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. 
 
 
 
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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.Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 58
REPARACÃO DO DISCO PARA UTILIZACÃO (ACAMAR) 
 
Os discos de freio devem ser acamados antes de ser utilizados sob condições de competição. 
Acamar o disco corretamente aumenta a vida do disco e o faz mais resistente às variações 
térmicas encontradas em condições severas de uso, O procedimento apresentado deve ser 
seguido para acamar o disco. 
 
Acamar o disco é diferente de acamar pastilha. Portanto o melhor para se acamar o disco é 
utilizar um conjunto de pastilhas usadas, para que elas não acumulem calor muito rápido. Gerar 
calor muito rápido causaria um choque térmico no disco. Da forma análoga, para acamar as 
pastilhas, deve-se utilizar um disco usado. Usar peças novas com peças velhas permite controlar 
o processo para cada um dos componentes. 
 
O disco deve estar limpo. Os dutos de ar podem ser fechados parcialmente para acelerar o 
processo. 
 
Acelere o carro até uma velocidade moderada e faça várias desacelerações médias para aquecer 
o disco lentamente. O disco deve ser aquecido lentamente para diminuir a chance de choque 
térmico causado pela má distribuição de calor no disco. 
 
Volte aos boxes (ou pare o carro) para permitir que o disco resfrie em temperatura ambiente. 
 
Não segure o freio acionado após o processo até que o disco esteja frio. Assim, estará evitando 
algum ponto da superfície que fique quente, ou resfriamento desigual. 
 
Algumas empresas (e.g. Wilwood) oferecem um serviço de acamar o disco em fábrica, num 
dinamômetro de freios computadorizado que assegura uma preparação consistente de disco 
para disco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 59
Princípios – Válvulas de corte 
 
 
Devido às diferenças nas forças de frenagem entre o eixo dianteiro e traseiro, se torna 
necessário o uso de válvulas para controlar a pressão no sistema e ainda ser possível absorver as 
variações da necessidade de frenagem em função da carga e desacelerações. 
 
 
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 do veículo 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 60
Válvula de corte fixo 
 
• Redução da pressão nos freios traseiros em relação aos dianteiros. 
 
 
• Evitar o travamento das rodas traseiras numa freada brusca. 
 
 
Sistema sem válvula de corte Sistema com válvula de corte 
 Sem ação da limitação do corte 
 
Sistema com válvula de corte 
Com ação da limitação do corte 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 61
Esquema interno 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Funcionamento – Posição Aberta 
 
• A mola principal mantém o êmbolo no fundo da carcaça, permitindo a passagem do 
fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Pressão 
do 
circuito 
 Pressão 
para a 
roda 
 mola tensionada 
 Pressão 
do 
circuito 
 Pressão 
para a 
roda 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 62
Funcionamento – Posição Fechada 
 
• Pela diferença de pressões devido às áreas distintas, o êmbolo é empurrado para trás e 
veda a passagem do fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
Funcionamento – Posição de Equilíbrio 
 
• Ocorre a intermitência das posições aberta / fechada, pois quando o freio permanece 
acionado a pressão do lado da face menor aumenta e vence a mola principal, abrindo a 
passagem. 
 
• Em seguida o fluido passa pela válvula, o que gera um aumento de pressão na face 
maior e novamente fecha a passagem. 
Funcionamento – Gráfico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 mola comprimida 
 Pressão 
(menor) do 
circuito 
Pressão 
(MAIOR) 
para a roda 
Sentido do êmbolo 
 mola comprimida 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 63
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Corte 
fixo LCRV 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 64
Válvula de corte variável em função da altura da suspensão (LCRV) 
 
• Redução da pressão nos freios traseiros em função da carga do veiculo. 
 
• Utilizada em utilitários e caminhões devido à variação do peso nas situações vazio e 
carregado. 
 
 
•A válvula é instalada próxima ao eixo traseiro e é ligada à suspensão através de uma mola 
externa. Quanto maior a carga, maior a tensão na mola e, portanto uma maior pressão para 
acionar a válvula. 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 65
Esquema interno 
 
 
 
 
 
 
 
Funcionamento – Posição Aberta 
 
 
• A mola mantém o êmbolo pressionado e a válvula aberta, permitindo a passagem do 
fluido. 
 
 
 
 
 
 
 
 Pressão 
do circuito 
 Pressão 
para a roda 
Face 
maior 
Face 
menor 
carga externa da mola 
(suspensão) 
Funcionamento – Posição Aberta 
Pressão 
do circuito 
Pressão 
para a 
roda 
válvula 
 
tensionada 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 66
Funcionamento – Posição Fechada 
 
 
 
• Pela diferença de pressões devido às áreas distintas, o êmbolo é empurrado para trás e 
veda a passagem do fluido. 
 
Funcionamento – Posição de equilíbrio 
• Ocorre a intermitência das posições aberta/fechada, pois quando o freio permanece 
acionado a pressão do lado da face menor aumenta e vence a mola, abrindo a passagem. 
 
• Em seguida o fluido passa pela válvula, o que gera um aumento de pressão na face 
maior e novamente fecha a passagem. 
 
LCRV x Sistemas eletrônicos 
 
• Uso de controles eletrônicos substitui a LCRV. 
 
• Atualmente é utilizado o sistema EBD - Electronic Brake Force Distribution (EBD) 
como parte do ABS. 
 
• Monitoramento da rotação das rodas ajusta a pressão necessária através das válvulas do 
ABS. 
 
• Desvantagens da LCRV: 
- Valores fixos de regulagem 
- Perda de eficiência em superfícies molhadas / lisas 
 
 
 
Pressão 
(menor) do 
circuito 
Pressão 
(MAIOR) 
para a roda
 Sentido do êm
bolo
 
comprimida 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 67
Válvula de corte variável em função da desaceleração do veículo 
 
• •Redução da pressão nos freios traseiros em função da desaceleração. Controle de 
pressão: função da força no pedal, características do sistema e quantidade residual de ar 
no circuito. 
 
Funcionamento – Posição Aberta 
 
• O fluido tem passagem livre pela válvula. 
 
 
Funcionamento – Posição Fechada 
 
• Pela diferença de pressões devido às áreas distintas, o êmbolo é empurrado para trás. 
• Quando a força de inércia sobre a esfera atingir um valor determinado, ela rolará 
subindo a rampa e fechando a passagem do fluido. 
 
 
 
 
 
 Pressão 
do 
circuito 
 Pressão 
para a 
roda 
 Pressão 
(menor) 
do 
circuito 
 
Pressão 
(MAIOR) 
para a 
roda 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionaise o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 68
Funcionamento – Posição de Equilíbrio 
 
• Ocorre a intermitência das posições aberta /fechada, pois quando o freio permanece 
acionado a pressão do lado da face menor aumenta e empurra o pistão, abrindo a 
passagem. 
 
• Em seguida o fluido passa pela válvula, o que gera um aumento de pressão na face 
maior e o movimento da esfera, novamente fechando a passagem. 
 
 
 
 
Funcionamento – Gráfico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 69
Cálculo de sistemas de freios Parâmetros 
 
 
Aqui uma coletânea de formulas utilizadas para definir projetos de freios 
 
Balanceamento ideal dianteiro 
 
% F = Fs% + 0,7 Hcg/Wb x 100 NA 
 
Sendo, 
 
%Fs = Balanceamento estático dianteiro 
Hcg = Altura do centro de gravidade do veículo mm, (pol.) 
Wb = Distância entre eixos do veículo mm, (pol.) 
 
 
 
Aplicação para sistemas com freio à disco 
 
Força de retardamento dianteiro 
 
FRF = 0,87 x GVW x %Fs/100 ,N (lbs) NA 
 
Sendo, 
 
FRF = Força de retardamento dianteiro ,N (lbs) 
GVW = Peso bruto total do veículo ,N (lbs) 
 
 
Pressão de linha dianteira parâmetros 
 
PLPF = FRF x Rrol/ [2 (Ae/pinça) x µp x Ref.] 1500 psi máx 
 
Sendo, 
 
PLPF = Pressão de linha , N/cm2 (psi) 
Rrol = Raio de rolamento , m (pol.) 
Ae = Area do embolo , cm2 (pol.2 ) 
µp = Coeficiente de atrito da pastilha , adimensional. 
Ref = Raio efetivo do freio , m (pol.) 
 
 
 
Carga no material de atrito 
 
Lload = FRF x Rrol / [2 x (AL/pinça) x Ref.] 300 psi máx 
 
 
Sendo, 
Lload = Carga no material de atrito , N/ cm2· 
AL = Area da do material de atrito , cm2 (Pol2) 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 70
Potencia dissipada no freio (HP) 
 
HPA = FRF x V. max. / [1500 x (AL / pinça)] ,HP / Pol2 16 HP/ Pol2 máx 
 
Sendo, 
V máx. = Velocidade máxima Km/h (MPH) 
 
Crescimento da temperatura (temperature rise) 
 
TR = FRF x (V.máx)2 / (15487 x Ref. x Ap. x ED) ,°C 450° máx. 
 
Sendo, 
Ap = Altura da pastilha , mm (pol.) 
ED = Espessura do disco , mm (pol.) 
ED para disco ventilado multiplicar por 0,75 
 
 
 
 
Cálculo para sistemas de freios à tambor 
 
Torque requerido para freios traseiros RR. 
 
TRR = FRR x Rrol / 2 ,Nm(Lb x in) Consultar torque de produtos disponíveis. 
 
Sendo, 
FRR = Força de retardamento traseiro , N, (lb) N.A. 
 
 
Carga na lona dos freios traseiros RR. 
 
LLD = FRR x Rrol / [2 x (AL/ Tambor) x Ref. tambor] , N/ m2 (lb/ Pol2) N.A. 
 
 
Potência dissipada (HP). 
 
HPA = FRR x V. max. / [1500 x (AL / tambor)] HP / Pol2 4 HP/ Pol2 
 
 
 
 
Seleção do cilindro de roda, e FRR para freios à tambor 
 
Balanceamento 
 
%R = 100 - %F Balanceamento % N.A. 
 
Cálculo do "Drag." dos freios dianteiros. 
 
FR Drag. = [2 x (Ae/ pinça) x µp x Ref.]/ Rrol (dianteiro) N.A. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 71
Cálculo do "Drag." dos freios traseiros. 
 
RR Drag. = [2 x (Acr/ tambor) x BF x Ref.]/ Rrol (traseiro) N.A. 
 
Sendo, 
 
Acr = Area do cilindro de roda , cm2 (Pol2 ) 
BF = Fator de freio ,adimensional 
 
Cálculo do "Drag."total do sistema de freios. 
 
Drag.total = FRDrag. + RRDrag N.A. 
 
Balanceamento Traseiro 
 
%R = [RRDrag / (FRDrag + RRDrag)]x 100 N.A. 
 
Cálculo do "Cilindro de roda" do freio. 
 
 Acr = RRDrag x Rrol / (2 x BF x Ret) N.A. 
 
Sendo, 
 
Acr = Area do cilindro de roda , cm2 (Pol2 ) 
Ret = Raio efetivo do tambor , m (pol.) 
 
 
Parâmetros de projeto 
 
Resistência para qualquer veículo 
 
Dianteiro 
 
A força imposta na pinça dianteira para uma parada de 1g com um balanceamento ideal cujo 
atrito da pista µR = 1 não deve exceder 50% da carga da falha dos parafusos que ligam a pinça 
com suporte. 
 
 
 
Traseiro 
 
O torque imposto para uma parada o qual a roda trava para um nível de atrito da pista µR = 1 e 
balanceamento adequado para um bom desempenho do veículo, não deve exceder 44% do 
torque de falha mecânica do freio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 72
Desempenho (Resistência ao Fade, e vida do material de atrito) 
 
Para freios à disco dianteiros 
 
1- A pressão de linha efetiva não deve ser maior do que 105,5 bar (1500 lbf/in2 ). 
 
2- Carga na pastilha não deve exceder a 17,6 bar (250 lbf/in2) 
 
3- Potência absorvida na pastilha à 96 km/h (60 MPH) ou na máxima velocidade não deve 
exceder 10 HP / in2. 
 
4- Potência absorvida no disco à 96 km/h (60 MPH) ou na máxima velocidade não deve 
exceder 1,5 HP / in2 dependendo do tipo da lona/pastilha. 
 
5- A temperatura do disco não deve exceder 150 °C para materiais de alto atrito e trabalho 
moderado e 200 °C para materiais de baixo atrito e trabalho pesado. 
 
6- A área varrida do material de atrito não deve exceder 18,30 m/s (60 ft / seg.) . 
 
7- K.O (Knock - off) min. o,010 in (0,012 preferido). 
 
Estes dados são baseados em um programa científico levando-se em conta o desempenho do 
veículo em particular.(classe M1) 
 
Para freio à tambor traseiro: 
 
1- Potência absorvida não deve exceder 3 HP / in2 preferivelmente adotar 2,5 HP / in.2 
 
2- Carga na lona não deve exceder 3,87 Kgf/cm2 .(55 psi) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 73
Categoria de veículos 
Regulamentos "EEC" conforme 71/320 (ver tabela no final). 
 
Categoria - M: Veículos tendo pelo menos 4 rodas e utilizado para passageiros. 
 
M1 - Até 8 assentos além do motorista. 
 
M2 - Mais do que 8 assentos além do motorista 
 Peso max. até 5 toneladas. 
 
M3 - Mais do que 8 assentos além do motorista 
 Peso max. maior do que 5 toneladas 
 
Categoria - N: Veículos tendo pelo menos 4 rodas e utilizado para carga de bens. 
 
N1 - Máximo peso não excede 3,5 toneladas. 
 
N2 - Máximo peso acima de 3,5 e não excedendo à 12 toneladas. 
 
N3 - Máximo peso acima de 12 toneladas. 
 
Categoria - O: Trailers (incluindo semitrailers) 
 
O1 - Máximo peso até 0,75 toneladas. 
 
O2 - Máximo peso acima de 0,75 toneladas e não excedendo à 3,5 toneladas. 
 
O3 - Máximo peso acima de 3,5 toneladas não excedendo à 10 toneladas. 
 
O4 - Máximo peso acima de 10 toneladas. 
 
Limites de desaceleração e esforço de pedal 
Categoria EEC M1 M2 M3 N1 N2 N3 
Desaceleração de serviço (g) 0,87 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 
Desaceleração secundária (g) 0,30 0,26 0,26 0,23 0,23 0,23 
Máximo esforço de pedal (lbs) 110 154 154 154 154 154 
Máximo esforço de pedal (N) 489 685,3 685,3 685,3 685,3 685,3 
 
Desempenho do freio de estacionamento 
Veículo rígido e trailer sozinho - 20% 
Combinação - 12% 
 
Esforço máximo para o freio de estacionamento 
Controle Categoria M1 Outras categorias 
Manual 391 N 587 N 
Pedal 489 N 685 N 
Fonte: Official Journal of the European Communities 
 
 
 
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Classificação por categorias conforme ECE. 
 
Regulamentos entre paises & Tipos de sistemas de frenagens em 
função da capacidade de carga dos veículos. 
 
 
 
 
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Classificação por categorias conforme ECE. 
 
Distância de parada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento/ Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 76
Classificação por categorias conforme ECE. 
 
Tempo de resposta e teste “Fade” 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 77
Classificação por categorias conforme ECE. 
 
Capacidade de Energia Armazenada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 78
Ver abaixo quadro dos requisitos conforme EEC R13 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Questionário para dimensionamento de Sistemas de Freios. 
 
 
 
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Sistemas Auxiliares do Freio 
 
Neste capitulo o desempenho do Servo-Freio é analisado e tabelas de projeto são utilizadas para 
análise rápida na definição de Servo são apresentados. Dimensionamento de Cilindro Mestre em 
função da relação com os freios hidráulicos são analisados. 
 
Vácuo - identificação e origem 
 
 
1 Patm = 15 lbf = 6,81 Kgf/ 6,451 cm2 = 1,054 kgf/ cm2 
 1 lbf = 0,454 kgf 
 1 pol2 = 6,4516 cm2 é o mesmo que (2,54)2 . 
 
Análise do manômetro diferencial 
 
Um manômetro de mercúrio com vácuo total em uma das extremidades com referência ao nível 
do mar aponta uma leitura da diferença acerca de 30"Hg (30 polegadas de mercúrio). Ou seja 
76 cm de mercúrio. 
 
Um motor automotivo em bom estado é capaz de gerar 26" Hg (26 polegadas de mercúrio) 
 
“Os servos freios são calculados para um diferencial de vácuo de 20” Hg, valor do diferencial 
de vácuo que equivale à 10 lbf / pol2 . 
 
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
Componentes que influem na curva de graduação 
Instalação típica do Servo - Freio - Vácuo assistido com circuito duplo 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 81
A potência do servo está ligada diretamente a área do embolo de potência, e quanto maior o 
embolo, maior será força que o servo produzirá. 
 
Um embolo com 1 pol2 , suportará 10 lbf. 
 
Um êmbolo com 100 polegadas quadradas de área suportará 1000 lbf. 
100 pol2 equivale a um diâmetro de 11,3" (∅ 287,0 mm) 
 
1000 libras força de peso equivalem a 454 Kgf (aproximadamente 1/2 tonelada) 
 
Como se vê, utilizando-se a pressão atmosférica consegue-se grandes forças, que controladas 
convenientemente, podem ser utilizadas com grandes vantagens, como são para os diversos 
tipos de servos freios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Funcionamento de um servo - freio. 
 
(Ação de um cilindro a vácuo) - Ver esquema abaixo. 
 
 
Para assimilar o principio de 
funcionamento em um servo-freio a 
vácuo, vamos utilizar a atuação de 
vácuo e pressão atmosférica sobre 
um êmbolo dentro de um cilindro. 
Conforme a figura (A) mostra, 
temos um cilindro que contém um 
êmbolo se movimentando 
livremente. Enquanto as duas 
aberturas do cilindro, estão abertas 
à atmosfera, há uma pressão de ar 
igual a 14,7 lbs por polegada quadrada em cada face do embolo. Como as pressões em ambos 
os lados do embolo são iguais, ele não se moverá em nenhum sentido e estará "suspenso" em ar, 
por função das pressões balanceadas. 
 
Na figura (B) o ar foi parcialmente eliminado em um dos lados do embolo, reduzindo a pressão 
sobre a face esquerda do embolo para 4,7 lbs/ pol2, equivalente a um nível de vácuo de 20" Hg. 
O embolo está assim submetido a duas pressões: de um lado 4,7 lbs/ pol2 e de outro lado 14,7 
lbs/ pol2 , ou seja, sob uma pressão diferencial de 10 lbs/ pol2 . Isto resultará que o embolo se 
movimentará para o sentido da menor pressão para a esquerda. A força desenvolvida pelo 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 82
embolo será proporcional à diferença de pressão, e neste caso, 10 lbs/ pol2 multiplicada pelo 
número de polegadas quadradas, contidas na área do embolo. 
 
Na figura (C) temos a mesma situação como na figura (A), somente que agora as pressões estão 
abaixo da pressão atmosférica, ou seja, um vácuo parcial. Com as duas entradas fechadas, o 
êmbolo se encontra "suspenso em vácuo" e não se movimentará para lado nenhum. Agora se 
abrirmos uma das aberturas para a atmosfera conforme a figura (D); criaremos uma pressão 
diferencial nas faces do embolo que se movimentará para o lado de menor pressão que é o 
esquerdo, exatamente igual como o do exemplo da figura (B). 
 
O Servo - Freio para aplicação Leve 
 
Apresentação 
 
O servo - freio para aplicação leve (tipo mark VI) é uma unidade servo-mecânica, cuja função é 
auxiliar de maneira exata e controlada, diminuindo o esforço físico necessário para a frenagem 
segura do veículo. 
A unidade é montada entre o pedal do freio e o cilindro mestre, com o extensor de acionamento 
(A) fixado ao pedal de freio e o extensor de saída (B) em contato com o cilindro mestre (Ver 
figura 1). 
 
Figura 1 
 
 Desta forma, permite na falta do vácuo, o acionamento dos freios normalmente, porém 
exigindo maior esforço. O vácuo criado no coletor de admissão do motor é utilizado no servo - 
freio para aumentar a força do extensor de saída (B) em relação à força aplicada sobre o 
extensor de acionamento (A), podendo chegar ao aumento de ± 6:1, ou, em outras palavras, 
para cada unidade/ força aplicada sobre o extensor (A), vide figura 2, sai 6 unidades/ força do 
extensor (B). 
 
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Figura 2 
 
Esta força extra é obtida admitindo-se a entrada de ar (pressão atmosférica) no lado primário 
do diafragma suspenso em vácuo. A diferença de pressão move o diafragma, que por sua vez, 
movimenta o extensor de saída, acionando o cilindro mestre, sempre em consonância com a 
força aplicada sobre o pedal. 
 
Funcionamento quando o freio está em repouso 
A câmara de vácuo dianteira está ligada ao coletor de admissão do motor através de uma 
válvula de retenção de vácuo. O conjunto do diafragma está dando passagem de vácuo para a 
câmara traseira, através do furo (A) no corpo da válvula de baquelite (D). Dá passagem de 
vácuo em todo o sistema e permite que o diafragma fique suspenso. (Ver figura 3). 
 
 
Figura 3 
 
Aplicando a carga 
A carga aplicada no pedal veda a passagem de vácuo (B) e abre a passagem de ar (pressão 
atmosférica ) (C), permitindo assim a entrada de ar na câmara traseira do servo freio. Com esse 
movimento é acionado o corpo da válvula de baquelite (D), que por sua vez exerce pressão 
sobre as placas de relação e aciona a haste, automaticamente, exercendo pressão no embolo do 
cilindro mestre. 
 
 
 
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Figura 4 
 
Desaplicando a Carga 
 
Ao desaplicarmos a carga do pedal do freio, a válvula (E) fecha a entrada de pressão 
atmosférica (C) e abre a passagem de vácuo (B) para a câmara traseira. O ar existente na 
câmara traseira é extraído para a câmara dianteira, e daí para o coletor de admissão do motor, 
através da válvula de retenção de vácuo. A passagem depressão atmosférica (C) permanece 
fechada até ser novamente acionado o pedal do freio. 
 
 
Figura 5 
 
 
 
 
 
 
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Funcionamento da válvula de retenção de vácuo 
 
 
Figura 6 
 
Motor em funcionamento. Formando vácuo na câmara traseira do servo-freio. 
Motor parado. Evitando o retorno de ar para o servo-freio e do vácuo para o motor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Componentes que influem na curva de graduação 
 (Ver figura 7) 
 
Figura 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Instalação típica do Servo - Freio - Vácuo assistido com circuito duplo. 
 
 
Figura 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cilindro Mestre. 
 
A pressão hidráulica para acionamento do sistema de freio é gerada através do cilindro mestre, 
acionado pelo condutor. 
 
Cilindro mestre simples: Principais componentes (Fig.9) 
 
1- Reservatório 
2- Pistão 
3- Vedador primário 
4- Vedador secundário 
5- Furo de compensação 
6- Furo de alimentação 
7- Respiro 
8- Corpo (Carcaça) do cilindro 
 
 
 
Figura 9 
 
O reservatório constitui a fonte de suprimento, o qual garante o fornecimento de fluido quando 
do aumento da absorção devido ao desgaste das pastilhas e lonas. 
O equilíbrio da pressão quando não é aplicado o freio, é dado pelo furo de compensação, que é 
um furo calibrado de 0,7 mm de diâmetro. 
Observar que se houver um pré-acionamento do cilindro mestre, não haverá ligação com o 
reservatório. Neste caso, havendo uma expansão do fluido por aquecimento, poderá acontecer 
o arraste das pastilhas/ lonas e em casos extremos poderá provocar o bloqueio completo da 
roda. 
Uma variação da construção utilizada no passado é a construção abaixo (figura10). Os furos de 
compensação e alimentação são substituídos por uma válvula. O retorno do pistão garante a 
abertura da válvula. 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 89
 
 
Figura 10 
Funções principais dos vedador primário. 
 
1 - Veda a câmara de pressão 
2 - Permite fluxo reverso do fluido no alivio (retorno) do pedal do freio. 
3 - Após um curso muito pequeno, fecha-se a passagem do furo de compensação, selando 
(isolando) a câmara de pressão em relação ao reservatório. 
A ocorrência de um vazamento em um ponto do sistema de freio acarreta a perda total do freio 
(não há geração de pressão) em circuitos com cilindro mestre simples 
Devido o grande risco de vazamentos e falha total no sistema, foi desenvolvido o cilindro 
mestre duplo ou o cilindro tandem. 
 
Principais componentes do cilindro mestre duplo: 
 
Conforme a figura 11 os componentes do cilindro mestre duplo são: 
 
1 - Pistão primário 
2 - Pistão secundário 
3/4 - Vedador primário ou principal 
5/6/7/8 - Assento da mola/ regulador dos cursos. 
A/A' - Furo de compensação 
 
 
 
Figura 11 
Esquema do funcionamento do cilindro mestre duplo na condição de emergência (Ver figura 12 
abaixo): 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 90
Figura - 12 
 
Na situação a: O cilindro mestre encontra-se em repouso. 
Na situação b: O cilindro mestre encontra-se em operação, com os dois circuitos na condição 
normal. 
Na situação c: O cilindro mestre encontra-se na condição de emergência com o circuito 
primário falhado e o secundário normal. 
Na situação d: Há inversão do caso anterior, o circuito secundário apresenta-se com falha e o 
primário normal. 
 
 
 
FREIOS HIDRÁULICOS DE ATUAÇÃO DIRETA 
 
O freio de atuação direta usa somente o esforço de pedal do motorista para pressionar as 
sapatas (pastilhas) contra o tambor (disco). Não há fonte de energia adicional, nenhuma fonte 
de energia adicional é usada. Sistemas de freios de atuação direta são normalmente usados em 
veículos pequenos e leves. 
 
 
A aplicação da força no pedal desloca a alavanca do pedal, o qual por sua vez transmite para a 
haste do cilindro mestre (CM). A alavanca do pedal é projetada para produzir uma vantagem do 
esforço mecânico ou ganho entre o pedal e a haste de força do cilindro mestre, resultando em 
um curso no cilindro mestre proporcionalmente menor do que o produzido pelo pedal. 
A área da seção transversal do cilindro mestre e a do cilindro de roda são selecionadas para 
produzir um aumento adequado na força transmitida entre o cilindro mestre e o cilindro de 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 91
rodas. O aumento de força, ou ganho, é realizado obtendo-se o total das áreas do cilindro de 
roda (CR) maior do que a área da seção do cilindro mestre. 
 
Desde que o curso do pistão do cilindro mestre é limitado pela relação do pedal e curso de 
pedal, a taxa de ganho entre o cilindro mestre e o cilindro de roda também se torna limitado. 
 
A fim de manter o esforço de pedal 
abaixo de certo valor máximo aceito 
pelos fabricantes de aproximadamente 
445 N (100 lb) o aumento da frenagem 
na forma de vácuo assistido ou sistema 
pneumohidráulicos (câmaras 
atuadoras) são instalados. 
 
 
A pressão de linha hidráulica (pl) produzida pelo esforço de pedal (Fp) é determinada por: 
 
CM
ppp
A
lF
pl
η⋅⋅
= N/cm2 (psi) (1) 
Onde: 
ACM - Área do embolo do cilindro mestre, cm2 (in2). 
Fp - Força no pedal, N (lb). 
lp - Relação de pedal 
HP - Eficiência da alavanca do pedal 
 
Valores típicos da eficiência da alavanca do pedal são 0,8 
os quais incluem a eficiência do cilindro mestre com o 
retorno das molas. 
 
O esforço de frenagem Frx por eixo é obtido da definição do fator de freio (BF) da Equação 
Eq. (2) como: 
( ) ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛⋅⋅⋅⋅−⋅=
R
rBFAppoplF CRCRrx η2 N (lb) (2) 
Onde: 
ACR - Área do cilindro de roda, cm2 (in2). 
BF - Fator de freio 
ppo - Pressão pré-operativa 
R - Raio do pneu, mm (in) 
r - Raio efetivo do disco ou tambor, mm, (in) 
hCR - Eficiência do cilindro de roda 
 
A perda pré-operativa para um freio á disco em boas condições mecânicas são pequenas com 
3,5 a 7N/cm2 (5 a 10 psi) e pode ser ignorado em muitos casos. 
Para freios deslizantes com superfícies deslizantes (guias sem blindagem) podem gerar pressões 
pré-operativas significantes. Para freio a tambor são determinados, pelo retorno da sapata pela 
força de molas e área do cilindro de roda, e podem assumir valores tão altos como 70 a 172 N/ 
cm2(100 a 250 psi ). A eficiência do cilindro de roda é aproximadamente de 0,96 para tambor e 
0,98 para freio a disco. 
 
A desaceleração de travamento das rodas do veículo é determinada pela somatória das forças da 
frenagem de todos os eixos ou; 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 92
 
( ) ( ) ( ) ( )[ ]RRCRFFCR ppoplBFAppoplBFAWa −⋅⋅+−⋅⋅⋅⎟⎠
⎞
⎜
⎝
⎛⋅=
2 em g, adimensional – (3) 
As letras subscritas “R” e “F”: são índices para indicar eixo dianteiro e traseiro respectivamente 
Se mais do que dois eixos são freados, então um apropriado termo é adicionado no lado direito 
da equação - Eq. (3) 
Para veículos equipados com válvula proporcionadora (válvula de corte), a linha de pressão do 
freio dianteiro e traseiro não são o mesmo para pressão acimano “knee-point”. Ver equação 
(11) para determinar a pressão de linha traseira ou pressão de linha dianteira. 
 
 
 
SERVO FREIO ASSISTIDO A VÁCUO 
 
 Servo freio hidráulico assistido a vácuo, também chamado energizador de freio, usa um 
servo como ilustrada na Figura 52 para assistir o esforço de pedal da sapata contra o tambor. O 
sistema energizador comum, algumas vezes chamado de “Master Vac”, é montado diretamente 
contra o painel na parede oposta ao pé do motorista. Está montado entre o pedal e o Cilindro 
Mestre. A força assistida, atuando na haste a qual atua no pistão do cilindro mestre é produzida 
pela diferença na pressão através do pistão do servo ou diafragma com vácuo ou pressão baixa 
no lado do cilindro mestre e a atmosférica ou alta pressão no lado de entrada. 
O nível de força assistido para uma da força de pedal é controlado pelo disco de reação 
mostrada na figura 52. O material de borracha do disco de reação atua como um fluído 
hidráulico produzindo pressões iguais contra toda superfície de contato. O resultado é uma fina 
modulação da pressão do ar atmosférico na entrada da válvula com uma força correspondente 
modulada na haste contra o pistão do cilindro mestre. O vácuo desenvolvido na entrada do 
“Manifold” do motor (Ponto de tomada de vácuo na carburação) de gasolina é geralmente 
suficiente para suprir a atuação do servo. Motores a diesel requerem uma bomba de vácuo em 
separado devido a insuficiência do motor em gerar vácuo. Bombas de vácuo são de diafragma 
ou pistão (projeto) 
 Devido ao limitado nível de assistência dos “Servos” em função da pressão e tamanho 
dos servos (conseqüência do limitado espaço disponível nos projetos de veículos) , os servos 
assistidos à vácuo, possuem volumes de Cilindro Mestre (CM) não superiores á 24,6 cm3 ( 1,5 
pol. 3 ). 
 
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Colapso dos lábios do vedador primário 
 
 
 
 
 
 
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ANÁLISE DO SERVO MASTER VAC 
 
 
 
A relação “B” do servo é definida como a relação entre a força da haste do cilindro mestre 
contra o pistão do cilindro mestre do esforço de pedal de entrada no servo 
 
 
( )
pp
pp
lF
FAlFB ⋅
+⋅
= (5-4) 
Onde: 
 
FA = Força do servo, N (lb) 
 
 O ganho no aumento de força no sistema de freio devido o Servo Freio é em torno de 8 
ou 9 vezes (8:1 ou 9:1) para grande maioria de veículos pesados ou passageiros domésticos, e 
aproximadamente três a quatro para carros menores. 
 O ganho de 8 significa que o efeito de esforço de pedal é aumentado 8 vezes. Embora 
este alto ganho permita o máximo de eficiência com pequenos esforços de pedal, no evento de 
uma falha do sistema o motorista não será capaz de produzir suficiente esforço de pedal para 
desacelerar o veículo a um nível aceitável. 
 
 A pressão de linha é determinada pela expressão similar a Eq. (5-1), entretanto, 
modificado pela relação do servo freio “B” como: 
 
B
A
lF
pl
CM
ppp ⋅
⋅⋅
=
η
 N/cm2 (psi) (5-5) 
 
A relação do servo pode ser computada a partir das dimensões básicas e forças de molas 
associadas com um mastervac básico como ilustrado na Fig. 5-2. 
 O diâmetro externo do disco de reação é “Do”, o diâmetro do pistão de reação é “Dr”. 
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Os cálculos que seguem são realizadas para um simples servo de diafragma mastervac com 
203mm (8 in ) diâmetro do pistão assistido. O diâmetro do disco de reação e do pistão de 
reação é 30,7 e 18,5 mm (1,21 e 0,729 in) respectivamente. 
 A força produzida na haste (pushrod) pela assistência do servo é computada primeiro. 
 A área efetiva do servo é AB é igual para a área do servo menos a área da haste 
 
( ) ( )[ ] 222 323
4
838,03,20 cmAB ⋅=⋅−=
π 
 
( ) ( )[ ] 222 18,50
4
33,08 inAB ⋅=⋅−=
π 
 
Onde o diâmetro da haste de força é de 8,38 cm (0,33 in) é assumida. 
 
A força do servo FB′′ para um vácuo efetivo de 7,928 N/cm2 ( 11,5 psi ) ( 80% do máximo ) e 
uma eficiência mecânica de 0,95 e 
 
( ) NFB ⋅=⋅⋅= 7,243295,0928,7323' 
 
( ) lbFB ⋅=⋅⋅= 2,54895,05,1118,50' 
 
 A força FB efetiva do servo é menor devido a força que se opõe ao retorno do pistão 
pela mola operando-se a ação do servo. Assim, 
 
NFB ⋅=−= 22777,155323
' 
 
 
lbFB ⋅=−= 2,510382,548
' 
 
 Onde o retorno da mola é 155,7 N (38 lb) de força da mola (Assumida). A computação 
destes dados revela a porção produzida pelo servo freio a uma haste de força hidráulica de 2269 
N (510 lb). 
 A força manual produzida contra a haste hidráulica é computada como segue; 
 
 Como o disco de reação de borracha é similar a um fluido hidráulico. A pressão no 
disco de reação “pr” é igual à força efetiva do servo dividido pela diferença da área da seção 
transversal do disco de reação “A2” e o pistão de reação A1, 
 
( )
( ) ( ) 222
483
85,107,3
42277
cm
Npr ⋅=
⋅−
⋅
=
π
 
 
( )
( ) ( )
psipr ⋅=
⋅−
⋅
= 5,696
729,02,1
42,510
22 π
 
 
A pressão de controle “pr” é atuada contra qualquer superfície em contato com o disco de 
reação. Desde que o pistão de reação é empurrado contra uma porção do disco de reação a 
força do pistão de reação Fr é igual a pressão de reação multiplicada pela área do pistão de 
reação A1, assim; 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 98
( ) NAprFr ⋅=⋅⋅=⋅= 1298
4
85,1483 21
π 
 
( ) lbAprFr ⋅=⋅⋅=⋅= 7,290
4
729,05,696 21
π 
A força do pistão de reação é oposta pela força da mola de retorno do pistão de reação. Para 
203mm (8 polegadas ) de diâmetro do servo a força de retorno da mola é aproximadamente 
66,7 N ( 15 lb). Consequentemente, o esforço contra o “pistão da haste” do cilindro mestre 
produzido pelo pé no pedal é 1298 + 66,7 = 1364 N( 290,7 + 15 = 305,7 lb ) 
 
 A força total do pistão do cilindro mestre e, ainda, a força produzida pela pressão de 
linha do freio é igual à somatória da força efetiva do servo e a força de reação do pistão, ou 
2277 + 1298 = 3575 N (510,2 + 290,7 = 800,9 lb) 
 Finalmente, a relação do servo freio B é dada pela taxa da força na haste, no pistão do 
cilindro mestre para a força de reação do pistão. 
 
75,2
1298
3575
==B 
 
75,2
7,290
9,800
==B 
 
É interessante notar que a relação do servo B é também igual a taxa de área do disco de reação 
para a área do pistão de reação 
75,2
85,1
7,3
2
2
1
2 ===
A
AB 
 
75,2
4172,0
149,1
2
2
1
2 ===
A
AB 
 
 
 
 Os resultados teóricos podem ser usados para construir um diagrama ilustrando o 
desempenho do servo. Na figura 5-3, a força da haste no pistão do cilindro mestre versus a 
força de pedal multiplicada pela relação de pedal é mostrada. 
 Como pode ser visto, o servo tem um máximo de assistência de aproximadamente 
3575N (800,9 lb). Para desacelerações requerendo pressão de linha mais alta e, então, forças na 
haste, o trabalho adicional de entrada no servo freio deve vir do esforço de pedal, por exemplo: 
Do motorista como discutido na seção l.3.l.. 
 Ponto de saturação do servo não deve ser atingido para desacelerações menores do que 
0,9 a 1”g”. 
 Também conforme mostrado na figura 5-3 há diferentes forças de saída conforme 
diferentes níveis de vácuo quando do funcionamento do servo freio.A análise do servo freio apresentada para um dado tamanho de servo, pode ser 
expandida para uma análise geral relativa a vários parâmetros na forma de gráfico conforme 
mostrado na figura 5-4. 
O uso da tabela é o seguinte para um veículo com as válvulas como segue: 
 
 
 
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1. DADOS 
a. Força de pedal ( Fp = 289 N ( 65 lb) 
b. Curso de pedal ( Y = 127 mm ( 5 in ) 
c. Pressão de linha pl = 896 N/ cm2 ( 1300 psi ) 
 
2. ENCONTRAR 
a. Trabalho do servo FAX 
b. Relação do servo B 
c. Diâmetro do servo 
d. Vácuo relativo 
e. Curso do pistão do servo 
f. Relação de pedal “lp” 
 
 A solução é ilustrada pelas linhas tracejadas na tabela (fig. 54). 
 
