Freios

Freios – O que é

Funcionamento do Freio a Disco

O freio é composto de uma estrutura fixa no veículo e uma parte móvel que gira com as rodas.

Quando se pisa no freio é o atrito produzido entre estes componentes, que possibilita a redução da velocidade e a imobilização do carro.

Os automóveis utilizam dois sistemas de frenagem: a disco e a tambor.

O freio a disco foi inventado em 1902 pelo inglês Frederick Lanchester, mas este mecanismo so foi introduzido na industria automobilística a partir de 1960, antes disso todos os veículos utilizavam o freio a tambor. Desde então o emprego do freio a disco veio ganhando espaço, já que apresenta resultados bem melhores que o freio a tambor isso porque o disco dissipa mais rapidamente o calor provocado pela frenagem, reduzindo a velocidade com mais eficiência.

Considerado equipamento de luxo, já que o custo de produção é mais elevado este sistema é utilizado na maioria dos carros apenas nas rodas dianteiras. Nas rodas traseiras ainda é comum o uso do freio a tambor. Eles possuem mais peças e são mais difíceis de reparar porisso sua manutenção é mais cara do que os freios a disco, porém sua fabricação é mais barata.

O bom funcionamento dos freios do seu carro, exige cuidados no uso e na manutenção.

A manutenção correta se faz através da verificação do nível do fluido de freio e do material de atrito as pastilhas, no freio a disco, e as lonas, no sistema a tambor.

Freio a tambor

O freio a tambor tem boa eficiência.

Mas ao utiliza-lo deve-se ter alguns cuidados para evitar problemas:

1. Evite o aquecimento excessivo. Aquecidos demais, os freios de tambor perdem sua eficácia e, quando extremo, as lonas podem ficar comprometidas. Em uma descida muito longa é bom usar o freio-motor.
2. Na chuva, em caso de imersão na água, não utilize o freio. Faça quando o nível de água estiver abaixo dos freios para que o calor gerado pelo atrito seque as lonas e ele volte a ter total eficiência.

Freio a Disco

É uma peça, geralmente de ferro fundido, que gira com a roda. Nesse mecanismo há duas pastilhas que entram em atrito com o disco e possibilitam a frenagem.

Quando em movimento, o carro possui uma quantidade de energia cinética. Para anular essa energia, os freios têm de converter a energia cinética em calor, gerado pelo atrito entre as pastilhas e o disco. O aquecimento também pode fazer com que a eficiência do freio a disco fique comprometida, mas esse sistema fica mais exposto ao ar e isso facilita o resfriamento.

Servofreio ou hidrovácuo

É uma peça de metal que contém uma válvula inteligente e um diafragma. Quando se pisa no pedal do freio, a haste abre uma válvula e assim permite a entrada do ar em um lado do diafragma na câmara. Isso faz com que a pressão no outro lado do diafragma seja aumentada para empurrar a haste e em conseqüência o pistão no cilindro-mestre.

Quando o pedal do freio é liberado, a válvula isola o suprimento de ar externo, enquanto reabre a válvula a vácuo. Isso renova o vácuo nos dois lados do diafragma e permite que tudo volte à posição inicial.

Cilindro mestre

É a peça encarregada de converter a força aplicada ao pedal em pressão hidráulica que é transmitida a todo sistema de modo uniforme, equilibrando a reação em todas as rodas.

Fluido de freio

O óleo de freio é um líquido sintético com a característica de ser indeformável que circula pela tubulação e é o responsável por transmitir a pressão que faz acionar as lonas e pastilhas contra os tambores e discos.

Freios – Funcionamento

Esquema Básico de Freio

Imagine que se no seu carro fosse empregado um freio semelhante aos usados nas bicicletas convencionais, onde por meio de um cabo fosse acionadas as pastilhas ou as lonas para frear o carro. O que aconteceria?

