada sua reprodução total ou parcial sem prévia 
consulta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 3
 
 
Cronograma evolutivo do controle dinâmico veicular 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 4
Indice 
Introdução 
 
 Tópicos Fundamentais Sobre Sistemas De Freios 
 
 Introdução – Histórico 
 
 Teoria Básica Do Freio. 
 
 Elementos Do Desempenho De Frenagem. 
 
 Sistemas De Freios 
 
 Princípios Fundamentais Do Sistema 
 
 Importantes Considerações Devem Ser Feitas Para A Temperatura Do Freio 
 
 Princípios Fundamentais 
 
 Considerações De Natureza Física, Para O Cálculo Do Processo De Frenagem. 
 
 Aplica-Se A Seguinte Relação: Fluido Requerido/Eixo = 8 X S’ X Área Do 
Cilindro De Roda. 
 
2.0 Tipos De Projeto De Freios: Disco E Tambor 
 
 Diferentes Projetos De Freios 
 
Freio A Tambor 
 
 O Conceito Do Arranjo De Projeto Guiado-Arrastado. 
 
 Sapatas Do Sistema A Tambor. 
 
 Freio A Tambor 
 
 Tipos De Atuação 
 
 Fator De Freio 
 
 
 Freio A Disco 
 
 Freio À Disco Com Cáliper Do Tipo Fixo 
 
 Variantes Construtivas De Cáliper E Disco De Freio: 
 
 O Projeto De Freio A Disco Quanto Ao Arranjo Guiado Arrastado 
 
 Freio À Disco Com Cáliper Do Tipo Fixo 
 
 Freio À Disco Com Cáliper Do Tipo Flutuante 
 Freio A Disco Pneumático 
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 Tipo Com Alavanca Automática De Ajuste Com Deslocamento Axial 
 
 Disco De Freio Sólido 
 
 Há Dois Tipos De Rotores Disponíveis Atualmente; 
 
 Disco De Freio Ventilado 
 
 Fadiga Térmica. Trincas Térmicas E Choque Térmico 
 
 Montagem E Manutencão De Discos De Freio. 
 
 Montagem Do Sistema De Freios: 
 
 
 Substituição Das Pastilhas De Freio Para Discos Série “V” Pick-Ups D-20 E F1000. 
 
 Reparacão Do Disco Para Utilizacão (Acamar) 
 
 Princípios – Válvulas De Corte 
 
 Válvulas Do Sistema De Frenagem 
 
 Válvula Proporcionadora De Corte Fixo 
 Válvula Proporcionadora De Corte Variável Em Função Da Altura Da 
Suspensão 
 Válvula Proporcionadora De Corte Variável Em Função Da Desaceleração. 
 
Válvula De Corte Fixo 
 
 Funcionamento – Posição Aberta 
 
 Funcionamento – Posição De Equilíbrio 
 
Válvula De Corte Variável Em Função Da Altura Da Suspensão (LCRV) 
 
 LCRV X Sistemas Eletrônicos 
 
Válvula De Corte Variável Em Função Da Desaceleração Do Veículo 
 
 Funcionamento – Posição Fechada 
 
 Funcionamento – Posição De Equilíbrio 
 
 Funcionamento – Gráfico 
 
 Cálculo De Sistemas De Freios Parâmetros 
 
Balanceamento Ideal Dianteiro 
 
Aplicação Para Sistemas Com Freio À Disco 
 
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 Força De Retardamento Dianteiro 
 
Pressão De Linha Dianteira Parâmetros 
 
Carga No Material De Atrito 
 
Potencia Dissipada No Freio (HP) 
 
CrESCimento Da Temperatura (Temperature Rise) 
 
Cálculo Para Sistemas De Freios À Tambor 
 
Torque Requerido Para Freios Traseiros Rr. 
 
Carga Na Lona Dos Freios Traseiros Rr. 
 
Potência Dissipada (HP). 
 
Balanceamento 
 
Cálculo Do "Drag." Dos Freios Dianteiros. 
 
Cálculo Do "Drag." Dos Freios Traseiros. 
 
Cálculo Do "Drag."Total Do Sistema De Freios. 
 
Balanceamento Traseiro 
 
Cálculo Do "Cilindro De Roda" Do Freio. 
 
Parâmetros De Projeto 
 
 Categoria De Veículos 
 
 Classificação Por Categorias Conforme ECE. 
 
 Distância De Parada 
 
 Tempo De RESPosta E Teste “Fade” 
 
 Capacidade De Energia Armazenada. 
 
 Questionário Para Dimensionamento De Sistemas De Freios. 
 
Sistemas Auxiliares Do Freio 
 
Vácuo - identificação e origem 
 Funcionamento de um servo - freio 
 O Servo - Freio para aplicação Leve 
 Funcionamento quando o freio está em repouso 
 Aplicando a carga 
 Desaplicando a Carga 
 Funcionamento da válvula de retenção de vácuo 
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 Componentes que influem na curva de graduação 
 Instalação típica do Servo - Freio - Vácuo assistido com circuito duplo 
 
 Componentes Que Influem Na Curva De Graduação 
 
 Instalação Típica Do Servo Freio Vácuo Assistido Com Circuito Duplo. 
 
 Cilindro Mestre. 
 
 Cilindro Mestre Simples: 
 
 Funções Principais Dos Vedador Primário. 
 
 Principais Componentes Do Cilindro Mestre Duplo: 
 
 Freios Hidráulicos De Atuação Direta 
 
 Servo Freio Assistido A Vácuo 
 
 Colapso Dos Lábios Do Vedador Primário 
 
 Análise Do Servo Master Vac 
 
Desempenho Dinâmico Do Eixo 
 
 O Balanceamento De Frenagem Para Veículos Classe M1 E N2. 
 
 Balanceamento Ideal De Frenagem E Os Regulamentos 
 
 Min % Balanceamento Dianteiro 
 
 Máx. % Balanceamento Dianteiro 
 
 Cálculo Do Balanceamento Real 
 
 Balanceamento De FrenagemCarga No Pneu (Tyre Drag) 
 
 Carga No Tambor (Drum Drag) 
 
 Carga No Material De Atrito 
 
 Folga No Centro Da Sapata (Scl) 
 
 Requisitos De Fluido De Freio 
 
 Absorção Das Mangueiras E Tubos 
 
 Seleção Do Cilindro Mestre 
 
 Auxílio Á Vácuo 
 
 Auxílio À Ar 
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 Detalhes Sobre Cálculo Do AF e AR 
 
 Exercício: Veículo De Sucata Com Gvw= 10 Toneladas 
 
 Curvas Para Execução Dos Exercícios Acima: 
 Gráfico 1 
 Gráfico 2 
 Gráfico 3 
 
A Função Básica Do Sistema 
 
Dinâmica De Frenagem De Um Veículo Simples 
 
Análise Da Distribuição Das Forças De Frenagem. 
 
 Cargas Estáticas No Eixo 
 
 Cargas Dinâmicas No Eixo. 
 
 Forças Ótimas De Frenagem. 
 
 Forças De Frenagem Dinâmica. 
 
 Frenagem Ótima Em Linha Reta. 
 
 Eficiência De Frenagem. 
 
Análise Da Estabilidade Do Veículo. 
 
 Análise Da Estabilidade De Frenagem Simplificada 
 
Materiais E Processos. 
 
 Materiais De Atrito E Materiais Dos Componentes De Freios 
 
 Histórico E Evolução Dos Materiais De Atrito: 
 
 Características Dos Materiais De Atrito: 
 
 Matérias-Primas Básicas Que Compõem O Material De Atrito: 
 
 Tipos De Materiais De Fricção: 
 Material Trançado – 
 
 Material Extrudado 
 
 Material Enrolado 
 
Tipos De Freios: 
 
 Freios A Tambor: 
 
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 Freios A Disco: 
 
 Aplicação: 
 
 Processos De Fabricação: 
 
 Disco De Freio De Cerâmica: 
 
 Disco De Freio De Ferro Fundido: 
 
Ensaios De Durabilidade E Controle Do Nível De Atrito: 
 
 Equipamentos Chase: 
 
 Equipamentos Krauss: 
 
 Considerações Finais: 
 
 Fluido De Freio 
 
Características Dos Fluidos 
 
Ponto De Ebulição 
 
Viscosidade 
 
Lubrificação 
 
Efeito Sobre A Borracha 
 
Ph 
 
Corrosão 
Resistência À Oxidação 
 
Tolerância À Água 
 
Compatibilidade 
 
Perda Por Evaporação E Resíduos 
 
Tipos De Fluido Para Freios 
 
 ESPecificação E Requisitos 
 Histórico 
 ESPecificação “ABNT” 
 Formulações De Abnt 3 (“Dot 3”) 
 Solventes Primários 50% A 70% Em Volume 
 Solventes Secundários 15% A 30% Em Volume 
 Lubrificantes 10% A 30% Em Volume 
 Inibidores De Corrosão 
 Formulações De Abnt 4 (“Dot 4”) 
 Formulações De Abnt 5 (“Dot 5”) 
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 Formulações De Abnt 5.1 (“Dot 5.1”) 
 Análises Físicoquímicas De Performance De Fluidos Hidráulico 
 Enchimento Do Fluído De Freio Em Uma Linha De Montagem De Veículos 
 
Propriedades Do Fluido 
 
Ponto De Ebulição 
Viscosidade 
Ação Sobre As Vedações. 
 