 
 
 
 
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3. 
 
 
 
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SOLUÇÃO 
a). Trabalho do servo “FAX” 
1) Trace uma linha horizontal a partir da pressão de linha Pl = 896N/cm2 (1300 psi) para a linha 
representando Vmc = 11,47 cm3 ( 0,7 in3) 
2) A partir do ponto de intercessão da linha horizontal com a linha representando Vmc = 11,47 
cm3 (0,7 in3), trace uma linha vertical para a segunda linha horizontal na tabela. 
3) A intercessão da linha vertical com a segunda linha horizontal dada pelo trabalho do servo 
“FAX” os quais, neste caso, é 90,4 N.m (800 lb x in). 
 
b). Relação do servo B 
 
1)Trace uma vertical a partir do curso de pedal Y = 127 mm (5,0 in) para a linha representando 
a força no pedal FP = 289 N (65 lb) 
2) A partir da intercessão da linha vertical com Fp = 289 N (65 lb), trace uma horizontal para a 
esquerda. 
3) Do ponto que representa o trabalho do servo FAX= 90,4 N.m (800 lb x in), trace uma linha 
sobrepondo sobre a linha (que representa o FAX = 800 lb) para cima com ângulo de 45° 
4) A intercessão da linha horizontal com a linha de 45° exibe a relação do servo de B = 2,5 
 
c). Diâmetro do servo e vácuo relativo 
1) Desça uma linha vertical do ponto estabelecido em b (4) 
2) A intercessão da linha vertical com uma das linhas do servo dos valores aceitáveis de 
diâmetro de servo e vácuo relativo. Neste caso deixe cair uma linha vertical interceptando a 
linha que representa o diâmetro do servo e vácuo relativo de 152,4mm/ 0,8 (6 in/ 0,8 ) 
 
d). Relação de pedal lp: 
1) Trace uma linha vertical a partir do “curso de pedal” Y = 127 mm ( 5,0 in ) 
2) Trace uma linha horizontal através do ponto estabelecido em c(2) 
3) A intercessão da vertical com horizontal da relação de pedal no caso de lp = 2,4 
 
e). Curso do pistão do servo 
1) A intercessão da linha horizontal estabelecida em d(2) com o eixo vertical determina o curso 
do pistão do servo, neste caso aproximadamente 47,5 mm (1,87 in). 
 
 Se uma diferença do diâmetro do servo e/ou do vácuo relativo é escolhido, então o 
curso de pedal e curso do pistão do servo se altera de acordo. Por exemplo, com um servo de 
diâmetro de 178mm (7 in ) e um vácuo relativo de 0,7, a relação de pedal se torna 2,88 e o 
curso do pistão do servo 39 mm ( 1,54 in ). Deseja-se uma relação de pedal, ela pode ser 
selecionada, ao invés do diâmetro e/ou vácuo relativo. A escolha do diâmetro do servo ou 
relação de pedal é uma função do espaço disponível para instalação do servo ou pedal. 
 
Exercício 
 
1. DADOS 
a. Força de pedal ( Fp = 244,5 N ( 55 lb) 
b. Curso de pedal ( Y = 152,4 mm ( 6 in ) 
c. Pressão de linha pl = 965,5 N/ cm2 ( 1400 psi ) 
 
2. ENCONTRAR 
a. Trabalho do servo FAX? 
b. Relação do servo B? 
c. Diâmetro do servo? 
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d. Vácuo relativo? 
e. Curso do pistão do servo? 
f. Relação de pedal “lp”? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 103
Desempenho Dinâmico Do Eixo 
 
O desempenho dinâmico do eixo do veículo pode ser analisado usando o seguinte método:- 
 
 
 
 
Sendo que: W= Peso Bruto do Veículo (Kg) 
 Fs= Peso Estático do Eixo Dianteiro (Kg) 
 Rs= Peso Estático do Eixo Traseiro(Kg) 
 ∆F= Aumento do peso no eixo dianteiro devido a desaceleração (Kg) 
 f = Desaceleração (m/s²) 
 µR= Coeficiente de Atrito entre o pneu e pista 
 Wb = Distância entre eixos. 
 
O aumento do peso no eixo dianteiro (∆F) pode ser determinado tomando-se os momentos 
sobre o ponto de contato com o solo nas rodas das traseiras. 
 
 
WB
Hf
g
WF CG⋅⋅=∆ - Equação (1) 
 
O desempenho do eixo dianteiro pode ser melhor analisado comparando a distribuição de peso 
do eixo contra a variação de desaceleração. 
 
O peso dinâmico do eixo para qualquer desaceleração (f) pode ser exprimido da seguinte 
maneira:- 
 
 
 
 (DIANTEIRA) Peso Dinâmico do eixo = Fs + ∆F 
 (TRASEIRA) Peso Dinâmico do eixo = Rs - ∆F 
O resultado pode ser mostrado gráficamente como abaixo: 
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Figura 55 
O balanceamento proposto (frenagem proporcional em termos da força de retardamento no 
pneu/solo transferido para cada eixo) pode ser sobreposto sobre o peso transferido conforme 
mostrado no grafico. (figura 55) 
 
Demonstração: 
 
Para um eixo individual podemos ver o seguinte: 
 
 
Que é o ponto do início do travamento da roda; 
 
ReixodoPeso
tardamentodeForça µ=
⋅⋅
⋅⋅ Re - Equação (2) 
A partir da curva µR= 1, quando a Força de Retardamento (FR) é igual ao peso dinâmico do 
eixo, o travamento da roda esta acontecendo. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 105
Os pontos de intersecção (marcado assim ο ) indica travamento da roda. 
A curva neste ponto mostra que para µR = 1, A força de frenagem traseira é igual ao peso 
dinâmico do eixo traseiro. 
 
A % do peso dianteiro (exprimido como porcentagem do Peso Bruto Total “GVW”) para 
qualquer desaceleração (f) pode ser feita como o seguinte:- 
 
% Dianteira (Dinâmica) = %Fs + %∆F -ver equação (1) 
 
% Traseira (Dinâmica) = %Rs - %∆F -ver equação (1) 
 
( ) 100100100% ⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⋅+=⋅⋅⋅+⋅=⋅
WB
H
g
f
W
Fs
WWB
Hf
g
W
W
FsDinâmicaDianteira CGCG - Equação(3) 
Da mesma maneira; 
( ) 100100100% ⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⋅−=⋅⋅⋅−⋅=⋅
WB
H
g
f
W
Rs
WWB
Hf
g
W
W
RsDinâmicaTraseira CGCG - Equação (4) 
Os resultados podem ser mostrados no gráfico da Fig. 56 abaixo: 
 
 
Figura 56 
 
O balanceamento de frenagem pode ser sobreposto a curva de peso transferido. 
 
Os pontos de intersecção (marcados assim ο) indicam travamento devido à falta de uma 
suficiente adesão pneu/pista. (ver figura 57) 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 106
 
Figura 57 
 
Um balanceamento de frenagem é considerado ideal quando resulta em travamento simultâneo 
em todos os eixos (para adesão disponível entre pneu/pista). 
Esta situação exigiria o uso de equipamento que provesse a dosagem proporcional entre 
dianteira e traseira, através da desaceleração alterando o balanceamento quando necessário. 
 
Na década de 60 não havia registros de unidades em produção que poderiam prover tal 
distribuição de balanceamento de frenagem eficientemente, entretanto, as novas tecnologias 
com a eletrônica solucionaram facilmente com aplicação de ABS de até 8ª geração.Mesmo 
assim, por uma questão de custos, atualmente há grande utilização de veículos empregando a 
instalação convencional (válvulas de corte). 
 
Para usar um balanceamento de frenagem adequado é necessário selecionar o nível de adesão 
critico segundo qual o balanceamento é determinado. 
 
Da equação 2, no ponto da eminência do travamento:- 
 
ReixododinâmicoPesotardamentodeForça µ⋅⋅⋅⋅=⋅⋅ Re 
 
 Considerando agora o balanceamento ideal de frenagem dianteira (% BR DIANTEIRO). 
 
%BR/100 (F) x W x f/g = µR (Fs + ∆F) 
 
( ) ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+⋅=⋅⋅⋅
WB
Hf
g
WFs
g
fWFBR CGRµ% 
 
( )
fWWBg
gHfW
fW
gFsFBR RCGR
⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅⋅
+⋅
⋅
⋅⋅
=⋅
100100% µµ 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 107
Desde que µR = f/g (para condições ideais) 
e Fs/W x 100 = % F (estático) 
( ) ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⋅⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+⋅=⋅⋅⋅
WB
Hf
g
WFs
g
fWFBR CGRµ% 
 
Então ( ) ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ ⋅⋅+=⋅ 100%% RCGestatico WB
HFFBR µ Equação 5 
Da mesma maneira; 
( ) ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ ⋅⋅−=⋅ 100%% RCGestatico WB
HRRBR µ - Equação 6 
Estas equações (5) e (6) indicam o balanceamento ideal para cada nível de adesãoentre pneu e 
pista µR. 
 
O exercício seguinte é muito utilizado para determinar as condições de travamento para cada 
nível de adesão entre pneu/pista, dando a desaceleração ao qual o travamento da roda ocorre. 
O gráfico abaixo (Fig 58) mostra a frenagem proporcional superposta no eixo traseiro com a 
curva de transferência de peso. 
 
Figura 58 
 
Pelo teorema dos triangulos semelhantes: ∆ OAB é semelhante ao ∆ ODC então: 
 
g
fTraseirafrenagemdeoporçãoDinâmicoR ×⋅⋅⋅=⋅ Pr%% - Equação (7) 
 
ou DC = AB x f/g 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 108
Assim equacionando (7) e (4), temos; 
 
( ) 100%Pr% ⋅⋅−=×⋅⋅⋅⋅
g
f
WB
HRs
g
fRfrenagemdeoporção CG 
resolvendo esta equação para qualquer adesão entre pneu/pista µR nos obtemos; 
 
( ) ( ) 100%Pr% ⋅⋅−⋅=×⋅⋅⋅⋅
g
f
WB
HRs
g
fRfrenagemdeoporção CG
Rµ 
 
Assim, como resultado tem: Travamento traseiro. 
 
( ) ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ⋅⋅+⋅⋅⋅
⋅⋅
=
100Pr%
%
R
CG
R
WB
HRfrenagemdeoporção
Rsgf
µ
µ
 Equação (8) 
 
Isto determina a desaceleração (f) ao qual o travamento irá ocorrer; 
 
E para Travamentos dianteiros 
 
( ) ⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ⋅⋅−⋅⋅⋅
⋅⋅
=
100Pr%
%
R
CG
R
WB
HFfrenagemdeoporção
Fsgf
µ
µ Equação (9) 
 
Rearranjando a equação (8) o nível de adesão requerido para realizar uma dada desaceleração 
no eixo traseiro pode ser calculado como segue: 
 
( )
100%
Pr%
⋅⋅−⋅
×⋅⋅⋅⋅
=
WB
HfRsg
fRfrenagemdeoporção
CG
RFµ Equação (10) 
 
e da mesma maneira com a equação (9), para um dado nível de adesão requerido no eixo 
dianteiro para realizar uma dada desaceleração 
 
( )
100%
Pr%
⋅⋅+⋅
×⋅⋅⋅⋅
=
WB
HfFsg
fFfrenagemdeoporção
CG
RRµ Equação (11) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 109
O Balanceamento De Frenagem Para Veículos Classe M1 E N2. 
 
O gráfico abaixo (Fig 59) mostra a frenagem proporcional superposta no eixo traseiro com a 
curva de transferência de peso comparativa entre automóveis e caminhões. 
 
 
 
 
 
Figura 59 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 110
Balanceamento Ideal De Frenagem E Os Regulamentos 
 
Conforme estabelecido o balanceamento ideal de frenagem é considerado aquele balanceamento 
que resulta no travamento das rodas simultaneamente em todos os eixos, para qualquer nível de 
adesão entre pneu/pista. 
 
Vale a pena observar o ponto de efeito do sistema anti-derrapante existente hoje no mercado. 
Os sistemas antibloqueio sensoriza a velocidade das rodas de cada eixo ou cada uma 
individualmente, momentâneamente antes que o ponto de bloqueio seja atingido o esforço de 
frenagem é reduzido em cada eixo ou roda. Este tipo de sistema efetivamente varia a taxa de 
frenagem acionando e desacionando o freio de tal maneira que a taxa de frenagem permaneça 
imutavel para aquele eixo. Os balanceamentos de frenagem para os veículos são equipados com 
antibloqueio selecionado com o critério acima para reduzir a quantidade de trabalho requerido 
para o sistema antibloqueio. 
 
A adesão entre pneu/pista a partir das condições da pista sêca, onde a média do coeficiente de 
adesão é de 0,7 - 0,8 enquanto que para uma pista molhada a média é de µ = 0,5. Foi 
considerado que qualquer balanceamento ideal seria baseado no fator de menor adesão, 
assegurando simultâneamente o travamento das quatro rodas (na máxima força de 
retardamento), manter ainda a máxima estabilidade sob a pior condição de pista de frenagem 
(pista molhada), Foi também considerado que a minima desacelaração em pista sêca seria 0,6 g 
antes do travamento ocorrer (0,87 para veículos leves). Estes parâmetros empíricos teriam sido 
usados por muitos anos com sucesso pelos fabricantes de freios e de fato são usados até hoje. 
Com a introdução dos regulamentos da EEC diretiva 75/524, entretanto, o balanceamento foi 
assumido como lei. Este anexo tem sido baseado na Comissão Europea das Nacões Unidas 
(ECE) anexo 10 e 13. 
Para cumprir com a diretiva 75/524, o balanceamento de frenagem deve atender ambos o anexo 
original 10 (ECE) ou atender a alternativa do anexo 10 da 75/524. 
 
 
 
 
Fonte: Official Journal of European Communities - OJ No L236, 8.9.1975 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 111
Destes gráficos as seguintes fórmulas são derivadas. 
 
MIN % BALANCEAMENTO DIANTEIRO 
 
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ ⋅−⋅−=⋅ 80%3115,1100
Wb
HcgRsBDMIN Para todas as categorias exceto M1 (> 1000 Kg) 
 Veículos usados para 
 transportar passageiros 
 Não mais do que 8 assentos 
 Além do motorista 
 
80% ⋅+=⋅
Wb
HcgFsBDMIN para categoria M1 sómente 
 
 
MÁX. % BALANCEAMENTO DIANTEIRO 
 
40%4545,1 ⋅+⋅=⋅
Wb
HcgFsBDMIN - Para todas as categorias 
Estes balanceamentos podem ser calculados para a condição veículo carregado e vazio. 
 
Olhando para estes quatros valores pode ser decidido se o veículo precisa de válvula de corte. 
 
1- 
 Se o menor máximo é maior do que o maior mínimo, então o sistema de frenagem 
 proporciona o nível de balanceamento de frenagem entre estes dois valores, os 
 regulamentos da EEC estão atendidos sem o uso de válvula de corte. 
 
2- 
Se, entretanto, o menor máximo é menor do que o maior mínimo ou os valores 
estao tao próximos que é impossível, com um equipamento selecionar uma taxa 
entre eles, então é necessário usar uma válvula com uma taxa de corte selecionada 
a fim de atender os regulamentos da EEC na condição de veículo carregado 
 
Exercícios 
Veículo com as seguintes caracteristicas: 
 
 
Carregado => 21500 5875, 15625, 50 in. 
 
Vazio => 15720 5763 9957 48 in 
 
Distancia entre eixos (Wb) = 150 Raio de Rolamento Diant = 16.15 in Traseiro = 
19.25 in 
 
Verificar necessidade de válvula e qual o torque médio desenvolvido 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 112
Cálculo Do Balanceamento Real 
 
FREIO HIDRAÚLICO 
 
Inicialmente devemos avaliar “AF” e “AR” que são efeitos decorrentes dos freios do eixo 
dianteiro e dos freios do eixo traseiro respectivamente e a força de retardamento no pneu por 
cada unidade de pressão (psi) de linha do sistema. 
 
dianteirarodadarolamentodeRaio
ABFRNDianteiroeixo
FreiosdeNoAF
CRefCR
⋅⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅⋅
⋅⋅
= 
 
traseirarodadarolamentodeRaio
ABFRNTraseiroeixo
FreiosdeNo
AR
CRefCR
⋅⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅⋅
⋅⋅
= 
 
Se houver mais do que dois eixos, deve-se reavaliar para cada eixo adicional. 
 
A Pressão Pré Operativa é a pressão requerida para vencer a resistência das molas de retorno 
com finalidade de desencostar as sapatas dos tambores, as quais devem ser levadas em conta 
quando calculada a pressão de linha requerida. 
 
PPO = Pressão pré-operativa dianteira 
 
PPOR = Pressão pré-operativa traseira 
 
e similarmente para os eixos auxiliares. 
 
Agora a pressão de linha efetiva (ELP) para um veículo com dois eixos é: 
 
( )
ARAF
PPORARPPOFAFgçãodesaceleraWELP
+
⋅+⋅+⋅
= 
 
Quando o cilindro mestre a ser utilizado possue um diferencial de pressão que geralmente é uma 
pequena diferença da dianteira ou traseira, a equação acima pode ser escrita como se segue: 
 
A resultante ELP da formula acima é Pressão Efetiva Dianteira (FRONT ELP) 
ALP FRONT pode então ser avaliada. A ALP REAR é então ALP FRONT - M2. 
( )
hidraulicaEficiencia
ELPALPlinhadeessão
⋅
=⋅⋅⋅Pr 
 
A eficiência hidráulica é um cálculo que leva em conta as perdas no sistema devido ao atrito das 
gaxetas do cilindro de roda e o cilindro mestre, etc. 
 
Balanceamento De Frenagem 
 
A proporção de frenagem para cada eixo é avaliada pelas seguintes equações, sendo usado à 
desaceleração com ELP estimada. 
 
( )
çãodesaceleraW
PPOFELPAFAFeixoparaFrenagemdeoporção
⋅
⋅−⋅
=⋅⋅⋅⋅⋅
100""Pr 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 113
( )
çãodesaceleraW
PPOFELPARAReixoparaFrenagemdeoporção
⋅
⋅−⋅
=⋅⋅⋅⋅⋅
100""Pr 
 
Nota: Se o veículo tem mais do que dois eixos, a proporção de frenagem é avaliada para estes 
eixos da mesma maneira. 
 
O cálculo do balanceamento será satisfatoriamente providenciado se houver suficiente adesão 
entre pista/pneu para gerar 0,6 g de desaceleração. A desaceleração nas quais o bloqueamento 
das rodas dianteira e traseira ocorrerá á máxima adesão pista/pneu (µ=0,8) é calculada a partir 
da equação 9 e 8 respectivamente. 
 
Carga No Pneu (Tyre Drag) 
 
A carga em cada eixo é simplificada para:- 
 
( ) ( )PPOFELPAFAFeixoDiantpneunoaC −⋅=⋅⋅⋅⋅ /arg 
 
( ) ( )PPORELPARAReixopneuTrasnoaC −⋅=⋅⋅⋅ /arg 
 
similarmente para os eixos auxiliares. 
 
Carga No Tambor (Drum Drag) 
Tambor Drag / freio = T. Drag 
 
( )
)(2
)(arg/arg
discodoefetivoraioouTambordoRaio
diantRolamentodeRaioAFPneunoaCDianteixoTambornoaC
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅⋅⋅
=⋅⋅⋅ 
 
( ) ( )
)(2
arg/arg
discodoefetivoraioouTambordoRaio
trasRolamentodeRaioARPneunoaCTraseixoTambornoaC
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅⋅⋅
=⋅⋅⋅ 
 
 
Carga No Material De Atrito 
 
( ) ( )
pastilhaLonadarealArea
diantEixodiscoTambornoaCAFpastilhalonarealaC
/
//arg/arg
⋅⋅⋅
⋅⋅⋅
=⋅⋅⋅ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 114
Folga No Centro Da Sapata (Scl) 
 A folga do centro da sapata está no deslocamento radial da sapata medida no eixo central entre 
os apoios da sapata. (ver figura abaixo). 
 
 
Esta folga do centro é devido aos seguintes fatores: 
 
1-Desgaste da lona 
2-Deflexão da sapata 
3-Deflexão do tambor 
4-Compressão da sapata 
5-Folga inicial entre sapata/tambor 
6-Expansão do tambor devido a absorção de calor 
 
Os requisitos do SCL são baseados no Peso Bruto Total do Veículo (GVW) de acordo com a 
seguinte formula empírica: 
 
lbsGVWGVWSCLMin ⋅<⇒⋅⋅+=⋅ − 25000103040,0 6 
)25000(1115,0 lbsGVWgraficoverSCLMin ⋅>⋅⋅⋅⋅=⋅ 
 
Uma folga (SCL) menor do que este valor necessitará freqüentemente de ajuste do freio a fim 
de manter o desempenho. Pode ser mostrado que de 0,098 “SCL disponível, as perdas 
mencionadas acima podem resultar em somente em 0,055 SCL disponível para o desgaste da 
lona. Para freios ajustados automaticamente o mínimo de SCL requerido pode variar 
dependendo do tipo de freio, tipo de ajuste e o tipo do regime de trabalho do freio”. 
 
Requisitos De Fluido De Freio 
 
Para produzir um dado SCL de um volume particular volume de fluído requerido por um 
determinado cilindro mestre. Para a maioria dos freios o Fluido Requerido/Eixo = 8 x SCL x 
area do cilindro de roda. 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 115
Absorção Das Mangueiras E Tubos 
 
Uma folga extra de fluido é considerada devido a expansão das mangueiras do freio e 
tubulações. Estes dados são estimados com referência nas curvas de Mangueiras e Tubulações 
contra Pressão Efetiva de Linha para um tipo particular de eixo e suspensão (isto é 
determinado pelo número de mangueiras existentes). Ver gráfico 2 
 
Seleção Do Cilindro Mestre 
 
Após determinar o volume de fluido requerido o cilindro mestre pode ser selecionado para 
fechar o sistema. Com a introdução compulsória da divisão de circuitos entre os eixos nos 
regulamentos da EEC, qualquer falha no sistema não significa perda completa de frenagem. Isto 
significa que o uso de dois cilindros mestres simples ou um cilindro mestre duplo (tandem) é 
necessário. 
 
Quanto á relação de pedal necessária após escolha do cilindro mestre deve ser examinado com 
referência ao máximo esforço de pedal estabelecido pelos regulamentos da EEC juntamente 
com outros requesitos tais como o máximo curso de pedal que pode ser restringida pelo pouco 
espaço imposto pelo fabricante do veículo. 
O sistema com servo á vácuo ou assistido por ar deve ser considerado na sua instalação quanto 
á tamanho e auxílio para todos os veículos objetivando espaço e desempenho respectivamente. 
 
Auxílio Á Vácuo 
 
Quando um servo freio adequado é escolhido os seguintes pontos devem ser ser considerados:- 
 
 1-O curso do Servo deve ser pelo menos igual ao máximo curso do Cilindro Mestre 
 “tandem”(duplo). (Atentar para evitar eventual falha no sistema.) 
 
 2-O Knee-Point (K.P.) do servo deve atingir pelo menos o valor aproximado requerido 
pelo Cilindro Mestre para gerar a desaceleração nominal. 
 
 3-O desempenho do Servo deve ser tal que não sobrecarregue os freios 
 
 
Auxílio À Ar 
 
No caso de assistência a ar, o Atuador em combinação com o Cilindro Mestre é selecionado a 
fim de prover a pressão de linha requerida (para 0,60 g de desaceleração) á uma pressão entre 
78 a 92 psi (5,5 a 6,5 bar). Se o atuador é do tipo diafragma com curso reajustavél, então pode 
ser maior do que o curso máximo do C.M. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Detalhes sobre cálculo do AF e AR 
 
 
 
 
 
( )dianteirorolamentodeRaio
PDf
AF
embolo
⋅⋅⋅
⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ⋅
⋅⋅⋅⋅⋅
=
4
Re1212
2π
 
PAfRrolamentoAF Pp ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅ µ1212Re 
 
 
 
 
( )traseirorolamentodeRaio
PDRBF
AR
rodadecilindro
tambor
⋅⋅⋅
⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ⋅
⋅⋅⋅⋅⋅
=
⋅⋅
4
112
2π 2 rodas 
1 freio/ roda 
1 cilindro de roda / freio 
BF Fator de Freio 
( )dianteirorolamentodeRaio
PDf
AF
embolo
⋅⋅⋅
⋅⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅
=
4
Re1212
2π 2 rodas 
1 freio/ roda 
2 duas pastilhas/ freio 
1 embolo/ freio 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 117
Exercício: Veículo de Sucata com GVW= 10 toneladas 
 
Questionário sobre freio do veículo está anexo. 
 
Passo 1 => Identificar o balanceamento ideal (carregado e vazio) Determinar necessidade de 
uso da Válvula de corte 
 
Passo 2 => Torque de Frenagem/ Freio 
 
Passo 3 => Escolha dos freios dianteiros. 
 
HLS/S 
Tamanho do Freio 13 x 3 13 x 4 13 x 5 151/4 x 31//2 151/4 x 41//2 
Torque de Pojeto 39000 52000 65000 72500 75000 
Unidade - lbfxin 
Passo 4 => Escolha dos freios TraseirosTipo do Freio Duo-Servo Duo Servo H2LS H2LS H2LS 
Tamanho do Freio 12 1/8 x 4 13 x 5 13 x 5 15 1/4 x 41/4 15 1/2 x 5 
Torque de Projeto 39500 56800 65000 75900 92200 
Unidade - lbfxin 
 
Tamanho das roda 20 “. 
 
Passo 5 => Cálculo de “AF” e “AR”. 
 
Passo 6 => Cálculo da Pressão Efetiva “ELP“. 
 
Passo 7 => Cálculo da Pressão Real “ALP”. 
 
Passo 8 => Cálculo do Balanceamento Real. 
 
Passo 9 => Desaceleração de Travamento. (carregado e vazio). 
 
Passo 10 => Sistema Secundário - Desaceleração (carregado e vazio). 
 
Passo 11 => Tyre Drag 
 
Passo 12 => Drum Drag 
 
Passo 13 => Lining Drag 
 
Passo 14 => Folga da Sapata/Tambor (SCL) 
 
Passo 15 => Volume de Fluido Requerido. 
 
Passo 16 => Absorção das Mangueiras e Tubos. 
 
Passo 17 => Seleção e Análise do Cilindro Mestre. 
 
 
 
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Gráfico 1 
 
 
Curvas para execução dos exercícios acima: 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 119
Gráfico 2 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 120
Gráfico 3 
 
 
 
 
 
 
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A Função Do Sistema De Freios 
 
A Função Básica Do Sistema 
A função básica do sistema de freios é reduzir a velocidade do veículo, para manter sua 
velocidade durante a descida de uma rampa, e sustentar um veículo estacionado após ter 
parado. 
 
 
 
Estas funções básicas do sistema devem ser desempenhadas durante uma operação normal dos 
freios, e para um menor desempenho de frenagem, durante uma falha no sistema de freio. 
Consequentemente, freios podem ser agrupados de tal forma e designado como freio de serviço, 
isto é, são utilizados para toda situação de frenagem normal, o sistema secundário ou freio de 
emergência, quando se utiliza a capacidade parcial do sistema de freio devido alguma falha no 
sistema, e o ultimo seria o freio de estacionamento. Na prática atual de projeto alguns 
componentes do freio de serviço são usados também para o sistema secundário e de 
estacionamento. 
 
Dinâmica de frenagem de um veículo simples 
 
Neste capitulo analisa a resposta do veículo às forças produzidas pelo sistema de frenagem. A 
aplicação das forças de frenagens ideais, (sobre uma pista reta e horizontal) e o processo de 
frenagem será apresentado. Forças de frenagem ideal e real são comparadas e o conceito de 
eficiência de frenagem e utilização da fricção da pista são discutidos. Métodos práticos para 
analise do balanceamento de frenagem são apresentados. As equações descrevendo a 
estabilidade direcional durante a frenagem são mostradas. 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 122
Análise Da Distribuição Das Forças De Frenagem. 
 
Cargas Estáticas No Eixo 
 
As forças atuantes em um veículo sem desaceleração, ou seja, estacionado ou se deslocando em 
velocidade constante no nível da pista de rodagem são ilustradas na figura 71. 
Devido a distribuição de peso dianteiro e traseiro, o eixo dianteiro e traseiro pode carregar 
diferenças de peso estático significativo. 
A distribuição de carga estática do eixo é definida pela taxa de carga estática traseira em relação 
ao total de peso do veículo, designada pela letra grega Ψ tal que: 
 
 
W
FZR=ψ ψ= Fz Equação 1 
 
Onde 
FzR = Carga estática do eixo traseiro, N 
W = Peso do veículo, N. 
 
O peso estático dianteiro relativo do eixo dianteiro é dado por 
 
W
FZF=−ψ1 (2) 
 
Onde 
 
FzF= Peso estático do eixo dianteiro, N (lb) 
 
Carros modernos têm o ψ - valores para condição vazia mais baixa do que 0.35, indicando que 
somente 35% do peso total é carregado pelo eixo traseiro. Isto resulta relativamente em baixa 
carga estática traseira de um carro passageiro ou pick-up quando é levemente carregado, e isto 
se torna uma das maiores razões porque uma cuidadosa analise de balanceamento deve ser 
realizada a fim de evitar o travamento traseiro prematuro. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 123
Aplicando-se o momento de balanço sobre o eixo dianteiro do veículo estacionado (ver figura 
71) temos 
 
LFlW ZRF ⋅=⋅ 
 
Onde; 
 
 L= Distancia entre eixos, m. 
 .LF = Distancia horizontal do centro de gravidade ao eixo dianteiro, m 
 
Resolvendo para a distância horizontal LF entre o eixo dianteiro e o centro de gravidade 
 
 L
W
LFl ZRF ⋅=
⋅
= ψ m (in) 
 
Similarmente, para a distância horizontal LR entre o eixo traseiro e o centro de gravidade. 
 
 ( ) LlR ⋅−= ψ1 , m (in). 
 
Cargas Dinâmicas No Eixo. 
 
Quando os freios são aplicados, geram o torque de frenagem nas rodas o qual são transferidos 
sobre a circunferência do pneu onde está o contato real entre pneu/pista. Antes do freio travar, 
a intensidade das forças de frenagem é uma função direta do torque produzido pelo cilindro de 
roda ou embolo do freio. Para freios hidráulicos e pneumáticos há equações específicas para 
determinar forças reais de frenagem. 
 
 
As desacelerações devido às forças atuando sobre os dois eixos de um veículo em pista; são 
ilustrados na Figura 72. Aplicando o balanceamento dos momentos sobre o campo de contato 
entre o pneu e pista do eixo traseiro a força dinâmica normal no eixo dianteiro é: 
 
( ) WaF dynZF ⋅⋅+−= χψ1, , N (3) 
Onde 
 
ψ = FzR, estático / W 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 124
 χ = Altura do centro de gravidade (h) dividido pela distância entre eixos (L) 
W = Peso do veículo, N 
.a = Fx,total / W = desaceleração, unidade - g 
 
Similarmente, aplicando-se o balanceamento do momento no contato entre pneu/pista dianteiro, 
obtém-se a força dinâmica normal do eixo traseiro. 
 
( ) WaF dynZR ⋅⋅−= χψ, , N (4) 
 
Analisando-se as Eqs 3 e 4 observamos que a força dinâmica do eixo é uma função linear da 
desaceleração, por ex.; uma relação em linha reta. A quantidade de carga transferida do eixo 
traseiro (e sobre o eixo dianteiro) é dada pelo termo χaW nas equações 3 e 4. A carga normal 
de um veículo passageiro são ilustradas na figura 73 para ambos os casos de um veículo vazio e 
carregado. Analisando-se as cargas, elas indicam que a carga do eixo traseiro é 
significativamente menor sob a maior desaceleração do que aquelas associadas com o eixo 
dianteiro. Por exemplo, a carga do eixo traseiro decresce em relação a carga estática de 3114 N 
(700 lb.) para somente 1334 N (300lb) para 1g na parada, enquanto a carga do eixo dianteiro 
aumenta de 5782 para 7562 N (1300 para 1700 lb.). 
 
A altura relativa do centro de gravidade χ de um carro tipicamente de passageiros não se altera 
significativamente, partindo-se do veículo vazio até a condição de veículo carregado. 
 
 
Forças Ótimas De Frenagem. 
 
Coeficiente de tração entre pneu e pista durante a frenagem 
 
O freio gera torque de frenagem nas rodas ou forças de retardamento entre o pneu e a pista. A 
taxa entre a força de frenagem (Fxi) e a carga vertical dinâmica (Fzi,dyn) no eixo é definida 
como o coeficiente de tração entre pneu e pista (µTi). Não confundir com µR (µ road) 
 
 
dynzi
xi
i F
FT
,
=µ (5) 
 
Onde, 
 
 Fxi = Força de frenagem no eixo, N 
 Fzi,dyn = Carga dinâmica no eixo, N 
 i = designação se o eixo é dianteiro ou traseiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionaise o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 125
 
 
O coeficiente de tração entre pneu/pista é o nível de atrito necessário para freiar o pneu até um 
limite onde o pneu não trava. O coeficiente de tração entre pneu e pista varia em função da 
força de frenagem ou da carga dinâmica do eixo, consequentemente, é um parâmetro 
dependente da desaceleração do veículo. Isto não deve ser confundido com o coeficiente de 
atrito entre pneu e pista. Somente quando o valor numérico da tração e o coeficiente de atrito 
pneu/pista forem iguais é que ocorrerá o travamento. 
 
Forças De Frenagem Dinâmica. 
 
Multiplicando-se a carga dinâmica do eixo pelo coeficiente de tração obtemos as forças de 
frenagem dinâmica dos eixos: 
 
 ( ) TFxF WaF µχψ ⋅⋅+−= 1 , N (6) 
 
Similarmente, para o eixo traseiro: 
 
 ( ) TRxR WaF µχψ ⋅⋅−= , N (7) 
Onde 
 
 µTF = Coeficiente de tração dianteiro 
 µTR = Coeficiente de tração traseiro 
 
O coeficiente de atrito entre pneu/pista µF ou µR já existem nos pneus dianteiros e traseiros, 
são indicadores da habilidade da superfície da pista produzir tração para um tipo qualquer de 
pneu, e tal como, é um número fixo. O pneu freiado continuará rodando até o coeficiente de 
tração computado pela Eq.(5) ser menor do que o coeficiente de atrito entre pneu/pista, do 
contrário o pneu será travado. Exatamente no momento do travamento do pneu o coeficiente de 
tração é igual ao coeficiente de atrito entre pneu/pista. Quando ambos os eixos são freiados à 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 126
níveis suficientes, de tal modo que, as rodas dianteiras e traseiras estejam operando no pico da 
condição de atrito, então a máxima capacidade de tração entre o sistema pneu/pista é utilizado. 
Sob estas condições a desaceleração do veículo será o máximo, desde que os coeficientes de 
tração dianteiros e traseiros sejam iguais, as desacelerações medidas em unidades de g sejam 
também iguais. 
 
Frenagem Ótima Em Linha Reta. 
 
Para uma frenagem em linha reta em um nível horizontal de superfície, sem considerar qualquer 
efeito aerodinâmico, a frenagem ótima em termos de máxima desaceleração do veículo é 
definida por: 
 
 aRF == µµ (8) 
 
Onde 
 
a = Desaceleração do veículo, unidades em "g" 
µF = Coeficiente de atrito entre pneu/pista dianteiro 
µR = Coeficiente de atrito entre pneu/pista traseiro 
 
A condição ideal é expressa pela Eq.(8) e não deve ser confundida com a condição ideal desde 
que há uma variedade de condições operacionais onde Eq. (8) não reflete o resultado 
satisfatório de frenagem. Por exemplo, para uma frenagem manobrando o veículo na curva, nem 
todo atrito entre pneu/solo pode ser utilizado para frenagem, porque as forças no pneu laterais 
devem partilhar a tração total disponível do veículo com as forças de frenagem. Reforçando, 
travamento dianteiro e traseiro simultâneo pode produzir diferentes respostas no veículo, o que 
eventualmente causaria um giro no veículo, enquanto que um travamento prematuro na roda 
dianteira não. 
 
As forças de frenagem ótima podem ser determinadas pelo ajuste do coeficiente de tração, 
igualando-os à desaceleração do veículo Eq.(6) e Eq.(7), resultando nas forças de frenagem 
ótima do eixo dianteiro. 
 
 ( ) WaaF otixF ⋅⋅⋅+−= χψ1, , N (9) 
 
e as forças de frenagem ótima no eixo traseiro 
 
 ( ) WaaF otixR ⋅⋅⋅−= χψ, , N (10) 
 
Examinando-se as Eqs.(9) e (10) indicam uma relação quadrática referente à desaceleração "a". 
A representação gráfica é uma parábola como ilustrada na figura 74 para um pick-up. Qualquer 
ponto da curva representa o lugar geométrico de um ponto ótimo identificado pela igualdade da 
desaceleração ao coeficiente de atrito. Analisando o caso de veículo vazio revela que 
desacelerações na faixa de 0,8 a 1g, começam a frenagem traseira ótima para decrescer devido a 
significante transferencia de carga para o eixo dianteiro. Para o caso carregado, a maior carga 
estática traseira provê um aumento na força de frenagem ótima, e consequentemente permite 
uma maior desaceleração. 
 
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As escalas de desaceleração para veículo vazio e carregado são diferentes como mostrado na 
figura 74. A simplificação pode ser obtida pela expressão das forças ótima de frenagem relativa 
ao peso do veículo, ou por uma unidade de peso, dividindo-se as forças de frenagem ótima pelo 
peso do veículo. Consequentemente, as forças de frenagem ótima seriam. 
 