Bem a resposta é um tanto dramática, já que seu carro não pararia no tempo e na distância necessárias, acarretando uma colisão, ou em situações particulares não pararia em tempo ou distância nenhuma. O motivo disto, é que a força que precisaria ser empregada no pedal seria muitas vezes maior do que a que você dispõe.

Para fazer com que o sistema de freios tenha a eficiência necessária, dois princípios de Física são aplicados em um sistema básico.

Para entender portanto, o porquê de cada componente, vamos entender estes 2 princípios:

Momento
Multiplicação hidráulica

MOMENTO

Este é o primeiro princípio utilizado, assim como no freio da bicicleta, porém de forma otimizada, ele também é conhecido por nós como “alavanca”. Observando o diagrama abaixo pode-se entender melhor como se consegue maior um aumento da força empregada no pedal de freio.

No exemplo, se apoiarmos uma alavanca em um ponto, de forma a termos de um lado o dobro da distância existente do lado oposto, poderemos colocar um objeto de 10 kg do lado mais comprido, que ele equilibrará um objeto de 20 kg do lado mais curto. Ou seja, a força aplicada na extremidade mais longa, aparece duplicada na extremidade mais curta. Caso as relações de comprimento ao invés disso, fossem de 3 para 1, a força aplicada ao lado maior, seria 3 vezes maior do outro lado e, assim sucessivamente.

Porém mesmo usando-se uma alavanca no pedal de freio, o tamanho da alavanca teria que ser muito grande. Outro inconveniente vem do fato que o curso seria igualmente grande para gerar a força necessária a frenagem adequada do veículo, já que o deslocamento do lado mais longo é tantas vezes maior que o presente do outro lado, quantas vezes um braço é maior que o outro.

MULTIPLICAÇÃO HIDRÁULICA

É justamente pelo fato da alavancagem não gerar sozinha a força que precisamos, que este princípio é usado de forma a multiplicar a força obtida pela aplicação do primeiro.

Imagine dois tubos preenchidos de um líquido pouco comprimível (como óleo), em que o primeiro tenha 2 cm de diâmetro e o segundo, 6 cm de diâmetro e unidos pela sua base .

Este princípio nos garante que uma força aplicada em um ponto de um líquido incomprimível (em geral óleos no caso dos freios ) se transmite a todos os pontos do fluído. Desta forma, no nosso exemplo – onde os êmbolos apresentam uma relação onde o segundo tem uma área nove vezes maior (Área = Pi*r²) do que o primeiro – se aplicarmos uma força de 100 kgf (cem kilogramas-força, ou a força exercida por um objeto de 100 kg) ao lado esquerdo, seremos capazes de fazer mover um corpo de 900 kg no êmbolo da direita. Este mesmo princípio é utilizado nos macacos hidráulicos.

Uma vez que ficou claro como que a Física consegue nos ajudar a produzir a força de que necessitamos para fazer a roda do carro parar, vamos entender como se combinam estes dois princípios em um esquema simples de freio:

No esquema abaixo, uma vez que se pressione o pedal do freio, ele faz funcionar um esquema de alavanca com uma relação de 4 para 1. Simultaneamente aciona-se também o êmbolo do cilindro mestre (burrinho) que possui uma relação de área de 1 para 9 em relação ao pistão do freio.

Desta forma, para cada 1 kgf aplicado ao pedal, teremos 36 kgf aplicados sobre o disco de freio, uma multiplicação de força considerável, se pensarmos que com um sistema destes, com apenas 2 kgf, é possível obter força necessária para levantar um adulto médio!

Peças adicionais, como válvulas e servos, além de outros, fazem parte do conjunto a fim de garantir um perfeito funcionamento e maior eficiência do sistema.

O tamanho dos discos de freio ou dos tambores, bem como a área de contato das pastilhas ou lonas, interfere diretamente no nível de eficiência dos freios . Estas dimensões são calculadas com base em uma série de fatores, que vão desde a força que se tem na extremidade do canal que chega ao freio, até o peso do veículo.