 
Principios, Projetos E Instalação De ABS 
 
Princípios, Tipos De Projetos, Configurações E Instalação De ABS 
 
- Princípio Da Frenagem 
 
- Limitações No Desempenho De Frenagem 
 
- Princípio Do ABS 
 
- O Adicionado E O Integrado 
 
- Componentes Principais 
 
- ABS Com Arranjos De 4x4 Até 2x2 
 
- ABS Para Carros Passageiros (Circuitos Hidráulicos) 
 
- ABS Para Caminhões (Circuitos Hidráulicos E Pneumáticos) 
 
ABS – Antilock Braking System 
(Sistema De Freios Antitravamento) 
 
Conceito Do Freio Automotivo 
 
Sistema De Freio Anti-Travante & Controle Eletrônico De Tração 
 
Informações Gerais 
 
 Tipo Integrado 
 
 Tipo Integrado Montado No Circuito 
 
 
Terminologias Utilizadas Em ABS 
 
Sistema Com Uma Válvula Solenóide E Uma Válvula Hidráulica 
 
Sistema Com 2 Válvulas Solenóide E 2 Válvulas Hidráulicas 
 
Sistema Com 4 Válvulas Solenóide E 4 Válvulas Hidráulicas- ABS 4x4 
 
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Comparativo Dos Diversos Sistemas: Frenagens Plenas Sob A Mesma Velocidade. 
 
Sistema De Freio Anti-Travante ( ABS) 
 
Sistema De Controle De Tração (ETC) 
 
 DESCrição Geral 
 
 Visão Geral Do Sistema ABS/ETC 
 
 Princípio Operacional Básico 
 
 Controle ABS 
 
Condições Normais Durante Frenagem Anti-Travante E Intervenção Do Controle De 
Tração 
 
Componentes Do Sistema ABS E ABS / ETC 
 
 Sensores De Velocidade Da Roda E Aneis De Pulso 
 
 Sensores De Velocidade Das Rodas Dianteiras 
 
 Sensores De Velocidade Das Rodas Traseiras 
 
 Modulador Hidráulico 
 
 Lâmpada De Advertência ABS 
 
 Lâmpadas De Advertência Do Controle Eletrônico De Tração (ETC) 
 
 Interruptor Do Controle Eletrônico De Tração (ETC) 
 
 Cilindro-Mestre Do Freio 
 
 Posição De Instalação Dos Componentes ABS E ABS / ETC 
 
 Princípios De Funcionamento -Exceto ABS/ETC 
 
 Frenagem Sem Sistema Anti-Travante 
 
 Frenagem Anti-Travante 
 
 Funcionamento Do Módulo De Controle ABS 
 
 Funcionamento Do Modulador Hidráulico 
 
 Frenagem Sem ABS 
 
 Manutenção De Pressão 
 
 Redução De Pressão 
 
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 Acumuladores 
 
 Aumento De Pressão (Formação) 
 
 Funcionamento Do Cilindro-Mestre 
 
 Funcionamento E Teste Da Lâmpada De Advertência 
 
Princípios De Funcionamento ABS / ETC Exceto ABS 
 
 Frenagem Sem Sistema Anti-Travante E Sem Controle Eletrônico De Tração 
 
 Frenagem Anti-Travante 
 
 Controle Eletrônico De Traçao 
 
 Funcionamento Do Módulo De Controle ABS/ETC 
 
 Funcionamento Do Modulador Hidráulico 
 
Frenagem Sem Sistema Antifurto (Pases ABS E ECT) 
 
 Estado Do Modulador Hidráulico: 
 
 Controle De Torque Do Motor 
 
 Funcionamento Do Cilindro-Mestre 
 
 Funcionamento E Teste Das Lâmpadas De Advertência ABS E Trac 0ff 
 
ABS Para Carros Com Tração Na Roda Dianteira: Fatores Chaves Para ESColha Do 
Arranjo. 
 
Curva Da Utlilização Da Adesão 
 
 
Expansão Das Configurações Do ABS 
 
Tendências Futuras 
 
O ESC É A Soma Das Funções: 
Sistemas De Distribuição Eletrônica De Força De Frenagem (EBD); 
 
Sistema De Assistência Aos Freios 
 
Segurança Em Primeiro Lugar. 
 
EBD (Distribuição Eletrônica Da Força De Frenagem) 
 
LSD Traseiro (Diferencial De Deslizamento Limitado) 
 
Freio Eletrônico Proporcional (EBP) 
 
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Sistemas De Controle De Tração (TCS, ASR); 
 
Sistemas De Controle De Estabilidade (YCS, ESC, ESP). 
 
Controle Ativo De Guinada Active Yaw Control (AYC Ou YCS) 
 
O S-AWC Super Controle Nas Quatro Rodas – Sistematic 
 
Os Sistemas Atuais De Estabilidade ESC E RSA / RSC 
 
 Objetivo 
 Alertas De Estabilidade Do Rolamento (RSA) 
 Controle Da Estabilidade De Rolamento (RSC 
 Objetivos Do Desenvolvimento Da Assistência Da Estabilidade Do Veículo 
 Vehicle Stability Assist (VSA) 
 O Sistema De Assistência Da Estabilidade Do Veículo (VSA) 
 Como O Sistema Opera 
 Controle Comportamento Sobresterçante: 
 
 Deteção E Controle 
 
 Controles Subesterçante Na Manobra Em Curva Sistema Energizado 
 
 Deteção E Controle 
 
 Controle Do Inicio Do Deslizamento Em Linha Reta. 
 
 Controle Freando Sob Manobra Em Curva 
 
 Frenagem Normal 
 
 ABS Ativo – Liberação Da Pressão 
 
 Intervenção Do VSA – Aumento Da Pressão 
 
 Intervenção Do VSA – Liberação Da Pressão 
 
Sistemas De Freio “X By Wire” Ou “Brake By Wire” (Bbw) 
 
Veículos Inteligentes 
 
 Estrutura De Um Veículo Inteligente 
 Sistemas Mecatrônicos Embarcados 
 
 Destacam-Se Os Seguintes Sistemas Mecatrônicos 
 
 Instrumentação 
 
 Aplicações Envolvendo Tecnologias Para Automação Veicular 
 
 Sistemas De Apoio Ao Motorista 
 
 Identificação De Obstáculos Em Pontos Cegos Ao Motorista 
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 Aviso De Abandono De Pista: Pode Ser Alertado. 
 
 Sistema De Navegação: 
 
 Sistema De Comunicação Inter-Veicular: 
 
 Frenagem De Emergência: 
 
 Estacionamento Automático Em Vagas Paralelas: 
 Manobra De Veículos Articulados: 
 
 Controle Inteligente De Veículos Autônomos 
 
 Pirâmide De Controle 
 
 Estrutura Dos Diferentes Níveis De Controladores 
 
 Sistemas De Controle De Velocidade (ACC). 
 
 Controle Dos Sub-Sistemas Mecatrônicos 
 
 Controle Do Desvio Lateral 
 
 Veículos Em Comboio 
 
X-By-Wire 
 
11 Freios Pneumáticos 
 
Tipos De Projetos, Configurações E Instalação De ABS 
 
ABS Para Caminhões (Circuitos Hidráulicos E Pneumáticos) 
Sistema Pneumáticos De Freios ABS 
Norma Ece – Anexo 13 “2010” 
 
Componentes ABS ASR 
 
Unidade Eletrônica Ecu 
 
Ciclo Do ABS 
Diagrama De Freio Pneumático 
ABS Cavalo Mecânico 
 
Aumento De Pressão 
 
ABS Cavalo Mecânico 
 
Redução De Pressão 
 
ABS Cavalo Mecânico 
 
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Conservação De Pressão 
 
ABS Reboque 
 
Aumento De Pressão 
 
ABS Reboque 
 
Redução De Pressão 
 
 ABS Reboque 
 
Conservação De Pressão 
 
ABS (Painel De Instrumentos) 
 
Cavalo Mecânico 
 
Evolução Dos Componentes 
 
Módulo De Controle Eletrônico, De 1978 A 2003 
 
Configurações: Comercial, Semi-Reboque 
 
Caminhões De 7 E 8 Ton 
 
Caminhões Médios 13 A 17 Ton 
4 X 2 (Sem Válvula Sensível A Carga) 
 
Caminhões Semi-Pesado 17 A 26 Ton 6 X 2 
(Sem Válvula Sensível A Carga) 
 
Bibliografia 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Tópicos fundamentais sobre Sistemas de Freios 
 
 Introdução – Histórico 
 Teoria Básica Do Freio. 
 
Introdução – Histórico 
Há relatos que os freios hidráulicos não existiam até o inicio do século 20, e os automóveis da 
época utilizavam cabos metálicos para acionarem o seu sistema de freios. 
 
 
 
Antes de 1925 os automóveis usavam freios de contração externa, montadas na transmissão ou 
nas rodas do eixo traseiro, com o propósito de evitar influencia do freio na dirigibilidade. 
 
 
Freio de contração externa com 
1. Alavanca 
2. Articulação 
3. Guarnição única ou em duas peças 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta configuração de freio expunha o material de atrito ao tempo, lama, água e areia, o que 
prejudicava bastante a sua ação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A partir de 1927 passaram a ser utilizado os freios com sapatas internas e, a partir desta época 
verificou-se um acentuado desenvolvimento dos materiais de atrito, junto com a industria 
fornecedora de pastilhas e lonas. 
 
 
Outros projetos de Freios de contração externa: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A necessidade de um atritante que conferisse ao material de atrito boa resistência mecânica e 
suportasse altas temperaturas redundou à utilização do amianto 
 
Após esta etapa, verificou-se maior desenvolvimento com fibras alternativas, com puro 
propósito de substituir o amianto. Entretanto as características conferidas pelo amianto a 
consistência do material dificilmente foram encontradas em sua totalidade para um único tipo de 
fibra. 
 
Dessa maneira, a resistência térmica, baixo custo, estabilidade do atrito e facilidade de 
processamento com equipamentos convencionais, são características encontradas apenas no 
amianto. 
 