 ( ) aaW
FDianteira
oti
xF ⋅⋅+−=⎟
⎠
⎞⎜
⎝
⎛⋅ χψ1 (11) 
 
 ( ) aaW
FTraseira
oti
xR ⋅⋅−=⎟
⎠
⎞⎜
⎝
⎛⋅ χψ (12) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 128
 
 
 
A representação gráfica das Eqs (11) e (12) é ilustrada na figura 75 para o caso vazio e 
carregado. Qualquer ponto da curva a força de frenagem ótima representa a frenagem ótima, 
exemplo: o coeficiente de atrito pneu/pista da dianteira e traseira é igual à desaceleração do 
veículo. Por exemplo, para o veiculo vazio e para desaceleração de 0,6 g, a força de frenagem 
ótima dianteira relativa é 0,41 e a força de frenagem ótima traseira é 0,2. Os valores 
correspondentes para a condição carregada são de 0,3 e 0, 3, respectivamente. Se os balanços 
de torque de freio real dianteiro para o traseiro fossem distribuídos de conforme as taxas ótimas 
indicadas, simultaneamente ocorreria o travamento dianteiro e traseiro, trazendo desta maneira 
a menor distância de parada. 
Somente uma escala de desaceleração é usada na figura 75 para ambas as condições de 
carregamento. A linha da desaceleração constante marcha sob um angulo de 45°,assumindo 
escala iguais são usados para forças de frenagem dianteira e traseira. A razão do angulo de 45° 
e que a curva segue a segunda lei de Newton, expressado pelas forças de frenagem ótima como. 
 
 a
W
FxR
W
FxF
=+ (13) 
 
Analisando a fig. 75 mostra, por exemplo, para a linha de desaceleração de 0,8g substituído na 
Eq. (13), então para o caso vazio fica: 0,58 + 0,22 = 0,8; e para o caso carregado: 0,45 + 0,35 
= 0,8. O valor numérico indica que a força de frenagem dianteira descresse de 0,58 para 0,45 = 
0,13 no eixo vertical, o qual é o aumento experimentado pelas forças do eixo traseiro no eixo 
horizontal. O resultado é um triângulo com dois lados de distancia iguais, propriamente as 
componentes vertical e horizontal, os quais progridem a 45° é a curva da desaceleração. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 129
Analisando-se as Eqs (11) e (12) mostra que as forças de frenagem ótima são somente uma 
função de uma geometria específica de um veículo, de peso bruto total e vazio, por exemplo; ψ 
e χ, e a desaceleração do veículo "a". Eles não são elementos de uma função do sistema físico 
de freios instalados. 
 
Com a finalidade de combinar a geometria real do veículo com as forças de frenagem ótima, 
torna-se conveniente eliminar a desaceleração do veículo resolvendo-se pela Eq.(11) para 
desaceleração a, e substituindo dentro da Eq. (13). O resultado é a equação das forças de 
frenagem ótima 
 
( )
( ) W
FxF
W
FxF
W
FxR
oti
−−
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎜
⎝
⎛
+=
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−
χ
ψ
χχ
ψ
2
11
2
1
2
2
 (14) 
 
A Eq. (14) permite a computação da força de frenagem traseira ótima associada com uma 
força de frenagem dianteira (ótima) especificada arbitrariamente. 
 
A representação gráfica da Eq. (14) é uma parábola ilustrada na figura 76. A curva ótima 
localizada no quadrante superior direito representa a frenagem,a inferior esquerda a aceleração. 
Somente o primeiro quadrante da frenagem, onde mostra as faixas que as desacelerações 
operam no gráfico; são diretamente importantes para engenheiros de freios. As curvas ótimas 
mostradas na Fig. 75 representam a seção de interesse relativo às faixas de desacelerações 
freqüentemente buscadas. 
 
O diagrama inteiro de frenagem ótima/ forças de desaceleração, entretanto, é utilizado para 
aguçar a percepção e encontrar métodos de aproximação do projeto ótimo com as forças de 
frenagens reais disponíveis já definidas pelas características geométricas do veículo com o puro 
propósito de definição de projeto de freios. E mais, os métodos também seriam usados na 
reconstrução de acidentes reais envolvendo frenagem e perda de estabilidade direcional devido 
o travamento traseiro prematuro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 130
 
 
Eficiência De Frenagem. 
 
O conceito da utilização do atrito entre pneu/pista pode ser expandido para ter uma aplicação 
mais generalizada no campo da análise de frenagem. Eficiência de frenagem é definida pela taxa 
máxima entre a desaceleração atingida sem travar as rodas pelo coeficiente de atrito entre 
pneu/pista disponível. A eficiência de frenagem expressa a medida de um coeficiente de atrito 
pneu/pista dado, que sendo disponível para um certo veículo transforma-se na máxima 
desaceleração atingida sem travamento nas rodas. 
 
Começando com a Eq.: ( )[ ] ( )a
a
Wa
Wa
FzR
FxR
TR ⋅−
⋅Φ
=
⋅⋅−
⋅⋅Φ
==
χψχψ
µ (17) 
 
Onde 
 
 µTR = Coeficiente de utilização do atrito Pneu/Pista traseiro 
 FxR = Força de frenagem traseira real , N 
 FzR = Força dinâmica traseira normal , N 
 Φ = FxR/(FxR+FxF) (15) 
 
 
 e Eq.: ( )( )a
a
TF ⋅+−
⋅Φ−
=
χψ
µ
1
1 (16), 
São expressões analíticas para a eficiência da frenagem do eixo traseiro e dianteiro e pode ser 
derivado da Eq. (17) podendo ser reescrita como 
 
aaRR ⋅Φ=⋅⋅−⋅ χµψµ 
 
e coletando os termos envolvidos na desaceleração obtemos, 
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( ) ψµχµ ⋅=⋅−Φ⋅ RRa 
 
A eficiência de frenagem ER do eixo traseiro agora se torna. 
 
( )χµ
ψ
µ ⋅−Φ
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
RR
aER (18) 
 
Similarmente, a eficiência de frenagem EF dos eixos dianteiros se torna: 
 
( )χµ
ψ
µ ⋅−Φ−
−
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
FF
aEF
1
1 (19) 
 
Somente valores numéricos menores do que as unidades são significantes. Se o valor é maior do 
que a unidade é computada o seguinte, por ex: para o eixo dianteiro, quando a correspondente 
eficiência de frenagem do eixo traseiro será menor do que a unidade, indicando que este é o 
limitante do eixo dele e ele travará primeiro. A eficiência de frenagem maior do que a unidade 
indica também que este eixo particular esta sub-freado, isto significa que uma força maior 
poderia ser empregada para atingir o travamento. 
 
A representação gráfica da Eqs. (18) e (19) é ilustrada na figura 79 no qual a eficiência de 
frenagem é plotada como função do coeficiente de atrito entre pneu/pista. Analisando-se a 
figura 79 indica que para o µ = 0, 40, a eficiência no eixo dianteiro é igual aproximadamente a 
0,88 para a condição veiculo vazio em marcha. A eficiência de frenagem de 88% indica que 
88% do atrito disponível no solo é usado durante a frenagem do veículo para desacelerações de 
0,88 x 0,4 = 0,35g na eminência da roda dianteira travar. 
 
A figura 79 também mostra a distância adicional percorrida quando comparado com o mínimo 
atingível com a frenagem ótima. A taxa entre o aumento da distância de parada ∆S e a mínima 
distância de parada Smin pode ser derivada como 
 
 
R
F
a
a
S
S
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−=
∆
µ
µ
1
min
 (20) 
 
Diagrama da eficiência da frenagem pode ser expandido, deste modo o coeficiente de atrito 
(entre pneu/pista) e desaceleração pode ser diretamente lido no diagrama, semelhante ao 
diagrama de força de frenagem mostrada na figura 77. 
 
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 Figura 77. Forças de frenagem real e dinâmico normalizado 
 
 As linhas marcham em um curso sob um angulo que são linhas da constante do coeficiente de 
atrito como ilustrada na figura 710. Pontos dados caem dentro da Area de eficiência de 
frenagem dianteira indicando que os freios dianteiros travarão antes da traseira, enquanto 
pontos dados na área da eficiência de frenagem traseira mostram travamento prematuro nos 
freios traseiros. Analisando a figura 710 mostra que condições de operações do veiculo vazio 
ou a linha se aproxima da linha de 100% de eficiência, a desaceleração crítica é 
aproximadamente 0,86g. Indicando estabilidade de frenagem para todas desacelerações acima 
de 0,86g. Para condição totalmente carregada os freios dianteiros travarão sempre antes do que 
os freios da traseira. Freqüentemente, observando o diagrama da eficiência de frenagem são 
usados para comparar dados de testes reais obtido em pista de prova com teste de torque em 
dinamômetro ou plataformas de testes teóricos ótimo, ex: Eficiência de frenagem de 100%. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 133
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise Da Estabilidade Do Veículo. 
 
Considerações gerais 
 
A resposta de um sistema mecânico para uma perturbação de forças pode ser estável, instável 
ou indiferente. A resposta é estável, quando, após uma perturbação nas forças atuantes, o 
sistema retorna ao seu estado de movimento estável. A resposta é instável quando após uma 
pequena perturbação relativa de forças causam grandes desvios em relação a estabilidade do 
movimento inicial. No caso de instabilidade a energia requerida para um movimento instável 
desenvolver é provido pela energia cinética ou movimento do sistema, ex.: A velocidade do 
motor do veículo. Existe também a resposta indiferente quando uma perturbação das forças 
causaria um simples deslocamento proporcional a força de perturbação. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 134
Acidente e dados de teste do veículo, bem como análise básica de engenharia, indicam que 
travamentos dos freios traseiros antes dos dianteiros resultam em violenta instabilidade do 
veículo, mais freqüentemente causando o giro do veículo em torno do eixo vertical. A 
velocidade angular de giro e, o correspondente ângulo de giro é uma função da velocidade do 
veículo, coeficiente de atrito pneu/pista, momento de inércia do giro, e dimensões do veículo. 
 
Análise da estabilidade de frenagem simplificada 
 
O desenvolvimento da instabilidade do veículo devido o travamento das rodas é ilustrada na 
figura 713. Assumindo-se que as rodas dianteiras não têm ainda condições de aproximação ao 
deslizamento e, portanto ainda roda no solo, e os freios traseiros já causaram travamentos das 
rodas (Figura 713 A), algum distúrbio na direção lateral devido a inclinação da pista, ventos 
laterais, ou desbalanceamento do freio esquerdo com o direito produz as forças laterais Fy 
atuando no centro de gravidade do veículo. A força resultante FR, derivada da força de inércia 
Fx induzida pela frenagem e as força lateral Fy, esta atuando sobre o veículo no angulo de 
escorregamento αv. O angulo de escorregamento αv é formado pelo eixo longitudinal do veículo 
na direção o qual o veículo esta se movendo. 
 
Figura 713 . Comportamento do veículo com as rodas traseiras e dianteiras travadas. 
 
 
A força lateral Fy deve ser canceladapelas forças laterais produzido pelos pneus. Desde que a 
roda traseira está derrapando, as forças laterais dos pneus não são geradas na traseira e, 
consequentemente, as forças desenvolvidas pelas ainda estabilizadas rodas dianteiras produzem 
o momento de giro na magnitude Fy*FψL. Este momento de desestabilização gira o veículo em 
torno do eixo vertical assim que o angulo de deslizamento inicial αv aumenta, resultando na 
instabilidade do veículo. 
Se os freios dianteiros travam primeiro, uma idêntica perturbação lateral reagirá sobre o 
momento de estabilização Fy*R(1-ψ)L produzido pelo rolamento das rodas traseiras. A direção 
do momento é tal que ele roda no eixo longitudinal do veículo de encontro à direção do curso 
do centro de gravidade do veículo, reduzindo assim a perturbação inicial do angulo de 
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escorregamento αv e mantendo desta maneira a estabilidade do veículo. O veículo deslizará em 
linha reta com os freios dianteiros travados. Enquanto os freios dianteiros estão travados o 
veículo não responderá os comandos da direção pelo motorista, isto significa perda total da 
dirigibilidade. Se a colisão é inevitável, uma colisão frontal típica será o resultado com 
pequenos danos enquanto que uma colisão lateral é muito mais grave, pois a proteção do 
ocupante é mais crítica. 
 
 
Materiais e processos. 
 
Materiais De Atrito e Materiais Dos Componentes De Freios 
 
Antigamente, materiais como madeira, couro e feltro, foram usados como materiais de atrito. 
Embora o coeficiente de atrito fosse satisfatório para as primeiras aplicações em baixas 
velocidades, estes se tornaram inadequados para cobrir as faixas de temperaturas requeridas que 
gradualmente foram aumentando. Além disso, embora o couro e a madeira fossem suaveis e 
silenciosos em sua ação, as superfícies tornavam-se freqüentemente carbonizadas, provocando 
uma perda quase que completa do coeficiente de atrito. 
 
Antes de 1925 os automóveis usavam freios de contração externa, montadas somente no eixo 
traseiro, com o propósito de evitar influencia do freio na dirigibilidade. 
 
 
 
Ver figura 233 
Freio de contração externa com 
- Alavanca 
- Articulação 
- Guarnição única ou em duas peças 
Figura - 233 
 
Esta configuração de freio expunha o material de atrito ao tempo, lama, água e areia, o que 
prejudicava bastante a sua ação. 
A partir de 1927 passaram a ser utilizado nos 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. 
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 
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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. 
 
 
Coeficiente de atrito: O principio da inércia, uma das leis fundamentais da mecânica pode ser 
enunciada como: "Todo corpo é incapaz de colocar-se em movimento por si mesmo, ou 
estando em movimento, de modificar a velocidade ou a direção deste movimento sem 
intervenção de uma causa chamada força”. 
 
Uma força é, portanto, todo agente capaz de produzir ou modificar um movimento. 
 
Consideremos um corpo de peso P em contato com uma superfície plana horizontal. Este corpo 
esta em equilíbrio sob ação do seu peso e da resultante N da reação do plano. Aplicando ao 
corpo uma força horizontal F, o corpo permanece imóvel enquanto F não ultrapassar um 
determinado valor. 
 
A força F necessária para iniciar o movimento mede, a aderência na partida, ou seja, a força de 
atrito estático; a experiência demonstra igualmente que a força F' necessária para manter o 
movimento é inferior a F. A força F' é chamada de atrito dinâmico. 
 
 
 
Assim, o coeficiente de atrito estático é definido como a relação entre F e P : 
µ Estático = F/P 
e o coeficiente de atrito dinâmico é definido como a relação entre as forças F' e P : 
 µ Dinâmico = F'/P. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Histórico E Evolução Dos Materiais De Atrito: 
 
 
O desenvolvimento dos materiais de atrito começou com o surgimento dos automóveis. Os 
primeiros freios utilizados eram provenientes dos freios das carroças puxadas por cavalos, no 
qual o condutor acionava uma alavanca que movia uma sapata, que em contato com as rodas, 
produzia o atrito necessário para desacelerar o veículo. O material de atrito utilizado era feito 
em couro. 
 Em 1897, Herbert Frood implementou um material novo, utilizando fibras de algodão 
trançadas em forma corda. Porém as fibras do algodão, em temperaturas superiores a 150 °C, 
perdem suas propriedades de atrito resultando em seu rompimento. Dez anos depois foram 
introduzidas fibras de amianto no material de atrito. Devido a sua flexibilidade, sua maior 
resistência mecânica e à temperatura, além de suas excelentes propriedades de atrito e 
compatibilidade com resinas e demais substância ligantes faziam da fibra de amianto o melhor 
componente para aplicações de atrito. 
 No início da década de 20, os químicos começaram um estudo para substituir os 
materiais trançados por peças moldadas, que apresentavam maior facilidade de produção em 
grande escala a um custo menor. 
Durante a década de 30 foram feitas novas pesquisas, com a descoberta de novas resinas 
flexíveis, com maior resistência ao calor. Esses novos materiais abriram caminhos a novos e 
muito mais sofisticados componentes, e com ele um novo mundo de compostos de atrito, 
conhecidos hoje em dia. Ao mesmo tempo houve um grande desenvolvimento dos materiais de 
atrito através da indústria da borracha. As fibras de algodão e posteriormente as de amianto 
foram recobertas com compostos de borracha, possibilitando a aplicação do material em 
diversas camadas até conseguir-se a espessura desejada. 
Já nos anos 50, se implementou uma nova formulação de resinas que ligavam materiais 
metálicos, possibilitando a aparição das primeiras pastilhas em base metálica. Esses novos 
materiais eram uma mescla de resinas com lã de aço e grafite. 
Nos anos 60, com a evolução dos automóveis e a necessidade de melhores sistemas de freios, 
muitas empresas começaram a buscar alternativas utilizando o amianto como principal 
componente dos freios a disco. Devido às limitações do amianto (é um recurso esgotável, e de 
qualidade variável), e do seu efeito nocivo à saúde humana, começaram a ser usados compostos 
de fibra de vidro, fibra de metal, e mais recentemente fibra de carbono sintético. 
Esses materiais semimetálicos não são ideais, pois conduzem melhor o calor que o amianto, 
ocasionando problemas, como uma excessiva transferência de calor à pinça e ao fluido de freio, 
que pode entrar em ebulição. 
O desenvolvimento de novos materiais de atrito continuou durante a década de 80, e nos anos 
90 os principais fabricantes de veículos e de materiais de atrito, com o objetivo de substituir os 
metais pesados da formulação desses produtos por compostos não tóxicos. 
Hoje em dia se trabalha com materiais orgânicos que resistam a altas temperaturas, e que são 
ecologicamente corretos. No entanto, encontra-se ainda no mercado compostosque contém 
amianto, os quais, devido suas propriedades cancerígenas, devem ser usados seguindo as 
normas de segurança para manipulação de produtos tóxicos e perigosos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Características Dos Materiais De Atrito: 
 
RESISTÊNCIA AO "FADE": 
 
 
Fade é o termo utilizado para designar o efeito de perda de atrito de uma lona ou pastilha, 
provocado pelo calor gerado durante as frenagens. 
A principal diferença entre as lonas e pastilhas de qualidade e as inferiores está na resistência ao 
"FADE". Qualquer lona e pastilha de freio, se submetida à alta temperatura apresentará 
"FADE". 
Sendo que o fator mais importante é justamente o quão rápido e a que nível de "FADE" são 
atingidos pelas lonas e pastilhas. 
 As lonas e pastilhas de qualidade suportam temperaturas mais altas que as lonas e pastilhas de 
baixa qualidade. 
Quando se atingi o ponto de "FADE" a lona e pastilha de boa qualidade perderá gradualmente 
sua eficiência, exigindo que o motorista passe a pressionar com mais intensidade o pedal do 
freio. 
O "FADE" gradual passa, assim, a ser um mecanismo de aviso, possibilitando ainda, um 
controle adequado sobre o veículo. 
As lonas e pastilhas de baixa qualidade, por sua vez, ao atingirem uma temperatura elevada 
apresentam o "FADE" repentinamente sem nenhum aviso, condição em que o motorista poderá 
perder o controle do veículo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RECUPERAÇÃO: 
 
Recuperação é uma característica das lonas e pastilhas de voltar rapidamente ao atrito original, 
depois de esfriar, quando submetidas a elevadas temperaturas. Somente uma lona e pastilha de 
qualidade repetirão essa recuperação de atrito depois de qualquer condição severa de 
aquecimento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXISTÊNCIA DE "FADE" RETARDADO: 
 
A existência de "FADE" retardado é uma característica muito perigosa. 
Ela aparece durante o período de recuperação ou esfriamento. O atrito começa a voltar ao 
normal e, de repente, sem aviso, os freios retornam à condição de "FADE". Esta é uma 
característica muito comum em lonas e pastilhas de baixa qualidade e pode acarretar sérios 
riscos. 
 
 
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SENSIBILIDADE À VELOCIDADE: 
 
As características de atrito (sensibilidade à velocidade) de uma lona ou pastilha de qualidade 
não devem variar com a velocidade do veículo. As lonas e pastilhas de baixa qualidade, quando 
submetidas a variações de velocidade, passam a frear o veículo a distancias cada vez maiores. 
Com as atuais condições de altas velocidades em algumas de nossas estradas é importante o uso 
de lonas e pastilhas de qualidade para assegurar paradas em distâncias mínimas. 
 
 
 
ESTABILIDADE: 
 
A estabilidade é, sem dúvida, uma das principais características das lonas e pastilhas de 
qualidade. É importante que as lonas e pastilhas mantenham sempre o mesmo poder de 
frenagem ao longo de sua vida. As lonas e pastilhas de baixa qualidade, apesar do desempenho 
satisfatório quando novas, sofrem "ruptura química" (desagregação) durante o seu uso, em 
virtude da utilização de aglomerantes (agentes ligantes) sem uma boa resistência térmica. 
 
 
 
 
 
 
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SENSIBILIDADE À ÁGUA: 
 
A sensibilidade à água é outra importante propriedade de segurança. Quando os freios, 
equipados com lonas e pastilhas de qualidade, são submetidas à água excessiva, umas seguras 
margem de atrito ainda é proporcionada aos mesmos. 
As lonas e pastilhas de baixa qualidade proporcionam pouco ou nenhum atrito quando 
molhadas. 
 
 
 
 
MÍNIMA SENSIBILIDADE A UMIDADE: 
 
Os efeitos da umidade atmosférica podem ser opostos aos da umidade excessiva. Pequenas 
quantidades de umidade, como o orvalho, por exemplo, podem aumentar substancialmente o 
coeficiente de atrito nas primeiras frenagens. Este detalhe muito comum em lonas e pastilhas de 
baixa qualidade é geralmente conhecido como "doença matinal". 
 
 
 
 
MÍNIMO DESGASTE DE LONAS E PASTILHAS: 
 
O uso de lonas e pastilhas de boa qualidade está ligado não só a segurança, como também a 
economia. O uso deve ser associado a quantidade de trabalho executado pelos freios. Uma lona 
ou pastilha que se desgasta muito rapidamente, pode tornar o freio sensível e irregular. É por 
isso que os freios devem ser verificados periodicamente, para inspeção de desgaste das lonas e 
pastilhas. 
 
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RESISTÊNCIA MECÂNICA: Os materiais de atrito devem possuir resistência mecânica 
suficiente para suportar os esforços inerentes à aplicação a que se destinam. Entre os esforços 
mecânicos, salientamos a compressão (ação contra as superfícies de atrito) e o cisalhamento 
(resultado das forças tangenciais, em virtude dos movimentos de rotação). 
 
ESTABILIDADE DIMENSIONAL: Todo material de fricção aquecido e a seguir resfriado 
deve manter sua forma e dimensões aproximadamente inalteradas. 
 
DURABILIDADE: A vida útil do material de atrito é um fator muito importante e isto 
depende da qualidade do tipo selecionado para uma aplicação. 0 fator isolado que governa a 
durabilidade dos materiais de atrito é a temperatura. Os materiais de fricção são aglutinados por 
resinas orgânicas, impondo limitações na sua temperatura de utilização e caso os freios ou 
embreagens sejam operados constantemente em temperaturas elevadas, o desgaste dos materiais 
de atrito é acelerado. A durabilidade também é afetada pela geometria do freio ou da 
embreagem, material do tambor e acabamento da superfície das pistas de atrito. Um material de 
atrito de boa qualidade deve ser também um isolante térmico que protege as partes mais 
profundas, sobre as quais está montado, das altas temperaturas geradas durante os 
acionamentos do freio ou embreagem. 0 desgaste dos materiais de atrito é necessário, para que 
se possa assegurar a renovação da superfície de atrito; caso contrário, chegaríamos a extremos, 
que é o espelhamento dessa mesma superfície. Por outro lado, esta renovação não deve ser 
muito rápida, pois assim teríamos pouca durabilidade. 
 
 
Matérias-Primas Básicas Que Compõem O Material De Atrito: 
 
FIBRAS NATURAIS E SINTÉTICAS - Fornecem resistência mecânica, ao desgaste e ao calor 
(ex.: amianto, kevlar, lã de rocha, etc). 
 
RESINAS - São os materiais aglutinantes. Agregam outras matérias-primas, conferem dureza e 
dão resistência ao desgaste e compressibilidade. Normalmente, usa-se resinas fenólicas puras ou 
modificadas devido a sua boa estabilidade e resistência a temperaturas elevadas. 
 Recentemente, a TMD Friction do Brasil desenvolveu, a partir do caju, uma resina para 
entrar na composição de lonas para veículos pesados. 
 
CATALISADORES - Consolidam a resina. 
 
ELEMENTOS METÁLICOS - Tem a função de dissipar o calor (ex.: latão, limalha de ferro, 
alumínio, bronze, etc). 
 
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CARGAS - A sua finalidade pode ser antioxidante, dissipador de calor, agente modificador de 
atrito (ex: borracha em pó, pó abrasivo, grafite, etc), lubrificante (grafite) e outras mais. 
Também são usadas cargas com a finalidade única de baratear um material de fricção, como, 
por exemplo, a barita e o caulim (materiais de enchimento). 
 
 
FORMULAÇÃOBÁSICA: 
Fibras – 40 a 50% 
Resinas e Catalisadores – 15 a 20% 
Material de enchimento – 15 a 30% 
Agentes lubrificantes – 4 a 6% 
Agentes atritantes – 2 a 6% 
 
Tipos De Materiais De Fricção: 
 
Os principais tipos de materiais de fricção destinados ao uso em veículos automotores e 
industriais são explanados a seguir: 
 
MATERIAL MOLDADO – Composto de materiais soltos, amianto ou outras fibras (NA), 
resina e cargas. A mistura é pré-prensada a frio e a seguir estampada à quente. O termo 
"moldado" não se refere, neste caso, ao processo de fabricação, mas ao tipo de estrutura do 
material, que é um aglomerado. O processo de fabricação é dito "por via úmida", quando a 
resina usada é líquida, e "por via seca", quando a resina é em pó. 
 
 
 
 
 
MATERIAL TRANÇADO – Composto de cordões ou tecidos de amianto ou outras fibras, 
com ou sem alma metálica (latão ou zinco), impregnada de resina, mais carga. Este material é 
estampado à quente e/ou submetido a tratamento térmico. 
 
 
 
 
 
 
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MATERIAL EXTRUDADO – O processo de extrusão da mistura é feito entre rolos. A 
seguir, a peça é submetida a tratamento térmico. Estas lonas podem ser com ou sem inserção de 
tela metálica. 
 
 
 
 
 
MATERIAL ENROLADO – Composto de cordões de amianto ou outras fibras, com ou sem 
alma metálica, impregnada de material ligante, mais carga, e depois enrolados em forma de 
anéis. Os anéis são estampados à quente. 
 
 
 
 
 
7 - Tipos De Freios: 
 
Freios A Tambor: 
 
 
 
 
 Aplicação: 
 
 Os freios a tambor são utilizados, geralmente, em veículos que necessitam força de 
frenagem satisfatória (com performance de baixa para média), com baixo custo de fabricação e 
de manutenção. 
 
 
Processos de Fabricação: 
 
 Os tambores de freio são fabricados em ferro fundido com uma específica composição 
(fácil fusão e moldagem, excelente usinabilidade, boa resistência ao desgaste, boa capacidade de 
amortecimento, resistência ao choque e a compressão), para que resista a esforços mecânicos e 
a altas temperaturas. 
 Após a fundição, os tambores são usinados, sendo efetuados os ajustes das suas 
dimensões. 
 
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Freios A Disco: 
Aplicação: 
 
Os freios a disco são utilizados, amplamente, desde veículos pequenos porte até comerciais 
pesados, passando por veículos de competição e sendo utilizado, também, na aviação. 
 
Tipos: 
 
 Sólido 
 Ventilado 
 de Ferro Fundido 
 de Aço 
 de Titânio 
 de Alumínio 
 de Cerâmica 
 de Fibra de Carbono 
 
 
Processos de Fabricação: 
 
Disco de freio de cerâmica: 
 
Os discos de freio de cerâmica, embora ainda seja uma novidade no setor automotivo, já vem 
sendo utilizado há algum tempo em aviões. 
Esse tipo de disco equipa veículos de grande performance como o Porsche 911 Turbo e o 
Mercedes CL 55 AMG F1. 
Estes discos possuem várias vantagens se comparados aos tradicionais discos de ferro fundido. 
Seu coeficiente de atrito é maior do que os de ferro fundido, fazendo com que a distância de 
frenagem se torne bem menor. Outra vantagem está relacionada à temperatura, que mesmo em 
solicitação extrema, se mantém estável. Pode chegar a atingir 1400 sem que o sistema sofra 
superaquecimento. Ou seja, estes discos são mais resistentes ao fading. 
Os discos cerâmicos não absorvem água, mantendo sua eficiência tanto secos quanto molhados. 
São construídos com materiais de alta tecnologia, cuja base é feita de oxigênio, nitrogênio, 
boro, carbono, silicone e metais como alumínio, zircônio e titânio. 
Todos os componentes citados são transformados em pó e em seguida queimados à 
temperatura de 1700 graus. O resultado é um disco com peso 50% menor dos que os 
convencionais discos de ferro. Além disso, a superfície extremamente dura do disco, somada à 
imunidade de corrosão ao sal, proporciona uma vida útil de cerca de 300000 quilômetros. 
 
Disco de freio de fibra de carbono: 
 
 Os discos de freio feitos em fibra de carbono utilizam duas matérias-primas básicas: a 
fibra de carbono e resinas fenólicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fibra de 
Carbono 
Resina 
Fenólica 
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Definidas as proporções exatas de cada componente, o primeiro passo na fabricação é a mistura 
dos materiais, que é feita através de seu aquecimento. Depois de feita a mistura, o composto é 
moldado a quente no formato do disco de freio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Após a moldagem do disco, este passa por um processo de usinagem, onde é feito o 
ajuste dimensional e retifica-se do disco. 
 
Disco de freio de ferro fundido: 
 
 Os discos de freio feitos em ferro fundido cinzento são os que normalmente equipam os 
carros de passeio. Sua produção é feita através da fundição do ferro, e posteriormente o disco 
passa por processos de usinagem e retifica final. 
 
Obs: Nos anexos finais será mostrado um processo de fabricação completo de Disco de freios e 
Pinça de freios desde a matéria prima até a montagem. 
 
Ensaios De Durabilidade E Controle Do Nível De Atrito: 
 
Equipamentos CHASE: 
 
 Os equipamentos CHASE são utilizados para medir o nível de atrito do material. São 
utilizados corpos de prova de 1”x 1”, removidos do material a ser testado. 
 
São efetuados diversos ensaios, tais como: 
 
Nível de atrito em função da variação de carga, com velocidade constante, 
Indicação do nível de atrito em ensaios de perda e recuperação, 
Teste do nível de atrito em função da velocidade. 
 
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Equipamentos KRAUSS: 
 
 Nesse equipamento é montado um conjunto de freios, a disco ou a tambor, e realizados 
diversos ensaios, visando a medição do nível de atrito. O equipamento permite a variação de 
velocidades e do torque aplicado sobre o freio, além de efetuar a medição das temperaturas 
sobre os componentes do sistema. 
 
 
 
 
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Considerações Finais: 
 
 
 A importância de um correto dimensionamento do sistema de freios é vital para o bom 
desempenho do veículo. O desenvolvimento de materiais de atrito é um item importantíssimo 
em sistema de freios e contribuem de forma decisiva no desempenho de frenagem, tendo até 
mesmo maior responsabilidade e importância que o próprio sistema de freios, pois são 
severamente solicitados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FLUIDO DE FREIO 
 
Características dos fluidos 
 
Um bom sistema de freio deve atender a todas solicitações mecânicas e físicas que lhe forem 
solicitadas. De nada valeria um sistema com estas características se o fluido que preenche o 
sistema para transmitir a força e gerar a frenagem não respondesse às mudanças de energia 
produzidas durante o ato. Um fluido de boa qualidade deve possuir determinadas propriedades 
que satisfaçam a estas necessidades. 
 
 
Ponto de ebulição 
 
A escolha das matérias primas para a fabricação de um fluido de freio, deve ser feita de modo 
que a mistura possua ponto de ebulição elevado. Tal exigência se dá pelo fato de que a ação de 
frenagem converte a energia cinética em energia calorífica e esta energia não se retém apenas 
aos componentes do sistema mecânico de freio mas se propaga ao líquido que está preenchendo 
o sistema. 
 
Quandose utiliza um líquido de freio com ponto de ebulição baixo, ao acionar o sistema, o 
aquecimento gerado faz com que o líquido atinja o seu ponto de ebulição e comece a formar 
vapores os quais são facilmente compressíveis. Isto provoca falha total no sistema e a resposta à 
frenagem será deficiente. 
 
 
Viscosidade 
 
Este é um fator muito importante para uma boa performance de um fluido pois suas condições 
de trabalho são extremas considerando a temperatura em que se encontra o veículo. 
 
Quando a temperatura estiver numa condição sob zero, a viscosidade não deve possuir valores 
muito altos, pois se isto ocorrer o fluido não responderá satisfatoriamente à transmissão de 
força, comprometendo a frenagem. Por outro lado, se a temperatura estiver numa condição 
elevada, o fluido deve manter sua propriedade de viscosidade num valor que também não 
comprometa o seu uso, pois se a viscosidade, pela ação da temperatura for baixa, haverá 
vazamentos e a frenagem também estará comprometida. 
 
 
Lubrificação 
 
O sistema de freio hidráulico é composto por partes metálicas e de borracha. Estes 
componentes sofrem uma ação de movimento e de transmissão de força. Torna-se necessário 
que o fluido exerça a função de lubrificante para garantir que os componentes metálicos e de 
borracha não sofram um desgaste acentuado devido o atrito que há durante sua movimentação. 
 
Efeito sobre a borracha 
 
As gaxetas de borracha possuem importante função dentro do sistema de freio hidráulico. Por 
estarem em permanente contato com o fluido, este deve favorecer às gaxetas um inchamento 
necessário para que elas cumpram o seu papel de vedação. Porém, este intumescimento não 
deve ser excessivo, pois se isto ocorrer, pela ação do atrito haverá um desgaste acentuado das 
gaxetas de borracha. 
Um fluido de boa qualidade não deve provocar a desintegração das borrachas e nem a formação 
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de resíduos provenientes das mesmas as que poderá obstruir as tubulações e furos do sistema; 
deve manter uma compatibilidade entre o fluido e a borracha e este não deve aumentar sua 
dureza, diminuindo sus capacidade de vedação. 
 
 
pH 
 
Um fluido de boa qualidade deve apresentar uma faixa de pH controlado e constante, para que 
não sofra variação pela ação do tempo. O contato com as partes metálicas não deve favorecer 
meio ácido ou extremamente básico comprometendo o sistema. 
 
 
Corrosão 
 
É importante que o comportamento do fluido em contato com as partes metálicas não promova 
a corrosão. O sistema pode ser composto de vários metais e o fluido deve inibir a corrosão pela 
ação dos aditivos anticorrosivos presentes na formulação. 
A corrosão deve ser evitada para que não haja oxidação e engripamento das peças móveis do 
sistema, o que poderia gerar um desgaste prematuro dos pistões e dos cilindros por excesso de 
atrito durante o movimento para frenagem. 
 
 
Resistência à Oxidação 
 
O fluido está em contato direto como o oxigênio e este provocam sua oxidação. A formação de 
ácido causada por esta oxidação provoca corrosão do sistema. 
Um fluido de boa qualidade de resistir a este agente oxidante e não gerar ácido livre ao meio. 
 
 
Tolerância à água 
 
Uma das características de um fluido hidráulico é a capacidade de absorver pequenas 
quantidades de água, ao longo do uso, permanecendo um líquido homogêneo. Se a água forma 
fases heterogêneas com o fluido, ela poderia entrar em contato com a superfície metálica 
provocando pontos isolados de corrosão no sistema. 
A presença de água no fluido e sua separação em fase podem causar entupimento do sistema 
pela formação de cristais de gelo quando a temperatura climática é muita baixa (países de 
invernos rigorosos). Já em condições de temperaturas elevadas, a água, além de diminuir o 
ponto de ebulição do fluido e formando uma mistura heterogênea, pode evaporar-se, e o vapor 
de água é compressível causando falha no sistema de freio. 
 
 
 
 
Compatibilidade 
 
Um fluido de boa qualidade deve ser compatível a outros fluidos quando misturados por motivo 
de reparos no sistema ou complementação do volume necessário para manter o bom 
funcionamento. A compatibilidade é necessária para evitar que a interação das duas ou mais 
composições não formem precipitados ou outros produtos que causem entupimento ou danos 
ao sistema. 
 
 
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Perda por Evaporação e Resíduos 
 
Devido às temperaturas elevadas, o líquido para freio perde quantidades significativas por 
evaporação. O fluido, submetido a estas temperaturas, evapora-se, mas conservar uma 
porcentagem residual que garanta a ação dos freios satisfatoriamente. O fluido que permanece, 
após a evaporação, não deve conter materiais abrasivos. A perda por evaporação resulta em 
constantes adições de fluido no reservatório e isto acarretará uma concentração de elementos 
prejudiciais ao sistema. 
 
 
Tipos de Fluido para Freios 
 
Os primeiros fluidos hidráulicos foram a água e os óleos minerais e vegetais. Com o 
desenvolvimento dos sistemas hidráulicos verificou-se a necessidade de fluidos com 
características diferenciadas. Os fluidos hidráulicos são classificados de acordo com o 
atendimento aos requisitos de aplicação. O Departamento de Transportes (Departament of 
Transportation) dos Estados Unidos classificou os fluidos hidráulicos de acordo com seus 
requisitos, denominado DCI 1 a água e DOT 2 os óleos minerais e vegetais. Os requisitos para 
DOT 3, 4 e 5 serão apresentados no item 4. 
 
Especificação e requisitos 
 
Histórico 
 
Antes da primeira guerra não existiam especificações para os líquidos de freio, quer oficiais, 
quer comerciais. Em 1942, o Ministério da Defesa dos Estados Unidos, convocou a Associação 
de Engenheiros de Automóvel (Society of Automotive Engineers -SAE) e solicitou que ela 
elaborasse uma especificação para os fluidos de freio para que estes fossem capazes de dar bons 
resultados em qualquer condição de trabalho. Tais especificações seriam adotadas para todos os 
veículos militares. 
Depois da guerra, os fabricantes de automóveis e de freio, impressionados com o número 
crescente de acidentes causados por falhas neste sistema, verificaram que grandes porcentagens 
destes desastres eram causadas devido ao uso de fluidos hidráulicos de qualidade inferior e até 
inadequado. Decidiu-se então que a SAE formularia uma especificação que determinassem as 
propriedades do líquido de freio quanto a máxima segurança também para veículos comerciais. 
Hoje, as normas SAE nos Estados Unidos são de tal importância que o governo federal desse 
país decretou a Lei n0 87-637, que visa à regulamentação da matéria. A violação desta lei, no 
sentido de fabricação ou comercialização de fluido para freios que não atinja os valores mínimos 
estabelecidos pela SAE, estão sujeitos à multa ou prisão e, em certos casos, a ambas sanções. 
 