Discos de freio ou tambores, maiores utilizam o princípio do momento favoravelmente e significam maior eficiência na frenagem. Pastilhas ou lonas com superfícies maiores significam maior atrito e também contribuem na frenagem, tudo isto desde que se tenha também os pneus adequados.

Freios – Sistema

Sistema de Freio

Um dos mecanismos mais complexos de um veículo é seu sistema de freios.

Um sistema de freios moderno funciona com dispositivos mecânicos, hidráulicos e até eletrônicos.

Basicamente funciona da seguinte forma; ao pisar no pedal de freio, a perna do motorista exerce uma pressão no sistema hidráulico.

O sistema hidráulico então aumenta a pressão fazendo com que pinças ou lonas façam atrito com um disco ou tambor, respectivamente.

O dispositivo mais importante do freio é justamente esse sistema hidráulico.

Funcionando com um líquido viscoso chamado fluido de freio é ele o responsável pela pressão e conseqüente atrito que fazem o veículo parar.

Essa pressão também é formada por mais um dispositivo chamado hidrovácuo, que utiliza a força do motor para tornar a frenagem ainda mais leve e suave. O sistema hidrovácuo é retirado apenas em veículos destinados para competição, onde o motorista na realidade é um piloto experiente.

Cuidado!!! Quando o motor é desligado o hidrovácuo pára de funcionar tornando o pedal do freio extremamente duro e prejudicando em muito a frenagem.

Se o sistema hidráulico não funcionar, a frenagem fica impossível, deixando simplesmente de funcionar ou se tornando extremante dura.

Tipo de freios

Freio a Disco

O freio a disco funciona com pinças e fazem o atrito de pastilhas com um disco.
É um sistema moderno e seguro, pois é praticamente imune a ação da água que pode diminuir o atrito, já que os discos secam com facilidade.
Os freios a disco são geralmente usados nos rodas dianteiras que são responsáveis por 70% da frenagem do veículo.

Freio a Tambor

É um sistema um tanto obsoleto, encontrado nas versões mais baratas dos veículos.
Geralmente é usado nas rodas traseiras que são responsáveis por apenas 30% da frenagem.
Funciona em um ambiente fechado, como um tambor, onde lonas internas são empurradas contra sua parede interna fazendo o atrito.
Sua insegurança reside no fato de que perdem eficiência na presença de água e não são tão precisos.

Freio ABS (sistema antibloqueio)

Na verdade não é um tipo de freio, mas um acessório que é instalado nos freios (seja a disco ou tambor).
É um sistema eletro-mecânico que por meios de sensores evitam que as rodas travem e acabem por fazer derrapar (quando as rodas derrapam sobre o piso perdem aderência e podem fazer o veiculo mudar de trajetória).
O sistema ABS é o que existe de mais moderno no sistema de freios . Existe em várias versões, que atuam nas quatro rodas de forma única ou roda a roda (mais preciso).
Alguns veículos têm o sistema ABS instalado apenas nas rodas traseiras, o que chega a ser apenas um paliativo.

Cuidados com os freios:

1) Siga à risca o plano de manutenção dos freios no manual de instruções de seu veículo. Não se esqueça que é um item de segurança.
2) Verifique periodicamente o reservatório de fluído de freio. Deve sempre estar no nível correto e não apresentar bolhas.
3) Se na frenagem ocorrer um chiado, verifique o estado das lonas e pastilhas, é sinal de desgaste.
4) Deixar de trocar as pastilhas ou lonas nas épocas próprias, podem danificar os discos ou tambores, o que torna a manutenção mais cara.
5) Acostume-se a desacelerar (quando você tira o pé do acelerador o próprio motor funciona como uma espécie de freio) antes de acionar o freio, essa atitude é mais econômica.
6) O freio de mão é totalmente mecânico e não deve ser acionado com o veículo em movimento, pois é totalmente impreciso. Utilize dessa forma apenas em situações de emergência e com cautela.
7) Uma vez por ano, faça a sangria do fluido de freio (troca do fluido antigo por um novo). Com o tempo o fluido absorve umidade e perde eficiência.
8) Quem tem ABS instalado pode sentir o pedal do freio vibrar. Isso é normal e indica que o ABS está regulando a frenagem de forma a não ocorrer a derrapagem. Mas cuidado, se a vibração chega a ser desconfortável, significa defeito no sistema.
9) Quanto maior a tecnologia do sistema de freios , maior tem que ser a sofisticação da oficina mecânica. Evite fazer a manutenção dos freios de seu veículo em mecânicas populares. Não se esqueça, freio é dispositivo de segurança.