 
 Teoria básica do freio. 
 
 Energia – Conceito 
 
 Efeito do Peso e Velocidade sobre os freios 
 
 Energia de Frenagem e a Potência do Veículo 
 
 Como o tempo afeta a Potência 
 
Os fabricantes de freio hoje estão mais preocupados em conhecer mais sobre as leis naturais e 
físicas que regem o funcionamento do freio; 
 
 
 
 
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1 O torque requerido para 1 frenagem 
 
 
2 A capacidade de absorção da energia liberada para uma única frenagem. 
 
Estas duas condições determinam o projeto matemático para definir qualquer freio. Se um freio 
é requerido para trabalhar a um regime maior do que a sua própria capacidade, com certeza um 
ou mais de seus componentes irá falhar. 
 
1 O freio é uma máquina térmica que transforma energia cinética em energia 
térmica. 
 
2 Seu trabalho é gerar calor a uma taxa controlada e dissipá-lo para a atmosfera. 
 
Há dois tipos de energia: 
 
 Cinética 
 Térmica 
 
O veículo, ou qualquer outro corpo pode ter energia potencial ou energia cinética. Se o veículo 
está parado no topo de um morro, representa que certa quantidade de energia potencial existe. 
Se nós dermos um empurrão então ele começaria rodar o morro abaixo, a energia potencial 
começaria a se tornar energia cinética as quais mantém-se aumentando a medida que a 
velocidade do veículo aumenta. 
 
Energia: baseado no peso e velocidade 
 
A qualquer momento dado, o veículo representa uma certa quantidade de energia cinética 
baseado na sua Velocidade e Peso. 
 
Se quisermos ir devagar com o veículo conforme vai descendo o morro, nós devemos encontrar 
uma maneira de absorver a energia cinética. Isto é facilmente feito pela conversão em energia 
térmica através dos freios e dissipação da energia térmica para a atmosfera 
 
 
Estabelecendo os limites 
 
Entretanto, nós devemos ser capazes de fazer isto e controlar a aplicação do freio a uma taxa 
que nós mesmos consideramos adequada e segura, caso contrário, se o veículo não estiver 
dimensionado para desenvolver uma frenagem tão rápida, quanto necessária para o momento, 
certamente vamos estar sob risco de uma falha ou acidente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 19
Efeito do Peso e Velocidade sobre os freios 
 
1-Energia de frenagem deve ser aumentada à medida que aumenta a massa do veículo. 
Ex.: Um veículo com 4,6 toneladas precisa de duas vezes de energia de frenagem que 
necessitaria um veículo com 2,3 toneladas rodando com a mesma velocidade 
 
 
 
 
2 - A cada unidade de tempo a velocidade é quadrática, isto é, a velocidade é multiplicada dois 
a dois. 
 
 
 
 
 
 
Energia de Frenagem e a Potência do Veículo 
 
Exemplo: 
 
1 HP é a energia requerida para levantar 14.968,8 Kg (33.000 lbs) na altura de 0,3048 m (1 pé) 
no tempo de 1minuto. 
 
Para ver quanto de energia o freio deve absorver, vamos considerar um "trailer" puxado com 
um caminhão com peso total combinado de 27200 Kg rodando a 96 Km/h. 
Referência: V1=30Km/h 
Se o peso é dobrado a energia de 
frenagem deve ser dobrada 
Se a velocidade é (2V1)dobrada a eenneerrggiiaa 
ddee ffrreennaaggeemm ddeevvee sseerr qquuaaddrrááttiiccaa oouu 22xx22 == 44 
V2=60Km/h 
Referência: V1=30Km/h 
Se o peso e a velocidade são ambos 
dobrado a energia de frenagem deve ser 
aumentada em 8 vezes. 
SSee aa vveelloocciiddaaddee éé aauummeennttaaddaa mmaaiiss uummaa vveezz 
nnoovvaammeennttee ddaa mmeessmmaa vveelloocciiddaaddee ((VV11xx33 == 33VV11)) aa 
eenneerrggiiaa ddeevvee sseerr aauummeennttaaddaa ddee 33xx33 == 99 
V3=90Km/h 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 20
Usando a fórmula da energia cinética ( 2**
2
1 VME = ), a energia pode ser calculada: 
M = massa (o peso do veículo dividido pela gravidade de 9,81 m/s²) 
V = velocidade do veículo em m/s, 
Substituindo os valores na fórmula: ( )
2
2
2
7,26*
81,9
27200*
2
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛⋅⋅
⋅
=
smKg
s
mE
 
 
( )
2
2
2
7,26*
81,9
27200*
2
1
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛⋅⋅
⋅
=
s
mKg
s
mE
 mKgmKgE ⋅⋅⋅≅⋅⋅⋅= 10000000988308 
 
Se o veículo fosse requerido parar em 1 minuto poderíamos dizer que este valor dividido por 
14968,8 x 0,3048, isto é, 4562,5 Kgm (equivalente a 1 HP) resultaria em uma potência de 220 
HP. 
Entretanto, em frenagens de pânico o veículo deve ser parado em 6 segundos ou menos. Seis 
segundos são 1/10 de um minuto, assim a potência que o freio deve absorver seria de 2200 HP 
ao invés de 220 HP. 
Seis segundos são 1/10 de um minuto, assim a potência que o freio deve absorver seria de 2200 
HP ao invés de 220 HP. 
A energia pode ser convertida na forma de calor. Um BTU (British Thermal Unit) é a 
quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 0,45 Kg (1 lb) de água de 1,8°C 
(1 °F). 
Isto é também equivalente a aproximadamente 0,252 Kcal (778 ft x lb) de ENERGIA. 
 
O calor gerado no nosso exemplo de uma única parada é suficiente para aumentar a temperatura 
de 23,5 Kg de água a partir do ponto de congelamento até a ebulição em 6 segundos. 
 
Assim; 0,1781 Kcal/Seg. = 1HP 
 
Quantidade de calor gerada para 2200 HP em 6 segundos 
Q = 0,1781 * 2200 * 6 seg. => Q = 2350 Kcal 
 
c = 1 Kcal/Kg * °C Q = m * c * (∆t) m = Q/c*∆ t 
 
m = 2350/1 * 100 = 23,5 Kg 
 
Massa equivalente a 23,5 Kg de água 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 21
Energia de Frenagem e a Potência do Veículo 
Freios em cada eixo de veículo são projetados para absorver em torno de 50 a 60 HP 
continuadamente (veículos pesados).Freios podem realizar este trabalho sem qualquer dano ao 
material de atrito, tambores e discos ou outros componentes periféricos do freio. 
Entretanto, quando os freios são exigidos a absorver acima do especificado o material de 
fricção pode queimar e desintegrar-se, os discos e tambores sofrerão choques térmicos cíclicos, 
advindo à fadiga térmica e consequentemente as trincas que levam disco e tambores à falha 
total. 
 
 
 
Conclusão: 
 
1- Um motor com 100 HP pode acelerar um veículo à velocidade de 96 Km/h em 1 minuto 
 
2- Os freios são exigidos para freiar o mesmo veículo a 96 Km/h em 6 segundos 
 
3-Os freios devem absorver e dissipar energia equivalente a 10 vezes a potência do motor, ou 
seja, 1000HP. 
 
Trabalho para entregar. 
Devido a forte tendência no mercado de aumentar a capacidade de carga e potência dos 
veículos, a diretoria de uma montadora local decidiu lançar um novo modelo repotenciado e 
mais capaz. A concorrência praticamente obrigou a empresa utilizar o mesmo sistema de freios 
na plataforma antiga sem considerar a velocidade e peso. 
 
Característica do veículo: 
 Veículo 1984 Veículo 2000 
Velocidade 126 km/h 150 km/h 
Peso 3170 kg 3500 kg 
 
Após 3 meses de lançamento houve reclamações dos usuários com a baixa durabilidade das 
pastilhas, trincas nos discos e coifas queimadas: 
CCoommoo oo tteemmppoo aaffeettaa aa PPoottêênncciiaa 
Potência de 100HP Potência de 100HP 
Parado 
um minuto 
96 Km/h 
Potência requerida de 1000HP 
Potência de 100HP 
6 segundos 
96 Km/h 
parada 
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- Você como responsável pela empresa fornecedora de freios novos, que argumento usaria para 
justificar-se junto à montadora? 
 
Transformação de Energia Cinética em Energia Térmica 
 
 
 
 <discoquente> 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Elementos do desempenho de frenagem. 
 
 
Sistemas de Freios 
 
Princípios fundamentais do sistema 
 
- Função do sistema de Frenagem. 
Um veículo é levado para uma rodovia naturalmente pelas forças de tração produzidas pelos 
pneus. Qualquer força de frenagem, esterçamento ou aceleração deve ser gerada por pequenas 
áreas de contato do pneu na superfície da pista. Somente forças iguais ou menores do que o 
produto da força normal e o coeficiente de atrito pneu/pista podem ser transmitidos pela 
superfície do pneu à roda. Até mesmo um sistema ideal de frenagem não pode utilizar mais 
tração do que o pneu e a pista possam dar. 
A operação segura de um veículo motorizado requer um continuo ajuste de sua velocidade para 
circular nas condições de trafego. Os freios e pneus com o sistema de direção são os mais 
importantes elementos na precaução de um acidente crítico. Eles devem trabalhar perfeitamente 
com segurança sob qualquer operação adversa, incluindo pistas escorregadias, molhadas ou 
secas, quando o veículo estiver vazio ou totalmente carregado, quando a pista é reta ou curva, 
com pastilhas novas ou totalmente desgastadas (fim de vida), com freios molhados ou secos, 
Projeto 
Manufatura Competição 
Montagem 
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quando aplicado por um motorista novato ou experimentado. Quando a frenagem ocorre em 
pista lisa ou aderente, ou quando o trailer puxar. 
A utilização geral de um freio pode ser formulada em termos de três funções básicas. 
 