 
Especificação “ABNT” 
 
No Brasil, os fluidos para freios devem satisfazer às especificações da Associação Brasileira de 
Normas Técnicas (ABNT EB-1 55). Estas especificações devem preencher os seguintes 
resultados: 
 
Requisitos das características de líquidos para freios hidráulicos 
 
Requisitos ABNT3 ABNT4 ABNT5 
 
1. Viscosidade Cinemática ≤1500 ≤1800 ≤900 
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• - 400C, mm2/s 
• 1000C, mm2/s 
 
≥15 ≥15 ≥1,5 
 
2. Fluidez e aparência à baixa temperatura 
• -400C 
a) tempo de ascensão da bolha, s. 
b) estratificação 
c) precipitado lama ou sedimentação. 
d) transparência a (23 ± 50C) 
• -500 C 
a) tempo de ascensão da bolha, s 
b) estratificação 
c) precipitado lama ou sedimentação. 
d) transparênciaa (23 ± 50C) 
 
 
≤10 
isento 
isento 
total 
 
≤35 
isento 
isento 
total 
 
 
≤10 
isento 
isento 
total 
 
≤35 
isento 
isento 
total 
 
 
≤10 
isento 
isento 
total 
 
≤35 
isento 
isento 
total 
3. Teor de água como recebido, máx, % massa. 0,2 0,2 0,2 
4. Ponto de ebulição no equilíbrio de refluxo 
a) como recebido, C 
b) úmido, C 
 
≥205 
≤140 
 
≥230 
≤155 
 
≥260 
≤180 
5. Variação do ponto de ebulição. 
a) estabilidade em alta temperatura, C 
b) estabilidade química, C 
 
3 (A) 
3 (A) 
 
3 (A) 
3 (A) 
 
3 (A) 
 
6. pH 7 a 11,5 7 a 11,5 7 a 11,5 
7. Tolerância à água 
- 400C 
a) tempo de ascensão da bolha, s 
b) estratificação 
e) precipitado lama ou sedimentação. 
d) transparência a (23 ± 50C) 
• 600C 
a) estratificação 
b) precipitado após centrifugação (comercial) precipitado após 
centrifugação (qualificação) 
 
 
 
≤10 
isento 
isento 
total 
 
isento 
≤0,15 
≤0,05 
 
 
 
≤10 
isento 
isento 
total 
 
isento 
≤0,15 
≤0,05 
 
 
 
≤10 
isento 
isento 
total 
 
isento 
≤0,15 
≤0,05 
 
8. Perda por evaporação, % m 
a) resíduo abrasivo 
b) fluidez do resíduo, 0C 
 
 
≤80 
isento 
≤-5 
 
≤80 
isento 
≤-5 
 
≤80 
isento 
≤-5 
 
9. Efeito sobre a borracha (70h/70 C) 
• Borracha SBR 
a) aspecto, Visual. 
b) variação da dureza, IRHD. 
c) aumento do diâmetro da base, mm 
• Borracha EPDM 
a) aspecto, Visual. 
b) variação da dureza, IRHD 
c) variação de volume, % v 
 
 
 
Normal 
(C) 
-10 a 0 
0,15 a1,4 
 
Normal 
(C) 
-10 a 0 
2 a 10 
 
 
Normal (C) 
-10 a 0 
0,15 a1,4 
 
Normal (C) 
-10 a 0 
2 a 10 
 
 
 
Normal (C) 
-10 a 0 
0,15 a1,4 
 
Normal (C) 
-10 a 0 
2 a 10 
 
10. Efeito sobre a borracha (70h / 20 C) 
• Borracha SBR 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 153
a) aspecto, Visual. 
b) variação da dureza, IRHD. 
c) aumento do diâmetro da base, mm. 
• Borracha EPDM 
a) aspecto, Visual. 
b) variação da dureza, IRHD. 
c) variação de volume, % v. 
 
Normal 
(C) 
-15 a 0 
0,15 a1,4 
 
Normal 
(C) 
-15 a 0 
2 a 10 
 
Normal (C) 
-15 a 0 
0,15 a1,4 
 
Normal (C) 
-15 a 0 
2 a 10 
 
Normal (C) 
-15 a 0 
0,15 a1,4 
 
Normal (C) 
-15 a 0 
2 a 10 
 
11. Resistência à oxidação 
a) aspecto, Visual 
b) variação de massa no alumínio, mg/cm2 
c) variação de massa no ferro fundido, mg/cm 
 
 
Normal 
(D) 
≤0,05 
≤0,3 
 
 
Normal (D) 
≤0,05 
≤0,3 
 
 
Normal (D) 
≤0,05 
≤0,3 
 
12. Compatibilidade 
• a-400C 
a) estratificação 
b) precipitado 
• a 600C 
a) precipitado 
b)estratificação 
 
 
Isento 
Isento 
 
≤0,05 
Isento 
 
 
Isento 
Isento 
 
≤0,05 
Isento 
 
 
Isento 
Isento 
 
≤0,05 
Isento 
13. Corrosão 
a) alteração de massa nos metais 
• Aço Estanhado, mg/cm 
• Aço, mg/cm2 
• Alumínio, mg/cm 
• Ferro Fundido, mg/cm2 
• Latão, mg/cm2 
• Cobre, mg/em2 
• Zinco (SAE J1703), mg/cm2 
b) aparência dos metais 
c) mistura líquido água 
• valor do pH 
• depósito cristalino 
• sedimentos, % v 
• gelatinização a (23 ± 5 C 
d) alteração na gaxeta 
• desintegração, Visual 
• variação da dureza, IRHD 
• aumento do diâmetro da base, mm 
 
 
 
≤0,2 
≤0,2 
≤0,1 
≤0,2 
≤0,4 
≤0,4 
≤0,4 
(B) 
 
 
7 a 11,5 
Isento 
≤0,10 
Isento 
 
Nula 
-15 a 0 
0 a l,4 
 
 
 
≤0,2 
≤0,2 
≤0,1 
≤0,2 
≤0,4 
≤0,4 
≤0,4 
(B) 
 
 
7 a 11,5 
Isento 
≤0,10 
Isento 
 
Nula 
-15 a 0 
0 a l,4 
 
 
 
≤0,2 
≤0,2 
≤0,1 
≤0,2 
≤0,4 
≤0,4 
≤0,4 
(B) 
 
 
7 a 11,5 
Isento 
≤0,10 
Isento 
 
Nula 
-15 a 0 
0 a l,4 
 
14. Cor âmbar âmbar âmbar 
15. Simulação (Stroking Test) 
a) alteração nos cilindros e pistões 
• variação do diâmetro do cilindro mestre, mm 
• variação do diâmetro dos cilindros de roda, mm 
• variação do diâmetro do ressalto do êmbolo do reparo, mm 
• variação do diâmetro do pistão do cilindro de roda, mm 
• incrustações e / ou depósitos abrasivos 
 
 
≤0 13 
≤0 13 
≥ 0 13 
 
≤ 0 13 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 154
• corrosão 
• congelamento e / ou mau funcionamento 
b) alteração das borrachas 
• aspecto, Visual 
• variação média da dureza, IRHD 
• variação da dureza (invidualmente), IRHD 
• variação do diâmetro da base, mm 
• variação média da inclinação da aba, % 
c) perda de fluido 
• 16000 ciclos, ml 
• 100 ciclos adicionais, ml 
d) aspecto do fluido após o ensaio 
• sedimentação após centrifugação, v% 
• gelatinização a (23 ± 5)0C 
• resíduo abrasivo 
 
Isento 
Isento 
Ausente 
 
Normal 
(C) 
-15 a 0 
-17 a 0 
≤0 90 
65 
 
 
≤36 
≤36 
 
1,5 
Isento 
Isento 
 
 
 
(A) 3 + (ponto de ebulição - 225) x 0,05 
(B) Ausência de pites ou ataques Admitem-se manchas 
(C) Ausência de desintegração, bolha ou quebras. 
(D) Ausência de resíduo resinoso 
 
 
 
Formulações de ABNT 3 (“DOT 3”) 
 
O fluido para freio deve atender às necessidades de uso e às especificações determinadas em 
normas técnicas. Para que isto ocorra é necessário observar alguns componentes básicos de 
uma formulação e fazer uso de matérias primas adequadas. 
Através dos dados apresentados a seguir, pode-se concluir que uma formulação de ‘DCI 3” não 
poderia ser exclusivamente feita de um único produto pois gera-se benefícios em alguns itens e 
insatisfação em outros. 
 
 
Solventes primários - 50% a 70% em volume 
 
Os solventes primários têm a finalidade de conservar a baixa viscosidade do fluido e garantir um 
alto ponto de ebulição. Isto é possivel devido ao seu baixo ponto de congelamento, baixa 
viscosidade cinemática e alto ponto de ebulição. As materias primas que se enquadram como 
solventes primários são: Éter Metilico do Dietilenoglicol, Éter Etílico do Dietilenoglicol, Éter 
Etílico do Trietilenoglicol, Éter Butílico do Dietilenoglicol, Eter Butílico do Irietilenoglicol , 
Eter lsobutílico do Dietilenoglicol, Éter Isobutilico do Irietilenoglicol, Éter Metílico do 
Dipropilenoglicol. 
 
Solventes Secundários - 15% a 30% em volume 
 
Para que o fluido escoe uniformemente e não haja vazamentos pelo sistema, énecessário que as 
borrachas contribuam com isto estando levemente inchadas. Os solventes secundários 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 155
contribuem na formulação evitando o intumescimento excessivo, o que é proporcionado pela 
maioria dos solventes primários garantindo um leve inchaço. Além disto, proporcionam à 
formulação um auxilio no aumento do ponto de ebulição. As matérias primas que se enquadram 
como solvente secundário são: Dietilenoglicol, Trietilenoglicoi, Tetraetilenoglicol, 
Dipropilenoglicol 
 
 
 
Lubrificantes - 10% a 30% em volume 
 
O sistema de freio trabalha sob uma energia potencial e cinética o que gera atrito e desgaste aos 
componentes. E necessário que o fluido proporcione ao sistema uma ação lubrificadora para 
que não haja um desgaste excessivo das peças que se atritam (cilindros, pistões e gaxetas). As 
propriedades que um lubrificante sintético deve possuir são: alto ponto de ebulição, baixa perda 
por evaporação, algum efeito sobre a borracha, seja de inchamento ou encolhimento e na 
maioria das vezes são polímeros em estado líquido. As matérias primas que se enquadram como 
lubrificantes são: Tetraetilenoglicol, Polietilenoglicol, outros etoxilados. 
Inibidores de Corrosão 
 
São componentes adicionados à formulação para prevenir eventuais condições em que o fluido 
tenha um comportamento corrosivo comprometendo o sistema. O mecanismo de reação de um 
anticorrosivo aplicado em fluido hidráulico para sistema de freio é pouco conhecido devido sua 
ocorrência ser em meio orgânico. 
Em quantidades não ideais, os compostos empregados como anticorrosivos na formulação, 
podem comprometer a performance do fluido em outros itens como por exemplo “ponto de 
ebulição” e “pH”. 
Lista-se algumas substâncias empregadas com esta finalidade em ‘DCI 3”: 
 • Tolytriazol• Molibdato de sódio 
 • Benzotriazol • Fosfato de trietanolamina 
 • Morfolina • Éster de ácido fosfórico 
 • Bisfenol A • Ácido fosfórico 
 • Nitrito de sódio • Ácido fosforoso 
 • Butilhidroxitolueno • Ácido hipofosforoso 
 • Trietanolamina 
 • Fenilnaftilamina 
 • Fosfato de sódio 
 
Formulações de ABNT 4 (“DOT 4”) 
 
Os fluidos hidráulicos caracterizados como “DCI 4” também devem atender às especificações 
ABNT para sua categoria. Para o atendimento a estes valores, o processo para sua obtenção 
pode ser através da esterificação do ácido bórico com um éter glicólico e seus homólogos com 
posterior adição do sistema anticorrosivo. 
Outra forma de obtenção de “DCI 4” é o de mistura de solventes primários (éteres glicólicos), 
solventes secundários (glicóis etilênicos), ésteres boratados e inibidores de corrosão 
A reação de esterificação ocorre num reator com cargas estequiométricas. Calcula-se apenas a 
formação de éster boratado embora possa ocorrer a formação de boroxinas pela desidratação 
do próprio ácido bórico. 
Pode-se dizer que o produto “DCI 4’ é composto quase que exclusivamente de borato de éteres 
e aditivos anticorrosivos 
As substâncias utilizadas como anticorrosivos para “DCI 4” podem ser semelhante às utilizadas 
em “DCI 3”, o qual foi descrito no item 5.4 Inibidores de Corrosão. A opção por algum 
composto aplicado como anticorrosivo é fruto de pesquisa e estudo de performance. Afirma-se 
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que por se tratar de produtos diferentes (DCI 3 e DCI 4), muitas vezes o que é satisfatório para 
um causa sérios danos quando aplicado em outro. Enfim, o sistema anticorrosivo é função do 
meio em que ele deve atuar. 
Uma outra característica do “DCI 4” é seu poder higroscópico. Este produto requer cuidados 
especiais no manuseio e estocagem pois facilmente absorve água o que compromete a sua 
performance. Isto se dá devido a tendência do ácido bórico voltar ao seu estado original e mais 
estável e os metílicos pesados deixarem de ser ésteres. 
 
 
Formulações de ABNT 5 (“DOT 5”) 
 
A formulação de “DCI 5” é constituída basicamente de óleos de silicone devido aos valores 
exigidos na especificação. Este tipo de formulação sofre pouca interferência da umidade devido 
a miscibilidade dos óleos de silicone com água. Como a água que, eventualmente possa estar 
presente no meio, não venha a ser absorvida pelo fluido, pode haver pontos isolados de 
corrosão no sistema o que o comprometeria. 
Além dos óleos de silicone (mínimo 70% da formulação), o “DCI 5 “também pode apresentar 
em sua formulação éteres glicólicos e sistema anticorrosivo. Devido a sua incompatibilidade 
com a água, sua rotina analítica não é a mesma aplicada aos outros tipos de fluidos. 
Os óleos de silicone empregados com esta finalidade apresentam alto ponto de ebulição e 
excelente fluidez à baixa temperatura. 
 
Formulações de ABNT 5.1 (“DOT 5.1”) 
 
As formulações denominadas “DCI 5.1” seguem a mesma especificação do “DCI 5,’, porém, 
são assim classificadas por terem composição diferenciada. Ao invés de óleos de silicone, no 
“DCI 5.1” é empregado, para o atendimento a estes valores, éteres glicólicos boratados. 
O processo de esterificação é semelhante ao empregado em “DCI 4”, porém, sem a mistura de 
homólogos mais pesados. Após a esterificação, a formulação de “DCI 5” é obtida pela mistura 
de solventes secundários (glicóis) e inibidores de corrosão. 
O fluido hidráulico “DCI 5.1” é submetido integralmente às análises laboratoriais especificadas, 
pois a formulação é totalmente miscível em água, ao contrário da formulação “DCI 5’, que é 
composta basicamente por óleos de silicone. 
 
Análises físicoquímicas de performance de fluidos hidráulico 
 
Para determinar se um fluido hidráulico atenderá a todas as solicitações que lhe forem exigidas 
durante o uso, este deve ser submetido a uma série de análises preestabelecidas em norma 
legitimamente aprovada para este fim. No Brasil o documento que regulamenta as análises deste 
produto é a NBR 9292. 
Esta norma foi elaborada pelo Comitê brasileiro de Automóveis, Caminhões, Tratores, Veículos 
Similares e Autopeças, juntamente com a Comissão de Estudo de Componentes do Sistema de 
Freios. Para orientação do trabalho e confecção da norma vigente, norteou-se pelas seguintes 
normas: SAE J 1703, FM V SS 116 e ISC 4925. 
Podemos citar alguns itens desta norma como exemplo: viscosidade cinemática a -400C, 
viscosidade cinemática a 1000C, pH, ponto de ebulição, ponto de ebulição úmido, corrosão, 
resistência à oxidação, perda por evaporação, etc. 
Enchimento do fluído de freio em uma linha de montagem de veículos 
 
Função do Ciclo de Enchimento do Fluído de Freio 
 
Este ciclo permite efetuar operações de enchimento dos circuitos totalmente vazios de freio dos 
veículos com ou sem ABS. O enchimento é feito em várias partes, nas quais há fases principais: 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 157
 
v Pré - vácuo efetuado por meio dum ejetor 
v Vácuo para extrair todo o ar contido no circuito 
/ Finalmente a carga do liquido de freio até que seja cheio todo o circuito de freio do 
veículo. 
 
O equipamento realiza diferentes controles, permitindo verificar a qualidade do circuito do 
veículo que está sendo produzido. O equipamento não está preparado para efetuar o 
enchimento de veículos que já foram cheios. O ciclo de enchimento é efetuado 
automaticamente. 
 
Etapas do Ciclo de Enchimento 
 
v Fora de Ciclo 
 
Assim que o adaptador for retirado do seu suporte, o equipamento passa à fase de 
antigotejamento a fim de não deixar cair fluido de freio no chão. A máquina efetua um 
tratamento do fluído de freio, através de uma circulação a fim de tratar, desgaseificar todo o 
fluído e verificar o seu teor de umidade. Este teor de umidade é controlado por um medidor, 
que envia um sinal analógico para o controlador do processo. 
 
/ Bloqueio 
 
O adaptador deve ser posicionado no bocal do reservatório de fluido de freio e o operador 
deverá acionar o botão de início do ciclo de enchimento, assim a máquina inicia seu processo 
fechando as garras de bloqueio do adaptador no reservatório do circuito a encher. Esta 
operação permite obter a estanqueidade entre o adaptador e o reservatório. 
 
/ Pré-Vácuo 
 
O ejetor acionado realiza um pré-vácuo sobre o circuito de freio. Este permite baixar a pressão 
no circuito da pressão atmosférica para uma pressão absoluta, de mais ou menos l80mbars. 
Assim a bomba de vácuo que estará em contato com o circuito nas etapas seguintes, não vai ter 
de trabalhar na pressão atmosférica. 
 
/ Vácuo 1 
 
A bomba de vácuo está funcionando diretamente no circuito de freio. As válvulas existentes 
permitem a realização e o controle do nível de vácuo atingido no circuito, se o nível de vácuo 
não for atingido é sinal de defeito no circuito de freio, que possivelmente se caracteriza por 
vazamento. 
/ Controle de Vácuo 
A bomba de vácuo está isolada do circuito de freio e da linha de medição de vácuo, ela permite 
o controle de presença de pequenas fugas. 
/ Vácuo 2 
 
A bomba de vácuo está funcionando diretamente no circuito de freio, os controles de níveis de 
vácuo foram feitos e não precisamos verificar mais a estanqueidade do circuito de freio do 
veículo. 
 
/ Fim de Vácuo 
 
Esta é a etapa de transição que permite efetuar a passagem entre a fase de vácuo e a fase de 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 158
carga. As válvulas de vácuo fecham-se corretamente antes que as de carga sejam abertas, 
assegurando-se assim a não poluição da linha de vácuo com o líquido de freio. 
/ Carga 
 
A operação de carga efetua-se, a válvula integrada aoadaptador abre-se deixando o liquido 
encher o circuito de freio do veículo. O contador volumétrico mede o volume de líquido de 
freio enchido. O contador vai ler o volume enchido na fase de enchimento, ou seja, o volume do 
circuito, mais o volume contido entre a válvula integrada do adaptador e o nível máximo do 
reservatório (volume que vai ser nivelado nas etapas de nivelamento). 
A pressão de carga atingida é controlada pelo captador de pressão analógico (poso móvel). 
1) a fim de verificar que na fase de enchimento não aparece fuga sob pressão no circuito. 
Então no fim da etapa controlamos a pressão real no circuito, que se situa acima do limiar 
regulado Se não for o caso, a máquina rejeita o veículo produzido e assinala uma falha “Falha 
de Carga”. 
 
/ Fim de Carga 
 
As válvulas descarga fecham-se antes que sejam abertas as de nivelamento nas etapas seguintes. 
O controle volumétrico da carga efetuada esta realizada neste momento. O volume enchido 
deve situar-se dentro de uma faixa de volume regulada, se não for o caso, o equipamento 
assinala uma falha “Falha Carga”. Neste caso o veículo deve ser dirigido até à área de retoque 
para que sejam efetuadas as operações necessárias. O reservatório do circuito de freio do 
veículo fica sobre pressão de carga. 
 
/ Nivelamento 1 
 
Uma vez enchido, o reservatório tem de ser nivelado para que o liquido do circuito seja 
extraído pelo tanque de estocagem e de tratamento, o que se efetua em duas fases: o 
nivelamento 1, e o nivelamento 2. Na fase de nivelamento 1 o funcionamento do ejetor no 
reservatório de freio do circuito, assim a linha de nivelamento fica sob pressão negativa até ao 
interior do reservatório e a colocação para a atmosfera efetua-se pela outra linha do adaptador. 
 
/ Nivelamento 2 
A fase de nivelamento 2 permite colocar para a atmosfera o reservatório realizando assim o 
nivelamento efetivo do reservatório de líquido. O líquido volta a utilizar a linha de nivelamento 
até o tanque de estocagem do liquido localizado em cada posto móvel. O líquido assim extraído 
deve voltar para o tanque de estocagem do líquido localizado no posto fixo e deve sujeitar-se 
ao ciclo de tratamento. 
 
/ Autorização desbloqueio 
 
O alarme sonoro do equipamento pisca informando que o ciclo de enchimento está efetuado e 
chama o operador para desacoplar o adaptador. O operador tem de apertar o botão vermelho 
localizado no adaptador” Parada de Ciclo” para abrir as garras e deixá-lo livre. O operador tem 
de voltar a colocar o adaptador no seu suporte. Antes de abrir as garras, a aspiração feita pelo 
ejetor fica temporariamente parada para que seja mais fácil de retirar o adaptador do 
reservatório. Uma vez efetuada a abertura das garras, a aspiração inicia-se de novo para efetuar 
o antigotejamento. 
 
/ Limpeza 
 
O ejetor é utilizado para não deixar gotas de fluído de freio caírem no chão, até que o 
adaptador seja trazido para o seu suporte. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 159
 
 
 
 
 
Fluido de freio no circuito hidráulico do veículo. 
 
O fluido de freio tem como função transmitir ao sistema pressão hidráulica gerada no cilindro 
mestre . Para que ele funcione perfeitamente são necessários alguns cuidados: 
 
- Utilize somente fluido que atenda rigorosamente as normas nacionais e internacionais. 
- Substitua o fluido anualmente. 
- Evite contaminação do fluido com água durante as operações de lavagem, troca de fluido, 
etc. 
- Armazene o fluido de freio sempre na embalagem fechada e em ambiente seco. 
- Não reutilize fluido que já tenha circulado pelo sistema de freio. 
 
Esses poucos e simples cuidados são suficientes para garantir que nenhuma falha no sistema de 
freio ocorra devido ao uso do fluido inadequado. 
 
Propriedades do fluido 
 
O fluido de freio é feito com material base conhecido como Etileno Glicol. Há vários aditivos 
que agregam ao fluido base outras propriedades para melhor desempenho do sistema de freios. 
A qualidade de um fluido de freio é determinada através de suas propriedades. A seguir 
comentaremos as principais características desejáveis de um fluido de freio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto de Ebulição 
É a temperatura na qual o fluido começa a ferver, liberando vapores (gases). Obviamente, 
dentro do circuito hidráulico do sistema de freio, a presença de gases é muito prejudicial, pois 
as bolhas que se formam são comprimidas durante o acionamento do freio e podem absorver 
todo o curso do pedal sem produzir suficiente pressão para causar a frenagem das rodas. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 160
Figura - Ponto de ebulição 
 
Fluidos com baixo ponto de ebulição podem causar ainda outros problemas, tais como: 
 
1- Formação de gases inflamáveis que podem causar incêndio. 
2- Evaporação, que em grande quantidade pode causar a falta de fluido e conseqüente falta de 
pressão. 
 
Viscosidade 
É a capacidade do escoamento do fluido (fluidez). Quanto mais frio, mais denso (grosso) fica o 
fluido, podendo retardar ou mesmo interromper a transmissão de pressão dentro do circuito 
hidráulico. Em conseqüência, pode ocorrer atraso na resposta ou até mesmo a inoperância total 
do sistema de freio quando for solicitado. O fluido muito quente, por sua vez, pode provocar 
uma grande diminuição da viscosidade, fazendo com que o fluido vaze pelo sistema de vedação 
e causando a queda de pressão no circuito hidráulico. 
figura - viscosidade 
 
Ação sobre as vedações. 
Parte das vedações do sistema de freio é feita com uso de peças de borracha muito sensível a 
produtos químicos como os empregados na formulação de fluidos de freio de má qualidade ou 
contaminados. Entre as principais falhas que podem ocorrer pela má qualidade do fluido 
destacam-se o seguinte: 
 
 
 
 
 
 
 
 Inchamento 
As gaxetas aumentam de tamanho, chegando a provocar o travamento dos êmbolos. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 161
 
 
figura - Inchamento da gaxeta 
Contração 
As gaxetas internas diminuem de tamanho e provocam vazamento de fluido e perda de pressão. 
 
Aumento da dureza 
As gaxetas perdem a flexibilidade e a vedação, provocando vazamento ou dificultando a 
passagem do fluido durante o retorno do embolo do cilindro mestre. 
 
Diminuição da dureza 
As gaxetas sem a dureza ideal passam a ter maior desgaste, apresentando vazamentos precoces. 
 
Desintegração 
A reação química sobre as borrachas podem desintegra-las, fazendo com que ocorra vazamento 
e falta de fluido ou ainda a obstrução do circuito por resíduos e conseqüente queda de pressão 
no sistema. 
 
figura - gaxeta desintegrada 
 
Lubricidade. 
A lubricidade dos componentes internos dos circuitos hidráulicos é muito importante, pois eles 
trabalham constantemente com atrito. A falta de lubricidade acarreta o desgaste prematuro das 
peças, causando vazamentos e queda de pressão, ou ainda emperramento dos êmbolos pela 
aderência das gaxetas nas superfícies. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Oxidação 
Os componentes metálicos estão sujeitos a sofrer corrosão e esta é a causa mais freqüente da 
baixa durabilidade dos cilindros. Além disso, a corrosão pode causar vazamento, emperramento 
ou resposta lenta na frenagem. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 162
 
figura - cilindro com oxidação 
 
Congelamento 
No Brasil, foi estabelecido que o fluido deve resistir a baixa temperatura até -10°C. No 
exterior, há exigências que atingem -40°C. O congelamento do fluido impede a transmissão da 
pressão hidráulica tornando o freio inoperante. 
 
Estabilidade Térmica. 
Um fluidonão deve perder suas características originais, mesmo sob ação do calor. 
Se ele for aquecido até seu ponto de ebulição (por exemplo, 210 °C), a seguir, 
resfriado, e novamente aquecido, se ocorrer a diminuição do ponto de ebulição 
(por exemplo, para 150°C), então ele não atende o requisito de estabilidade térmica. 
 
figura - Aquecimento do fluido - estabilidade 
 
Evaporação. 
A evaporação excessiva pode ser a causa de falta de fluido no reservatório, desta 
maneira poderá ocorrer admissão de ar no cilindro mestre ocasionando a queda de pressão 
devido ao longo curso de pedal. O reabastecimento constante de novos fluidos proporciona a 
concentração de certos elementos na sua composição, o que pode alterar a qualidade original 
além de algumas reações, provocando a sedimentação e conseqüente obstrução devido a 
formação de cristais (precipitáculos) 
 
 
figura - lavando o motor do carro 
 
 
 
 
 
Presença de água 
A entrada de água no circuito hidráulico pode ocorrer devido a má vedação dos cilindros de 
roda, pinça, ou mesmo pelo contato do fluido com a atmosfera, pois ela contém vapor de água. 
A água é uma das principais causas de oxidação nos componentes metálicos. Além disso ao 
atingir cerca de 100 °C vaporiza-se , produzindo bolhas de gás no circuito hidráulico. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 163
O fluido, pode ser higroscópio, absorve a umidade do ar, contudo, as gotículas de água devem 
ser dissolvidas por substancias químicas presentes no fluido para que a solução permaneça 
homogênea. 
Com a ação do tempo (mais de 12 meses) ou pela excessiva quantidade de água, o fluido perde 
a propriedade de dissolver água e passa a danificar os cilindros. 
A água também tem efeito sobre o ponto de ebulição, diminuindo-o consideravelmente. 
 
Sangria 
É o ato de suprir o sistema de freios hidráulicos com fluido para freios, circula-lo, ou ainda, 
eliminar bolhas de ar existentes no circuito. Bolhas causam pedal baixo durante a frenagem. 
Nos veículos modernos não há necessidade de grandes processos de sangria, pois abrindo-se o 
sangrador no freio da roda, a própria ação da gravidade se encarrega de efetuar esta operação. 
 
1 - A sangria por gravidade é uma operação demorada. Não é aconselhável realizá-las em 
oficinas. 
2 - Nos veículos equipados com freio a disco no eixo traseiro a sangria por gravidade não é 
satisfatória. 
 
Para evitar que o líquido de freio seja lançado pelo piso e ainda atinja o veículo é importante a 
utilização de um frasco munido com uma mangueira cuja função é conectar ao sangrador. 
Para se ter uma sangria rápida e eficiente deve-se observar o seguinte: 
Se o cilindro mestre for removido do veículo, o ideal é efetuar a sua sangria individualmente na 
bancada com o auxílio de sangradores. 
 
1 - Após a instalação de sangradores em todas saídas, instalar uma mangueira do sangrador ao 
reservatório. 
 
 
 
figura do cilindro aberto mestre com a mangueira 
 
2 - Fechar todos os sangradores, exceto o sangrador com a mangueira, e acionar o embolo até o 
final. 
 
3 - Alguns cilindros mestres de embreagem não devem ser acionados até o final pois isto 
permite o vazamento do fluido pela vedação traseira. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 164
 
figura do cilindro fechado mestre com a mangueira 
 
4 - Fecha-se, agora, o sangrador com a mangueira e solta-se o embolo, o qual retornara por 
ação da mola interna, permitindo que o fluido preencha o cilindro. 
 
5 - Quando o fluido começar a preencher o reservatório sem contemplar bolhas de ar, deve-se 
fechar o sangrador e iniciar a sangria da outra câmara do cilindro mestre. 
 
 
 
 
Sangria no veículo 
 
A primeira ação para a sangria no veículo é o reconhecimento do tipo de circuito. 
 
 
Circuito Paralelo 
É o circuito onde a câmara primária do cilindro mestre alimenta o eixo traseiro e a câmara 
secundária o eixo dianteiro.(ver figura abaixo) 
 
figura - circuito paralelo 
 
Circuito Diagonal 
É o circuito no qual as câmaras alimentam uma roda do eixo traseiro e uma do eixo dianteiro, 
em forma de diagonal. 
Para acelerar a sangria deve-se sempre iniciar pelo sangrador mais distante do cilindro mestre, 
seguindo a ordem indicada nas figuras acima. Pode-se trabalhar das duas formas: 
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figura - circuito diagonal 
 
a) Abrindo um sangrador, acionar o pedal de freio lentamente várias vezes até que o fluido 
escoe pelo sangrador isento de bolhas de ar. 
Efetue esta operação em todos os sangradores. 
 
b) Abrir um sangrador, acionar o pedal até o fundo e segura-lo. Fechar o sangrador e soltar o 
pedal de freio. Repetir este procedimento até o fluido escoar pelo sangrador. 
Efetue esta operação em todos os sangradores. 
O ideal é a utilização destes dois procedimentos. primeiramente executar o item (a) e, quando o 
fluido começar a escoar pelo sangrador, iniciar o procedimento do item (b). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 166
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Principios, projetos e instalação do ABS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 168
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) 
 
10 - ABS – Antilock Braking System 
(Sistema de Freios Antitravamento) 
 
10.10 - Conceito do Freio Automotivo 
 
Dispositivo destinado a proporcionar desaceleração do veículo transformando a energia cinética 
do mesmo em energia térmica (calor). 
 
Princípio da Frenagem 
 
Criar um momento de atrito (torque de frenagem) entre os componentes rotativos e estáticos do 
sistema de freio (tambor e sapata ou disco e pastilha) para gerar desaceleração angular das 
rodas. 
 
Limitações no Desempenho de Frenagem 
 
Quando o torque de frenagem Tf em uma determinada roda excede o produto da força de 
atrito de frenagem Faf máxima entre o pneu e o solo pelo raio da roda rr, a roda tende ao 
travamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dinâmica Básica da Frenagem 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 169
 
Desvantagens do Travamento 
 
• Menor desempenho de frenagem (µd < µe); 
• Perda de dirigibilidade do veículo; 
• Instabilidade do veículo; 
• Superaquecimento e desgaste irregular dos pneus (flat spotting); 
• Choques no sistema mecânico devido ao “wheel hop”. 
 
Princípio do ABS 
(Antilock Braking System): 
 
Controlar o torque de frenagem nas rodas do veículo, evitando o travamento das mesmas e 
proporcionando desempenho ótimo de frenagem. 
História do ABS 
 
1908 – Primeira aplicação ferroviária, desenvolvida por J. E. Francis 
1936 – Primeira patente, concedida à Robert Bosch GmbH 
1948 – Primeira aplicação em aeronaves no Boeing B-47 (tipo “bang-bang”) 
1954 – Primeira experiência automotiva, realizada pela Ford em um protótipoDimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 170
Primeiros ABS – Sure-Track (1968) 
(Kelsey-Hayes) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Primeiros ABS – Sure-Brake (1970) 
(Bendix) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 171
Primeiros ABS – ABS II (1978) 
(Robert Bosch) 
 
 
 
Requisitos Básicos dos 
ABS Modernos 
 
• Manter a dirigibilidade e a estabilidade do veículo durante a frenagem; 
• Explorar as condições ótimas de frenagem para cada situação, reduzindo as 
distâncias de frenagem; 
• Em caso de pane, não comprometer o funcionamento do sistema convencional 
de freios do veículo; 
• Possuir ação progressiva e instantânea. 
 
 
Modelo de Funcionamento do ABS 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 172
ECU – Electronic Control Unit (Unidade Eletrônica de Controle) 
 
Utiliza os dados fornecidos pelos sensores de rotação das rodas para calcular: 
• Desaceleração angular da roda (α); 
• Velocidade de referência; 
• Desaceleração do veículo, e; 
• Escorregamento relativo pneu / solo (λ). 
 Esses resultados são então comparados com um modelo simplificado de frenagem. 
 
Modelo Simplificado de Frenagem da Unidade de Controle do ABS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 173
ECU – Electronic Control Unit 
(Unidade Eletrônica de Controle) 
 
Após a comparação dos resultados calculados com os modelos apresentados, a ECU determina: 
• qual ou quais rodas necessitam de correção no torque de frenagem, e; 
• o tipo de correção necessária. 
A correção é baseada no escorregamento relativa pneu / solo ótimo. 
 
Modulador de Pressão Hidráulica 
 
Modula a pressão do fluido de freio, de acordo com o comando da ECU, por roda ou por eixo 
(ou ambos) em três estágios: 
• livre aumento de pressão (de acordo com a demanda do motorista); 
• pressão constante, e; 
• alívio de pressão. 
 Assim, o torque de frenagem é corrigido através da modulação de pressão. 
 
 
Estágio de livre aumento de pressão 
(de acordo com a demanda do motorista) 
* Componentes externos ao Modulador de Pressão Hidráulica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Modulador de Pressão Hidráulica 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 174
 
Estágio de pressão constante 
* Componentes externos ao Modulador de Pressão Hidráulica 
 
 
Estágio de alívio de pressão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Configurações Comuns de ABS 
 
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ABS 4x4 
 
 
 
 
 
 
ABS 4x4 Diagonal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ABS 4x3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABS 3x3 
 
 
 
 
 
 
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ABS 3x2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABS 2x2 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 178
 
 
ABS 2x2 Diagonal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Possibilidades Diversas de Aplicação do ABS 
 
 
Os sistemas de atuação e de controle eletrônico do ABS podem ainda ser configurados para 
constituir: 
• sistemas de distribuição eletrônica de força de frenagem (EBD); 
• sistemas de controle de tração (TCS, ASR); 
• sistemas de controle de estabilidade (YCS, ESC, ESP). 
 
 
 
 
Sistema De Freio Anti-Travante & Controle Eletrônico De Tração 
 
INFORMAÇÕES GERAIS 
 
Esta seção inclui dois sistemas; ABS e ABS/ETC. ABS consiste apenas de Sistema de Freio 
Anti-travante, enquanto que AOS/ETC consiste de um Sistema de Alarme Anti-Furto 
combinado a um Sistema de Controle Eletrônico de Tração (ETC). 
 
Portanto, algumas ilustrações, nesta Seção poderão mostrar componentes que não são 
montados em todos os veículos. Quando houver diferenças nos procedimentos de manutenção, 
serão apresentadas informações correspondentes. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 179
Os ABS são disponíveis em dois tipos de sistemas: O adicionados e os integrados 
 
 
No tipo adicionado (“add on ABS”) o modulador hidráulico é instalado entre o cilindro e os 
cilindros de roda ou embolo. Ver figura abaixo. 
Estes sistemas geralmente é menos dispendioso que o sistema integrado porém tendem a 
proporcionar maior pulsação no pedal de freio 
 
 
 
Tipo integrado 
O ABS integrado: O sistema integrado possui sistema servo assistido incorporando o 
modulador hidráulico . Este sistema maior efetividade nas pressões hidráulicas e menores 
pulsações no pedal do freio. 
 
 
 
 
Tipo integrado montado no circuito 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 180
 
 
O ABS integrado atual. 
 
Terminologias utilizadas em ABS 
 
ALB: termo utilizado pela Honda para designar ABS. 
 