Freios – Componentes

O sistema de freios evoluiu muito nos últimos anos, mas continua precisando de manutenção constante.

Como funciona em alta temperatura e produzindo atrito, os componentes desgastam-se rapidamente. O pedal do freio baixo, o carro “puxando” para um lado durante as frenagens e um chiado acima do normal são sinais de que há algo de errado no sistema de freio. Além, é claro, dos vazamentos de fluido e dos sinais de ineficiência ou demora na hora de pisar fundo no pedal.

Segundo especialistas, ao pisar no pedal do freio, 70% do peso do carro são transferidos para a parte da frente, o que acentua mais o desgaste dos itens do eixo dianteiro, principalmente os discos e as pastilhas de freio. Atrás, a maioria dos carros contam com tambores e lonas como parte do sistema, componentes que também devem ser verificados, mas que geralmente exigem menos manutenção.

O estado dos discos e pastilhas, assim como o nível do fluido de freio, devem ser verificados a cada 5 mil km. Tanto o disco como a pastilha precisam estar dentro da espessura mínima recomendada. Insistir em usar pastilhas gastas não apenas prejudica a eficiência de frenagem, mas também desgasta demais os discos, o que acaba custando caro porque será preciso que sejam retificados ou trocados.

No caso dos freios a tambor, além da regulagem, o mais comum é ter de alinhar as lonas e retificar os tambores.

Toda vez que as pastilhas forem trocadas ou as pinças de freio reparadas, também deve-se retirar o ar do sistema. Esse procedimento (conhecido como sangria) também deve ser feito todo ano, acompanhando a periodicidade de trocar do fluido de freio. Na hora de escolher a marca do fluido, o ideal é optar pelas mais conhecidas, levando em conta a especificação correta.

A especificação mais comum é a DOT 3, mas também existem a DOT4 e a DOT5, indicadas para os esportivos e para os carros mais pesados. A maior diferença entre esses tipos de fluido é o ponto de ebulição, que varia de 205ºC (DOT3) até 260ºC (DOT5). Por isso, o importante é escolher o tipo de fluido recomendado pelo manual do proprietário, ou de qualidade superior.

Vazamentos também fazem parte dos defeitos mais freqüentes do sistema de freio. Verifique, no local onde o carro fica estacionado a maior parte do tempo, se existem manchas de fluido perto das rodas. A parte de trás dos freios manchada de fluido é outro sinal de que o líquido está vazando, prejudicando a eficiência da força de frenagem.

A origem do problema pode estar nas pequenas mangueiras de borracha atrás das rodas (que são chamadas pelos mecânicos de flexíveis), nos dutos de cobre, no hidrovácuo, ou no cilindro-mestre.

O motorista também pode contribuir para aumentar a durabilidade dos componentes do freio. Para reduzir o desgaste e evitar a perda de eficiência da força de frenagem por superaquecimento, a principal solução é usar o freio motor. Assim, principalmente nas descidas, convém usar uma marcha mais reduzida para poupar os freios . Esse procedimento também pode ser usado nas curvas.

Dirigir de forma afoita no trânsito, com freadas bruscas constantes, também acelera o desgaste dos principais componentes. O recomendável é pisar no freio progressivamente e com suavidade.

Dicas de uso e Manutenção

Cuidados com o sistema de Freio.