 O sistema de freio deve prover o seguinte: 
 
1. Desacelerar um veículo até parar. 
2. Manter a velocidade do veículo durante a operação de descida de uma ladeira 
3. Sustentar o veículo estacionado em uma rampa 
 
Desaceleração envolve a transformação da energia cinética ou potencial do veículo em energia 
térmica. Importantes fatores de engenharia de projeto de freios devem ser inclusos 
considerando a estabilidade de frenagem, distribuição de forças de frenagem, coeficiente de 
atrito pneu/pista de utilização, frenagem em curvas, modulação do esforço de pedal, distancia 
de parada, frenagem em "fade", e desgaste do freio. 
Manter a velocidade do veículo em descida de serra significa transformar energia potencial em 
térmica. Importantes considerações devem ser feitas para a temperatura do freio, material de 
atrito em fade, vaporização do fluido de freio em freios hidráulicos, e ajuste de freios quando 
forem pneumáticos. 
 
Sustentar um veículo estacionado em uma rampa com freio de estacionamento é principalmente 
um problema de força de transmissão entre a aplicação da alavanca de transmissão e o pneu. 
Entretanto, desde que um freio de estacionamento pode ser utilizado como freio do veículo em 
uma parada de emergência, ambos os fatores térmico e dinâmico veículo devem ser 
considerados pela engenharia de projetos. 
 
Importantes fatores de engenharia de projeto de freios devem ser inclusos considerando a 
estabilidade de frenagem tais como; 
 
Distribuição de forças de frenagem, 
 
Coeficiente de atrito pneu/pista de utilização, 
 
Frenagem em curvas, 
 
Modulação do esforço de pedal, 
 
Distancia de parada, 
 
Frenagem em "fade“ 
 
Desgaste do freio 
 
 
Importantes considerações devem ser feitas para a temperatura do freio 
 
Material de atrito em fade , 
 
Vaporização do fluido de freio em freios hidráulicos, 
 
Ajuste de freios quando forem pneumáticos, 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 24
Sustentar um veículo estacionado em uma rampa com freio de estacionamento é principalmente 
um problema de força de transmissão entre a aplicação da alavanca de transmissão e o pneu 
 
A função básica do sistema de freios é reduzir a velocidade do veículo, para manter sua 
velocidade durante a descida de uma rampa, sustentar um veículo estacionado após ter parado 
na ausência do condutor e na situação de emergência (Por Ex.: Falha em um circuito do 
sistema) ser capaz de desacelerar o veículo até parar. 
 
 
 
Logo, estas funções básicas do sistema devem ser executadas durante uma operação 
normal dos freios, e para um menor desempenhode frenagem possível, durante uma 
falha no sistema de freio 
 
Consequentemente, freios podem ser agrupados da seguinte forma: 
 
1 Utilizados para toda situação de frenagem normal => designado como freio de serviço, 
 
2 Quando se utiliza a capacidade parcial do sistema de freio devido alguma falha no 
sistema (sistema secundário) => freio de emergência, 
 
3 Quando o veículo deve ficar estacionado na ausência do motorista=> designado como 
freio de estacionamento 
 
 
 
 
 Princípios Fundamentais 
 
COMO FUNCIONA O SISTEMA DE FREIOS. 
 
Sabemos que os automóveis utilizam no seu sistema de freios o fluido. Sua utilização vem 
sendo pesquisada e aperfeiçoada desde que o Sr. Blaise Pascal, filósofo, físico e matemático 
francês, nascido em 19 de junho de 1623, estudou pressões hidráulicas e descobriu fundamentos 
importantíssimos, denominados “LEIS DE PASCAL”. 
Uma destas leis diz o seguinte: 
 
 
 
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“A pressão exercida sobre um liquido em câmara selada transmite-se por igual em todas as 
direções”. 
 
 
 
A proporção adequada na relação esforço de pedal X deslocamento no sistema de freios é 
de 8:1 
 
CONSIDERAÇÕES DE NATUREZA FÍSICA, PARA O CÁLCULO DO PROCESSO 
DE FRENAGEM. 
O funcionamento do freio hidráulico tem por base a aplicação da “Lei de Pascal”. 
O motor desenvolve uma potência que leva o veículo do estado de repouso até a respectiva 
velocidade. Essa potência precisa ser total ou parcialmente transformada quando se deseja 
diminuir a velocidade do veículo ou pará-lo totalmente, tarefa que cabe ao freio. 
O freio atua no sentido de transformar a energia cinética do veículo em calor, através do atrito. 
ESQUEMA DE UM SISTEMA DE FREIO CONVENCIONAL 
 
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Considerações de natureza física, para o cálculo do processo de frenagem. 
 
Aplicando-se a relação de conforto por eixo 
Para produzir um dado deslocamento S’ de um volume de fluído requerido para um 
determinado cilindro mestre. 
 
 
 
Para freios a Tambor 
 
 
Aplica-se a seguinte relação: Fluido Requerido/Eixo = 8 x S’ x área do cilindro de roda. 
 
Tipos de projeto de freios: Disco e Tambor 
 
Neste capitulo serão apresentados as vantagens e desvantagens dos projetos usados para freios 
hidráulicos a tambor e disco. Curso da sapata, desgaste e ajuste, auto energização, auto 
travamento, e a geração do torque de frenagem serão discutidos. A adoção de equações para 
compor a geração do torque dos freios a disco e tambor é apresentada 
 
 Diferentes projetos de freios 
 
 Freio a tambor 
 
As características do tipo de atrito de freios usados em aplicações automotivas podem ser 
classificadas em radial ou tambor e axial ou freio a disco. Freios a tambor típicos subdividem em 
banda externa e sapatas de freios externos. Sapatas de freios tipicamente subdividem-se em de 
acordo com os seguintes arranjos: leading - trailing (guiada - arrastada), two leading, ou freios 
duo-servo. Os freios a tambor podem ser divididos de acordo com o tipo de ancoragem da 
sapata em sapatas suportadas por apoio deslizante paralelo ou inclinadas, ou sapatas pivotadas. 
O suporte de apoio sustenta a extremidade da sapata, o qual permite o deslizamento relativo 
sobre o apoio fixo. A atuação da sapata de freio pode ser agrupada em cilindro de roda 
hidráulico, cunha, came, e atuação por alavanca mecânica. 
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Freio a tambor 
 
 
 
As classificações básicas de sapatas para freios hidráulicos são ilustradas na figura 21. No caso 
de montagem sapatas leading-trailing e two-leading cada sapata de freio tem seu próprio 
suporte ou ancoragem no suporte fixo do freio (espelho). 
Com o freio duo-servo somente a sapata secundária é ancorada no suporte fixo do freio 
(espelho), em alguns casos pivotada. A sapata primária é empurrada contra a base da sapata 
secundária através do qual aumenta o torque efetivo do freio duo-servo. 
 
O conceito do arranjo de projeto Guiado-Arrastado. 
 
Sapata Primária (Guiada) : Tende a se mover no sentido de rotação do tambor 
 
Sapata Secundária (Arrastada) : Recebe a ação do cilindro de roda contrário ao sentido de 
rotação do tambor. 
 
 
 
 
 
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Sapatas do sistema a tambor. 
Os freios a tambor podem ser divididos de acordo com o tipo de ancoragem da sapata em 
sapatas suportadas por apoio deslizante paralelo ou inclinada, ou sapatas pivotadas O suporte 
de apoio sustenta a extremidade da sapata, o qual permite o deslizamento relativo sobre o apoio 
fixo 
 
 
 
 
 Sapata apoio deslizante Sapatas pivotadas 
 
Freio a tambor 
A atuação da sapata de freio pode ser agrupada em cilindro de roda hidráulico, cunha, came, e 
atuação por alavanca mecânica 
Tipos de atuação 
 
 
 
Sistema de freio Tambor: 4 diferentes arranjos de projetos de freios 
 
1. Simplex - Sapatas de freios; 1 Guiada, outra Arrastada 
 
2. Duplex - Sapatas de freios; 2 Guiadas ou, (depende do sentido)2 Arrastadas 
 
3. Duo-Duplex - Sapatas de freios; 2 Guiadas ou, (indep. do sentido)2 Guiadas 
 
4. Duo-Servo - Sapatas de freios; 1 Guiada, 1 Duplamente guiada. (indep. do 
 sentido) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
cilindro de roda hidráulico cunha came alavanca mecânica
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1. Simplex - Sapatas de freios; 1 Guiada, outra Arrastada 
 
É a configuração mais simples adotada de freio a tambor. 
Ao inverter o sentido de rotação do tambor, a sapata secundária passa 
a ser primária e a primária, passa a ser secundária 
 
 
 
 
 
 
2. Duplex - Sapatas de freios; 2 Guiadas ou, (depende do sentido)2 Arrastadas 
 
Possui dois cilindros de roda 
Cada um aciona uma das sapatas de maneira simultânea, e de tal forma 
que em um sentido de rotação do tambor, ambas são primárias e, no 
sentido oposto, as duas são secundárias. 
 
 
 
 
 
3. Duo-Duplex - Sapatas de freios; 2 Guiadas ou, (indep. do sentido)2 Guiadas 
 
Possui 2 cilindros de roda, que aplicam forças simultâneas nas sapatas de 
tal forma que o comportamento do sistema independe do sentido de 
rotação do tambor. 
 