Canal: no sistema ABS é a linha hidráulica a ser modulada. Por exemplo; num sistema de três 
canais, cada linha dianteira é modulada independentemente, existindo apenas uma linha para 
modular as duas rodas traseiras 
 
Módulo eletrônico, controlador ou computador(ECU): no sistema ABS ê o sistema que recebe 
as informações dos vários sensores, analisa estas informações, Compara com o programa pré-
estabelecido ê pode enviar sinais pára o modulador hidráulico para prevenir o bloqueio da(s) 
roda(s) numa frenagem violenta do tipo pânico. 
 
EBS: termo utilizado pela firma Kelsey-Hayes para designar ABS 
 
LSI-large scale integration: refere-se à integração de centenas (às vezes centenas da milhares) 
de transistores num simples chip, necessário para formar os microprocessadores baratos e 
compactos 
 
Microprocessador ; é o principal componente eletrônico dentro do computador. Nos sistemas 
ABS o microprocessador é usado para monitorar os sinais dos sensores, toma decisões baseado 
em formulas matemáticas e produz sinais eletrônicos para controlar a frenagem. 
 
Modulador hidráulico: é o mecanismo dos veículos entre o cilindro mestre e os cilindros de 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 181
roda que regula a força de frenagem. Alguns moduladores servem a mais de um cilindro de 
roda. Por intermédio de um sistema de válvulas que se abrem e fecham através de solenóides, o 
modulador reduz, mantém ou aumenta a pressão em um canal. 
 
SCS stop-control system: sistema antibloqueio mecanicamente controlado, desenvolvido pela 
Lucas Girling 
 
"Select low": é o programa em que o computador tem como-base para tomar decisão a roda 
que mais tende ao bloqueio. Como resultado nenhuma roda daquele canal irá ao bloqueio 
 
"Select high": é o programa em que o computador tem como base para tomar decisão a roda 
que tem menor tendência ao bloqueio. Como resultado uma roda daquele canal pode ir ao 
bloqueio. 
 
Solenóide: è o interruptor eletromagnético que faz o acionamento e desacionamento do pistão 
ou válvula. 
 
TCS-traction control system: controle da derrapagem na tração.A tecnologia do ABS varia grandemente, porém todos são projetados para um objetivo comum: 
permitir que os motoristas continuem tendo controle do veículo nas frenagens do tipo pânico, 
qualquer que seja a ' superfície da estrada, através da prevenção ao bloqueio das rodas. 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema com uma válvula solenóide e uma válvula hidráulica 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 182
Sistema com 2 válvulas solenóide e 2 válvulas hidráulicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema com 4 válvulas solenóide e 4 válvulas hidráulicas-ABS 4x4 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 183
Comparativo dos diversos sistemas: frenagens plenas sob a mesma velocidade. 
 
1-veículo sem o sistema ABS, todas as rodas bloqueiam e o veículo fica totalmente sem 
controle. 
2-veículo com sistema ABS de um canal aplicado somente no eixo traseiro,permite o bloqueio 
das rodas dianteiras, tornando a frenagem incontrolável e ocasionando a colisão com o outro 
veículo. 
3-veículo com sistema ABS de dois canais, sistema em diagonal todas as rodas permanecem sob 
controle. O controle direcional permite o desvio do outro veículo, porém a distância de parada 
é longa. 
 
Obs: O não bloqueio das rodas traseiras é possível graças ao correto balanceamento.do sistema 
de freio. 
 
4-veiculo com sistema ABS de quatro canais, todas as rodas permanecem sob controle, a 
frenagem é ótima, o veículo possui estabilidade e dirigibilidade. 
 
 
SISTEMA DE FREIO ANTI-TRAVANTE (ABS) 
 
A finalidade do Sistema de Freio Anti-travante (ABS) é evitar o travamento das rodas durante 
as condições severas de frenagens na maior parte das superfícies de estradas. Um veículo em 
que as rodas não estão travadas geralmente precisará de uma distância de frenagem mais curta 
do que um veículo cujas rodas estão travadas, com a estabilidade da direção e alguma 
capacidade de esterçamento. Isto permite que o motorista mantenha maior controle do veículo 
durante as frenagens bruscas. 
 
Portanto, o objetivo do Sistema de Freio Anti-travante (ABS) é oferecer ao motorista: 
 
1. Melhor desempenho nas frenagens, reduzindo o máximo possível a velocidade do 
veículo na maioria das superfícies das estradas. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 184
 
2. Melhor controle da direção, permitindo o movimento do veículo no sentido controlado 
pelo motorista durante as manobras de frenagem. 
 
PATINAMENTO DE RODAS 
A frenagem máxima é obtida quando não existe travamento das rodas, O esforço máximo de 
frenagem é gerado quando o patinamento do pneu é aproximadamente 12%. 
O patinamento dos pneus poderá estar na faixa de 0% a 100%. 
1. 0%: O pneu gira livremente (Figura 12-1). 
2. 100%: Pneu travado (Figura. 12-2) 
 
 
Figura 12-1 Figura 12-2 
 
 
 
Quando patinamento for zero, o pneu irá girar livremente. A 100% o pneu travará uma vez que 
o peso do veículo pressiona o pneu sem movimento. Na condição 100% os freios interrompem 
o movimento das rodas, mas não o movimento do veículo. 
 
 Figura12-3 
 
Para funcionar, o sistema de freios precisa tração do pneu: durante a operação os freios 
convertem o movimento do veículo para frente em energia térmica. Os freios não podem gerar 
frenagem se houver tração nos pneus. A tração dos pneus gera uma força contrária na qual 
atuam os freios. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 185
As forças envolvidas na frenagem de um veículo são extremamente altas. Por exemplo, para 
frenar um veículo de 1800 kg, em movimento a 100 km/h os freios deverão gerar 
aproximadamente 8100 kilojoule (kj) de energia de frenagem. 
A 100% de patinamento, a energia do veículo movimentando-se para frente é transformada em 
energia de frenagem entre o pneu e a superfície da estrada. Entretanto, a desvantagem é que os 
pneus em atrito contra a superfície da estrada representam um material de atrito de temperatura 
muito baixa quando comparado à das pastilhas de freio. O material das pastilhas de freio poderá 
gerar força de frenagem muito mais eficientemente do que a superfície da estrada e um pneu 
sem rotação. A falta de tração a 100% de patinamento explica a razão pela qual as rodas 
travadas resultam em distâncias longas de frenagem. 
Os motoristas profissionais controlam cuidadosamente o travamento, limitando a pressão dos 
freios, mas nem sempre são capazes de impedir o travamento em superfícies úmidas ou em 
outras condições de tração reduzida. Em teoria, os motoristas devem limitar as aplicações do 
freio antes do travamento. Na prática, os motoristas bombeiam rapidamente os freios para 
reduzir o travamento. Eles aplicam, liberam, aplicam e liberam novamente os freios até que o 
veículo pare. Entretanto, os motoristas mais capacitados não podem bombear os freios 
rapidamente ou com precisão suficiente para obter o desempenho ideal dos freios em todas as 
condições. Evidentemente, bombear o pedal de freio aplica e libera os freios simultaneamente 
nas quatro rodas. O controle automático individual do freio em cada roda seria o ideal para 
melhorar a frenagem na maior parte das estradas. Isto é exatamente o que o sistema ABS tenta 
fazer. 
 
CONTROLE DA DIREÇÃO 
O controle da direção, como a frenagem, também depende da tração dos pneus: uma roda’pneu 
travado em condição 100% de patinamento permite pouco controle dos freios e da direção. 
Portanto, o controle da direção também exige rotação de pneu. 
A figura 12-4 mostra um veículo patinando (100%) e a necessidade da tração dos pneus. Neste 
exemplo, a direção dos pneus dianteiros apresenta efeito mínimo de direção. Os pneus devem, 
portanto, recuperar a tração antes que o controle da direção seja restaurado. 
 
 
 Figura 12-4 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 186
FORÇA ANGULAR (ESTERÇAMENTO) 
Inevitavelmente a força centrífuga atua sobre um veículo que está fazendo uma curva. Uma 
força angular (esterçamento) é necessária para compensar a força centrífuga de modo que o 
veículo permaneça na pista. A força angular (esterçamento) é gerada quando o patinamento 
lateral da roda ocorre nas curvas (enquanto as rodas estão girando). O gráfico abaixo ilustra a 
relação entre a porcentagem de patinamento e a força angular. Quando a roda estiver 
totalmente travada, a força angular (esterçamento) será zero, ou seja, não haverá aplicação de 
força na direção lateral. 
 
 
Figura 12-5 
 
FATORES QUE AFETAM A FRENAGEM 
Peso do veículo 
Durante a frenagem do veículo, ocorrem diversas condições e forças, que incluem: 
1. Superfície da estrada (sujeira, pedriscos, asfalto) 
2. Alterações súbitas na superfície da estrada (Óleo, poças de água, gelo) 
3. Condições da estrada (uniforme, irregular, úmida, seca) 
4. Peso do veículo. 
5. Carga nas rodas durante a frenagem. 
6. Manobras da direção. 
7. Pneus. 
A introdução de dispositivos eletrônicos tipo estado sólido permite a possibilidade e 
monitoração destes fatores durante a frenagem. Sem os dispositivos eletrônicos especiais, o 
sistema de freios não poderia controlar estas variáveis. 
 
 
 
Figura 12-6 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 187
SISTEMA DE CONTROLE DE TRAÇÃO (ETC) 
 
As situações críticas na condução do veículo não se restringem à frenagem: também podem 
ocorrer na partida e aceleração (especialmente em inclinações escorregadias) e nas curvas. Estas 
condições podemestar além do controle dos motoristas. O resultado: erros perigosos na 
condução do veículo. 
O Controle Eletrônico de Tração (ETC) foi projetado para solucionar estes problemas. O 
objetivo principal do ETC (que consiste de versão expandida do ABS) é reduzir as solicitações 
que o motorista impõe ao veículo, mantendo a estabilidade e a resposta da direção na 
aceleração (desde que os limites físicos não sejam excedidos). O ETC faz isto usando ABS 
(intervenção dos freios) e adaptando o torque do motor a níveis correspondentes à tração 
disponível na superfície da estrada, antes que a situação seja crítica. 
A combinação de ETC e ABS permitem níveis mais altos de segurança através dos 
componentes do sistema de dupla finalidade. 
 
Sistema Básico 
 
O sistema ETC deverá ser capaz de inibir o giro das rodas durante a aceleração na partida ou 
durante a condução, nas condições abaixo: 
• Quando a superfície da pista for escorregadia em um ou nos dois lados. 
• Quando o veículo entrar em uma superfície coberta de gelo. 
• Durante a aceleração nas curvas. 
• Nas partidas em inclinações. 
 
O sistema ETC também deverá intervir nas situações abaixo: 
 
• Quando a roda gira patinando, (o mesmo que acontece quando a roda trava), serão 
limitadas as forças laterais que ela poderá transmitir; o veículo ficará instável e a 
extremidade traseira irá “rabear”. O sistema ECT mantém a estabilidade do veículo para 
aumentar a segurança. 
• O patinamento das rodas também resulta em aumento no desgaste das bandas e causa 
tensão ao conjunto de tração, ou seja, ao eixo traseiro. O sistema ETC evita as cargas 
sobre o conjunto de tração, que ocorrem quando uma roda patinando subitamente encontra 
tração em uma superfície com muita aderência. 
• O Sistema ETC deverá estar pronto para intervir automaticamente sempre. O sistema 
emprega a diferença de relação de patinamento das rodas de tração para fazer a distinção 
entre patinamento nas curvas e na aceleração. Os pneus não arrastam nas curvas de raios 
pequenos, como ocorre no bloqueio do diferencial. Os diferenciais de escorregamento 
limitado podem nem sempre inibir o patinamento da roda, resultante do excesso de 
aceleração. Em contraste, o ETC também regula a potência do motor para garantir que as 
rodas irão manter a tração. 
• O sistema responde às condições na faixa de limite físico, fazendo acender a lâmpada de 
advertência LOWTRAC no conjunto dos instrumentos, para alertar o motorista. 
 
 
DESCRIÇÃO GERAL 
 
Há dois tipos de sistemas AOS montados nos Modelos VT um com controle de tração 
AOS/ETC (opções de produção JL9 e NW9) e um sem controle de tração AOS (opção de 
produção JL9). 
 
NOTA: Uma vez que os sistemas de Controle Eletrônico de Tração (ETC) e Gás Liquefeito 
de Petróleo (GLP) são incompatíveis, um veículo da série VT não será fabricado com os 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 188
dois sistemas. Se a um veículo com ETC for instalado um sistema LPG fora da fábrica, o 
sistema ETC deverá ser desativado permanentemente. 
 
O único método recomendado para a desativação do sistema ETC é desconectar o terminal 
27 do conector YE98 do módulo de controle ABS/ETC, circuito 1427, cabo Preto / Branco 
(torque real). Isto é obtido retirando-se do conector YE98 o terminal 27 e conectando-se o 
cabo Preto ao chicote elétrico principal. Isto desativará o sistema ETC e manterá o 
funcionamento normal do sistema ABS. Para evitar problemas elétricos no futuro, é 
importante que a cavidade do conector sela adequadamente selada após a remoção do 
terminal. 
 
Se o sistema ETC estiver desativado, a lâmpada de advertência TRAC OFF no conjunto dos 
instrumentos do painel permanecerá constantemente acesa quando a chave de ignição 
estiver ligada e houver detecção do DTC 74. Em momento algum a lâmpada de advertência 
TRAC 
OFF deverá ser desconectada. uma vez que sua função é alertar o motorista que este 
dispositivo de segurança não está disponível. 
 
Em todos os modelos da Série VT, o sistema de freio básico consiste de sistema convencional 
de freios tipo heavy duty, linhas e tubos de freio específicos e um cilindro-mestre comum a 
todos os sistemas de freio. Entretanto, o cilindro usado para ABS e ABS/ETC possui um 
tampão roscado instalado na extremidade inferior das duas saídas do freio dianteiro. 
Cada cubo da roda dianteira também inclui o sensor de velocidade da roda como parte do 
conjunto. Os sensores de velocidade das rodas traseiras consistem de anéis de pulso dentados 
conectados em cada flange interno do eixo. 
Para as velocidades acima de aproximadamente 6 km/h, o sistema ABS é projetado para 
controlar a pressão do fluido de freio para que não haja travamento de rodas durante a 
frenagem, independentemente das condições da estrada e da aderência dos pneus. O sistema 
inicia a regulagem após a detecção de desaceleração de uma roda mais rapidamente do que as 
demais, com tendência a travamento. É possível controlar a direção do veículo mesmo nas 
frenagens súbitas, por exemplo, nas curvas ou movimentos para contorno de obstáculos. 
O ABS sem controle de tração montado nos veículos da Série VI modula a pressão do freio 
separadamente em cada roda dianteira, sendo que as rodas traseiras partilham o mesmo circuito 
hidráulico modulado AOS, Isto é conhecido pai sistema de 3 canais, uma vez que três circuitos 
independentes de freio hidráulico são usados para as funções de frenagem anti-travante. O 
sistema ABS/ETC (ABS com controle eletrônico de tração) montado nos veículos da Série VI 
modula a pressão de frenagem independentemente em cada roda dianteira e traseira. O sistema 
AOS/ETC é conhecido como sistema de 4 canais, uma vez que as quatro rodas possuem 
circuitos de freio hidráulico independentes, que são usados para as funções de frenagem anti-
travante e controle de tração. O termo modulado refere-se à capacidade AOS em “Manter”, 
“Reduzir” ou “Aumentar” (Formar) pressão hidráulica nos diversos circuitos de freio, conforme 
os diversos sinais de entrada. 
A ferramenta de diagnóstico TECH 2 é programada para facilitar o diagnóstico elétrico dos 
modelos VI e a solução de falhas, inclusive para os sistemas ABS e ABS/ETC. 
O TECH 2 é conectado ao ABS ou ABS/ETC para a transmissão de dados seriais através do 
Conector de Dados (DLC), que está fixado ao painel de acabamento inferior esquerdo do painel 
de instrumentos, à esquerda da coluna da direção. Para informações adicionais e sobre a 
posição do DLC e diagnóstico do sistema, consulte 4. DIAGNÓSTICO ABS E ABS /ETC, 
nesta Seção. Para informações adicionais e completas sobre TECH 2, consulte a Seção OC, 
TECH 2, Volume 1 deste Manual de Reparações. 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 189
 
Figura 12-7 
 
 
 
 
VISÃO GERAL DO SISTEMA ABS/ETC 
 
PRINCÍPIO OPERACIONAL BÁSICO 
A velocidade rotacional em cada roda é medida através de sensores indutivos de velocidade da 
roda. Quando os freios são aplicados, a alteração de velocidade rotacional é usada pelo 
processador no módulo de controle ABS ou ABS / ETC para determinar a desaceleração, 
aceleração e patinamento das rodas. 
Em veículos equipados com ABS, as rodas dianteiras são controladas individualmente, 
incluindo o controle das rodas traseiras (sistema de três canais). Se um lado da superfície da 
estrada estiver escorregadio, a frenagem da roda traseira nesta superfície determinará a pressão 
de frenagem para as duas rodas traseiras; isto é conhecido como frenagem de “seleção baixa”. 
Nos veículos com ABS/ETC, a frenagem de seleção baixa continua sendo usada, mesmo em um 
sistema de quatro canais. 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 190
 
Figura 12-8ABS de três canais (consulte a Figura 12-9) 
 
O esforço de frenagem para cada roda dianteiro é regulado através de válvulas solenóide 
individuais de entrada e saída no modulador hidráulico, e as rodas traseiras são controladas por 
um conjunto único de válvulas solenóide de entrada e saída no modulador hidráulico. Quatro 
sensores avaliam a velocidade em cada roda. 
 
 
 
Figura 12-9 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 191
ABS / ETC de quatro canais (Consulte a Figura 12-10) 
O esforço de frenagem para cada roda (dianteira e traseira) é regulado através de válvulas 
solenóide individuais de entrada e de saída no modulador hidráulico. Quatro sensores avaliam a 
velocidade em cada roda. 
 
 
Figura 12-10 
 
 
 
CONTROLE ABS 
 
Travamento (consulte 1 na Figura 12-11) 
 
Durante a frenagem total, o motorista geralmente aplica pressão do freio a tal ponto que as 
rodas travam. Isto resulta em perda do controle da direção, e o efeito máximo da frenagem não 
é obtido. Durante a frenagem controlada por ABS, a pressão dos freios é automaticamente 
ajustada para evitar o travamento das rodas, independentemente da força do pedal de freio. 
Os processos envolvidos são: 
 
• manutenção de pressão 
• redução de pressão 
• aumento de pressão 
 
Manutenção de Pressão (consulte 2 na Figura 12-11) 
 
Se o sensor de velocidade da roda enviar para o Módulo de Controle ABS sinais de 
desaceleração severa da roda, ou seja, as rodas irão apresentar tendência para travamento, a 
pressão do freio na roda envolvida será inicialmente mantida (permanecerá constante) ao invés 
de ser aumentada (Ponto A). 
 
Redução de Pressão (consulte 3 na Figura 12-11) 
 
Se a roda ainda continuar desacelerando rapidamente, a pressão no circuito da pinça de freio 
será reduzida de modo que a roda seja frenada mais suavemente (ponto B). 
 
Aumento de Pressão (consulte 4 na Figura 12L-11) 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 192
 
A roda acelera novamente como resultado da redução de pressão do freio. Após atingir um 
determinado limite, o módulo de controle ABS ou ABS/ETC identificará que a roda está sendo 
frenada suficientemente. A pressão inicialmente reduzida será aumentada, desde que a pressão 
do pedal seja mantida, para que a roda desacelere novamente (ponto C). O ciclo de controle 
reiniciará. Há aproximadamente quatro a seis ciclos de controle por segundo, conforme o 
estado da superfície da roda. Esta relação é possível devido ao processamento rápido do sinal 
eletrônico e dos tempos de resposta reduzidos das válvulas solenóide. 
 
Figura 12-11 
 
Automonitoração 
 
No início de um trajeto, o sistema automaticamente executa uma inspeção funcional conforme 
um programa gravado no módulo de controle ABS ou ABS/ETC. Os sinais gerados durante o 
processo de frenagem são simulados e os sinais transmitidos ao modulador hidráulico são 
verificados quanto à exatidão. 
 
Durante o trajeto, o sistema é automonitorado, através da comparação entre a seqüência lógica 
dos sinais de entrada e saída e os valores limite gravados, além da monitoração da alimentação 
de voltagem. 
 
Se houver detecção de defeito no sistema, o ABS será desligado automaticamente e o motorista 
ainda poderá usar o sistema de freio convencional, sem ABS. Esta alteração será indicada pela 
lâmpada de advertência ABS no conjunto dos instrumentos do painel. 
 
Desempenho 
 
Quando a força total de frenagem for aplicada, o veículo será frenado mantendo a estabilidade 
da direção. O ABS impede o travamento das rodas nas velocidades acima de aproximadamente 
6 km/h, em pistas secas ou sobre o gelo. 
 
 
CONDIÇÕES NORMAIS DURANTE FRENAGEM ANTI-TRAVANTE E 
INTERVENÇÃO DO CONTROLE DE TRAÇÃO 
 
Durante a frenagem anti-travante, uma série de pulsos rápidos poderá ser sentida no pedal de 
freio. Estas pulsações ocorrem uma vez que a posição das válvulas solenóide do Conjunto do 
Modulador Hidráulico sob o capuz do motor é alterada para modular a pressão hidráulica dos 
freios. A pulsação do pedal de freio continuará até que o veículo esteja parado ou o modo ABS 
esteja desacoplado. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 193
O funcionamento da bomba, também no Conjunto do Modulador Hidráulico, é caracterizado 
pela pulsação rápida do pedal de freio que é acompanhada de algum ruído do motor elétrico e 
da bomba. O funcionamento da bomba poderá ser notado durante o funcionamento regular do 
veículo ou durante o autoteste inicial do módulo de controle ABS ou ABS/ETC. Embora 
algumas representem motivo de preocupação para o motorista, estas funções fazem parte do 
funcionamento normal ABS. 
 
Durante o controle de tração, o funcionamento normal é percebido com menos intensidade; o 
funcionamento da bomba ainda poderá ser ouvido junto com o ruído de potência do motor, uma 
vez que o módulo de controle ABS ou ABS/ETC solicita ao PCM que corrija o excesso de 
torque do motor, mantendo-o na faixa específica. 
 
Quando o veículo atingir aproximadamente 6 km/h, e o módulo de controle ABS ou ABS/ETC 
não sensorear o sinal de entrada do interruptor da lanterna freio, o auto-teste será executado 
somente após o veículo atingir 18 km/h. 
 
 
 
 
 
 
 
 
COMPONENTES DO SISTEMA ABS E ABS / ETC 
 
SENSORES DE VELOCIDADE DA RODA E ANEIS DE PULSO 
 
Os sensores indutivos de velocidade da roda são usados para detectar a velocidade rotacional 
em cada roda. Eles são conjuntos específicos de sensores para as rodas dianteiras e traseiras. 
 
Sensores de Velocidade das Rodas Dianteiras 
 
Os sensores de velocidade das rodas dianteiras são incorporados ao conjunto do cubo da roda 
dianteira.O funcionamento normal das lâmpadas de advertência ABS, TRAC OFF e LOW 
TRAC no conjunto dos instrumentos do painel é o seguinte: 
 
• Lâmpada ABS: deverá acender quando a chave de ignição estiver ligada e apagar depois 
de aproximadamente dois segundos. Se a lâmpada não apagar, o módulo de controle ABS 
ou ABS/ETC terá identificado falha no sistema. 
 
• Lâmpada TRAC OFF: deverá acender quando a chave de ignição estiver ligada e apagar 
depois de aproximadamente cinco segundos mais tarde (ou dois segundos após o início do 
funcionamento do motor). Se a lâmpada não apagar, o módulo de controle ABS ou 
ABS/ETC terá identificado falha no sistema ou o sistema terá sido desligado manualmente. 
 
• Lâmpada LOW TRAC: deverá acender quando a chave de ignição estiver ligada e 
apagar depois de aproximadamente dois segundos. Esta lâmpada irá piscar sempre que o 
sistema ETC estiver acoplado. 
 
 
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 Figura 12-12 
 
 
 
 
 
Existem três conjuntos específicos de cubos de roda dianteiros. Para veículos equipados com 
ABS ou ABS / ETC os conjuntos são direito e esquerdo, que incorporam um sensor de 
velocidade da roda com anel de impulso magnético com 48 dentes. Para os veículos sem ABS, 
é usado um cubo comum nos dois lados. 
 
A identificação dos conjuntos de cubo da roda dianteira é feita através do número de peça de 
conjunto, localizado na superfície externa do flange do cubo ou simplesmente a capa do sensor 
de velocidade da roda no cubo, consulte a Figura 12-13. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12-13 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 195
ATENÇÃO: Durante as operações que exigem substituição do conjunto do cubo 
dianteiro em um veículo equipado com ABS ou ABS / ETC, verifique a instalação do 
conjunto correto do cubo de reposição, caso contrário haverámalfuncionamento do ABS 
ou ABS / ETC. 
 
 
 
A Figura 12-14 mostra o corte transversal do sensor da roda dianteira no conjunto do cubo 
dianteiro. 
Os componentes do sensor são: 
• anel de impulso magnético (1) 
• bobina (3) 
• concentrador de fluxo (4) 
• conector coaxial (6) 
O anel de impulso magnético (1), conectado ao elemento rotativo do cubo dianteiro (2), é 
magnetizado e contém 48 ímãs individuais espaçados uniformemente ao redor do anel. No 
concentrador de fluxo (4) há um anel de impulso (1), induzido à bobina (3) através do 
concentrador de fluxo (4). 
Na medida em que a roda gira sobre a pista, o elemento interno do cubo dianteiro e o anel de 
impulso magnético giram em conjunto, causando variação do fluxo magnético gerado no 
concentrador de fluxo. Esta alteração de fluxo magnético causa indução de voltagem alternada 
na bobina do sensor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 12-14 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 196
 
A freqüência e a amplitude da voltagem induzida dependem da rpm da roda, número de 
revoluções da bobina e nível de magnetização do anel de impulso, e número de dentes do 
concentrador de fluxo. Em todos os fatores a única variável é o rpm da roda, portanto a 
freqüência e amplitude do sinal de saída dependem da velocidade de rotação da roda. 
 
 
 Figura 12-15 
 
NOTA: Além da substituição do prisioneiro de roda, não há operações de manutenção para o 
conjunto do cubo da roda dianteira. Uma vez que a unidade consiste de conjunto ‘selado”, não 
são necessários ajustes no sensor de velocidade da roda e / ou rolamento. Em caso de condição 
anormal, o conjunto do cubo deverá ser substituído como unidade. 
 
 
 
Sensores de Velocidade das Rodas Traseiras 
 
O sensor de velocidade da roda traseira consiste basicamente de um núcleo magnético e bobina. 
A extremidade do pólo é circundada por campo magnético. A medida em que a roda gira, os 
dentes do anel de pulso causam alterações neste campo magnético. O fluxo magnético, portanto 
é alterado e a voltagem alternada é induzida na bobina do sensor de velocidade da roda. 
A peça de pólo na superfície externa do sensor é construída em plástico e, portanto a 
reinstalação de conjuntos de sensor não exige lubrificação da superfície externa com graxa 
resistente a altas temperaturas (como nos modelos anteriores). 
Os sensores de velocidade das rodas traseiras possuem saída de alta voltagem e, portanto não 
será necessário instalar calços entre o sensor e o respectivo suporte de fixação. 
 
 
 Figura 12-16 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 197
 
Cada sensor de velocidade da roda traseira (1) está localizado em um suporte integrado à tampa 
traseira da tração final. 
Cada anel de pulso (2) consiste de anel dentado construído em metal ferroso, que gira 
permitindo ao sensor de velocidade da roda (1) faz-se a leitura da velocidade de rotação em 
cada roda traseira. 
 
 
 Figura 12-17 
 
Os anéis de pulso da roda traseira são parte dos flanges internos do eixo de tração final e não 
recebem manutenção separadamente. 
Na medida em que as rodas giram, os sensores de velocidade da roda geram um sinal elétricos 
AC proporcional (em freqüência e amplitude) à velocidade da roda. O Módulo de Controle 
ABS ou ABS/ETC utiliza os sinais de velocidade da roda para determinar o momento em que o 
controle anti-travante ou controle de tração é necessário. Especificamente, o módulo utiliza os 
sinais do sensor de velocidade da roda para identificar se uma das rodas está desacelerando 
rapidamente (travando) ou acelerando rapidamente (derrapando). 
 
 
 
Os sistemas ABS e ABS/ETC são calibrados para uso de pneus de raio de giro conhecido e 
anéis de pulso com número específico de dentes. O número de dentes dos anéis de pulso 
corresponde diretamente ao tamanho do pneu. Se um dos pneus montados no veículo for maior 
ou menor (diferente da medida do equipamento original) do que os demais, o Módulo de 
Controle ABS ou ABS/ETC não irá modular corretamente a pressão hidráulica do sistema de 
freio. Haverá funcionamento incorreto do sistema uma vez que o sinal de velocidade da roda 
recebida do pneu fora de padrão “fará o módulo interpretar” que uma roda está acelerando ou 
desacelerando mais rapidamente dó que as demais. 
 
NOTA: É IMPORTANTE EQUIPAR O VEÍCULO SOMENTE 
COM PNEUS CUJA DIMENSÃO ESTEJA CONFORME AS ESPECIFICAÇÕES DA 
PLACA DE IDENTIFICAÇÃO DE PNEUS. A ALTERAÇÃO DE DIMENSÃO DOS 
PNEUS PODERÁ AFETAR O FUNCIONAMENTO DO SISTEMA. 
 
 
MÓDULO DE CONTROLE ABS E ABS/ETC 
 
O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC (2) avalia os sinais dos sensores de velocidade das 
rodas e calcula o valor permitido de patinamento das rodas para que sejam obtidas frenagem e 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 198
trações ideais. 
A pressão do freio necessária nas pinças de freio é regulada através de válvulas solenóide 
internas do Conjunto do Modulador Hidráulico (1). O Módulo de Controle ABS ou ABS/ ETC 
(2) testa o sistema conforme um programa definido e a monitora durante a condução do 
veículo. 
O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC (2) também monitora as velocidades das rodas 
dianteiras e traseiras através dos sensores de velocidade da roda. Se em algum momento 
durante a aceleração, detectar patinamento de rodas, o Módulo de Controle ABS solicitará que 
o Módulo de Controle do Conjunto do Trem de Força (PCM) (no circuito de solicitação de 
torque) corrija o torque do motor, mantendo-o na faixa especifica. Isto é executado através de 
dois circuitos de Modulação de Amplitude de Pulso (PWM), entre o Módulo de Controle 
ABS/ETC e o PCM. O PCM irá então ajustar o ponto de ignição e a relação ar / combustível e 
desligará até cinco (5) injetores (se necessário), e transmitirão o valor de torque modificado (no 
circuito de Torque Obtido) ao Módulo de Controle ABS/ETC. Simultaneamente ao controle de 
torque do motor, o Módulo de Controle ABS/ETC irá ativar as válvulas isoladoras ABS, ligar o 
motor da bomba ABS e fornecer pressão do freio às rodas em movimento. 
 
 
 
 figura 12-18 
 
O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC é integrado ao modulador hidráulico e está 
localizado no compartimento o motor, à frente do cilindro-mestre. 
 
Existem módulos de controle diferentes usados nos veículos da Série VI, para os sistemas ABS 
e ABS/ETC. É fisicamente impossível adaptar um módulo de controle ABS a um mecânico 
ABS/ETC ou um módulo de controle ABS/ETC a um modulador hidráulico ABS. Entretanto, 
na substituição de um módulo de controle ABS ou ABS/ETC, consulte sempre as informações 
mais atualizadas sobre números de peças corretos para módulo de controle ABS para os 
modelos da Série VI. 
 
 
MODULADOR HIDRÁULICO 
 
O modulador hidráulico (1) para ABS consiste de seis válvulas solenóide (três de entrada e três 
de saída), dois acumuladores, um para os circuitos do freio dianteiro e outro para circuito do 
freio traseiro e uma bomba de retorno para 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 199
 
 Figura 12-19 
O modulador hidráulico (1) para o sistema ABS/ETC consiste de dez válvulas solenóide (quatro 
de entrada, quatro de saída) (e duas válvulas solenóide ETC), dois acumuladores, um para os 
circuitos de freio dianteiro e outro para o circuito de freio traseiro e uma bomba de retorno de 
fluido de freio. 
 
As válvulas solenóide são ativadas pelo módulo de controle ABS ou ABS/ETC. Conforme o 
estágio de comutação, elas conectam as pinças de freio ao cilindro-mestre de frio ou ao 
conjunto da bomba ou desconectam do circuito e bomba, a pinçado freio da roda. Quando 
houver redução de pressão, a bomba de retorno irá transferir para o cilindro-mestre o fluxo de 
fluido dos cilindros de freio, através do acumulador correspondente. Os acumuladores servem 
para acomodar temporariamente o excesso de fluido de freio que subitamente ocorre devido à 
queda de pressão. 
 
O modulador hidráulico (1) está montado no compartimento do motor, à frente da torre da 
mola, lado direito. 
 
 
LÂMPADA DE ADVERTÊNCIA ABS 
 
Localizada no conjunto dos instrumentos do painel, a lâmpada de advertência ABS integra o 
sistema de advertência do motorista, consulte a Figura 12L-20. 
 
A lâmpada de advertência ABS é controlada pelo Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC. Ela 
acende para alertar o motorista que a capacidade automática de frenagem anti-travante está 
totalmente inibida. Isto não afeta o funcionamento do sistema de freio convencional do veículo. 
 
 
 Figura 12-20 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 200
 
A lâmpada de advertência ABS acenderá quando: 
 
1. A chave de ignição estiver ligada. A lâmpada apagará após o término do “Autoteste” do 
veículo parado (dois a cinco segundos). 
 
2. O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC detectar uma falha de componente ou fiação 
elétrica ABS. 
 
3. O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC detectar falha nele próprio. 
 
NOTA: Estas condições fazem parte do autoteste ABS. 
 
4. Durante o uso do TECH 2 em determinados modos de diagnóstico ABS ou ABS/ETC, 
o ABS ou ABS/ETC é desativado pelo Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC durante as 
comunicações com TECH 2. 
 
Se a lâmpada de advertência ABS perder energia (do fusível da chave de ignição F-13) ou se o 
Módulo de Controle ABS perder a conexão com a massa (terminais 19, 20 e 21) a lâmpada de 
advertência ABS não acenderá. 
 
 
LÂMPADAS DE ADVERTÊNCIA DO CONTROLE ELETRÔNICO DE TRAÇÃO 
(ETC) 
 
Há duas lâmpadas de advertência do controle eletrônico de tração, localizadas no conjunto dos 
instrumentos do painel; TRAC OFF e LOWTRAC consultem a Figura 12-21. 
 
A lâmpada de advertência TRAC 0FF é controlada pelo Módulo de Controle ABS ou 
ABS/ETC, através do circuito de comunicações de dados seriais, e acenderá para alertar o 
motorista sobre a desativação do sistema ETC. 
 
A lâmpada de advertência TRAC 0FF acenderá quando: 
 
1. A chave de ignição estiver ligada. A lâmpada apagará após o encerramento do “Auto-
teste” do veículo estacionário (dois a cinco segundos). 
 
2. O sistema ETC for desligado manualmente, através da tecla TRAC CTRL. 
 
3. O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC detectar uma falha de componente ou fiação 
elétrica ETC. 
 
4. O Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC detectar falha nele próprio. 
 
5. Durante o uso do TECH 2 em determinados modos de diagnóstico ABS ou ABS/ETC, 
o ABS ou ABS/ETC é desativado pelo módulo de controle ABS ou ABS/ETC durante as 
comunicações com TECH 2. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 201
 
 Figura 12-21 
 
 
Se as lâmpadas de advertência TRAC OFF ou LOW TRAC perderem energia (do fusível da 
chave de ignição F-13) nenhuma das lâmpadas acenderá. Além disso, se o módulo de controle 
ABS/ETC perder a conexão com a massa (terminais 19, 20 e 21) a lâmpada de advertência 
ABS não acenderá. 
A lâmpada de advertência LOW TRAC também é controlada pelo módulo de controle ABS ou 
ABS/ETC acenderá durante dois segundos quando a chave de ignição for ligada e a seguir 
apagará, ou piscará quando o Módulo de Controle ABS/ ETC estiver controlando o 
patinamento da roda, indicando que o veículo está em situação crítica. 
 
INTERRUPTOR DO CONTROLE ELETRÔNICO DE TRAÇÃO (ETC) 
 
Em algumas circunstâncias (por exemplo, se o veículo estiver atolado e puder ser “movido para 
frente e para trás”) poderá ser necessário desativar o sistema de Controle Eletrônico de Tração 
(ETC). Isto é feito se pressionado a tecla TRAC CTRL (1), localizada próximo do seletor da 
transmissão, consulte a Figura 12-22. Se o sistema de controle de tração estiver desligado, a 
lâmpada TRAC OFF acenderá. O sistema poderá ser ligado novamente pressionando-(se 
novamente a tecla TRAC CTRL 91) ou no próximo ciclo da chave de ignição (desligar ligar). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Figura 12-22 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 202
NOTA 1: Se o sistema de controle eletrônico de tração estiver desligado, o ABS funcionará 
normalmente. 
NOTA 2: Se a tecla TRAC CTRL for pressionada e mantida durante dez ou mais segundos, o 
Módulo de Controle ABS/ ETC irá considerar a condição como curto-circuito e o ETC 
permanecerá ativado até o desligamento da chave de ignição e nova partida do motor. Além 
disso, a lâmpada de advertência TRAC OFF (se estiver acesa) permanecerá apagada até o 
desligamento da chave de ignição e nova partida do motor. 
 
 
CILINDRO-MESTRE DO FREIO 
 
Um cilindro-mestre comum é usado em todos os veículos, ou seja, no sistema de freio padrão, 
ABS ou ABS/ETC. A única diferença é que o cilindro-mestre usado para os sistemas ABS ou 
ABS/ETC possui um tampão rosqueado instalado e apertado na extremidade inferior das duas 
saídas do freio dianteiro, no cilindro-mestre. 
 
 
 
Legenda para a ilustração 
1. Tampão 
2. Tubo Traseiro do CILINDRO-MESTRE ao Modulador Hidráulico. 
3. Tubo Dianteiro do CILINDRO-MESTRE ao Modulador Hidráulico. 
 
