02 Aula Freio Embreagem

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Introdução à mecânica Automobilística
Prof. Kim Gonçalves
Freios e embreagens são elementos de máquinas, que acoplam eixos rotativos, para alterar velocidades angulares e não-lineares.
Freios: se a velocidade angular de um dos eixos for nula;
Embreagens: ambos os eixos apresentam velocidades angulares ≠ 0.
Freios e embreagens: dependem do atrito, para desempenhar sua funções de projeto. IMPORTANTE -> maximizar o coeficiente de atrito, manter uniforme para uma ampla faixa operacional, minimizar o desgaste de outros componentes.
Freios e Embreagens
Freios e embreagens por atrito: realizam acoplamentos por atrito entre eixos com velocidades diferentes. O eixo motor é acoplado ou desacoplado de forma gradual ao eixo acionador.
Acoplamentos por atrito: Para um esforço elevado, a aderência entre as superfícies limitará a transmissão (superfícies escorregam e o esforço não é transmitido pelo acoplamento). Princípio que norteia o uso de acoplamentos por atrito, como limitadores de torque.
Acoplamentos rígidos: Alteração repentina de velocidade, choques elevados, amortecido somente pela rigidez do mecanismo.
Freios e Embreagens
Tambor
Disco
Flutuante
Rígido
Tipos de Freios
Pedal
Cilindro Mestre
Servo freio
Linhas de fluído
Pinça
Pastilhas
Disco
Peças dos Freios
Pedal – ganho mecânico, alavanca
Cilindro mestre - ganho hidráulico, razão entre as áreas do cilindro mestre e do pistão
Pastilhas (compostos):
Orgânico (borrachas, carbono, aramida) – Macia, pouco ruído e desgate alto. Preço baixo.
Low metallic (até 10% de metais) – Melhor resistência ao desgaste e melhor transferência de calor, ruído alto e muita sujeira.
Semi-metálico (30% a 65% de aço e/ou cobre) – Alta resistência ao desgaste, funcionam bem em altas temperaturas apenas, desgatam mais o disco. 
Fibras Cerâmicas – Boa resistência ao desgaste, não desgata excessivamente o disco, mais limpas e mais silenciosas. Preço elevado.
Materiais do sistema de freios
Propriedades mecânicas desejáveis: alta resistência ao desgaste; coeficiente de atrito estável e elevado; boa condutividade térmica (dissipação do calor gerado);
elevada resistência à fadiga térmica, boa resistência ao empenamento (baixo coeficiente de dilatação térmica, elevado limite ao escoamento e custo satisfatório.
Amianto não usa mais pois é cancerígeno.
Pinça e Cilindro Mestre:
Normalmente feito de uma liga de alumínio (Zamak – Zinco, Alumínio, Magnésio e Cobre) para suportar corrosão.
Disco:
Ferro fundido cinzento, aços liga (1045) com dureza baixa, compostos de carbono (matriz cerâmica)
Linhas de fluído:
Rígidas: Tubos de cobre ou aço inox
Flexíveis: Tubo de teflon (PTFE) revestidos com trama de aço inox
Materiais do sistema de freios
Amianto não usa mais pois é cancerígeno. 
	Disco				Cônica
Embreagem
µdin = 0,25
Dcil = 10 mm
Dpist = 25 mm
Fmaxpedal = 70 kgf
mcarro = 1500 kg
vcarro = 50 km/h
ddisco = 300 mm
dpneu = 650 mm
Cálcule a desaceleração
30 mm
250 mm
força no pedal = 70 kgf -> forca no cilindro = 70*250/30 = 583,3 kgf -> forca no pistão = 583,3*25^2/10^2 = 3645,8 kgf -> força de atrito no disco = 3645,8*,25 = 911,46 kgf = 8941 N -> no pneu -> 8941*150/325 = 4126 N * 2 pneus da frente = 8253 N
energia cinética -> 1500*13,88^2/2 = 144.675 J = 8253.distancia percorrida -> dist = 17 m -> 0 = 13,88 + a*t e 17 = 0 + 13,88.t + at^2/2 -> t = 2,45 s -> a = 5,66 m/s^2 = 0,58g OK