 
 
 
 
 
4. Duo-Servo - Sapatas de freios; 1 Guiada, 1 Duplamente guiada. (indep. do sentido) 
 
Possui apenas 1 cilindro de roda 
A força aplicada na sapata primária recebe a reação do tambor que é 
transferida para a sapata secundária. Essa reação soma-se à própria ação do 
pistão na sapata secundária, provocando assim um maior desgaste na sapata 
secundaria 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 30
 
A peça dos componentes básica do projeto do freio duo-servo é ilustrada na figura 23. A força 
de reação da sapata primária na base da sapata é usada como a aplicação de força na sapata 
secundária atuando através do mecanismo de regulagem. A principal vantagem do freio duo-
servo é o seu alto torque de frenagem ou alto fator de freio para uma dada força de entrada do 
cilindro de roda empurrando a sapata separadamente. A maior desvantagem do projeto do duo-
servo é sua alta variação de torque de frenagem para pequenas variações no coeficiente do 
material de atrito. Por exemplo, coeficiente de atrito da lona aumenta 15% devido a umidade, 
condições térmicas, ou outros fatores operacionais podem afetar o torque resultante 
aumentandona faixa de 40% a 50%. Este aumento drasticamente desproporcional no torque do 
freio traseiro pode causar travamentos prematuros no freio traseiro e, assim, a perda total da 
estabilidade durante a frenagem. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 31
 
Freios a tambor têm predominantemente aplicação para sistemas de freios pneumáticos em 
veículos médios e pesados, veículos tratores, trailers na América. Acima de 90% dos veículos 
pesados equipados com freios pneumáticos usam o projeto atuado por S-came ou cunha. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 32
Os freios S-Came usam o projeto de sapata leading-trailing .As sapatas são aplicadas 
mecanicamente pela rotação do came elaborado na forma de um S, desta maneira são chamados 
de freio S-Came. Um típico projeto de S-Came para ser instalado em eixos de trailers é 
mostrado na figura 24. Sua principal parte é: leading (lado de cima) e trailing (base) da sapata, 
S-came, alavanca automática ajustavel (automatic slack adjuster), e câmara pneumática de 
freio. 
Figura 24 – Freio a tambor pneunático 
 
 
Fator de Freio 
 
Relação entre a força exercida pelo cilindro de roda na sapata e a força que a sapata exerce na 
parede do tambor. 
 
C*Ft/N 
 
ForçadaAumento
f
FFreiodeFator ⋅⋅⇒⋅=⋅⋅ 
 
Fator de freio para freio simplex
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Nivel de atrito lona
fa
to
r d
e 
fr
ei
o 
co
rr
es
po
nd
en
te
secundaria
Primária
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 33
 
 Figura 8 – Grafico do fator de freio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 34
Freio a disco 
Há dois tipos de freio a disco disponíveis atualmente; 
 
1. tipo fixo 
2. tipo flutuante 
 
FREIO À DISCO COM CÁLIPER DO TIPO FIXO 
 
Um típico projeto de Freio a disco é ilustrado na figura 26. O rotor ou disco roda através de um 
caliper. O embolo força as pastilhas contra o disco e produz o torque do freio. 
 
O projeto de um caliper fixo é ilustrado na figura 27. O caliper é solidamente fixado no suporte, 
o qual possui dois ou quatro êmbolos que empurram as pastilhas. 
 
 
Freios a disco fixos possuem desgaste entre pastilhas internas e externas mais balanceadas com 
menos desgaste cônico do que os projetos de pinças deslizantes. Eles não requerem ancoragem 
ou articulação integral no suporte da pastilha. Eles são instalados com elementos de fixação 
padrão, não possui buchas, olhais ou suporte para prender molas, e necessitam de pouca 
manutenção. 
 
 
 
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Um típico projeto de Freio a disco deslizante é mostrado na figura 28. Somente um ou dois 
êmbolos são usados no lado interno. 
 
 
A pressão hidráulica empurra o embolo e a pastilha contra o disco e simultaneamente o êmbolo 
da carcaça empurra em direção oposta aplicando a pastilha externa contra o disco. Freios a 
disco deslizante oferecem um grande número de vantagens sobre o projeto de pinça fixa. Eles 
são facilmente instalados no espaço disponível das rodas porque não possuem embolo no lado 
externo do freio. Eles estão menos sujeitos ao aquecimento do fluido de freio quando da 
operação do que a pinça fixa, desta maneira existe menor risco potencial de vaporização do 
fluido de freio, quase sem pontos de vazamentos, e de fácil manutibilidade quando é necessário 
executar a sangria. 
 
Outro típico projeto de Freio a disco deslizante é mostrado abaixo. Somente um ou dois 
êmbolos são usados no lado interno. 
 
Carcaça perfil barra de reação (Reaction Beam) 
 
 
 
Freios a disco deslizante oferecem um grande número de vantagens sobre o projeto de pinça 
fixa. 
 
1. Eles são facilmente instalados no espaço disponível das rodas porque não possuem 
embolo no lado externo do freio; 
2. Eles estão menos sujeitos ao aquecimento do fluido de freio quando da operação do que 
a pinça fixa; 
3. Em conseqüência da anterior existe menor risco potencial de vaporização do fluido de 
freio; 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 36
4. Quase sem pontos de vazamentos; 
5. Fácil manutibilidade quando é necessário executar a sangria. 
 
As maiores desvantagens do freio a disco deslizante são o potencial torque residual gerado 
devido o insuficiente retorno das pastilhas porque uma única gaxeta de um embolo deve prover 
folga suficiente para as duas pastilhas. Há um aumento potencial na ocorrência do squeal 
(ruído) devido ao grande numero de graus de liberdade deste projeto quando comparado com 
projeto de pinças fixas, e ainda em alguns projetos a eficiência é reduzida devido à corrosão das 
superfícies deslizantes. Atualmente todas as pinças modernas possuem a buchas guias seladas e 
lubrificadas para inibir contaminação e corrosão. Os problemas citados tendem a ser mais 
pronunciado para freios a disco com êmbolos maiores do que 2 ou 2,25 polegadas no diâmetro. 
Caminhões para cargas médias nos E.U.A geralmente usam freios à disco nas quatro rodas em 
conexão com sistema pressurizados hidraulicamente. 
 
 
VARIANTES CONSTRUTIVAS DE CÁLIPER E DISCO DE FREIO: 
 
O projeto de Freio a Disco quanto ao arranjo Guiado 
- Arrastado 
 
Freios a disco deslizante devem ser montados verificando 
o sentido de rotação do disco para manter o arranjo do 
lado guiado e arrastado correto conforme estabelecido no 
projeto. 
 
 
 
 
Dependendo do lado de instalação do suporte fixo, as folgas de 
montagem entre sede da pinça e pino do suporte, devem seguir 
rigorosamente as dimensões especificadas no desenho do produto. 
O lado guiado possue uma folga de montagem mais justa, enquanto 
que o arrastado possue maior folga. 
Durante a montagem há ações especificas para evitar a montagem 
invertida entre a pinça e o suporte. 
A ocorrência deste erro pode provocar a falha do sistema com a 
quebra do suporte. 
 
 
 
Os sistemas de freio à disco podem ser divididos em 2 grandes 
grupos quanto à configuração construtiva do cáliper ou popularmente conhecido como “pinça 
de freio”. A “pinça de freio” é a parte que contém o(s) êmbolo(s). No cáliper ficam alojadas nas 
pastilhas de freio. A força gerada pelo êmbolo é transmitida às pastilhas que atuam no disco de 
freio proporcionando um torque de frenagem. Os freios à disco foram projetados para equipar 
os freios das rodas dianteiras dos veículos, mas devido à sua eficiência, praticidade e baixo 
custo de manutenção estão sendo, também, largamente empregados nos freios das rodas 
traseiras dos veículos, como também em veículos de médio e grande porte. 
 
O primeiro grupo de freio à disco é o tipo Fixo. O segundo grupo é chamado de freio à disco 
tipo Flutuante. As vantagens, configuração e aplicação destes tipos de freio serão examinadas a 
seguir. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 37
O rotor, ou popularmente conhecido como disco de freio, é dividido basicamente em dois 
grupos: tipo Ventilado ou tipo Sólido. 
 
 
Freio a disco Deslizante: Desvantagens 
 
As maiores desvantagens do freio a disco deslizante são: 
 
1. O potencial torque residual gerado devido o insuficiente retorno 
das pastilhas porque uma única gaxeta de um embolo deve prover 
folga suficientepara as duas pastilhas. 
 
2. Há um aumento potencial na ocorrência do squeal (ruído) devido 
ao grande numero de graus de liberdade deste projeto quando 
comparado com projeto de pinças fixas, e ainda em alguns projetos 
a eficiência é reduzida devido à corrosão das superfícies 
deslizantes. 
 
3. Atualmente todas as pinças modernas possuem buchas guias seladas 
e lubrificadas para inibir contaminação e corrosão. 
 
 
Obs: Os problemas citados tendem a ser mais pronunciado para freios a 
disco com êmbolos maiores do que 2 ou 2,25 polegadas no diâmetro. Caminhões para cargas 
médias nos E.U.A geralmente usam freios à disco nas quatro rodas em conexão com sistema 
pressurizados hidraulicamente 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 38
- FREIO À DISCO COM CÁLIPER DO TIPO FIXO 
 
 
 
Este conjunto é constituído por uma estrutura sólida fixada por parafusos. E caracterizada por 
um circuito hidráulico longo. Na configuração de cáliper do tipo fixo, existem êmbolos dos dois 
lados do disco de freio, razão pela qual o circuito hidráulico é mais elaborado. Neste tipo de 
freio à disco a sangria é mais difícil de ser realizada, devido à configuração do circuito 
hidráulico dentro da carcaça do cáliper. Este circuito fica mais suscetível a entrada de ar. 
 