 
 Figura 12-23 
 
 
 
FUSÍVEIS ABS & ETC 
 
Um cabo ABS independente de 60 amper com proteção fusível, identificado “FR” é 
incorporado à carcaça do cabo fusível no compartimento do motor. 
Além disso, um fusível adicional de 10 amper é usado para o ABS e está localizado na caixa de 
fusíveis, posição No. 27(2). As lâmpadas de advertência ABS, TRAC OFF & LOW TRAC são 
energizadas através de F13 (1) localizado na caixa de fusíveis. 
 
 
 
 
 
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 Figura 12-24 
INTERRUPTOR DA LANTERNA DE FREIO 
 
O interruptor da lanterna de freio, localizado no suporte do pedal de freio, fornece ao terminal 
14 do Módulo de Controle ABS um sinal de entrada de 12 volts “freios aplicados”. Sempre que 
o Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC receber este sinal, o ciclo de controle ABS será 
iniciado. Se o motorista bombear o pedal de freio durante o funcionamento ABS, o ciclo de 
controle será reiniciado. 
o interruptor da lanterna de freio normalmente é mantido aberto e quando está fechado, fornece 
voltagem da bateria às lanternas de freio e terminal 14 do Módulo de Controle ABS ou ABS/ 
ETC, quando o interruptor está aberto (freios não aplicados), o terminal 14 do Módulo de 
Controle ABS ou ABS/ETC é conectado à massa através das lanternas de freio, causando 
redução de voltagem no terminal 14 (abaixo de 0,2 volt). 
Além disso, se o Módulo de Controle ABS ou ABS/ETC detectar sinal de entrada do 
interruptor do motor de partida, o autoteste não será realizado antes que o veículo esteja em 
movimento a aproximadamente 18 km/h. 
Em todas as operações de manutenção do interruptor do motor de partida, consulte a Seção 
12B SISTEMA DE ILUMINAÇÃO. 
 
 
 Figura 12-25 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 204
 
POSIÇÃO DE INSTALAÇÃO DOS COMPONENTES ABS E ABS / ETC 
As ilustrações a seguir mostram as locais instaladas dos diversos componentes ABS e 
ABS/ETC. 
 
Figura 12-26 – Instalação do modulador hidráulico ABS ou ABS / ETC 
 
 
 
 
 
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Figura 12-27 – Instalação do chicote elétrico principal para ABS ou ABS / ETC 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 12-28 – Rota do cabo do sensor de velocidade das rodas dianteiras. 
 
 
 
 
 
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Figura 12-29 – Instalação do chicote elétrico da carroçaria para ABS ou ABS / ETC 
 
 
 
 
 
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Figura 12-30 – Rota da linha de freio dianteiro. 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 209
 
Figura 12-31 – Rota da linha de freio dianteiro – continuação. 
 
 
 
 
 
PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO -EXCETO ABS/ETC 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 210
 
FRENAGEM SEM SISTEMA ANTI-TRAVANTE 
Em condições normais de frenagem, o sistema de freio anti-travante funciona de modo 
semelhante a um sistema de freio convencional. A pressão do fluido de freio é fornecida pelo 
cilindro-mestre e servo. 
No sistema sem sistema anti-travante, a pressão hidráulica é aplicada às pinças de freio sem 
qualquer intervenção ABS. Neste momento, o modulador hidráulico estabelece um trajeto de 
fluido aberto de via dupla, entre o cilindro-mestre e as pinças de freio. A frenagem sem sistema 
anti-travante ocorre quando os sensores de rodas não detectam tendências para travamento. 
Entretanto, embora o ABS seja passivo durante a frenagem normal, o Módulo de Controle ABS 
monitora constantemente a desaceleração rápida de qualquer uma das rodas e o sinal do 
interruptor de freio (entrada de aplicação de freios). A desaceleração rápida da roda durante 
uma operação de frenagem poderá indicar travamento de roda. 
 
FRENAGEM ANTI-TRAVANTE 
Quando sensorear qualquer tendência para travamento de roda, o ABS passará ao modo anti-
travante. Durante a frenagem anti-travante, o ABS modula a pressão hidráulica nos Circuitos de 
freio para manter entre 10-20% o patinamento das rodas. Na frenagem anti-travante, o Módulo 
de Controle ABS controla o fluxo de corrente para as válvulas solenóide, para controlar 
(mantendo, reduzindo ou aumentando) a pressão hidráulica nos circuitos de freio. 
 
NOTA: O modulador hidráulico não pode aumentar a pressão hidráulica no circuito de freio 
além da pressão fornecida pelo cilindro-mestre do freio. 
 
Figura 12-32. 
 
 
 
 
 
 
FUNCIONAMENTO DO MÓDULO DE CONTROLE ABS 
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Entradas 
Os componentes ABS abaixo enviam sinais para o Módulo de Controle ABS onde são 
avaliados, para que o módulo mantenha e controle o patinamento das rodas. 
1. Entrada de chave de ignição ligada, (através da conexão fusível FJ, chave de ignição, 
fusível F-27) - terminal No. 15 do Módulo de Controle ABS. 
2. Entradas do sensor de velocidade da roda - terminal No. 
DIANTEIRO ESQUERDO 6 e 7,e DIANTEIRO DIREITO 
4 e 5, TRASEIRO ESQUERDO 8 e 9, e TRASEIRO DIREITO 1 e 2 do Módulo de 
Controle ABS. 
3. Entrada de freios aplicados (do interruptor da lanterna de freio) - Terminal No. 14 do 
Módulo de Controle ABS. 
4. Voltagem da bateria - Terminais 17 e 18 do Módulo de Controle ABS. 
 
Saídas 
Para controlar o sistema de freio anti-travante, o Módulo de Controle ABS envia sinais de 
comando aos seguintes componentes: 
1. Relé da válvula /válvulas solenóide - controle interno. 
2. Relé da bomba / motor da bomba - controle interno. 
3. Lâmpada de advertência ABS - Terminal No. 21 do Módulo de Controle ABS. 
4. Dados seriais - Terminal No. 11 do Módulo de Controle ABS 
5. “Atuação de Códigos Luminosos” de auto-diagnóstico -Terminal No. 12 do Módulo de 
Controle ABS. 
Quando a chave de ignição estiver ligada, a voltagem da bateria será aplicada ao terminal No. 
15 do Módulo de Controle ABS através do F-27. A voltagem será aplicada ao relé do motor da 
bomba e relé da válvula, através da conexão fusível FR. Nenhum relé funcionará antes de 
receber um sinal de massa do Módulo de Controle ABS. 
Além disso, a voltagem da bateria será aplicada à lâmpada de advertência ABS, através do 
fusível F13. A lâmpada de advertência não acenderá até ser conectada à massa pelo Módulo de 
Controle ABS. Se o módulo ABS não estiver conectado serão ligados juntos em circuito os 
terminais 19, 20 e 21 no conector, através dos pinos de ligação de circuito. A lâmpada de 
advertência ABS acenderá. 
Os sensores de velocidade das rodas estão localizados em cada roda dianteira e em cada flange 
do eixo interno da tração final. Quando o movimento do veículo for iniciado, todos os sensores 
de velocidade irão gerar sinais de entrada para o Módulo de Controle ABS nos terminais 1 e 2, 
4 e 5, 6 e 7, 8 e 9. Estes sinais consistem de pulsos elétricos AC proporcionais (em freqüência e 
amplitude) à velocidade de rotação da roda. 
Após a partida, quando o veículo estiver a aproximadamente 6 km/h o módulo de controle 
executará um auto-teste ABS. O teste do módulo de controle cicia cada válvula solenóide e a 
bomba de retorno no modulador hidráulico para verificar o funcionamento do componente. O 
módulo de controle testa sua própria lógica e circuito. Se durante este teste forem detectados 
erros, o terminal 21 de massa do módulo de controle e a lâmpada de advertência ABS 
acenderão para alertar o motorista sobre problema no sistema. O módulo de controle ABS 
permanecerá desativado até o próximo ciclo desligar/ ligar a chave de ignição, quando o 
processo se repetirá e a lâmpada de advertência ABS acenderá. 
 
 
 
 
 
 
 
O autoteste ABS é executado uma vez em cada ciclo da chave ignição, conforme segue: 
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1. Após receber uma entrada de chave de ignição ligada. o módulo de controle acionará e 
o relé da válvula e o conectará à massa. 
2. Assim que receber um sinal de qualquer sensor de velocidade da roda, o módulo de 
controle ABS verificará a saída do sensor de velocidade da roda. Se alguns sinais de saída 
do sensor de velocidade da roda não forem detectados ou estiverem incorretos, o ABS será 
desativado e a lâmpada de advertência ABS acenderá. 
3. Quando o veículo atingir aproximadamente 6 kmlh. o módulo de controle testará as 
válvulas solenóide e a bomba de retorno no modulador. Se o módulo de controle receber 
um sinal de entrada do interruptor da lanterna de freio abaixo de 6 kmlh, o auto-teste 
somente será executado após o veículo atingir aproximadamente 18 km/h. 
4. Se a bomba ou válvulas solenóide não funcionarem, o módulo de controle irá monitorar 
constantemente a ele próprio e os componentes abaixo: 
1. Válvulas solenóide. 
2. Sensores de velocidade da roda. 
3. Chicote elétrico e relés. 
4. Voltagem da bateria. 
Se a voltagem da bateria for reduzida a aproximadamente 9 volts, o ABS será desativado e a 
lâmpada de advertência ABS acenderá. 
Nas aplicações de freio, se uma ou mais rodas começarem a desacelerar rapidamente, o ABS 
será acoplado e o processo de modulação será iniciado. As informações sobre velocidade da 
roda enviadas ao módulo de controle ABS são processadas e o módulo determinará o 
funcionamento correto da válvula solenóide no modulador. O modulador contém seis válvulas 
solenóide; duas para cada roda dianteiras, sendo que as rodas traseiras partilham duas válvulassolenóide. 
 
 
FUNCIONAMENTO DO MODULADOR HIDRÁULICO 
 
O modulador hidráulico executa os comandos do módulo de controle ABS usando seis válvulas 
solenóide no conjunto do modulador hidráulico ABS. As válvulas solenóide do modulador 
hidráulico são ativadas separadamente pelo módulo de controle ABS correspondente a diversas 
fases de controle ABS: 
1. Frenagem sem sistema anti-travante 
2. Manutenção de pressão 
3. Redução de pressão 
4. Aumento (Formação) de pressão 
Embora o conjunto do modulador hidráulico contenha seis válvulas solenóide e uma bomba de 
retorno de fluido de freio, para explicar o funcionamento do sistema, somente serão descritos as 
duas válvulas solenóide e um acumulador. O funcionamento é igual para os três circuitos. 
 
 
Frenagem sem ABS 
Nesta condição, as válvulas solenóide 2a e 2b não são ativadas. A válvula 2a [válvula solenóide 
de retenção de pressão (entrada)] abre. Isto permite o fluxo do fluido de freio nos dois sentidos 
entre o cilindro-mestre do freio e a pinça de freio, permitindo a frenagem convencional sem 
ABS. A válvula solenóide 2b [válvula solenóide de liberação de pressão (saída)] fecha, 
obstruindo a passagem para o acumulador e a bomba de retorno. 
 
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 Figura 12-33 
 
A pressão hidráulica do cilindro-mestre do freio (1) é aplicada aos circuitos do freio (3). Se o 
módulo de controle ABS (5) não detectar desaceleração rápida da roda, o ABS permanecerá 
passivo. 
 
 
Figura 12-34 
 
 
 
 
 
 
 
 
Manutenção de Pressão 
Ao detectar desaceleração excessiva da roda [baseado no sinal do sensor de velocidade da roda 
(4)], o módulo de controle ABS ativará a válvula solenóide de retenção de pressão (entrada) 2a, 
para manter a pressão no circuito do freio. Isto efeito através da conexão do respectivo circuito 
à massa, permitindo portanto o fluxo de corrente na bobina da válvula solenóide 2a. Isto faz 
com que o induzido e válvula movam para baixo, isolando do cilindro-mestre, o circuito do 
freio (3). 
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 Figura 12-35. 
 
NOTA: Com o circuito do freio isolado, a pressão no circuito do freio entre o modulador e o 
circuito da pinça do freio permanecerá constante apesar do aumento da pressão hidráulica no 
cilindro-mestre. 
 
 
 
Figura 12-36 
 
 
 
Redução de Pressão 
Se a isolação de um circuito de freio entre o cilindro-mestre do freio e a pinça do freio não 
reduzir a desaceleração excessiva da roda, o módulo de controle ABS (5) enviará um comando 
para que a válvula solenóide de liberação de pressão (saída) (2b) reduza a pressão hidráulica no 
circuito do freio. Durante esta fase, o módulo de controle ABS conecta a bobina da válvula 
solenóide 2b à massa, permitindo o fluxo de corrente nos enrolamentos da bobina. Isto faz com 
que o induzido e a válvula movam para baixo, abrindo a passagem do circuito do freio para o 
acumulador (2c) e a entrada da bomba de retorno (2d). Neste estágio, as duas válvulas 
solenóide (2a e 2b) são ativadas simultaneamente. 
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 Figura 12-37 
 
NOTA: Neste momento, o circuito do freio é isolado do cilindro-mestre pela ação das válvulas 
da bomba de retorno, e a bomba de retorno são energizadas. 
Esta ação transfere o fluido do circuito de freio para o cilindro mestre, em reação à pressão do 
pedal do freio. A bomba de retorno continua a funcionar durante o restante do ciclo anti-
travante. 
 
 
Figura 12-38 
 
 
Acumuladores 
 
Durante a fase de “Redução de Pressão” da modulação ABS, os acumuladores (2c) 
temporariamente armazenam fluido dos circuitos de freio. Algumas condições de estradas 
exigem o alívio de um volume grande de fluido das pinças de freio. Nestas condições, o 
acumulador garante a redução de pressão. A medida em que a válvula solenóide (2b) passa à 
posição de “Redução de Pressão”, o fluido dos circuitos de freio flui para o acumulador. Desta 
forma, antes que a bomba de retorno (2d) comece a funcionar, o acumulador permite a redução 
imediata de pressão no circuito do freio. Os circuitos do freio dianteiro partilham o mesmo 
acumulador. O circuito do freio traseiro utiliza um acumulador independente. Os acumuladores 
funcionam sob ação de mola e foram projetados para funcionar a abaixo de 1000 kPa. 
 
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Aumento de Pressão (Formação) 
 
A roda acelera novamente como resultado da redução da pressão de frenagem. Após atingir um 
determinado limite, o módulo de controle ABS registra o fato de que a roda está sendo freada 
suficientemente. 
O módulo de controle ABS desenergiza as duas válvulas solenóide e a pressão reduzida 
anteriormente aumenta para que a roda desacelere novamente. O ciclo de controle ABS é 
reiniciado. Ocorrem aproximadamente 4 a 6 ciclos de controle por segundo, conforme o estado 
da superfície da estrada. 
 
 
 Figura 12-39 
 
NOTA: A pressão do circuito não pode aumentar acima da pressão do cilindro-mestre. 
 
 
 
 
Figura 12-40 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 217
FUNCIONAMENTO DO CILINDRO-MESTRE 
 
O funcionamento do conjunto do cilindro-mestre utilizado nos veículos com ABS é igual ao do 
conjunto usado nos veículos sem ABS, para detalhes, consulte a Seção 5A FREIOS PADRAO, 
Volume 1 deste Manual de Reparações. 
 
 
 
FUNCIONAMENTO E TESTE DA LÂMPADA DE ADVERTÊNCIA 
 
As informações abaixo explicam o funcionamento e falhas da lâmpada de advertência ABS. 
 
Lâmpada de Advertência ABS 
 
Quando a chave de ignição for ligada, a lâmpada de advertência acenderá durante 
aproximadamente 2 segundos. Durante este período o módulo de controle ABS executará a 
inspeção da fiação elétrica do sistema ABS. 
Em todos os veículos equipados com ABS, assim que todas as rodas ultrapassam a velocidade 
de aproximadamente 6 km/h após a partida, o sistema ABS executará um auto-teste (Auto-teste 
ABS). O módulo de controle ABS cicia cada válvula solenóide e o motor da bomba de retorno, 
para verificar o funcionamento dos componentes. O módulo de controle ABS também testa o 
seu próprio circuito. 
Este procedimento se repetirá sempre que a chave de ignição for desligada e após nova partida 
do motor. Além disso, o ABS executará autoteste constantemente enquanto o veículo estiver 
em movimento. 
A lâmpada de advertência também é usada para autodiagnóstico. 
 
 
 
 Figura 12-41 
 
Indicações Incorretas da Lâmpada de Advertência 
 
1. Lâmpada de advertência não acende quando a chave de ignição é ligada. 
2. Lâmpada de advertência não apaga após aproximadamente 2 segundos. 
3. Lâmpada de advertência acende durante a condução do veículo ou acende 
ocasionalmente. 
A iluminação da lâmpada de advertência ABS alerta o motorista sobre falha no sistema ABS. 
Quando a lâmpada de advertência ABS estiver acesa, o veículo passará a usar o sistema de freio 
convencional sem ABS (por exemplo, em frenagem de emergência, as rodas poderão travar). 
O funcionamento ocasional da lâmpada de advertência poderá ser causado por carga 
insuficiente da bateria. 
A lâmpada acenderá somente enquanto a voltagem estiver baixa, por exemplo, após o 
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acionamento de componentes elétricos com o motor funcionando em marcha-lenta. 
As causas para falhas podem ser determinadascom o auxilio da ferramenta de diagnóstico 
TECH 2. 
 
 
PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO ABS / ETC - EXCETO ABS 
 
FRENAGEM SEM SISTEMA ANTI-TRAVANTE E SEM CONTROLE ELETRÔNICO 
DE TRAÇÃO 
 
Em condições normais de condução e frenagem, o sistema de freio anti-travante funciona como 
o sistema de freio convencional. A pressão do fluido de freio é fornecida pelo cilindro-mestre 
do freio e servo. 
No sistema sem sistema anti-travante, a pressão hidráulica é aplicada às pinças de freio sem 
qualquer intervenção ABS. Neste momento, o modulador hidráulico estabelece um trajeto de 
fluido aberto de via dupla, entre o cilindro-mestre e as pinças de freio. A frenagem sem sistema 
anti-travante ocorre quando os sensores de rodas não detectam tendências para travamento. 
Entretanto, embora o ABS seja passivo durante a frenagem normal, o Módulo de Controle ABS 
monitora constantemente a desaceleração rápida de qualquer uma das rodas e o sinal do 
interruptor de freio (entrada de aplicação de freios). A desaceleração rápida da roda durante 
uma operação de frenagem poderá indicar travamento de roda. 
 
 
FRENAGEM ANTI-TRAVANTE 
 
Quando sensorear qualquer tendência para travamento de roda, o ABS passará ao modo anti-
travante. Durante a frenagem anti-travante, o ABS modula a pressão hidráulica nos circuitos de 
freio para manter entre 10- 20% o patinamento das rodas. Na frenagem anti-travante, o Módulo 
de Controle ABS controla o fluxo de corrente para as válvulas solenóide, para controlar 
(mantendo, reduzindo ou aumentando) a pressão hidráulica nos circuitos de freio. 
 
NOTA: O modulador hidráulico não pode aumentar a pressão hidráulica no circuito de freio 
além da pressão fornecida pelo cilindro-mestre do freio. 
 
CONTROLE ELETRÔNICO DE TRAÇAO 
 
Quando sensorear patinamento das rodas de tração causado por excesso de torque do motor em 
uma determinada condição de pista, o módulo de controle ABS / ETC passará ao modo 
controle de tração. 
O módulo ABS / ETC monitora as velocidades das rodas dianteiras e traseiras, através dos 
sensores de velocidade das rodas. Se em algum momento durante a aceleração detectar 
patinamento da roda de tração, o módulo ABS/ETC solicitará [no circuito de Solicitação de 
Torque (MMR)] ao Módulo de Controle do Conjunto do Trem de Força (PCM) que mantenha 
o torque do motor dentro do limite especificado. Isto é feito através de dois circuitos de 
Modulação de Amplitude de Pulso para velocidade alta, entre o módulo ABS/ETC e o PCM. O 
PCM irá então ajustar o ponto de ignição (centelhamento) e a relação ar / combustível, 
desativando até cinco (5) injetores (se necessário), e transmitirá ao módulo ABS/ETC os dados 
sobre o valor de torque modificado [no circuito de Torque Obtido (MMI)]. Ao mesmo tempo 
em que ativar o controle de torque do motor, o módulo ABS/ETC acionará as válvulas de 
isolação ABS, ativará o motor da bomba ABS e fornecerá pressão de freio para a(s) roda(s) que 
estiver(em) patinando. 
As válvulas de isolação isolam do cilindro-mestre e dos circuitos hidráulicos do freio traseiro, 
os circuitos hidráulicos do freio dianteiro. Quando os circuitos hidráulicos do freio traseiro 
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estiverem isolados, a pressão poderá ser aplicada às rodas traseiras, sem que os demais circuitos 
hidráulicos de freio sejam afetados. O módulo ABS/ETC abre a válvula de escova, permitindo a 
drenagem de fluido do cilindro-mestre para o motor da bomba, aciona o motor da bomba ABS 
para a aplicação de pressão, inicia a ciclagem das válvulas de entrada e de saída do conjunto 
ABS e fecha as válvulas comutadoras, garantindo que o fluxo será direcionado para a roda e 
não retornará ao cilindro-mestre. 
O ciclo da válvula de entrada e saída ajuda a obtenção de tração máxima na pista, assim como 
no modo anti-travante. A diferença entre o modo Controle de Tração e Modo Anti-travante é 
que a pressão do fluido é aumentada para reduzir o patinamento de rodas (modo Controle de 
Tração) ao invés de ser reduzida para permitir maior patinamento das rodas (modo Freio Anti-
travante). 
Se em algum momento durante o modo Controle de Tração, os freios forem aplicados 
manualmente, o interruptor de freio emitirá sinais para que o módulo ABS/ETC iniba a 
intervenção do freio e permita a frenagem manual (se necessário poderá haver intervenção do 
motor.) 
 
 
Figura 12-42 
 
 
 
 
FUNCIONAMENTO DO MÓDULO DE CONTROLE ABS/ETC 
 
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Sinais de Entrada 
 
Os componentes ABS/ETC listados abaixo enviam sinais para o módulo de controle ABS/ETC, 
que avalia os sinais para manter e controlar o patinamento das rodas. 
 
1. Entrada da chave de ignição ligada (através da conexão fusível FJ, chave de ignição, 
fusível F27) - terminal No. 15 do módulo ABS/ETC. 
2. Entradas do sensor de velocidade da roda - Terminais No. LE 6 e 7, LD 4 eS, LE 8 e 9 
e LD 1 e 2 do módulo ABS/ETC. 
 
3. Entrada dos freios aplicados (do interruptor da lanterna de freio) - Terminal No. 14 do 
módulo ABS-ETC. 
4. Voltagem da bateria - Term. 17e 18 do módulo ABS/ETC. 
5. Torque Real (reconhecimento de torque) - Terminal 27 do módulo ABS/ETC. 
6. Sinal de rotação do motor - Term. 30 do módulo ABS/ETC. 
7. Interruptor de desativação ETC (CONTROLE DE TRAÇÃO) - Terminal 31 do módulo 
ABS/ETC. 
 
Sinais de Saída 
 
Para controlar o sistema de freio anti-travante e o sistema de controle de tração, o módulo e 
controle ABS/ETC emite os sinais de comando aos seguintes componentes: 
 
1. Relé da válvula/válvulas solenóide - controle interno. 
2. Relé da bomba/motor da bomba - controle interno. 
3. Dados seriais - Terminal No. 11 do módulo ABS/ETC. 
4. Auto-diagnóstico “Ativação de Códigos Luminosos” -Terminal No. 12 do módulo 
ABS/ETC. 
5. Torque solicitado - Terminal No. 13 do módulo ABS/ETC. 
6. Lâmpada de advertência ETC (TRAC OFF, LOWTRAC) - Terminal No. 20 do módulo 
ABS/ETC. 
7. Lâmpada de advertência ABS - Terminal No. 21 do módulo ABS/ETC. 
 
 
Quando a chave de ignição estiver ligada, a voltagem da bateria será aplicada do terminal No. 
15 do módulo de controle ABS/ETC através do fusível F27. A voltagem da bateria também 
será aplicada ao relé do motor da bomba e relé da válvula, através da conexão fusível FR. 
Nenhum relé funcionará antes de receber um sinal de massa do módulo de controle ABS. 
 
Além disso, a voltagem da bateria será fornecida às lâmpadas de advertência ABS e ETC 
através do fusível F13. As lâmpadas de advertência LOW TRAC e ABS somente acenderão 
após receberem um sinal de massa do módulo de controle ABS/ETC. Se o conector YE98 do 
chicote elétrico do módulo de controle ABS/ETC não estiver conectado ao módulo de controle, 
os terminais 19, 20 e 21 serão ligados juntos através de uma barra de ligação de circuito e as 
lâmpadas de advertência LOW TRAC e ABS acenderão. A lâmpada de advertência TRAC OFF 
é programada para posição acesa e apagará após receber mensagem de dados seriais do módulo 
de controle ABS/ETC quando a chave de ignição for ligada (desde que o sistema esteja 
perfeito). 
 
Os sensores de velocidade das rodas estão localizados em cada roda dianteira e em cada flange 
interno do eixo de tração final. Quando o veículo começa a mover todos os sensores de roda 
geral sinais de entrada para o módulo de controle ABS/ETC nos terminais 1 e 2, 4 5, 6 e 7, 8 e 
9. Estes sinais constituem pulsos elétricos de AC (corrente alternada) proporcionais (em 
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freqüência e amplitude) à velocidade da roda. Após a partida, quando o veículo atingir 
aproximadamente 6 km/h, o módulo de controle executará o auto-teste ABS/ETC. o teste do 
módulode controle ciciará cada válvula solenóide e a bomba de retorno no modulador 
hidráulico, para verificar o funcionamento dos componentes. O módulo de controle testa a sua 
própria lógica e circuitos. Se durante este teste forem detectados erros, o módulo de controle 
conectará o terminal 20 à massa, fará a lâmpada de advertência ABS acender e através do 
circuito de dados seriais enviará uma mensagem para que a lâmpada de advertência TRAC 0FF 
acenda. A(s) lâmpada(s) de advertência(s) ABS e / ou ETC acende(m) para alertar o motorista 
sobre as falhas no(s) sistema(s). O módulo de controle ABS/ETC permanecera desativado até o 
próximo ciclo desligar / ligar da chave de ignição, quando o processo será reiniciado e a(s) 
lâmpada(s) de advertência ABS e / ou TRAC 0FF acenderá (ão). 
 
o auto-teste ABS é executado uma vez em cada cicio da chave de ignição, conforme segue: 
 
1. Após receber um sinal de entrada ~chave de ignição ligada” o módulo de controle 
conecta à massa e aciona o relé da válvula. 
 
2. Assim que receber um sinal de qualquer sensor de velocidade d~ roda, o módulo de 
controle ABS/ETC verificará a saída do sensor de velocidade da roda. Se não forem 
detectados sinais de sensor de velocidade da roda, ou se os sinais estiverem incorretos, o 
sistema ABS/ETC será desativado e as lâmpadas de advertência acenderão. 
 
3. Quando o veículo atingir aproximadamente 6 km /h, o módulo de controle testará as 
válvulas solenóide e a bomba de retorno no modulador. Se o módulo de controle receber 
um sinal do interruptor da lanterna de freio um sinal inferior a 6 km/h, o auto-teste somente 
será executado após o veículo atingir aproximadamente 18 km/h. 
 
4. Se a bomba ou as válvulas solenóide não funcionarem, o sistema ABS/ETC será 
desativado e as lâmpadas de advertência acenderão. 
Quando o veículo estiver em movimento, o módulo de controle irá monitorar continuamente a 
si próprio e aos componentes abaixo: 
 
1. Válvulas solenóide. 
 
2. Sensores de velocidade de roda. 
 
3. Chicote elétrico e relés. 
 
4. Voltagem da bateria. 
 
Se a voltagem da bateria for reduzida a abaixo de aproximadamente 9 volts, o ABS/ETC será 
desligado e as lâmpadas de advertência ABS e TRAC 0FF acenderão, enquanto a voltagem 
estiver abaixo de 9 volts. 
 
Durante as aplicações do freio, se uma ou mais rodas começarem a desacelerar muito 
rapidamente, o ABS acoplará e o processo de modulação continuará. As informações sobre 
velocidade da roda enviadas ao módulo de controle ABS/ETC serão processadas e o módulo 
determinará o funcionamento correto da válvula solenóide no modulador, O modulador contém 
dez válvulas solenóide; uma válvula de escova e um relé de comutação, além de uma válvula de 
entrada e uma válvula de saída para cada roda. 
 
Quando houver detecção de patinamento de roda e o modo controle de tração for iniciado, o 
módulo de controle ABS/ ETC também acoplará o ABS através do processo de modulação. 
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Além disso, simultaneamente o módulo de controle ABS/ETC modificará as condições de 
torque do motor através do controle de torque do motor. 
 
FUNCIONAMENTO DO MODULADOR HIDRÁULICO 
 
O modulador hidráulico executa os comandos do módulo descontrole ABS usando dez 
válvulas solenóide. Estas válvulas solenóide estão localizadas no conjunto do modulador 
hidráulico. As válvulas solenóide do modulador hidráulico são ativadas separadamente pelo 
módulo de controle ABS/ETC, segundo as diversas fases de controle ABS ou ETC para: 
 
1. Frenagem sem sistema Anti-travante (fases ABS e ETC) 
2. Manutenção de Pressão (fase ABS) 
3. Redução de Pressão (fase ABS) 
4. Aumento (Formação) de Pressão (fase ABS) 
5. Condição normal (fases ABS e ETC - freios desativados) 
6. Aplicação (fase ETC) 
 
O conjunto do modulador hidráulico contém dez válvulas solenóide e uma bomba de retorno de 
fluido de freio; entretanto, para explicação do funcionamento somente um acumulador e quatro 
válvulas solenóide serão descritos (freios traseiros). O funcionamento é semelhante para todos 
os circuitos de freio. 
 
FRENAGEM SEM SISTEMA ANTIFURTO (PASES ABS E ECT) 
 
Durante esta condição, as válvulas de entrada e saída não são ativadas. A válvula de entrada 
(válvula solenóide de retenção de pressão) abre. Isto permite o fluxo do fluido de freio em 
qualquer direção, entre o cilindro-mestre e a pinça de freio, permitindo a frenagem 
convencional. A válvula de saída [válvula solenóide de liberação de pressão (saída)] fecha, 
obstruindo a passagem para o acumulador e a bomba de retorno. A pressão hidráulica do 
cilindro-mestre é aplicada aos circuitos do freio (pinça). Se o módulo de controle ABS/ETC 
(não ilustrado) não detectar qualquer desaceleração rápida de roda, o ABS permanecerá 
passivo. 
 
 Figura 12-43 
 
Estado do modulador hidráulico: 
Válvula de entrada LE Aberta 
Válvula de entrada LD Aberta 
Válvula de escova Fechada 
Motor Desligado 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Fechada 
Válvula comutadora Aberta 
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Figura 12-44 
 
Manutenção de Pressão (Fase ABS) 
 
NOTA: O diagrama e a explicação abaixo pressupõem que a roda traseira direita está 
apresentando tendência para travamento. 
Quando detectar desaceleração excessiva da roda (conforme o sinal do sensor de velocidade da 
roda (não ilustrado), o módulo de controle ABS/ETC enviará um sinal para que a válvula de 
entrada LD (válvula solenóide de retenção depressão) mantenha a pressão no circuito do freio 
isto é feito através da conexão do circuito correspondente à massa (neste caso, lado direito), 
permitindo, portanto o fluxo de corrente na bobina da válvula solenóide de entrada. Isto faz 
com que o induzido e a válvula movam para baixo, isolando do cilindro-mestre o circuito do 
freio (pinça)). 
NOTA: Com o circuito de freio isolado, a pressão no circuito do freio, entre o modulador e o 
circuito da pinça de freio será mantida constante, apesar do aumento da pressão hidráulica no 
cilindro-mestre. 
 
 
Estado do modulador hidráulico: 
Válvula de entrada LE Aberta 
Válvula de entrada LD Fechada 
Válvula de escova Fechada 
Motor Desligado 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Fechada 
Válvula comutadora Aberta 
 
 Figura 12-45 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 224
 
 Figura 12-46 
 
Redução de Pressão (Fase ABS) 
 
NOTA: O diagrama e a explicação abaixo pressupõem que a roda traseira direita está 
apresentando tendência para travamento. 
 
Se a isolação do circuito do freio entre o cilindro-mestre do freio e a pinça de freio não 
reduzirem a desaceleração excessiva da roda, o módulo de controle ABS/ETC enviará um sinal 
para que a válvula de saída (válvula solenóide de liberação de pressão) abra para reduzir a 
pressão hidráulica de frenagem no circuito do freio (neste caso, válvula de saída LD). Durante 
esta fase, o módulo de controle ABS/ETC conectará à massa a bobina da válvula de saída LD, 
permitindo o fluxo de corrente nos enrolamentos da bobina. Isto fará com que o induzido e a 
válvula movam para baixo, abrindo a passagem entre o circuito do freio e o acumulador e 
entrada do conjunto da bomba. Neste estágio as válvulas de entrada LD e de saída LD serão 
ativadas simultaneamente. 
 
 
 Figura 12-47 
 
NOTA: Neste momento, o circuito do freio estará isolado do cilindro-mestre através da válvula 
da bomba de retorno e bomba de retorno energizadas. 
Esta ação faz retornar ao cilindro-mestre, o fluido dos circuitos do freio, em sentido oposto à 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em VeículoInteligente. Raszlg setembro/ 2008 225
pressão do pedal de freio. A bomba de retorno continuará funcionando durante o restante do 
ciclo anti-travante. Isto aumentará o fluxo de retorno da pinça do freio, permitindo que o fluido 
liberado da pinça retorne ao cilindro-mestre. A bomba continuará funcionando durante o 
restante do ciclo anti-travante. 
 
Estado do modulador hidráulico: 
 
Válvula de entrada LE Aberta 
Válvula de entrada LD Fechada 
Válvula de escova Fechada 
Motor Ligado 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Aberta 
Válvula comutadora Aberta 
 
NOTA: O motor permanecerá operacional até que o sistema saia do modo ABS. 
 
Acumuladores 
 
Durante a fase de Redução de Pressão na modulação ABS, os acumuladores (2c) armazenam 
temporariamente os fluidos dos circuitos de freio. Algumas condições de estradas exigem o 
alívio de um grande volume de fluido das pinças de freio. Nestas condições, o acumulador 
garante a redução de pressão. Assim que a válvula solenóide (2b) passar à posição “Redução de 
Pressão’, o fluido do circuito do freio passará para o acumulador. Desta forma, antes que a 
bomba de retorno (2d) comece a funcionar, o acumulador permitirá a redução imediata de 
pressão no circuito de freio. Os circuitos do freio dianteiro partilham um único acumulador. O 
circuito do freio traseiro utiliza um acumulador independente. Os acumuladores atuam sob ação 
de mola e foram projetados para funcionar em pressão abaixo de 1000 kPa. 
 
 
Figura 12-48 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 226
Aumento de Pressão (Fase ABS) 
 
NOTA: O diagrama e a explicação abaixo pressupõem que a roda traseira direita está 
apresentando tendência para travamento. 
A roda desacelera novamente como resultado da redução da pressão do freio. Após atingir um 
determinado limite, o módulo de controle ABS registrará que a roda agora não está sendo 
freado suficientemente. 
O módulo de controle ABS desenergizará as válvulas de entrada LD e de saída LD e a pressão 
reduzida inicialmente será aumentada para que a roda seja desacelerada novamente. O ciclo de 
controle ABS será reiniciado. Ocorrem aproximadamente 4 a 6 ciclo de controle por segundo, 
conforme o estado da superfície da pista. 
 
 Figura 12-49 
Estado do modulador hidráulico: 
Válvula de entrada LE Aberta 
Válvula de entrada LD Aberta 
Válvula de escova Fechada 
Motor Ligado 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Fechada 
Válvula comutadora Aberta 
 
 Figura 12-50 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 227
Condição Normal ETC (Fases ABS e ETC) 
 
Em condição normal, não há intervenção de freio. Todas as válvulas do modulador hidráulico 
estão na posição normal de ouso, permitindo fluxo ininterrupto para frenagem normal. O 
diagrama abaixo não indica pressão no sistema, portanto nenhuma aplicação de freios. 
 
Estado do modulador hidráulico: 
 
Válvula de entrada LE Aberta 
Válvula de entrada LD Aberta 
Válvula de escova Fechada 
Motor Desligado 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Fechada 
Válvula comutadora Aberta 
 
 
 Figura 12-51 
 
 
Funcionamento ETC (Fase ETC) 
 
NOTA: O diagrama e a explicação abaixo pressupõem que a roda traseira direita está 
apresentando tendência para patinamento. 
Intervenção do sistema de freio 
 
No diagrama abaixo, o módulo de controle ABS detectou que a roda traseira direita está 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 228
prestes a passar a uma situação de patinamento de roda, devido ao excesso de torque do motor 
para a condição da estrada. 
O módulo de controle ABS envia um comando para que válvula de escova seja aberta, 
permitindo a drenagem de fluido do cilindro-mestre, através do conjunto da bomba. A válvula 
comutadora fecha permitindo que o fluido seja drenado para as rodas e não retorne ao cilindro-
mestre. 
Com a roda direita tendendo a patinar, a válvula de entrada esquerda fechará, permitindo a 
aplicação dos freios somente para a roda direita. Isto irá transferir o torque para a roda 
esquerda. Esta operação poderá ser aplicada aproximadamente 4 a 6 vezes por segundo e 
poderá funcionar em qualquer roda de tração ou em ambas. 
 