1- Verifique o nível de fluido de freio a cada 30 dias.
2- Troque o fluido de freios a cada 10000 km ou 12 meses.
3- O sistema de freio deve ser inspecionado a cada 10000 km.
4- Não sobrecarregar o veículo acima de sua capacidade especificada pelo fabricante.
5- Não alterar as configurações do freio, como substituir um componente por outro com características diferentes, como por exemplo o diâmetro.
6- Não alterar as características do veículo, como por exemplo a suspensão e rodas.
7- A manutenção no sistema de freio deve ser realizada por mecânicos credenciados para executarem serviços em freios .
8- Quando houver necessidade de reparar o sistema de freio, use peças e fluido de freio de qualidade reconhecida.
9- O cuidado na manutenção do sistema de freio é essencial, pois muitas vidas dependem disto.

Freios – Dúvidas

Os freios não são exatamente um mistério para a maioria dos motoristas. Mas a aparente simplicidade do sistema de freios acaba levando alguns a relegarem a segundo plano os “probleminhas” que surgem e adiarem os consertos. É aí que mora o perigo.

O que deve ser verificado periodicamente para manter o sistema de freios sempre em dia?

Muitos motoristas acreditam que é suficiente verificar pastilhas e lonas e completar o fluido.

Entretanto, os freios são um sistema composto de várias peças: mangueiras, borrachas, retentores, anéis de vedação, pistões, pastilhas, lonas, etc. Todo esse mecanismo é acionado através do fluido de freios . Para garantir sua eficiência, verifique de tempos em tempos o sistema e troque o fluido de acordo com as recomendações do fabricante.

Importante:

O fluido pode perder suas propriedades, independentemente do uso do carro. Isso acontece devido à sua característica de absorver umidade. Mesmo rodando pouco, não deixe de trocar o fluido pelo menos uma vez por ano.

Carro puxando para umd os lados durante a frenagem é sinal de problemas nos freios?

Sim. Uma das causas mais comuns é o entupimento das mangueiras. Esse defeito pode desgovernar o veículo em uma freada mais brusca. Nos carros com freios à disco, há a hipótese de pistões engripados por sujeira ou corrosão. Discos empenados e pinças com problemas também podem fazer o carro puxar para os lados a frear.

Assobios e ruídos estranhos também indicam problemas nos freios?

Nem sempre. Os assobios podem ser decorrentes do tipo de material usado na fabricação das pastilhas. Após alguns quilômetros, o ruído tende a cessar. O desgaste das pastilhas ou dos discos também produz barulhos. Com o tempo, forma-se uma borda à volta dos discos, que entra em atrito com as pastilhas. Ruídos mais fortes que um assobio podem indicar pastilhas completamente gastas. De qualquer maneira, o mais seguro é procurar uma oficina especializada para irá identificar corretamente e sanar o problema.

Qual o motivo do consumo excessivo do fluido de freio?

Se o nível do fluido baixa muito rápido, é porque há vazamento. Em geral, eles ocorrem no cilindro-mestre, nos cilindros das rodas e nas mangueiras.

É normal o carro trepidar quando o freio é acionado?

Não. As trepidações podem ser causadas por discos empenados ou tambores com deformações. Dependendo do caso, pode ser necessário substituir as peças defeituosas.

O freio de mão não funciona. Qual a causa provável?

Para testar a eficiência do freio de estacionamento, puxe a alavanca até o fim, engate a primeira marcha e tente fazer o carro andar lentamente. Se ele se movimentar com facilidade, é sinal que as sapatas podem estar gastas ou desreguladas. É importante fazer o conserto o quanto antes.

Uma dica: o freio de mão costuma durar bastante. Em geral, basta uma regulagem para deixar tudo em ordem. Para seu freio durar mais ainda, adquira o hábito de puxar a alavanca sem forçar além do necessário.

Qual a causa do endurecimento do pedal do freio?

Na maioria das vezes, o problema é no hidrovácuo, também conhecido por servofreio. Esse sistema utiliza o vácuo gerado pelo motor em funcionamento para multiplicar a força do pé do motorista sobre o pedal.