 
Em conseqüência de o sistema ser composto por uma estrutura sólida e de difícil acesso às 
pastilhas, a manutenção é mais trabalhosa. 
 
 
Utilizando a montagem do tipo fixo, minimiza-se a possibilidade de surgir ruídos durante a 
frenagem, já que a estrutura fixa é mais robusta e não está sujeita a vibrações provenientes da 
união de uma ou mais peças. Também devido à um conjunto maior, é esperado que o custo 
deste sistema seja alto. 
 
 
Embora não faça parte do escopo deste trabalho discutir sobre as pastilhas, as mesmas podem 
ser ancoradas ao cáliper ou “pinadas”. 
 
 
Uma vantagem proporcionada pelo sistema de freio tipo fixo é que o desgaste das pastilhas 
internas e externas é mais homogêneo. 
 
O cáliper de freio do tipo fixo possui pistões de ambos os lados do disco, proporcionando um 
torque residual de frenagem muito baixo, comparado com o outro sistema que será visto 
posteriormente. Isto ocorre porque os êmbolos possuem gaxeta quadrada de ambos os lados, 
permitindo o retorno rápido do êmbolo, chamado de roll back, assim que a pressão da linha é 
reduzida em conseqüência do alívio do esforço no pedal realizado pelo motorista. 
 
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A figura abaixo ilustra um freio do tipo fixo com 2 êmbolos de cada lado (C). Também é 
possível perceber que o cáliper é formado por uma única estrutura rígida. 
 
Devido às características mencionadas anteriormente, os freios do tipo fixo são utilizados em 
aplicações que necessitem alto desempenho ou veículos que demandem alta energia de 
frenagem. 
 
FREIO À DISCO COM CÁLIPER DO TIPO FLUTUANTE 
 
Uma outra variação construtiva que passa a ser discutida agora é o freio à disco do tipo 
Flutuante ou Deslizante. Nesta configuração de freio, existe um êmbolo de apenas um lado do 
disco, normalmente do lado interno. Ao contrário do sistema tipo Fixo, que foi abordado no 
item anterior, o cáliper não é formado por uma peça única. 
 
A pinça de freio é composta por uma peça popularmente chamada de punho, que ancora a 
pastilha de freio do lado oposto ao êmbolo. O cáliper propriamente dito é uma peça que 
complementa o punho. O acionamento do freio ocorre de maneira similar ao sistema do tipo 
fixo. Entretanto, devido à ausência de êmbolo nos 2 lados do disco, existem particularidades. O 
êmbolo aciona a pastilha interna contra o disco de freio, ocorrendo um movimento de reação 
que empurra a carcaça para trás, puxando a pastilha externa contra o disco. A figura a seguir 
ilustra o funcionamento do freio tipo flutuante. 
 
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Esta configuração construtiva possui a vantagem de poder ser instalada em espaços reduzidos, e 
sendo relativamente leve. 
 
 
O fato do punho não ser ancorado na lateral ocasiona um desgaste irregular da pastilha interna 
em relação a externa, principalmente em veículos leves. 
O deslocamento relativo do punho e do cáliper (lado do êmbolo) é guiado por uma haste que 
possui acabamento superficial elevado, com a finalidade de reduzir atritos. Estas guias podem 
ser do tipo seladas ou com guias abertas. As guias seladas permitem utilização de pastilhas com 
formatos diferentes no lado interno e externo, com a desvantagem de permitir entrada de 
sujeira, que ocasionam aumento do arraste (torque residual). As guias seladas permitem um 
funcionamento sempre isento de atrito. 
 
 
 
O torque residual nestes freios é maior, se comparado com o sistema de freios do tipo Fixo. Isto 
ocasiona um arraste maior. Este arraste corresponde ao intervalo de tempo em que o motorista 
liberou o pedal, mas a pastilha de freio ainda esta em contato com o disco gerando atrito e um 
torque residual de frenagem. 
 
 
 
Na figura a seguir pode se observar a haste guia, o punho, o êmbolo e o sangrador, que 
corresponde ao conjunto completo de um sistema de freio do tipo flutuante. 
 
 
 
 
 
 
Atualmente, o freio a disco do tipo flutuante é o mais utilizado comercialmente, principalmente 
devido às suas dimensões reduzidas e a boa relação custo X benefício. 
A partir de agora, será analisado o tipo de rotores disponíveis atualmente, que podem ser do 
tipo ventilado ou sólido. O tipo de rotor a ser utilizado esta basicamente ligado a dois fatores: 
custo objetivo e desempenho de frenagem requerido. 
 
 
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Freio a Disco Pneumático 
 
Freios a disco pneumáticos usando projeto de pinças deslizante são ilustrados na figura 29 
mostrando o disco ventilado, mecanismo de acionamento blindado, alavanca automática de 
ajuste, e câmara pneumática. A rotação da alavanca automática de ajuste (slack adjuster), gira 
uma espiga com rosca, o qual cria um deslocamento axial forçando as pastilhas interna e externa 
contra o disco. Abrindo-se com giro a pinça a troca das pastilhas é feita com facilidade. 
 
 
 
Tipo com alavanca automática de ajuste com deslocamento axial 
 
 
 
 
Tipo com alavanca de atuação direta no caliper 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A rotação da alavanca automática de ajuste (slack adjuster), gira uma espiga com rosca, o qual 
cria um deslocamento axial forçando as pastilhas interna e externa contra o disco. Abrindo-se 
com giro a pinça a troca das pastilhas é feita com facilidade. 
 
 
DISCO DE FREIO SÓLIDO 
 
Há dois tipos de rotores disponíveis atualmente; 
 
3. tipo sólido 
4. tipo ventilado 
 
O rotor sólido tem uma capacidade limitada de absorver a energia liberada durante uma 
frenagem. A falta de um sistema, ou mecanismo adequado, para facilitar a troca de calor com o 
meio (ar) faz com que este sistema tenha desempenho de frenagem reduzido, isto porque após 
frenagens seguidas, o disco já não consegue mais liberar a energia absorvida (rejeitar calor) e 
perd 
e a capacidade de frenagem, ocasionando o “fading” e o aumento da distância requerida para 
frenagem. 
 
A vantagem deste tipo de rotor esta na facilidade de fabricação. A simplicidade do processo de 
fabricação garante um baixo custo do produto final. 
Na figura acima, um rotor do tipo sólido, sem qualquer mecanismo adicionalque auxilie na 
troca de calor com o meio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Disco ventilado, 
 
 
• Mecanismo de acionamento blindado, 
 
 
• Alavanca automática de ajuste, 
 
 
• Câmara pneumática. 
 
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DISCO DE FREIO VENTILADO 
 
Os rotores do tipo ventilado podem contar com diversos mecanismos, para auxiliar a troca de 
calor com o meio. 
 
 
Devido a essa alta capacidade de troca de calor, é o sistema de melhor performance para 
competição, embora também utilizado em automóveis de produção. Não é o objetivo deste 
capitulo discutir seus diferentes materiais. 
 
A Wilwood produz mais de 120 tipos de geometrias diferentes para rotor do disco. 
Basicamente, são 3 as geometrias: 
a) rotores que se assemelham aos rotores de uma bomba, rodando para sugar ou 
expulsar o ar (mais utilizados em competições); 
b) rotores com palhetas retas (mais utilizados na rua); 
c) rotores com pinos. 
 
Cada uma das diferentes geometrias desempenha bem sua função para um dado custo de 
produção. Porém, a maioria dos rotores para freios de competição se assemelha aos rotores de 
uma bomba. 
 
A função principal dos furos nos discos é a de redução de peso. De acordo com a Wilwood e a 
Brembo, os furos atrapalham a refrigeração e diminuem a vida do disco. Já os canais ou trilhos 
no disco apareceram no tempo em que amianto ainda era usado como material de atrito. Este e 
materiais orgânicos tendem a se “esfarelar” e sujar o disco, diminuindo assim sua performance. 
Os canais limpam estes restos de pastilha que sobram no disco. Canais e furos se tornaram 
populares para uso na rua simplesmente por seu valor estético. 
 
Os elementos chave para desenvolver um rotor de alta performance são: 
a) o diâmetro do rotor; 
b) a resistência do material ao contínuo processo de aquecimento e resfriamento; 
c) a estabilidade do material a choques térmicos; 
d) eficiência do rotor na dissipação de calor causada pelo atrito entre disco e 
pastilha; 
e) fazer o rotor o mais leve possível para reduzir massa não suspensa e massa 
girante. 
 
 
 
 
 
 
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FADIGA TÉRMICA. TRINCAS TÉRMICAS E CHOQUE TÉRMICO 
 
A frenagem proporcionada por um sistema de freios a disco induz esforços mecânicos e 
térmicos no rotor. Ocorrem os seguintes gradientes de temperatura no rotor devido a frenagem. 
• Diferença de temperatura circunferencial, devido ao resfriamento do 
disco a partir do término do contato da pastilha, até que se inicie o contato 
novamente: 
• Diferença de temperatura do centro até a extremidade da espessura, 
devido ao resfriamento mais lento do núcleo e o resfriamento superficial 
mais rápido (sentido transversal do disco). 
 
 
<<ddiissccooqquueennttee11>> 
 
A figura abaixo mostra como a temperatura varia em 4 pontos diferentes (A, B, C e D) em 
função do tempo. Pode-se notar que após um determinado tempo todos os pontos atingem a 
mesma temperatura e passam a ter a mesma variação. Antes deste ponto a temperatura varia 
diferentemente para cada ponto. 
 
 
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A primeira figura mostra a deformação em escala, que aparece no disco após ser submetido aos 
esforços de frenagem. A segunda figura mostra as tensões residuais que surgem no disco 
durante resfriamento. A última figura mostra o surgimento da trinca após frenagem. 
 