Estado do modulador hidráulico: 
Válvula de entrada LE Fechada 
Válvula de entrada LD Aberta 
Válvula de escova Aberta 
Motor Ligado 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Fechada 
Válvula comutadora Fechada 
 
 Figura 12-52 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 229 
Válvula de saída LE Fechada 
Válvula de saída LD Fechada 
Válvula comutadora Fechada 
 
 Figura 12-52 
 
 
 
 
 
 
Controle de Torque do Motor 
 
Simultaneamente à intervenção dos freios, o módulo de controle ABS/ETC fará comunicação 
com o Módulo de Controle do Conjunto do Trem de Força (PCM), solicitando que o PCM 
restabeleça o torque do motor à faixa especificada, através de um sinal de torque solicitado 
(MMR). 
Com a chave de ignição ligada e o motor não funcionando, o módulo de controle ABS/ETC 
envia constantemente para o PCM um sinal de modulação de amplitude de pulso PWM com 
cicio de carga igual a 93%. O PCM responde com um sinal PWM com ciclo de carga igual a 
5%. Após a partida do motor, o ciclo de carga do sinal de reconhecimento de torque aumentará 
a aproximadamente 30% em marcha-lenta. Quando o módulo de controle ABS/ETC 
determinar a necessidade de redução de torque do motor, o sinal solicitado de torque diminuirá 
de 93% (nenhuma redução de torque) até 30% (redução máxima de torque), o PCM irá reduzir 
o torque do motor ao valor necessário, ajustando o ponto da ignição, a relação ar / combustível 
e desativando até cinco injetores (se necessário). Durante o controle de tração, o ciclo de carga 
do sinal real de torque (MMI) deverá ser igual e acompanhar o ciclo de carga do sinal de 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 230 
torque solicitado (MMR). 
 
 
FUNCIONAMENTO DO CILINDRO-MESTRE 
 
O funcionamento do conjunto do cilindro-mestre usado nos veículos equipados com ABS é 
igual ao conjunto usado nos veículos sem ABS, para detalhes consulte a Seção 5A FREIOS 
PADRÃO, Volume 1. 
 
FUNCIONAMENTO E TESTE DAS LÂMPADAS DE ADVERTENCIA ABS E TRAC 
OFF 
Se um veículo equipado com ABS/ETC for trazido à oficina devido a uma das reclamações do 
cliente abaixo, antes de iniciar a inspeção usando a ferramenta de diagnóstico TECH2, 
verifique condições. 
1. Lâmpadas de advertência não acendem após a chave de ignição ser ligada. 
2. Lâmpadas de advertência não apagam após a partida do motor. 
3. Lâmpadas de advertência acendem novamente durante a condução do veículo ou 
acendem ocasionalmente. 
As informações abaixo descrevem o funcionamento e as falhas das lâmpadas de advertência 
ABS e TRAC OFF. 
 
FUNCIONAMENTO E TESTE DAS LÂMPADAS DE ADVERTÊNCIA ABS E TRAC 
0FF 
 
Se um veículo equipado com ABS/ETC for trazido à oficina devido a uma das reclamações do 
cliente abaixo, antes de iniciar a inspeção usando a ferramenta de diagnóstico TECH 2, 
verifique condições. 
1. Lâmpadas de advertência não acendem após a chave de ignição ser ligada. 
2. Lâmpadas de advertência não apagam após a partida do motor. 
3. Lâmpadas de advertência acendem novamente durantea condução do veículo ou 
acendem ocasionalmente. 
As informações abaixo descrevem o funcionamento e as falhas das lâmpadas de advertência 
ABS e TRAC OFF 
 
 
 
 
 
LÂMPADAS DE ADVERTÊNCIA ABS E TRAC OFF 
 
Após a chave de ignição ser ligada, a lâmpada de advertência ABS acenderá durante 
aproximadamente dois segundos e a lâmpada de advertência TRAC OFF acenderá durante 
aproximadamente cinco segundos (com o motor funcionando, a lâmpada TRAC OFF também 
acenderá somente durante dois segundos). Durante este período, o módulo de controle 
ABS/ETC executará a inspeção da fiação elétrica do sistema ABS/ETC. 
Em todos os veículos equipados com ABS/ETC, assim que as quatro rodas ultrapassarem a 
velocidade de aproximadamente 6 km/h após a partida, o sistema ABS/ETC executará o auto-
teste (Auto-teste ABS/ETC). O módulo de controle ABS/ ETC irá ciclar cada válvula solenóide 
e motor da bomba de retorno no modulador hidráulico para verificar o funcionamento dos 
componentes. O módulo de controle ABS/ETC também irá testar o seu próprio circuito. 
Este procedimento será repetido sempre que a chave de ignição for desligada e após cada 
partida do motor. Além disso, o sistema ABS/ETC executará autoteste constante durante a 
condução do veículo. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 231 
A lâmpada de advertência também é usada no autodiagnóstico. 
 
 
 Figura 12-53 
 
NOTA: A lâmpada de advertência TRAC OFF também acenderá se a tecla TRAC CTRL tiver 
sido pressionada. A lâmpada TRAC OFF permanecerá acesa até que a chave de ignição for 
desligada ou a tecla TRAC CTRL for pressionada novamente. 
 
Indicações De Anormalidade Da Lâmpada De Advertência (ABS E TRAC OFF) 
 
1. Lâmpadas de advertência não acendem após a chave de ignição ser ligada. 
2. Lâmpadas de advertência não apagam após aproximadamente 2 segundos. 
3. Lâmpadas de advertência acendem durante a condução do veículo ou ocasionalmente. 
 
NOTA: A lâmpada de advertência TRAC OFF acenderá se o sistema ETC for desligado 
manualmente através do interruptor TRAC CTRL localizado no console, enquanto que a 
lâmpada de advertência LOW TRAC irá piscar se o sistema ETC estiver funcionando (em 
situação de patinamento de rodas). Se uma das lâmpadas acender nestas condições, o sistema 
estará funcionando corretamente. 
 
A iluminação da lâmpada de advertência ABS indica ao motorista que o sistema ABS está 
defeituoso. 
A iluminação da lâmpada de advertência TRAC OFF indica que o sistema está defeituoso ou 
foi desligado rnanualmente. Quando a lâmpada de advertência ABS estiver ativada, o veículo 
passará a funcionar com os freios convencionais, ou seja, sem sistema ABS (por exemplo, 
durante frenagem de emergência, as rodas poderão travar). 
Quando a lâmpada de advertência estiver ativada, o sistema ABS ainda funcionará 
corretamente. 
A ativação ocasional das lâmpadas de advertência poderá ser causada por carga insuficiente da 
bateria. 
A lâmpada acenderá somente enquanto houver voltagem baixa, ou seja, após a ativação de 
componentes elétricos com o motor desligado. 
Isto resultará em identificação de falha quando o ferramenta de diagnóstico TECH 2 for usado. 
 
LÂMPADA DE ADVERTÊNCIA LOWTRAC 
 
A lâmpada LOW TRAC é usada para informar ao motorista sobre alguma situação crítica na 
condução do veículo e sobre o acoplamento do sistema ETC para controle do patinamento das 
rodas. 
ABS para carros com tração na roda dianteira: Fatores chaves para escolha do arranjo. 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 232 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 233 
 
Análise da curva de utilização de adesão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 234 
Expansão das configurações do ABS 
Tendências futuras 
 
1. Sistemas de distribuição eletrônica de força de frenagem (EBD); 
2. Sistemas de controle de tração (TCS, ASR); 
3. Sistemas de controle de estabilidade (YCS, ESC, ESP); 
4. Sistemas de Freio “X by wire” ou “Brake by wire” (BbW)). 
5. Sistemas de controle de Velocidade (ACC). 
 
O controle eletrônico da estabilidade (ESC) * é um sistema ativo de segurança que reconheçe 
as circunstâncias de dirigibilade instáveis nos parâmetros de: fora da faixa, aplicação 
automática e ação corretiva. 
Utilizando-se a formação ativa das forças de frenagens de estabilização da direção, o ESC 
ajuda ao motorista superar situações críticas e manter com segurança seu veículo sob o 
controle. Reconhecido como um desenvolvimento em conseguir níveis críticos mais elevados 
da segurança, o ESC é usado mesmo por fabricantes de OE na classe compacta de carros. 
 
 
 
 
Existe o equipamento padrão já instalado em muitos tipos de veículo. Em 2003, foram 
entregues 3.126.000 unidades desta tecnologia aprovada. 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 235 
O ESC é a soma das funções: 
 
 
 ABS Sistema de Freios Antiblocante 
 EBD Distribuição Eletrônica da forças de Frenagem 
 TCS Sistema de Controle de Tração 
 AYC Controle Ativo de Guinada 
 
O ESC Antibloqueio Eletrônico Ativo Do Controle De Guinada Do Sistema AYC e o de tração 
TCS e o de Distribuição Da Força Do Freio Do Sistema De Freio EBD no ABS 
continuadamente avalia os dados medidos dos numerosos sensores e compara a entrada do 
motorista com o comportamento real do veículo. Se uma condição instável se tornar perigosa - 
como uma manobra evasiva repentina - dentro de uma fração de um segundo, o ESC intervem 
através da eletrônica do motor e do sistema de freio para ajudar estabilizar o veículo. 
 
Sistemas de distribuição eletrônica de força de frenagem (EBD); 
A distribuição eletrônica da Força de Frenagem EBD (distribuição eletrônica da força do freio) 
é uma tecnologia que permite que a força de frenagem de um veículo possa ser aumentada ou 
aplicada automaticamente, dependendo das condições da pista, da velocidade, e do peso do 
veículo, etc. 
Durante uma frenagem regular do sistema, quando se aplica o pedal de freio, o Fluido de freio 
desloca-se do cilindro mestre até os cilindros de roda ou embolo do freio. O fluido de freio 
dentro do cilindro do freio é pressurizado e forças são aplicadas nos dois pistões e 
conseqüentemente as sapatas ou pastilhas são atuadas. Esta reação de empurrar ou pressão esta 
na proporção direta da força atuantes na área dos pistões, que são transmitidas para as sapatas 
ou pastilhas que se atritam contra o tambor ou disco. As forças devido ao atrito criadas entre as 
duas partes fazem com que o giro das rodas seja reduzido 
 
O EBD opera realizando toda a tarefa de frenagem eletronicamente, através dos sensores, 
conforme as condições da estrada, o sistema percebe a pressão causada pelo pedal de freio, o 
peso do veículo, e determina quando aplicar a pressão correta nos cilindros de roda. Os 
sensores são projetados para monitorar os movimentos das rodas e determinar baseado no peso 
do eixo, que rodas podem necessitar da força máxima gerada pelo sistema de freios, conforme 
as condições encontradas no momento. Supondo que o sistema será capaz de prover a melhor e 
mais precisa força de frenagem sob qualquer condição imaginável. 
Se por uma distribuição de carga o eixo dianteiro possue a maior carga do veículo, o sistema 
EBD reconhece esta situação e controla eletronicamente os freios traseiros, de maneira que, 
quando o motorista aplicar os freios, os freios traseirosnão travam causando a derrapagem das 
rodas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
EBD é um bom sistema para o condutor porque pode acrescentar maior habilidade no veículo 
durante a frenagem sob todas as circunstâncias. Porem o sistema só trabalha se o cérebro do 
computador do EBD funcionar, em conjunto com os sensores que compõem o sistema. Se por 
algum motivo um dos sensores falharem, e você se encontrar em uma situação de manobra 
arriscada, você poderá terminar em um grave acidente. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 236 
 
 
Sistema de assistência aos freios 
1- O motorista Inexperiente ou apavorado aplica freios rapidamente, mas com pouca pressão. 
2 O motorista tira o pé às vezes de cima do pedal de freio muito rápido. 
3- O sistema da assistência do freio aumenta a força de frenagem na medida necessária, mesmo 
quando o pedal de freio não é aplicado suficientemente durante a frenagem. 
 
 
 
4- Quando o motorista libera intencionalmente a pressão no pedal de freio, o Sistema da 
Assistência do Freio reduz a quantidade de auxílio aplicada. 
 
Nota: Para ativar o Sistema da Assistência do Freio, manter o pedal de freio pressionado. 
Quando a assistência de frenagem não é mais requerida, desaplicar os pés do pedal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 237 
 
ABS (Sistema de Freio Anti-Blocante) ajuda assegurar a estabilidade do veículo ao frear em 
estradas lisas ou escorregadias, durante uma freada repentina. O controle de EBD (Distribuição 
Eletrônica da Força de Frenagem) utiliza o sistema do ABS para otimizar a distribuição de 
forças de frenagem, contribuindo para um excelente desempenho de frenagem. 
 
 
 
 
Segurança em primeiro lugar. 
Durante uma frenagem de emergência em estradas escorregadias, o ABS ajuda a impedir o 
travamento das rodas e mantém a estabilidade direcional do veículo. 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 238 
 
 
EBD (Distribuição Eletrônica da Força de Frenagem) 
Ao frear com muitas pessoas ou muita carga no veículo, O EBD maximiza as forças de 
frenagem nas rodas traseiras, a despeito de qualquer condição da estrada. 
 
 
 
LSD traseiro (Diferencial de Deslizamento Limitado) 
Fornece a tração que esta superando o limite em circunstâncias de escorregamento com 
transferência do torque da roda que esta escorregando para a outra que ainda tem a tração. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 239 
Freio Eletrônico Proporcional (EBP) 
Distribuição eletrônica da força de frenagem 
Elektronische Bremskraft Verteilung (EBV) 
Ajusta dinamicamente a pressão hidráulica fornecida às rodas traseiras durante a frenagem. 
Comparado aos métodos mais convencionais, por exemplo. uma válvula de relação fixa (corte 
fixo), melhorando assim a eficácia de frenagem permitindo que os freios traseiros forneçam 
uma proporção maior do esforço de frenagem sem que haja perda da estabilidade do veículo 
 
 
 
 
Durante a frenagem o EBP sensoriza se ambas as rodas traseiras estão na eminência do 
travamento em igual intensidade de pressão pela comparação da velocidade sensorizada nas 
rodas traseiras e dianteiras, e limites ou redução na pressão do freio são feito nas rodas 
traseiras. Isto assegura uma proporção de frenagem adequada para diferentes cargas nas rodas 
e condições de manobrabilidade. 
Também promove aumento da vida da pastilha de freio. O controlador é um MK20 ao invés do 
MK20 normal requer também sensores de velocidade de roda diferentes, e DC mais sensíveis. 
 
Quando se freia, ocorre a transferências do peso da parte traseira para as rodas dianteiras. 
Aplicar pressões iguais de frenagem em todas as rodas causaria o travamento das rodas 
traseiras primeiramente devido à força de frenagem maior do que necessária para o freio, em 
elevada desaceleração. Em sistemas antigos eram usados valores fixos, baseado na pressão ou 
na taxa de válvula dependentes da relação para reduzir as pressões nos eixos traseiros neste 
caso. 
 
O EBP trabalha muito mais precisamente e diferenciado, opera automaticamente ajustando o 
peso total, o peso transferido, altura do centro de gravidade, e se o veículo estiver em manobra 
de uma curva ou em linha reta, o sistema vai explorar toda a tração disponível para frear, 
enquanto ao mesmo tempo assegura a estabilidade do veículo. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 240 
Com referência ao levantamento do veículo. Continental colocou no mercado mostrando as 
vantagens de se ter o EBV em um veículo levantado. Desde que ele ajusta automaticamente ao 
centro de gravidade mais elevado. Nos veículos sem EBV o pessoal tende frequentemente a 
esquecer de ajustar a força fixa da válvula proporcional de freio quando levanta-lo (de acordo 
com a Ate), de modo que o eixo traseiro possa travar acima primeiro durante uma frenagem de 
pânico.( e se tornar instável). 
 
 
 
Foi mostrado uma serie da distribuição ideal de força de frenagem entre o eixo dianteiro e o 
eixo traseiro, para o veículo vazio (somente o motorista), e veículo totalmente carregado. 
Como a força dianteira do freio aumenta os acréscimos traseiros são mais rápidos, porém age 
para cair a pressão para impedir que as rodas traseiras travem sob uma frenagem de pânico. Em 
alguns casos esta distribuição ideal da força do freio pode conduzir a um maior desgaste da 
pastilha de freio no eixo traseiro do que para o eixo dianteiro, quando, por exemplo, o 
motorista freia freqüentemente com pressão de 5 bar no eixo dianteiro corresponde à aplicação 
de 11 a 15 bar no eixo traseiro. Visto que o motorista aplica geralmente 15 ou mais bar de 
pressão na dianteira, isto pode resultar em um desgaste mais rápido nas pastilhas dianteiras. 
 
Sistemas de controle de tração (TCS, ASR); 
 
Descrição: 
Traction Control System (TCS) 
Anti-lock Braking (ABS) system 
Automatic Slip Reduction (ASR) 
Pulse-Width Modulated (PWM) 
 
O sistema de controle da tração (TCS) opera com o Sistema de Frenagem Antibloqueio (ABS) 
adequado para sua aplicação. O veiculo é equipado com o ABS MarK IV. O TCS é composto 
de 2 subsistemas: ABS e o Sistema Eletrônico Do Regulador De Pressão (ETS). O sistema 
incorpora também a função de controle de velocidade autonoma (ACC). Um sistema 
automático adicional que reduz o deslizamento (ASR) é usado em modelos da transmissão 
automática 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 241 
 
O TCS usa muitos componentes já incluídos no sistema do ABS, incluindo os sensores de roda, 
a unidade hidráulica e o bloco de válvula. O sistema TCS se desdobra em 2 tipos diferentes, 
um para a transmissão manual e outro para a transmissão automática. 
 
Ver Figs. 1 e 2. O TCS da transmissão manual tem capacidade para operar independentemente 
os freios dianteiros durante a velocidade baixa de rotação da roda e também fecha a válvula 
reguladora de pressão para reduzir a rotação da roda em qualquer velocidade. O TCS da 
transmissão automática não tem a capacidade para ser operado para os freios dianteiros 
durante a situação de rotação da roda 
 
 
Fig. 1: Identificando componentes do sistema do TCS. 
Cortesia de Saab-Scania da América, Inc. 
 
O TCS controla a operação de transmissão automática do cabo do kickdown da transmissão e 
consegue controlar a válvula reguladora de pressão. Os componentes do ABS do sistemaincluem 55 terminais na unidade hidráulica do ECU (situado na bandeja da bateria), do ABS 
(com bloco da válvula de controle de tração na versão transmissão manual), sensores de 
velocidade de roda, e luzes de advertência. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 242 
 
Fig. 2:- Identificando componentes da unidade hidráulica de TC/ABS 
Cortesia de Saab-Scania da América, Inc 
 
Os componentes do ABS do sistema incluem 55 terminais na unidade hidráulica do ECU 
(situado na bandeja da bateria), do ABS (com bloco da válvula de controle de tração na versão 
transmissão manual), sensores de velocidade de roda, e luzes de advertência. Ver Fig. 3 
 
Fig 3: Identificando componentes do sistema de TC/ABS. 
Cortesia de Saab-Scania da América, Inc 
O sistema eletrônico do regulador de pressão (ETS) utiliza um cabo de regulagem de pressão 
somente para medições em caso de uma emergência, pois é um sistema de operação (ao 
contrário do mecânico) do regulador de pressão eletrônico. O regulador de pressão é operado 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 243 
por um motor corrente continua (PWM) Pulse-Width-Modulated. ETS/ECU fica instalado sob 
o assento do motorista. Ver. 4. 
 
 
Fig4: Identificando componentes do sistema ETS. 
Cortesia de Saab-Scania da América, Inc 
 
Os componentes de ETS do sistema incluem 38 pinos do ECU, o conjunto da carcaça do 
regulador de pressão, o potenciômetro de pedal, e as válvulas do solenóide. O ETS ECU é 
idêntico para versões de transmissão manual e automático. Se um ECU novo for instalado, 
deve ser calibrado a fim identificar que versão está sendo usada para um determinado carro. Os 
componentes automáticos da redução do deslizamento (ASR) do sistema incluem 25 pinos no 
ECU e do Cabo Kickdown (KDW) do motor. Ver. Fig.5 
 
Fig. 5: Localizando o Motor KDW. 
Cortesia de Saab-Scania da América, Inc 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 244 
O sistema ASR ECU é localizado no ETS ECU, sob o assento do motorista. Veja. 6. O sistema 
do ASR [Automatic Slip Reduction (ASR)] opera em muito outros da mesma maneira, 
conforme a versão citada da transmissão manual, a não ser que seja muito mais sensível. 
Geralmente, o motorista não está ciente de sua operação à não ser que a luz do TCS esteja 
acesa. 
 
 
Fig - 6: Localizando o ASR ECU. 
Cortesia de Saab-Scania da América, Inc 
Os componentes do TCS Bosch são: 
 1 Módulo hidráulico e eletrônico integrado 
 2 Sensores de velocidade das rodas 
 3 Interface de comunicação com o sistema de gerenciamento do motor. 
 
 
Assim como as rodas não devem ficar bloqueadas na frenagem, também não podem girar em 
falso na arrancada e na aceleração, para garantir a estabilidade do veículo. 
O sistema TCS Bosch evita que as rodas girem em falso. Isso garante boa tração, estabilidade e 
dirigibilidade do veículo durante a arrancada e na aceleração. 
Cada roda é permanentemente controlada por sensores de velocidade. O TCS avalia os sinais 
recebidos e reconhece imediatamente quando uma roda tende a girar em falso. Neste caso o 
TCS é ativado e regula o torque nas rodas. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 245 
Este controle eletrônico de deslizamento de roda freia especificamente cada uma das rodas que 
ameaça deslizar e interfere no gerenciamento do motor. 
 
Sistemas de controle de estabilidade (YCS, ESC, ESP). 
 
Controle ativo de guinada Active Yaw Control (AYC ou YCS) 
 
O controle de guinada ativo da Mitsubishi [AYC] é um componente do sistema que auxilia e 
ampara o desempenho da estabilidade do veículo durante uma curva controlando o torque 
diferencial da roda traseira que se utiliza do mecanismo de transferência de torque do 
diferencial traseiro. 
Introduzido o AYC em 1996, foi o primeiro sistema deste tipo instalado em um carro de 
produção, em agosto 1996. A mudança de uma engrenagem cônica do sistema diferencial 
planetário em janeiro 2003, praticamente dobrou o torque AYC que o sistema era capaz de 
transferir. 
 
O S-AWC Super controle nas quatro rodas – SISTEMATIC 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 246 
 
O que o S-AWC conseguiu realizar: reflete a intenção do motorista ao acelerar, ao retardar o 
veiculo, ou manobrar em curva sob todas as circunstâncias de dirigibilidade utilizando-se da 
gerência integrada da força do freio e do torque da movimentação em cada uma das quatro 
rodas 
 
 
 
 
Os Sistemas Atuais de Estabilidade ESC e RSA / RSC 
 
Objetivo 
 
Os sistemas da estabilidade do veículo (VSS) monitoram a aceleração lateral dos sensores on-
board para reduzir a linha de capotamento em razão de a velocidade ser excessiva durante uma 
manobra de curva e/ou para impedir perda-de-controle e causar dano no veículo devido à 
instabilidade da guinada. Atualmente o VSS disponível inclui as Alertas de Estabilidade ao 
Rolamento (RSA), o Controle de Estabilidade ao Rolamento (RSC), e os sistemas eletrônicos 
de controle da estabilidade (ESC), conhecidos também como Programas Eletrônicos da 
Estabilidade (ESP). 
 
Alertas de estabilidade do rolamento (RSA) - Roll Stability Advisors (RSA) são os sistemas 
passivos que informam ao motorista sobre os riscos significativos de capotamento. Os RSA 
disponíveis atualmente não operam com um aviso imediato do capotamento iminente 
(capotamento eminente); fornecem apenas uma mensagem consultiva dentro de alguns 
segundos depois que o evento ocorreu, com a finalidade de melhorar o desempenho do 
motorista no futuro em situações de dirigibilidade semelhantes. 
O RSA monitora a informação das forças dinâmicas laterais recebidas pelos sensores on-board 
e determina quando o aviso é autorizado. Os avisos são mensagens de alerta visual e audível 
pelo motorista 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Controle da estabilidade de rolamento (RSC) os sistemas são sistemas ativos que intervêm 
automaticamente se um risco elevado de capotamento for detectado devido à velocidade 
excessiva em uma curva. Em uma situação eminente de capotamento, o sistema intervem 
automaticamente reduzindo o avanço da pressão e aplicando os freios e o motor sem a ação 
pelo motorista. O sistema de RSC é tipicamente integrado com sistemas de frenagem 
antibloqueio, mas alguns sistemas são integrados com sistemas de frenagem eletronicamente 
controlados 
 
 
 
 
 
 
 
Objetivos do desenvolvimento da Assistência Da Estabilidade Do Veículo 
Vehicle Stability Assist (VSA) 
O sistema de assistência da estabilidade do veículo (VSA) esta sendo introduzido atualmente 
e adiciona o controle lateral de deslizamento em sistemas ABS e TCS. Mudanças repentinas no 
comportamento do veículo, dão ao motorista tempo para se manter no controle da situação. Ao 
dirigir na chuva ou na neve, o sistema estabiliza o veículo, reduzindo a sensação de desconforto 
do motorista. 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 248 
A fim de não tirar o prazer de dirigir a empresa planejou um sistema original baseado no 
conceito; “da estabilização do veículo com o controle das rodas dianteiras”. VSA é um 
sistema simples, de confiança que se destaca no desempenho e prazer de dirigir. 
 
O que é deslizamentolateral? Quando as forças na curva excedem o desempenho do 
pneu:- as rodas traseiras deslizam lateralmente, tendo por resultado uma mudança repentina na 
direção para a parte interna (rotação) = sobresterçante. 
 
 
 
 
 
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Como o sistema opera 
Controle comportamento Sobresterçante: 
 
Freando a roda dianteira externa, o momento externo é gerado. A força de curvatura no eixo 
dianteiro é reduzida, diminuindo assim a rotação que gera o momento e estabiliza o 
comportamento do veículo. 
 
 
 
 
 
2) Deteção e controle 
A taxa da guinada pretendida pelo motorista (taxa de guinada objetiva) é calculado de acordo 
com a aceleração, do ângulo de esterçamento e das velocidades laterais do veículo. Se a taxa 
real da guinada exceder o objetivo, o sistema VSA freia a roda do lado externo dianteiro para 
reduzir a guinada. 
Aplicação do freio de roda externa dianteira = controle Sobresterçante 
 
 
 
 
 
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3 - Controles Subesterçante na manobra em curva sistema energizado 
Quando a rota da curva do carro se alarga sob a aplicação excessiva com crescimento de 
pressão, o sistema intervem reduzindo o torque do motor e, se necessário, freando a roda 
dianteira interna. Isto cria um momento interno que ajuda o carro seguir a rota pretendida 
originalmente pelo motorista. 
 
 
 
 
 
4- Deteção e controle 
A taxa da guinada pretendida pelo motorista (taxa da guinada objetiva) é calculada usando o 
ângulo de esterçamento e a velocidade do veículo. Se a taxa real da guinada estiver abaixo do 
objetivo, o sistema intervem para reduzir a rotação do motor e aumentar a taxa da guinada. Se 
necessário, o sistema freará também a roda dianteira interna. 
 
Redução do torque do motor + frear de roda dianteira interna = controle Subesterçante na 
manobra em curva sob ação 
 
 
 
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5) Controle do inicio do deslizamento em linha reta. 
 
Ao acelerar em uma superfície de atrito diferente com diferentes coeficientes de atrito o torque 
do motor é transmitido geralmente à roda com o nível mais baixo de atrito, tendo por resultado 
perda de tração. Freando a roda com o atrito mais baixo, um torque maior é fornecido à roda 
do outro lado, assegurando a aceleração rápida, alto desempenho. 
 
 
 
6) Controle freando sob manobra em curva 
Quando as forças elevadas de manobra em curva são detectadas, o ABS comuta 
automaticamente à modalidade de 4 canais (modalidade 3-canais quando esta em linha reta ou 
na manobra de curva em velocidades mais baixas). 
 
 
 
 
 
 
 
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6) Controle freando sob manobra em curva 
Tomando a vantagem de transferência do peso durante manobra em curva, o sistema aplica 
uma pressão de freio mais elevada na roda traseira externa, melhorando o desempenho de 
frenagem. 
 
 
 
Configuração e Operação principal do sistema 
 
 
 
 
 
 
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Frenagem Normal 
 
 
ABS ativo – liberação da pressão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Intervenção do VSA – aumento da pressão 
 
 
 
 
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Intervenção do VSA – liberação da pressão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sistemas de Freio “X by wire” ou “Brake by wire” (BbW) 
 
Veículos Inteligentes 
A automação veicular, além de propiciar ao motorista maior segurança em condições críticas 
adversas, também pode auxiliá-lo na condução do veículo, onde uma ou mais tarefas podem 
ser automatizadas, tais como: seguir a pista, mantendo a faixa correta, manter uma distância 
segura entre veículos, regular automaticamente a velocidade do veículo conforme as condições 
de trânsito e características da rodovia, fazer ultrapassagens seguras e evitar obstáculos, achar 
o caminho mais curto e seguro para o destino bem como mover o veículo e estacioná-lo em 
ambiente urbano. 
Visando aumentar a segurança, o conforto, a estabilidade e o rendimento dos veículos 
automotores, a Indústria tem investido intensamente em sistemas eletrônicos embarcados. Com 
o intuito de auxiliar os condutores, diversas soluções eletrônicas vêm sendo desenvolvidas e 
instaladas nos veículos nas últimas décadas, como freios ABS e sistema de estabilização ESP, 
que atuam automaticamente, quando o veículo encontra-se em condições extremas, 
procurando minimizar, dessa forma, a ocorrência de acidentes. 
 
Com a introdução de soluções em informática nos veículos, o motorista pode contar em 
diversos países com sistemas de navegação, que o auxiliam na escolha da melhor rota entre a 
origem e o destino, e que podem, inclusive, adequá-la durante a viagem conforme as condições 
de trânsito. 
 
Conceitos 
A tecnologia drive-by-wire representa uma nova era, na qual soluções mecânicas serão 
substituídas por soluções eletro-mecânicas [Kelber 2003a]. A possibilidade de se dirigir um 
veículo a partir de sinais eletrônicos permite o uso de computadores embarcados atuando como 
co-pilotos e ajudando o motorista em situações de emergência, ou na execução de tarefas, tais 
como estacionar um veículo. 
 
Estrutura de um Veículo Inteligente 
 
 
 
A estrutura de um veículo inteligente com tecnologia drive-by-wire é apresentada na Figura 
acima. Ela consiste em uma unidade de controle estruturada em diferentes níveis hierárquicos 
de controle, que serão apresentados mais adiante. Destacam-se nesta unidade os Sistemas 
Mecatrônicos Embarcados, que consistem em todo o conjunto de controladores dos 
componentes eletro-mecânico embarcado, bem como os Sistemas de Apoio ao Motorista, 
desenvolvidos a partir de soluções de computação aplicada. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 257 
A Interface Homem Máquina (IHM) entre o condutor e o veículo automatizado também 
merece estudos mais aprofundados. Através da tecnologia drive-by-wire, o carro pode ser 
guiado a partir de comandos eletrônicos, não havendo, portanto, a necessidade da interface 
convencional de volante e pedais. IHMs, empregando joysticks e manches, já foram testadas, 
mas não há, até o momento, estudos que indiquem qual a solução mais eficaz quanto à 
dirigibilidade, conforto, ergonomia e segurança. 
 
Sistemas Mecatrônicos Embarcados 
Sistemas Mecatrônicos Embarcados consistem nos conjuntos eletro-mecânicos disponíveis num 
veículo, responsáveis por alguma função específica no funcionamento do veículo. Destaca-se o 
sistema de injeção de combustível, sistema de freio e de posicionamento angular da barra de 
direção. Cada um destes subsistemas é controlador por uma unidade eletrônica, que se 
comunica com as outras através de uma rede. No setor automotivo é usual o uso da rede CAN 
para tais aplicações. 
 
 
 
O sistema de controle distribuído desenvolvido no projeto de pesquisa Mini-Baja Autônomoda 
UNISINOS é apresentado na Figura. Neste sistema CLPs (controladores lógicos programáveis) 
da empresa ALTUS Sistemas de Informática foram utilizados para controlar os sub-sistemas de 
aceleração, frenagem e posicionamento da barra de direção do veículo. Estes se comunicam 
através de uma rede proprietária ALNET1 com um PC embarcado, através do qual pode ser 
feito um interfaceamento com um computador remoto. 
Uma vez tendo torque (aceleração ou frenagem) de cada roda controlado, bem como o 
posicionamento da barra de direção, pode-se partir para uma atuação sobre a dinâmica do 
veículo propriamente dita. Diversas soluções já se encontram disponíveis nos veículos atuais, 
principalmente nos automóveis de maior valor agregado. Destacam-se os seguintes sistemas 
mecatrônicos: 
 
 
 
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Sistemas Mecatrônicos Embarcados 
Destacam-se os seguintes sistemas mecatrônicos 
 
Anti Blocking System (ABS): Impede o bloqueio das rodas durante uma freada, evitando que o 
veículo derrape. Está disponível em veículos de todas as categorias. Em conjunto com o 
Electronic Brake Distribution (EBD), garante, através de uma distribuição da força de 
frenagem em cada roda, uma melhor estabilidade do veículo em manobras rápidas com o pedal 
de freio ainda acionado. 
 
 Braking-Assistant (BAS): Em casos de colisão iminente, alguns condutores pisam 
bruscamente no pedal do freio, mas mantêm este fortemente pressionado apenas durante um 
curto espaço de tempo. O sistema “percebe” a intenção do condutor e amplifica a intensidade 
do freio de forma a garantir uma desaceleração máxima. 
 
 Electronic Stability Program (ESP): Sistema eletrônico que reconhece o escorregamento do 
veículo nas direções longitudinal e transversal, como, por exemplo, o deslizamento lateral em 
curvas, e atua de forma orientada e independente sobre o freio de cada uma das rodas, 
evitando que o veículo rodopie. 
 
Active Body Control (ABC): Sistema que controla dinamicamente a carroceria do veículo, 
evitando que a mesma se incline para frente ou para os lados, aumentando assim o conforto dos 
passageiros. 
 
 Torque Control System (TCS): Sistema eletrônico de controle do torque realizado por cada 
uma das rodas de tração, que evita que a roda “patine”, garantindo, assim, a dinâmica do 
veículo em arrancadas e curvas. 
 Continuous Damping Control (CDC): Sistema de suspensão adaptativa, que possibilita uma 
regulagem contínua da constante de amortecimento do mortecedor. Possibilita ajustar, a partir 
de comandos eletrônicos, a suspensão o veículo para direção confortável ou esportiva, 
conforme a vontade do motorista. 
 
 X-by-Wire: Tecnologia que, aos poucos, vem substituindo os comandos mecânicos por 
sistemas eletrônicos, como o acelerador eletrônico (Power-by-Wire), já disponível em diversos 
veículos de série, bem como os sistemas Brake-by-Wire, Shift-by-Wire e Steer-by-Wire. 
 
Active Body Control (ABC): Sistema que controla dinamicamente a carroceria do veículo, 
evitando que a mesma se incline para frente ou para os lados, aumentando assim o conforto dos 
passageiros. 
 
 Torque Control System (TCS): Sistema eletrônico de controle do torque realizado por cada 
uma das rodas de tração, que evita que a roda “patine”, garantindo, assim, a dinâmica do 
veículo em arrancadas e curvas. 
 Continuous Damping Control (CDC): Sistema de suspensão adaptativa, que possibilita uma 
regulagem contínua da constante de amortecimento do mortecedor. Possibilita ajustar, a partir 
de comandos eletrônicos, a suspensão o veículo para direção confortável ou esportiva, 
conforme a vontade do motorista. 
 
 X-by-Wire: Tecnologia que, aos poucos, vem substituindo os comandos mecânicos por 
sistemas eletrônicos, como o acelerador eletrônico (Power-by-Wire), já disponível em diversos 
veículos de série, bem como os sistemas Brake -by-Wire, Shift-by-Wire e Steer-by-Wire. 
 
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Sistemas Mecatrônicos Embarcados 
 
A introdução de sistemas do X-por-fio (XBW) no ambiente automotriz está ganhando um 
aumento rápido, o XBW acompanha o movimento global para substituir a hidráulica e sistemas 
mecânicos com a eletrônica para aplicações de segurança-críticas. 
O “X” no “X-by-wire” representa a base de toda a aplicação relação de segurança, tal como, a 
direção, sistema de frenagem, o trem de força, a suspensão, o controle do regulador de pressão 
ou dos sistemas do multi-airbag. 
Estas aplicações auxiliam o aumento da segurança total do veiculo e no desempenho do 
motorista pela liberação das tarefas rotineiras e assistindo o motorista nas soluções de situações 
críticas. 
 
Instrumentação 
 
Na parte de sensoriamento há três grupos básicos de sensores, apresentados na Figura 4.4: 
Sensores para Reconhecimento de Rota, Sensores para Reconhecimento de Objetos & 
Obstáculos e Sensores de Navegação, que permitem que a rota traçada seja seguida com 
segurança. 
O reconhecimento de rota baseia-se na identificação de marcações existentes na pista. O 
princípio de reconhecimento destas marcações pode ser: 
 
 
Figura 4.4 - Estrutura da Instrumentação Embarcada 
 
 
• eletromagnético, onde o campo magnético gerado pela corrente elétrica injetada em um 
cabo colocado sob o asfalto da pista é rastreado, 
 
• através de um laser, que é refletido em faixas refletoras polarizadas especialmente 
coladas sobre a pista, 
 
• através de transponders, que são marcações opto-magnéticas ou eletrônicas colocadas 
de forma espaçada sobre a pista, que seguem o mesmo princípio de funcionamento dos 
sistemas de identificação por rádio-freqüência (RFID). 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 260 
• ou através de visão computacional, identificando as bordas da pista, que normalmente 
já se encontram pintadas sobre as rodovias para orientação dos motoristas. 
 
Através dos sensores de objetos, como scanners a laser, ultra-som, radar e visão 
estereoscópica, diferentes obstáculos podem ser detectados, fazendo com que o veículo pare 
ou desvie, evitando assim colisões, que representam o principal tipo de acidente de trânsito 
com vítimas. Ter a redução dos acidentes nas estradas, com a conseqüente redução no número 
de vítimas como meta, mostra a importante contribuição que o desenvolvimento de tecnologias 
para a automação veicular pode trazer para a sociedade. 
 