O pedal do freio está muito baixo. Por que isso acontece?

O pedal do freio deve ir descendo até a metade e dar impressão de que bateu em alguma coisa dura. Se afundar mais do que isso, algo está errado. O defeito pode ser falta de óleo no cilindro-mestre, vazamento ou problema no sistema de regulagem das lonas traseiras.

Atenção:

Um sistema de freios em perfeitas condições é fundamental para frear com segurança, porém isso não basta. A segurança na frenagem depende também dos componentes como amortecedores, molas, pneus e rodas alinhadas, entre outros fatores.

Em pista molhada ou escorregadia, que precauções o motorista deve tomar?

A primeira providência é diminuir a velocidade. Outro cuidado é manter uma distância maior do que a normal do carro da frente. Nessas condições de pista, o espaço percorrido da frenagem até a parada total do veículo aumenta consideravelmente. A 80 Km por hora, um veículo percorre 30 metros até parar completamente, numa pista de asfalto seca, com a mesma pista molhada a distância aumenta consideravelmente.

Mais uma precaução é frear de forma suave e progressiva. Freadas bruscas podem travar as rodas e fazer o veículo derrapar e até mesmo capotar, mesmo em pistas secas. Em caso de travamento das rodas, o motorista deve tirar imediatamente o pé dos freios , enquanto movimenta a direção para a direita e para a esquerda levemente, até conseguir retomar o controle do carro.

Em que outras situações o motorista deve redobrar os cuidados ao frear?

Estes são alguns dos casos mais comuns:

Sempre que o carro estiver carregado (nas viagens com a família e bagagens, por exemplo);
Durante a noite, quando a visibilidade fica bastante prejudicada;
Na descida de serras.

Nos longos trechos em declive, o correto é usar o freio motor. Basta engatar uma marcha mais reduzida, que segure o carro na descida. A mais indicada é a marcha que seria utilizada para subir a serra.

O uso do freio motor evita o desgaste excessivo, o superaquecimento e a perda momentânea dos freios por cansaço. Além de aumentar consideravelmente a estabilidade do veículo e a segurança do motorista nas descidas.

Freios ABS

O ABS (Antiblocking System) é um avançado sistema de freios desenvolvido para evitar o travamento das rodas nas freadas bruscas em velocidade. Sensores fixados a cada uma das rodas enviam sinais eletrônicos para um módulo de comando computadorizado que reduz, em frações de segundo, a pressão sobre as rodas prestes a se travarem. Com as rodas desbloqueadas, o carro permanece sob controle e tem menos possibilidade de derrapar ou deslizar, até em pistas molhadas.

Disco de Freio

O Disco de Freio é um componente do sistema de freios geralmente constituído de ferro fundido.

Disco de Freio Bruto

Disco de Freio Usinado

O Disco de Freio é montado sobre o cubo da roda e deve girar uniformemente, junto com ela e centralizado em relação às pastilhas do caliper.

Freio a disco no sistema

Freio a disco montado

São apresentados em dois tipos: Sólidos e Ventilados.

Disco de Freio Sólido

Disco de Freio Ventilado

Ambos

São usinados na pista de contato das pastilhas, porém, os discos ventilados possuem aletas de ventilação para um resfriamento mais rápido do atrito causado,
reduzindo o risco de super aquecimento das pastilhas.

O Disco de Freio trabalha em conjunto com o Freio a Disco ou Caliper.

Quando você pisa no pedal de freio …

Pedal de Freio Acionado

O conjunto de freios a disco pressiona as pastilhas contra a superfície do disco em movimento (com as rodas),
gerando atrito e, conseqüentemente diminuindo a rotação das rodas.

Sistema de Freios do Veículo (Vídeo)

Fonte: www.autobelli.com.br/www.envenenado.com.br/cfc1000milhas.vilabol.uol.com.br/www.trw.com.br