 
Estes gradientes de temperatura induzem esforços ou tensões no disco. As maiores tensões que 
podem ser induzidas ao disco devido este gradiente de temperatura é a tensão induzida por 
aquecimento seguido de rápido resfriamento, que pode ocorrer dependendo das condições de 
dirigibilidade. 
 
Dois fenômenos térmicos levam ao surgimento de tensões residuais e esforços no disco, 
ocasionando trincas: 
 
 Choques Térmicos; que pode ocorrer tanto por aquecimento excessivo quanto 
no aquecimento seguido por resfriamento brusco em uma única freada; 
 
 Fadiga Térmica; ocorre após diversos ciclos de aquecimento e resfriamento 
severos, resultando em tensões residuais que excedem o limite de resistência do 
material do disco. 
 
 
 
 
 
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Abaixo, uma figura exemplifica o mecanismo de formação da trinca no disco de freio. 
 
 
 
A análise do mecanismo do aparecimento trincas a partir de tensões residuais mostra que um 
dos principais requisitos que um disco de freios deve possuir é uma alta condutibilidade térmica. 
Desta maneira, pode-se reduzir os gradientes de temperatura entre a superfície e o interior do 
disco. 
No gráfico a seguir, pode-se notar que quanto maior a condutibilidade térmica do material, 
menor será o comprimento da trinca, comprovando a afirmação anterior. 
 
 
 
Um dos métodos utilizados para aumentara condutibilidade térmica e conseqüentemente o 
aparecimento de trinca no Fofo cinzento e a adição de Carbono. Entretanto, quando se aumenta 
a quantidade de Carbono no Fofo cinzento, perde-se a uma característica desejada que é a 
resistência mecânica. O gráfico abaixo evidencia o aumento da condutibilidade térmico do 
material com a adição de Carbono. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Adicionando elementos de liga ao material, como por exemplo, Vanádio, Cromo e Molibdênio 
podem-se aumentar a resistência do Fofo cinzento, porém a adição destes elementos causa um 
efeito contrário ao do Carbono, ou seja, reduzem a condutibilidade térmica do material. 
Portanto, é necessário adicionar um destes elementos de liga na menor quantidade possível. 
Existe um compromisso entre resistência mecânica e condutibilidade. 
A composição química do material que consegue satisfazer a estas necessidades só pode ser 
determinada empiricamente. A tabela seguir mostra a composição de vários materiais testados e 
suas respectivas propriedades físicas e mecânicas. 
 
 
 
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Para determinar a melhor composição química um teste foi proposto no Paper: “Development 
of High Thermal Conductivity Cast lron for Brake Disk Rotors”. 
 
Utilizou-se o disco de freio do veículo Nissan 300ZX, com diâmetro de 280 mm e espessura de 
30 mm. Os discos de freio foram fabricados com as características de cada material proposto na 
tabela da página anterior. 
 
Os demais parâmetros do teste eram: rotação do disco correspondente a uma velocidade do 
carro de 260 Km/h. Desaceleração do disco equivalente a uma desaceleração no veículo de 0,2 
g. Foram realizadas 100 desacelerações nestas condições. 
 
 
 
Após a conclusão do estudo realizado, foram feitas análises dos discos de freio e comparado 
com a composição química dos mesmos. Todos as propriedades do disco foram analisadas e 
chegou-se a seguinte conclusão: 
 
 Não há relação entre a resistência do material e a formação de trincas; 
 Rotores fabricados com Fofo de alta condutibilidade térmica ao acrescentar Molibdênio 
em uma certa quantidade reduziam o comprimento da trinca, porém este efeito reduzia quando 
se aumentava a quantidade e iniciava formação de bainita na matriz da estrutura; 
 
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 A composição ideal do Fofo para um disco de freio com diâmetrode 260 mm e 
espessura de 30 mm é a seguinte: 
 
 Carbono 3,7 a 4% 
 Silício :1,4 a 2% 
 Molibdênio 0,5 a 0,6% 
 
 
Na figura a seguir, pode-se ver claramente uma trinca provocada por choque térmico, em 
função de superaquecimento do material do disco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MONTAGEM E MANUTENCÀQ DE DISCOS DE FREIO. 
 
A manutenção do sistema de freios a disco compreende a verificação e, quando necessário, 
efetuar a substituição de componentes que possuem desgaste. Devido a importância que o 
sistema de freios possui no automóvel, deve-se observar o seguinte: 
 
 
1 - Substituir os discos de freio quando atingirem as espessuras mínimas, que varia em função 
do fabricante e do modelo do disco de freios. A partir da espessura mínima, o disco não tem 
mais condições de garantir os requisitos especificados em projeto; 
 
 
 
• Verifique se os discos estão empenados, se apresentam sulcos empenamento na 
superfície, ou ainda, rebarbas nas suas borda Verifique também a espessura dos discos. 
 
• Se houver sulcos, espelhamento ou rebarbas na superfície d disco, deve-se então 
retificá-lo para que haja um perfeito assentamento das pastilhas. Este processo também vai 
evite ruídos e desgaste excessivo e irregular das pastilhas. 
 
2- Na troca de pastilhas sempre substituir ou retificar os discos de freio, para garantir o 
paralelismo entre as faces e também assegurar que também que a área de contato da pastilha 
com o disco seja preservada; 
 
 
3 - A espessura dos discos de freio do mesmo eixo deve ser igual para garantir que o curso no 
pedal não aumente em função d deslocamento do cilindro de roda um pouco maior em um dos 
lados assegurando uma torque de frenagem homogêneo em ambos os lados; 
 
 
4-Trocar sempre os discos de freio e as pastilhas de freio do mesmo eixo, pois a força de 
frenagem, varia em função do material de atrito; 
 
 
5- Lavar os discos de freio com desengraxante antes de ser montado no veículo, para garantir 
que o coeficiente de atrito entre o disco e a pastilhas seja suficiente para proporcionar o torque 
de frenagem requerido; 
 
 
6 - Limpar as faces de contato entre o disco de freio e o cubo, como indicado na figura, 
retirando todas as oxidações e rebarbas da face de encosto do cubo. 
 
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7-Evitar contaminar a superfície dos discos e das pastilhas de freio durante o manuseio. O disco 
de freio suporta, durante as frenagens altas temperaturas e esforços mecânicos extremos, O uso 
de discos de freio com espessura abaixo da mínima especificada pelo fabricante poderá 
ocasionar sérios problemas, como: 
 
• Maior possibilidade de superaquecimento dos freios devido á menor quantidade 
de material; 
 
• Menor resistência mecânica da peça, podendo ocorrer empenamento, trincas ou 
até mesmo a quebra total do disco de freio; 
 
• Travamento do êmbolo da pinça de freio. 
 
O aparecimento de vibrações no veículo durante as frenagens não está relacionado somente aos 
discos de freio, há outras causas listadas a seguir, que contribuem para o problema da vibração: 
 
Após montado no veículo, a oscilação máxima (paralelismo) permitida no conjunto disco /cubo 
/rolamento não deve exceder aos seguintes valores: 
Automóveis: 0, l0 mm. 
 
Pick-Up (A/C/D - 10/20, F-1000, F-4000, etc): 0,13 mm 
 
Para realizar esta medição, deve-se fixar o disco de freio ao cubo (com os próprios parafusos da 
roda) e encostar a ponta de contato do relógio comparador 5 mm abaixo da borda do disco de 
freio. Girando a face do disco, faz-se a leitura do relógio comparador, como indicado na figura: 
 
 
• A folga axial nos rolamentos das rodas não deve exceder a 0,054mm, caso contrário 
deverão ser substituídos ou se for possível reparados. Para medir a folga axial nos rolamentos 
de roda, deve-se empurrar o cubo para trás, encostando a ponta de contato do relógio 
comparador no centro da face do cubo, puxando o rolamento para frente e fazendo a leitura, 
como indicado na figura: 
 
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• A oscilação lateral (paralelismo) do cubo não deve exceder a 0,05 mm. Para medir a oscilação 
lateral do cubo, encoste a ponta de contato do relógio comparador próximo a sua borda. Deve-
se girar o cubo de roda e fazer a leitura, como indicado na figura abaixo. 
 
 
 
• Aplicação ou montagem incorreta dos rolamentos: 
 
• Impurezas na face de encosto do disco e cubo; 
 
• Desbalanceamento das rodas; 
 
• Problemas na suspensão; 
 
• Freio traseiro com tambor ovalizado, que não é objeto de estudo deste trabalho. 
 
Outro cuidado que deve ser tomado pelo usuário do veículo é com relação ao fluido de freio, 
 
O fluido de freio é basicamente uma composição de etileno-glicol, e não óleo, como muitos 
leigos imaginam. O fluido de freio tem uma característica higroscópica, ou seja, pode absorver 
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água. 
 
A substituição do fluido de freio deve ser feita periodicamente. A periodicidade varia em função 
das condições de uso do veículo. Em uso severo, a troca deve ser feita no período de 1 ano. 
Consultando o manual de serviço de uma montadora de automóveis, descobrimos que o prazo 
recomendado para troca é de 2 anos, 
 
A seguir será exemplificado o procedimento de troca das pastilhas de freio e do fluido utilizado 
em oficinas de reparo. Mais a frente será discutido o processo de montagem do sistema de 
freios em uma linha de montagem. 
 
• Retire a tampa do reservatório do fluido de freio e coloque um pano limpo e que não solte 
fiapos. Isso parque na movimentação das pinças, quando se retiram às pastilhas, pode espirrar 
um, pouco de fluido para fora. Não deixe cair fluido de freio na pintura, pois é corrosivo. 
 