 
Figura 4.5 - Radar, Scanner a Laser, Visão Estereoscópica, Plataforma Inercial integrada 
com GPS [Simon et al 2000 
 
Os sensores de navegação, como bússola, GPS, giroscópio, acelerômetros e sensores de 
velocidade das rodas, garantem, por sua vez, que os sistemas mecatrônicos existentes na base 
hierárquica da estrutura de controle permitam o veículo trafegar de forma segura e controlada, 
mantendo sua estabilidade dinâmica e o seguimento seguro da trajetória previamente 
determinada. 
 
No projeto Autonomes Fahren [Becker 1998], [Simon 1999], [Söhnitz 1999], [Simon 2000], 
[Söhnitz 2001], desenvolvido pela empresa Volkswagen junto com diversos parceiros, por 
exemplo, uma estrutura com radar, scanners a laser, sistema de visão estéreo, plataforma 
inercial e GPS diferencial foi utilizada, conforme apresentado na Figura 4.5 
 
Destaca-se aqui, segundo Becker (1999), o desenvolvimento de um sistema computacional 
capaz de fusionar os dados oriundos dos diferentes sensores, conforme indicado na Figura 4.6, 
de forma a situar com precisão o veículo autônomo em seu ambiente, minimizando os erros de 
instrumentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente.Raszlg setembro/ 2008 261 
 
 
Figura 4.6: Fusão de Sensores 
 
Aplicações envolvendo Tecnologias para Automação Veicular 
As tecnologias para automação veicular apresentadas anteriormente representam um conjunto 
complexo de sensores, transdutores, atuadores, controladores e sistemas de comunicação, que 
são necessários, em sua grande maioria, para a navegação autônoma de um veículo inteligente. 
Entretanto, algumas destas tecnologias, quando utilizadas isoladamente, também podem servir 
de base para o desenvolvimento de Sistemas de Apoio ao Motorista. 
 
Sistemas de Apoio ao Motorista 
Os Sistemas de Apoio ao Motorista podem ser divididos em duas grandes categorias: sistemas 
passivos e sistemas ativos. No primeiro caso o sistema eletrônico identifica determinados 
cenários e alerta o motorista, que toma as devidas providências ao volante. No caso dos 
sistemas ativos, o “co-piloto eletrônico” pode interferir ligeiramente na condução do veículo, 
auxiliando o motorista, mas nunca eliminando sua responsabilidade como condutor. 
 
Dentre os sistemas passivos destacam-se as seguintes aplicações 
• Auxílio a estacionamento em vagas paralelas: Nestes sistemas uma câmera de vídeo 
é instalada na parte traseira do veículo e suas imagens são projetadas em um display 
localizado no painel do carro. Sobrepostas com as imagens da câmera são apresentadas 
linha de referência, que auxiliam o motorista durante a manobra, como pode ser visto 
na Figura 4.7 no sistema disponível em alguns veículos da Toyota nos mercados japonês 
e europeu. 
 
 
Figura 4.7: Sistema de auxílio a estacionamento 
 
• Identificação de obstáculos em pontos cegos ao motorista: Estes sistemas baseiam-se 
em informações obtidas a partir de imagens de câmeras de vídeo ou a partir de scanners 
a laser instalados na lateral do veículo, como pode ser visto na Figura 4.8. O sistema 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 262 
auxilia o motorista em manobras de ultrapassagem ou na realização de curvas com 
veículos longos, indicando a ele a existência de algum veículo, ciclista ou pedestre na 
região do ponto cego dos espelhos retrovisores. . 
 
 
Figura 4.8: Identificação de obstáculos em pontos cegos [Lages 2004] 
 
Aviso de abandono de pista: Neste sistema uma câmera de vídeo é instalada no pára-brisa do 
veículo e, a partir da identificação das bordas da pista, uma futura saída de pista pode ser 
identificada previamente e o motorista pode ser alertado. 
Em alguns veículos, ao invés de uma câmera de vídeo, sensores de infravermelho são 
instalados no pára-choque frontal do veículo e, caso esse comece a cruzar a faixa, um alerta 
vibratório é acionado no assento do motorista. 
 
Tais sistemas necessitam, entretanto, de uma boa pintura das faixas nas rodovias. 
Sistema de navegação: Com base em um mapa digital da região, e, com o auxílio do GPS, o 
sistema de navegação auxilia o motorista a planejar seu caminho até o destino indicando o 
mesmo durante a viagem. Para seu bom funcionamento, entretanto, são necessários um mapa 
atualizado da região e uma comunicação direta e livre de sombras com os satélites do sistema 
GPS. 
 
Sistema de comunicação inter-veicular: A partir da evolução dos sistemas de comunicação e 
informação, sistemas inteligentes de comunicação inter-veicular estão sendo desenvolvidos 
com o intuito de alertar de forma automática a ocorrência de algum acidente ou impedimento 
de tráfego [Projekt Fleetnet (2003)]. Integrado com o sistema de navegação, pretende-se que 
tal infraestrutura permita que os motoristas possam trafegar de forma cooperativa, bem como 
que ela auxilie no controle de tráfego, minimizando a ocorrência de engarrafamentos e 
acidentes. Como exemplo destaca-se o sistema desenvolvido pela TU-Hamburg, na Alemanha 
(http://www.et2.tu-harburg.de/fleetnet/ ). 
 
Nos sistemas ativos para apoio ao motorista o “co-piloto eletrônico” torna-se uma espécie de 
“anjo da guarda” do motorista, auxiliando-o em condições extremas. Tais sistemas não vão 
evitar a ocorrência de acidentes, entretanto, servem para minimizar as conseqüências destes. 
Outras aplicações de sistemas ativos encontram-se na automatização de tarefas repetitivas, 
difíceis ou cansativas para o motorista. Destacam-se, atualmente, os seguintes sistemas: 
 
Frenagem de emergência: O sistema, baseado em informações de radares ou scanners a laser, 
como ilustra a Figura 4.9, atua sobre os freios alguns milisegundos antes de uma colisão 
eminente, minimizando a gravidade da colisão. Ao mesmo tempo um comando eletrônico é 
enviado ao airbag, préinflando-o antes da colisão. 
 
• O desafio para tal sistema está no reconhecimento da eminência de colisão, uma vez 
que o motorista não pode ser impedido ou prejudicado de realizar uma manobra 
evasiva. 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 263 
 
 
Figura 4.9: Sistema de Frenagem de Emergência [Lages 2004] 
 
Dentre os sistemas passivos destacam-se as seguintes aplicações 
• Lane Keeping Assistance: São sistemas que ajudam o motorista a manter o centro da 
pista de uma rodovia em viagens muito longas. Baseado na detecção das bordas da 
pista, o computador de bordo gera parte do torque necessário para girar o volante do 
veículo e mantê-lo sobre a faixa. Assim, o “ajuste fino” do posicionamento do veículo 
passa a ser realizado pelo computador de bordo, deixando o motorista, desta forma, 
menos tenso e menos cansado ao final da viagem. 
• Adaptive Cruise Control (ACC): Representa uma evolução do tradicional Cruise 
Control, que mantém a velocidade do veículo constante em um valor previamente 
determinado pelo motorista. A partir da informação gerada por sensores de distância 
instalados no pára-choque do veículo o sistema é capaz de ajustar o valor de referência 
da velocidade, adequando o deslocamento do veículo às condições de tráfego da 
estrada. 
• Estacionamento automático em vagas paralelas: A manobra de estacionar um 
veículo em uma vaga paralela representa uma tarefa árdua e complicada para muitos 
condutores. Para auxiliar o motorista nestes casos, a tarefa de manobrar o veículo 
também pode ser automatizada. Neste caso o veículo deve, a partir defensores de 
distância instalada no carro, medir o comprimento da vaga. Uma vez acionado o 
sistema, este posicionará automaticamente o volante, garantindo uma entrada suave na 
vaga. Visando a minimização de acidentes com pedestres durante a manobra, o 
motorista fica responsável por acelerar e frear o veículo, ficando o sistema apenas 
responsável pelo esterçamento das rodas. 
• Manobra de veículos articulados: Veículos articulados, como carretas, jamantas ou 
tratores com reboque consistem, a partir de seu modelo matemático, em sistemas 
dinâmicos instáveis ao serem manobrados em marcha à ré [Schumacher 2002]. A partir 
de dados oriundos de sensores de navegação o sistema de apoio, similarmente ao 
sistema de auxílio para estacionar em vagas paralelas, pode posicionar o volante 
durante as manobras evitando, assim, que a carreta desvie da direção desejada e 
poupando, também, o motorista de realizar freqüentes manobras de parada, retorno e 
recomeço a fim de realinhar o reboque. 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 264 
 
Figura 4.10: Manobra de veículos articulados [Goetting 2001] 
 
Controle Inteligente de Veículos Autônomos 
A navegação autônoma de veículos inteligentes requer o trabalho conjunto de todos os 
componentes computacionais e eletro-mecânicos embarcados. Chega-se, dessa forma, a um 
sistema de automação veicular complexo, com diversos níveis hierárquicos de controle, que 
será apresentado a seguir. 
 
 
 
 
Pirâmide de Controle 
A estruturados diversos controladores pode ser separada em diferentes níveis, apresentados na 
Figura abaixo. 
 
Estrutura dos diferentes Níveis de Controladores 
 
A base do sistema de automação veicular é composta por soluções em controle de subsistemas 
eletro-mecânicos, muitas delas invisíveis ao motorista, como por exemplo, os sistemas de 
controle da injeção eletrônica, do câmbio automático e da direção eletricamente assistida. Logo 
acima, num segundo patamar, encontram-se as soluções de controle que atuam na dinâmica do 
veículo, como freios ABS e sistemas ESP. 
 
 
Sistemas de controle de Velocidade (ACC). 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 265 
A condução do veículo, situada no meio da estrutura hierárquica de controle, é realizada 
atualmente pelo motorista, mas esta função também pode vir a ser automatizada por completo. 
Atualmente, nos carros de elevado valor agregado, sistemas de controle de velocidade CC 
(Cruise Control) eliminam a necessidade do motorista de se preocupar em manter a velocidade 
constante. Com a evolução deste sistema para o ACC (Adaptive Cruise Control), onde 
sensores de distância são instalados na parte posterior do veículo, o computador de bordo 
também é capaz de adequar a velocidade conforme as condições de tráfego 
 
No topo da estrutura de controle encontram-se as soluções de computação aplicada em 
sistemas embarcados. Destacam-se os sistemas de otimização de rota baseados em mapas 
digitais, que determinam como plano de viagem a melhor rota a ser seguida depois de 
fornecidos os pontos de partida e chegada. A rota também pode ser modificada dinamicamente 
ao longo da viagem, caso haja alguma obstrução no caminho original. Incluem-se aqui os 
sistemas baseados em Pesquisa Operacional e Inteligência. Artificial, que podem indicar, 
conforme o surgimento de obstáculos fixos ou móveis, detectados por um sistema integrado de 
sensores, para onde o condutor deve guiar o veículo. 
Cada subsistema de controle, dependendo de sua hierarquia na estrutura, pode ser classificado 
como uma solução mecatrônica, mais próxima da base da estrutura, ou como um sistema de 
apoio ao motorista. Não há uma fronteira bem definida entre os dois grupos, uma vez que um é 
complementar ao outro. 
 
Controle dos Sub-Sistemas Mecatrônicos 
O controle do veículo deve ser separado, primeiramente, em duas partes, sendo a primeira 
responsável pelo controle de velocidade e a segunda pelo controle de desvio lateral. 
O controle de velocidade, para veículos dotados de motor à combustão e freio, baseia-se na 
estrutura do sistema ACC Stop & Go desenvolvido e apresentado em [Kelber 2004]. Este sub-
sistema, visto na Figura 4.13, é dividido em dois ramos, um para acelerar e outro para frear o 
veículo. Cada ramo possui determinadas peculiaridades, que foram integradas ao modelo 
matemático do veículo. 
A planta do ramo de aceleração é composta pelo sistema de injeção, pelo motor à combustão 
interna acoplado à embreagem e a dinâmica longitudinal do veículo. O sistema de injeção pode 
ser representado por um elemento de segunda ordem, enquanto que o motor e a embreagem 
são representados, respectivamente, por um elemento proporcional com retardo temporal 
(PT1) e um elemento não-linear do tipo zona-morta. 
Embora o motor também possua uma curva característica não-linear, apenas para efeito de 
projeto de controladores a simplificação aqui apresentada pode ser adotada. A dinâmica 
longitudinal do veículo também pode ser simplificada por um elemento PT1. 
De forma a aumentar a dinâmica do sistema de controle, um ramo extra, contendo a curva 
característica do motor, pode ser adicionado numa estrutura de feed-forward, que, por sua vez, 
também serve para aliviar o trabalho do controlador da malha fechada garantindo, assim, uma 
resposta mais rápida do sistema como um todo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 266 
A planta do ramo de frenagem é composta por um atuador eletro-mecânico com controle 
indireto de torque, os componentes mecânicos do sistema de freios e a curva característica de 
frenagem do veículo. 
 
 
 
Sistemas de controle de Velocidade (ACC). 
 
Figura 4.13 - Controle de Velocidade ACC Stop&Go 
 
O modelo matemático utilizado para o desenvolvimento do controlador de movimento lateral 
do veículo baseia-se no “modelo bicicleta” [Kelber 2004]. Este modelo é válido para 
acelerações laterais de até 4m/s2, de forma que as simplificações e linearizações realizadas no 
modelo não diminuem a eficácia do projeto do controlador para as aplicações aqui propostas. 
As principais variáveis envolvidas são o raio de curvatura da pista ÷, o ângulo da direção, a 
velocidade do veículo v, a posição angular do veículo em relação à pista ê e o afastamento da 
parte central da pista á, apresentadas no diagrama de blocos da Figura abaixo. 
 
 
Controle do Desvio Lateral 
 
Dentre as diferentes estruturas de controladores empregadas para o controle lateral do veículo 
destacam-se soluções envolvendo controladores clássicos da família PID, bem como estruturas 
de controle em cascata ou controle não-linear [Kelber 2002]. Tendo em vista a influência do 
valor da velocidade no comportamento dinâmico do veículo, faz-se necessária, para situações 
onde a velocidade varia muito, a utilização de controladores adaptativos ou outras técnicas de 
controle moderno. Da mesma forma, sistemas baseados em Inteligência Artificial também 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 267 
podem ser utilizados para garantir melhores condições de funcionamento e desempenho do 
veículo [Heinen 2002]. 
 
Para o controle de veículos em comboio é importante garantir-se a distância constante entre os 
veículos. Desta forma, faz-se necessária a utilização de um controlador extra, colocado em 
cascata com o controlador de velocidade, conforme apresentado em [Heinen 2004]. 
 
 
Veículos em Comboio 
 
A distância entre os veículos pode ser obtida, por exemplo, a partir da detecção de marcações 
com codificação de cor colocada no carro da frente, conforme Heinen (2004), e esta 
informação de distância são, então, enviadas ao controlador. Este, por sua vez, envia ao 
controlador de velocidade a informação de acréscimo ou decréscimo de seu valor de 
referência, conforme o diagrama da Figura 4.15. Da mesma forma, o sistema de visão 
computacional adotado também permite a detecção do deslocamento lateral entre os veículos. 
Esta informação é, posteriormente, enviada aos controladores de distância lateral, que 
garantirão o alinhamento dos veículos no comboio. 
A evolução dos sistemas de automação veicular vem causando um aumento significativo na 
complexidade dos veículos que, dependendo do modelo, já contam com um grande número de 
motores elétricos de todos os tamanhos, controlados através de circuitos envolvendo 
microeletrônica e eletrônica de potência, diversos e diferentes sistemas de rede de 
computadores, elevado numero de microcontroladores e sensores, entre outros sistemas. 
Esta tendência na automação veicular necessitará de profissionais com conhecimentos de 
diferentes áreas além da engenharia mecânica e de produção, como engenharia elétrica com 
amplo conhecimento em microeletrônica, eletrônica de potência, automação, sistemas de 
comunicação, redes de computadores, instrumentação e controle, bem como uma excelente 
base de informática, imprescindível para implementação dos algoritmos dos sistemas de apoio 
ao motorista, baseados em Inteligência Artificial, além da interligação de todos os sistemas do 
veículo. Os projetos tendem a serem realizados cada vez mais por equipes multidisciplinares, 
que deverão trabalhar em grupo desdeo início do desenvolvimento dos sistemas. 
 
O sistema computacional de controle deve, portanto, executar tarefas como: preservar a 
integridade do veículo, preservar a integridade dos objetos e entes presentes no ambiente onde 
este veículo atua planejar/executar/encontrar soluções para a execução de tarefas, e em alguns 
casos deve inclusive interagir com outros sistemas. As características de um tal sistema de 
controle nos remete ao estudo de técnicas que vem sendo abordadas junto ao domínio da 
Inteligência Artificial (I.A.), e principalmente no que diz respeito a técnicas de controle de 
“agentes artificiais autônomos” e “sistemas multi-agentes” [Wooldridge 1995, Álvares e 
Sichman 1997, Garcia e Sichman 2003]. 
Uma série de técnicas e conceitos, relacionados à robótica autônoma, tem sido reaproveitados 
na implementação de sistemas de I.A. baseados em agentes, e vice-versa. 
Os principais aspetos que serão abordados aqui são relativos a: Percepção, Raciocínio e Ação, 
onde o aspecto comunicação também será abordado, mas de forma complementar (vide Figura 
4.16). 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 268 
 
 
Figura 4.16: Veículo/Agente que percebe o ambiente, 
raciocínio e age sobre este ambiente [MIT-OCW 2005] 
 
 
X-by-Wire 
 
O “x” no “x-por-fio” representa a base de toda a aplicação relacionado com segurança, tais 
como, o esterçamento, frenagem, o trem de força, a suspensão, o controle dos sistemas de 
regulagem da pressão ou multi-airbag. Estas aplicações indicam o aumento da segurança e o 
desempenho total do veículo liberando o motorista das tarefas rotineiras auxiliando o motorista 
nas soluções de situações críticas. Os sistemas integrados por-fio agregam melhorias funcionais 
e de infraestrutura. 
 
 
 
Figura 1.1: O passado e o progresso projetado em sistemas de controle da dinâmica veicular. 
Schwarz e Slolzl 2002), ou freios eletro-hidraulicos. 
 
A característica principal dos freios eletromecânicos e eletro-hidráulicos quando comparados 
com os freios convencionais é que suas válvulas solenóide permitem o ajuste contínuo e exato 
da força do freio. Os sistemas de frenagem eletromecânicos (EMB), conhecidos também como 
freio-por-fio (brake-by-wire), toma o lugar dos sistemas de frenagem hidráulicos convencionais 
por um sistema de componentes elétricos completamente “secos” substituindo os atuadores 
convencionais com as unidades movidas a motor elétricos. O EMB é projetado para melhorar a 
conexão com outros sistemas do veículo, permitindo assim uma integração mais simples de 
funções em um nível mais elevado tais como o controle da tração (ETS), o controle da 
patinação na aceleração (ASR), ESP e o BA. Esta integração pode variar função a partir da 
implantação dentro do sistema do EMB, como no ABS, quando conectado a estes sistemas 
adicionais utilizando destas ligações de comunicação. Isto significa mover para o controle 
eletrônico ajuda-lo eliminar muitos defeitos de manufatura, de manutenção, e dos interesses 
ambientais associados com os sistemas hidráulicos. Os beneficios potenciais dos sistemas de 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 269 
EMB incluem: O auxílio de funcionamento do (ABS, BA, ESP,…) o qual podem ser realizados 
pelo software ou pelos sensores, sem a presença de componentes mecânicos ou hidráulicos 
adicionais. 
 
A característica principal dos freios eletromecânicos e eletro- hidráulicos quando comparados 
com os freios convencionais é que suas válvulas solenóide permitem o ajuste contínuo e exato 
da força do freio. Os sistemas de frenagem eletromecânicos (EMB), conhecidos também como 
freio-por-fio (brake-by-wire), toma o lugar dos sistemas de frenagem hidráulicos convencionais 
por um sistema de componentes elétricos completamente “secos” substituindo os atuadores 
convencionais com as unidades movidas a motor elétricos. 
 
 
 
O EMB é projetado para melhorar a conexão com outros sistemas do veículo, permitindo 
assim uma integração mais simples de funções em um nível mais elevado tais como o controle 
da tração (ETS), o controle da patinação na aceleração (ASR), ESP e o BA. Esta integração 
pode variar função a partir da implantação dentro do sistema do EMB, como no ABS, quando 
conectado a estes sistemas adicionais utilizando destas ligações de comunicação. Isto significa 
mover para o controle eletrônico ajuda-lo eliminar muitos defeitos de manufatura, de 
manutenção, e dos interesses ambientais associados com os sistemas hidráulicos. Os benefícios 
potenciais dos sistemas de EMB incluem: O auxílio de funcionamento do (ABS, BA, ESP,…) 
o qual podem ser realizados pelo software ou pelos sensores, sem a presença de componentes 
mecânicos ou hidráulicos adicionais. 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 270 
 
 
H2C 
O projeto do Controle Hibrido Heterogêneo H2C (H2C) é o projeto LTR do ESPRIT da 
Comissão Européia que começou no fim de 1998, com os seguintes participantes; Daimler 
Chrysler (Germany), de universidade de Glasgow (Scotland), de universidade de Lund 
(Sweden) e de SINTEF (Noruega). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 271 
FREIOS PNEUMÁTICOS 
 
 
Introdução 
 
Um projeto de veículo para transporte de cargas ou passageiros deve atender às exigências de 
segurança de trânsito, máxima capacidade de carga e maiores velocidades. 
 
O sistema de freios utilizado, para adequar-se a essas características deve incluir três sub-
sistemas: 
 
 freio de serviço 
 
 freio de estacionamento 
 
 freio motor 
 
Dependendo de fatores como o tipo de veículo, cargas a ser transportado, regime de trabalho e 
outro; esses subsistemas serão constituídos por diferentes componentes, formando uns sistemas 
completos de freio, que poderá apresentar muitas diferenças de uma indústria montadora de 
veículos para outra. 
 
Neste curso básico será mostrado um dos sistemas possíveis de serem montados (Fig. 1), 
englobando todos os componentes fabricados sob licença da Robert Bosch do Brasil. 
 
Nesse sistema o acionamento das sapatas de freio é feito por meio de um circuito hidráulico, 
auxiliado por um circuito a ar comprimido (servo assistido). 
 
Nosso estudo deter-se-á nos componentes desse circuito pneumático. 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 272 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 273 
Tipos de projetos, configurações e instalação de ABS 
 
- ABS para caminhões (circuitos hidráulicos e pneumáticos) 
 
Histórico 
Um jovem engenheiro americano presenciou, no séc.XIX, um horrível acidente ferroviário. 
Perseguido por esta imagem, dedicou o seu conhecimento técnico e a sua capacidade inventiva 
para desenvolver um método seguro e eficaz de frenagem de grandes massas. 
 
 
 
Em 1869, George Westinghouse (1846-1914) patenteou o sistema de freio a ar (pneumático) 
que diminuiu consideravelmente a distância de frenagem das locomotivas, que possuíam 
acionamento totalmente mecânico, o que exigia do operador um grande esforço. 
Assim surgiu a Westinghouse Air Brake Company (WABCO). 
 
 
 
 
 
 
Esquema do sistema pneumático de freio utilizado nas locomotivas no século XIX . 
Sistema este que permanece, em sua essência, até os dias de hoje nos veículos de grande 
massa. 
 Dimensionamento/ Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 274 
 
Em 1921, foi fabricado o primeiro caminhão utilizando o sistema de freio a ar. 
 
 
 
Compressor 
 
 
 
Função: Produzir ar comprimido / Acionamento por engrenagem 
 
 
 
 
 
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COMPRESSOR DE AR DO FREIO 
E REGULADOR DE PRESSÃO (GOVERNADOR) 
 
 
 
PRESSÃO DE CORTE DA ALIMENTAÇÃO – 9,2 a 10.3 BAR 
PRESSÃO DE REALIMENTAÇÃO – 8,5 a 9,2 BAR 
 
REGULADOR DE PRESSÃO DO CIRCUITO DE FREIOS OU GOVERNADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 276 
 
COMPRESSOR DE AR DO FREIO 
 
 
 
 ASPIRAÇÃO COMPRESSÃO 
 
 
VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO 
 
 
Regular automaticamente a pressão do sistema 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Válvula reguladora de pressão 
 
 
 
 
VÁLVULA DE DRENO 
 
 
Retirar a água condensada após a compressão 
Esgotar o sistema, quando necessário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SISTEMA DE DRENAGEM ÁGUA E ÓLEO 
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 CONSEP - HALDEX 
 
 
 
 
DRENO AUTOMÁTICO 
 
 
Retirar a água condensada após a compressão 
Esgotar o sistema, quando necessário. 
 
 
 
 
 
 
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VÁLVULA MANUAL DE DRENAGEM DOS RESERVATÓRIOS DE AR 
 
 
 
VÁLVULA DE PROTEÇÃO DE 4 VIAS 
 
 
Garantir a pressão intacta pré-estabelecida nos circuitos 
 
 
 
 
 
 
 
 
2
 2
2
2
VALORES DE CALIBRAÇÃO 
SAÍDAS 21 / 22 / 24 – 6,9 BAR 
SAÍDA 23 – 7 BAR 
2211 
2222 
2233 
2244 
- FREIO TRASEIRO ( PRIMÁRIO ) 
- FREIO DIANTEIRO ( SECUNDÁRIO ) 
- ESTACIONAMENTO / EMERGÊNCIA 
- ACESSÓRIOS 
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VVáállvvuullaa ddee pprrootteeççããoo ddee 44 vviiaass 
ABERTURA DAS SAÍDAS 21 / 22 / 23 / 24 EM CONDIÇÕES NORMAIS 
INICIO DA PRESSURIZAÇÃO DA VÁLVULA PELA ENTRADA 1 
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RESERVATÓRIOS 
 
Reservatório I – freio dianteiro 
Reservatório II – freio traseiro 
 
 
 
VÁLVULA DE PROTEÇÃO DE 4 CIRCUITOS KNORR 
ABERTURA DAS SAÍDAS 21 / 23 / 24 COM FALHA NO CIRCUITO 22 
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MANÔMETRO 
 
 
Indicar a pressão nos Reservatórios I e II Dois ponteiros indicam a pressão de ar no sistema 
de freio (dianteiro e traseiro). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Posição aberta 
freio 
VÁLVULA DE 
ESTACIONAMENTO 
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VÁLVULA PEDAL DE DUPLO CIRCUITO 
 
 
 
 
 
 
 
VÁLVULA DE 
ESTACIONAMENTO 
Posição fechada freio 
aplicado 
KNORR 
WABCO 
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Modula a pressão do sistema de freio de serviço 
Sistema dianteiro e traseiro independentes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VÁLVULA PEDAL DE 
DUPLO CIRCUITO 
POSIÇÃO DE REPOUSO 
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VÁLVULA PEDAL DE 
DUPLO CIRCUITO 
APLICADO 
VÁLVULA PEDAL DE 
DUPLO CIRCUITO 
POSIÇÃO EM 
EQUILIBRIO 
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VÁLVULA RELÊ 
 
Aciona o freio traseiro 
 
 
 
ALIVIO RÁPIDO 
 
 
 
ALIVIO RÁPIDO 
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 Desaplicação 
 
 
 
 
VÁLVULA 2 VIAS 
 
Alimenta os componentes do sistema de freio, através de dois circuitos independentes. 
 
 
 
 
 
Equilíbrio 
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VÁLVULA HALDEX DE 2/2 VIAS 
 
Haldex ( utilizada hoje pela randon ): 
– Inibir freio de serviço no terceiro eixo suspenso; 
– Conectada à válvula relé através de nipple; 
– Pressão mínima de trabalho 3,8 bar; 
– Pressão máxima de trabalho 12,0 bar; 
– Somente para veículos com 3º eixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
“MANECO” 
 
Controla o acionamento do freio do semi-reboque 
 
 
 
 
VÁLVULA
2/2 VIAS 
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CABEÇA DE ACOPLAMENTO 
 
Conexão de ar entre o cavalo mecânico e semi-reboque 
 
VÁLVULA SENSÍVEL A CARGA 
 
Aumenta ou diminui a pressão de acionamento dos freios traseiros 
 
CILINDRO DIAFRAGMA 
 
 
 
 
 
Desacionado 
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CILINDRO DE FREIO 
ACIONADO COM 
AR COMPRIMIDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Acionado 
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CILINDRO COMBINADO TRISTOP 
 
Acionar o freio traseiro do veículo 
( freio de serviço, estacionamento e emergência 
 
 CILINDRO DE FREIO COMBINADO DE 
SERVIÇO E 
ESTACIONAMENTO / EMERGÊNCIA 
 
 
 
 
 
 
 
MOLA INTERNA DE ~ 9000 A 20000 N 
 
 
 
 
 
Desacionado 
Acionado 
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CILINDRO DE ACIONAMENTO 
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Abre ou fecha a borboleta do freio motor 
 
 
Abre ou fecha a borboleta do freio motor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
VÁLVULA ABS 
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Modula as pressões do sistema ABS 
 
SISTEMA PNEUMÁTICOS DE FREIOS ABS 
NORMA ECE – ANEXO 13 “2010” 
 
COMPONENTES ABS - ASR 
 
 
 
 
 
 
 
ECU 
Válvula 
Proporcional 
Válvula 
Moduladora 
Sensor 
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 1 2 3 4 
 
 
 Sensor no eixo dianteiro 
 
1 – Cubo de roda 
2 – Roda dentada 
3 – Bucha de fixação 
4 – Sensor1 2 3 4 
 
 
Sensor no eixo traseiro 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIDADE ELETRÔNICA ECU 
Roda Dentada 
Sensor / Bucha 
Cubo de Roda 
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• Versão “B” 
- Não possui memória 
- Não é possível a utilização de aparelhos de testes 
- Não possui código de falhas (Blink Code) 
- Não possui ASR incorporado 
- Não possui limitador de velocidade através do ASR 
 
• Versão “C” 
- Possui memória 
- Possibilidade de utilização de aparelhos de testes 
- Possui código de falhas (Blink Code) 
- Possui ASR incorporado 
- Possui limitador de velocidade através do ASR 
- Conectores modulares 
 
• Versão “D” (foto) 
- Possui memória 
- Possibilidade de utilização de aparelhos de testes 
- Possui código de falhas (Blink Code) 
- Possui ASR incorporado 
- Possui limitador de velocidade através do ASR 
- Comunicação digital (sistema CAN) com outros sistemas 
 
 
CICLO DO ABS 
 
1 – Sensor 
2 – Roda dentada 
3 - Unidade Eletrônica de Controle (ECU) 
4 – Válvula moduladora 
 
 
 
 
 
 
 
DIAGRAMA DE FREIO PNEUMÁTICO 
 
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ABS CAVALO MECÂNICO 
- 
AUMENTO DE PRESSÃO 
 
 
 
 
 
ABS CAVALO MECÂNICO 
- 
REDUÇÃO DE PRESSÃO 
 
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ABS CAVALO MECÂNICO 
- 
CONSERVAÇÃO DE PRESSÃO 
 
 
 
 
 
 
ABS - REBOQUE 
- 
AUMENTO DE PRESSÃO 
 
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ABS - REBOQUE 
- 
REDUÇÃO DE PRESSÃO 
 
 
 
 
 
 
ABS - REBOQUE 
- 
CONSERVAÇÃO DE PRESSÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ABS (PAINEL DE INSTRUMENTOS) 
- 
CAVALO MECÂNICO 
 
 
 
 
 
ABS (PAINEL DE INSTRUMENTOS) 
- 
CAVALO MECÂNICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dimensionamento / Desenvolvimento / Freios Convencionais e o ABS / Brake by Wire e o Sistema de Freios Seguro em Veículo Inteligente. Raszlg setembro/ 2008 301 
 
 
AUSÊNCIA DE ABS (PAINEL DE INSTRUMENTOS) 
- 
CAVALO MECÂNICO 
 
 
 
 
TABELA DE CÓDIGOS DE FALHAS 
– 
VERSÃO “D” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 1 Sistema perfeito
2 1 Válvula moduladora dianteira LD - Circuíto interrompido
2 2 Válvula moduladora dianteira LE - Circuíto interrompido
2 3 Valvula moduladora traseira LD - Circuíto interrompido
3 1 Sensor dianteiro LD - quebrado / Distanciado
3 2 Sensor dianteiro LE - Quebrado / Distanciado
3 3 Sensor traseiro LD - Quebrado / Distanciado
4 1 Sensor dianteiro LD - Circuíto interrompido
4 2 Sensor dianteiro LE - Circuíto interrompido Examine a fiação do sensor. Foi detectado um circuíto 
4 3 Sensor traseiro LD - Circuíto interrompido interrompido, em curto com o terra correspondente.
4 4 Sensor traseiro LE - Circuíto interrompido
Examine os fios da válvula moduladora. A entrada (EV), a
saída (AV) ou o fio terra está permanentemente ou
temporariamente interrompido ou em curto com o terra 
A amplitude do sinal está muito baixa. Verifique as folgas, o
posicionamento da roda dentada ou o sensor respectivo.
Examine a fiação e os conectores do sensor.
Descrição da Falha Instruções de Reparo
-
Código de Falha 
(1ª Parte)
Código de Falha 
(2ª Parte)
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Menor desempenho de frenagem 
Superaquecimento e desgaste irregular dos pneus 
 
 
Choques no sistema mecânico devido ao salto da roda 
 
 
1908: J. E. Francis Karl Wessel 
 Werner Möhl Richard Trappe 
1970: Teldix + Daimler Benz 
1973: Bosch + Teldix 
1975: Bosch + Teldix + AEG 
 
 
 
 
 
 
 
ABS para caminhões (circuitos pneumáticos) 
Prevenir 
travamento de 
rodas 
 
Prevenir 
formação de “L” 
 
Torque de frenagem 
Momento de guinada 
SUB-ESTERÇANTE 
SOBRE-ESTERÇANTE 
SUB-ESTERÇANTE 
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Evolução dos componentes 
 
Módulo de controle eletrônico, de 1978 a 2003 
 
Porcentagem equipada da frota mundial, de 1978 a 2003 
 
 
Configurações: Comercial, Semi-reboque. 
 
1.Sensor de velocidade 
2.Módulo eletrônico (ECU) 
3.Modulador de pressão 
4.Válvula do freio de serviço 
5.Cilindro de freio 
6.Anel de pulso 
 
 
 
 
GERAÇÃ
Número de 
componentes 
do ECU 
Memória 
em kb 
PESO EM kg 
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Configurações: Comercial, Veículos articulados. 
 
1.Sensor de velocidade 
2.Módulo eletrônico (ECU) 
3.Modulador de pressão 
4.Válvula do freio de serviço 
5.Cilindro de freio 
6.Anel de pulso 
 
 
Escorregamento Pneu/ Solo 
 
Gráfico de limite de aderência por escorregamento relativo 
 
Escorregamento relativo: 
λ=(Vf-Vr)/Vf * 100% 
Velocidade da roda: 
Vr=ω*r 
Força de frenagem: 
Fb=µhf*G 
Força lateral: 
Fs= µs*G 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAMINHÕES DE 7 E 8 TON 
(com válvula sensível a carga) 
 
 
 
CAMINHÕES MÉDIOS 13 A 17 TON 
4 X 2 (sem válvula sensível a carga) 
 
 
 
 
 
 
 
 
DRENO 
AUTOMÁTICO 
REGULADORA 
DE PRESSÃO 
SOLENÓIDE 
DESCARGA 
RÁPIDA 
CILINDRO 
COMBINADO 
RETENÇÃO 
DUPLA 
MODULADORA 
ESTAC./EMERGÊNCIA 
CILINDRO 
SIMPLES 
FREIO MOTOR 
COMPRESSOR 
DE AR 
DRENO MANUAL 
SEGURANÇA 
MODULADORA 
SERVIÇO 
PROTEÇÃO 
QUATRO 
CIRCUITOS 
MANÔMETRO 
P S U 
2244 
SENSÍVEL 
A CARGA 
DRENO 
AUTOMÁTICO 
REGULADOR
A DE 
Ã
SOLENÓIDE 
DESCARGA 
RÁPIDA 
CILINDRO 
COMBINADO 
RETENÇÃ
O DUPLA 
MODULADORA 
ESTAC./EMERGÊNCI
CILINDR
O 
FREIO 
MOTO
COMPRESSOR 
DE AR 
DRENO 
REDUZID
O EIXO 
TRASEIR
MODULADOR
A SERVIÇO 
PROTEÇÃO 
QUATRO 
CIRCUITOS 
MANÔMETR
P S U 
RELÉ 
SOLENÓIDE 
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CAMINHÕES SEMI-PESADO 17 A 26 Ton 6 X 2 
(sem válvula sensível a carga) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DRENO 
AUTOMÁTICO 
REGULADORA 
DE PRESSÃO 
SOLENÓIDE 
DESCARGA 
RÁPIDA 
CILINDRO 
COMBINADO 
RETENÇÃO 
DUPLA 
MODULADORA 
ESTAC./EMERGÊNCIA 
CILINDRO 
SIMPLES 
FREIO 
MOTOR 
COMPRESSOR 
DE AR 
DRENO 
MANUAL 
REDUZIDO 
EIXO 
TRASEIRO 
MODULADORA 
SERVIÇO 
PROTEÇÃO 
QUATRO 
CIRCUITOS 
MANÔMETRO 
P S U 
RESERVATÓRIO 
SUPLEMENTAR RETENÇÃO 
DUPLA 
RELÉ RELÉ 
SOLENÓIDE 
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Bibliografia 
 
Automotive Handbook 
 Robert Bosch GmbH 
 
Brake Systems – Technical Instruction 
 Robert Bosch GmbH 
 
Automotive ABS in the 1990’s 
 Ward’s Communications 
 
Computação Embarcada: Projeto e Implementação de Veículos Autônomos Inteligentes 
C. R. Jung, F. S. Osório, C. R. Kelber F.J. Heinen 
 
“Wheel Slip Control in ABS Brakes using Gain Scheduled Optimal Control with Constraints” 
Idar Petersen Thesis 2003 
Department of Engineering Cybernetics 
Norwegian University of Science and Technology 
Trondheim,