 
• Em alguns casos, a fixação das pastilhas dentro da pinça de freio pode ser feita por pinos de 
sustentação (Fusca, por exemplo). Estes pinos seguram as pastilhas dentro da pinça, Para retirar 
os pinos, use um pequeno martelo e um punção (de diâmetro parecido ao do pino). Antes, 
porém, observe a existência de algum arame, ou outro elemento de fixação que pode estar 
preso aos pinos. Estes elementos de fixação podem ser removidos usando uma pequena chave 
de fenda. Veja a posição ideal para liberar os pinos (que saem batendo com o punção e 
martelo), que deve ser no sentido do seu lado mais fino para o mais grosso, caso contrário eles 
não saem. Retire a mola em cruz que dá pressão ás pastilhas. 
 
 
 
• Com isso, as pastilhas podem ser retiradas com as mãos ou com auxilio de alicate. Com as 
pastilhas já retiradas, aproveite para limpar a parte interior da pinça de freio, removendo o pó 
acumulado. Use um pincel ou mesmo jatos de ar comprimido. Cuidado com os olhos e evite 
fumar durante a operação, pois a fuligem das pastilhas de freio, em alguns casos, pode ser 
prejudicial à saúde. Evite aspirar esta fuligem. 
 
 
 
 
 
 
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• Com tudo limpo, observe o estado das peças em geral e, sobretudo do disco de freio. Muitas 
vezes, principalmente quando a troca de pastilhas foi muito adiada, o disco de freio pode ter 
sofrido um desgaste acentuado. Observam-se então, riscos acentuados ou até mesmo 
empenamento, que só poderão ser resolvidos através de uma retifica, ou em casos extremos, até 
mesmo sua troca completa. 
 
• Como as pastilhas novas têm maior espessura,é preciso recuar o(s) pistão (ões) da pinça, 
usando uma chave de fenda grande. Introduza a chave de fenda no interior da pinça e faça uma 
alavanca entro a pinça e o pistão. Um pouco de força e o pistão já está recuado deixando 
espaço para as novas pastilhas. 
 
• Antes, porém, é aconselhável limpar as bordas da pastilha nova para facilitar sua 
movimentação dentro da pinça. Isso também evite ruídos e diminui o tempo de assentamento da 
pastilha e do disco Morte as pastilhas, coloque os pinos, molas e os grampos. Em caso de 
dúvida na montagem, podo se observar a roda oposta (que ainda não foi desmontada). 
 
• Em alguns tipos de freio, principalmente em carros mais atuais, pinça de freio pode ser do tipo 
flutuante. Sua manutenção é muito fácil. A pinça, neste caso, é constituída por duas partes; um 
corpo fixo preso à suspensão, que serve de sustentação para a parte móvel. Esta por sua vez, 
contém as pastilhas de freio e o(s) pistão (ões), que, por serem móveis, comprimem as pastilhas 
contra o disco de freio. 
 
 
• Para desmontá-la observe sua fixação e construção. Em gera existem dois grandes parafusos 
(em geral de 15 a 19 mm) que prendem todo o conjunto a suspensão e dois parafusos menores 
(que podem ser de pequenas dimensões, tipo 10, 13 mm ou mesmo Allen). Estes pequenos 
parafusos prendem as partes móveis com a fixa, unindo as duas partes da pinça. 
 
 
 
 
 
 
 
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• Antes de retirar a parte móvel da pinça (soltando os parafusos pequenos), observe a existência 
de algum tipo de trava. Arame, grampos e outros tipos devem ser removidos usando uma 
pequena chave de tenda. Retire os parafusos, puxe a parte móvel da pinça (pode-se dar leves 
pancadas com o cabo de um martelo) e retire as pastilhas. Depois de limaras bordas da pastilha 
nova, é preciso recuar o(s) pistão (ôes). Para isso, prenda novamente a parte móvel da pinça 
(sem pastilhas), introduza uma chave de fenda grande e recue o(s) pistão (ões). Retire 
novamente a parte móvel, introduza as pastilhas novas e remonte tudo. Não esqueça das travas, 
grampos ou arames (se tiver). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Agora, aproveite para trocar o fluido de freio. Leia com atenção o manual do proprietário e 
observe a periodicidade da troca. Em geral, deve-se trocar o fluido de freio a cada ano, ou 
10.000 km. Escolha marcas conhecidas, ou as recomendadas pela montadora do seu automóvel. 
Não faça economia e, de preferência, escolha os fluidos de classificação Dot 3 ou Dot 4. Em 
especial, pode-se encontrar algum fluido de freio com denominação Dot 5, importado. 
 
 
• Comece o serviço pela roda mais distante do cilindro mestre, em geral a traseira direita. 
Coloque uma pequena mangueira no bico do sangrador e abra-o (soltando-o), usando uma 
chave de boca de pequena dimensão (de 8 mm, geralmente). Peça para um ajudante bombear o 
pedal de freio, enquanto o reservatório do cilindro mestre deverá ser abastecido com fluido 
novo, Ao término desta operação será caracterizada quando, pela mangueira ligada ao 
sangrador, sair fluido novo, ou seja, fluido de cor mais clara, O fluido de freio velho tem cor 
escura. 
 
• Depois que o circuito já estiver lavado (saindo fluido de freio novo), feche o sangrador, peça 
para o ajudante bombear o pedal e, depois, segurá-lo acionada. Então abra o bico sangrador. 
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Refaça esta operação (bombear o pedal com o sangrador fechado, segurar o pedal pressionado 
até o fundo, abrir e fechar o sangrador), até que não existam mais sinais de bolhas de ar. 
Cuidado, pois o sangrador é uma peça frágil e que pode se romper quando muito apertada. 
Refaça esta lavagem-sangria em todas as demais rodas restantes, deverão passar pelo mesmo 
procedimento, sempre partindo da roda mais distante até a mais próxima em relação ao cilindro 
mestre. Atenção especial ás pinças de freio duplas, inexistentes em carros nacionais, mas 
comum em importados, principalmente nos esportivos. A pinça de freio tipo fixa apresenta dois 
sangradores. Neste caso é preciso fazer sangramento nos 2 circuitos. 
 
 
MONTAGEM DO SITEMA DE FREIOS: 
 
Em uma montadora de automóveis, a montagem procede da seguinte maneira a tubulação, 
cáliper, disco de freio, booster, reservatório de fluido, cilindro mestre e pedaleira se encontram 
separados ao redor da linha. 
 
À medida que o carro vai percorrendo a linha de montagem estes componentes serão montados. 
O primeiro componente a ser montado na carroceria é o Booster que está fixado ao cilindro 
mestre. O reservatório de fluido também se encontra fixado ao cilindro mestre. 
A tubulação de freio ainda não é instalada neste momento. 
 
A seguir será instalado o disco de freio, sem o cáliper. O disco de freio é apoiado na flange do 
cubo de roda e é pré-fixado por uma arruela que entra por atrito no parafuso prisioneiro do 
cubo de roda e sustenta o disco até que o cáliper seja instalado dando sustentação para o 
conjunto. 
 
Nas próximas operações serão instalados os cálipers com os tubos flexíveis que se unem aos 
tubos rígidos que são montados na carroceria. Os cálipers já possuem as pastilhas montadas de 
freio. 
 
Paralelamente vai sendo montado o conjunto de freios traseiros, que não será detalhado por não 
fazer parte do escopo deste trabalho. 
 
Ao fim do processo de montagem, quando o sistema de freio estiver completamente montado, o 
sistema de freios deve receber o fluido e efetuar a sangria. Esta operação é realizada em uma 
máquina chamada multi-sangrador, que tem a função de encher o sistema com o fluido de freio, 
realizar a sangria e verificar se existem vazamentos no sistema. 
 
Um tubo flangeado é conectado ao reservatório do fluido de freio. Este tubo flangeado possui 
duas mangueiras na extremidade. Uma mangueira que fornece o óleo e outra mangueira que é 
responsável por criar uma depressão (vácuo) em todo o sistema de freios. No início do 
processo a máquina cria uma depressão em todo o sistema, ou seja, um vácuo que deve ser 
constante após um intervalo de tempo. Se este vácuo não se estabilizar será um sinal que o 
sistema esta se comunicando com a atmosfera em algum lugar e o carro deverá ser segregado. 
Se o vácuo se estabilizar, o processo continua, iniciando o fornecimento de óleo ao sistema. Ao 
final do processo o operador é avisado por meio de um aviso sonoro que a operação esta 
completa. Desta maneira, pode-se retirar o ar existente na tubulação e ao mesmo tempo 
fornecer óleo ao sistema. Esta operação tem duração de aproximadamente 1 minuto. 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 57
SUBSTITUIÇÃO DAS PASTILHAS DE FREIO PARA DISCOS SÉRIE “V” Pick-ups 
D-20 e F1000. 
 
 
 
1. Após a remoção das rodas dianteiras, solte o parafuso sangrador da pinça e engate no 
mesmo uma mangueira ligada a um recipiente para captar o fluido de freio que se escoará. 
Em seguida utilizando um grampo “C” retroceda os êmbolos da pinça, conforme demonstra 
a fig. 2. 
 
2. Remova o grampo de retenção e o pino trava, para que ao levantar a pinça possa retirar 
manualmente as pastilhas de freio usadas,conforme a fig. 3. 
 
3. Executada a limpeza ou os serviços necessários no disco de freio e na pinça, instale as 
pastilhas novas no suporte fixo e retorne a pinça á sua posição de trabalho colocando o pino 
trava levemente lubrificado, conforme a fig. 1. 
 
4. Antes de instalar o grampo de retenção no pino trava certifique-se de que as guias 
arredondadas das pastilhas internas estejam bem encaixadas em seu alojamento no suporte, 
caso contrário a pinça deverá ser novamente deslocada para reposicionar as referidas 
pastilhas.