Sistemas de Freios, suspenção e direção
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Sistemas de Freios


APRESENTAÇÃO

Neste trabalho farei uma abordagem bastante clara e técnica no que se refere a sistema de freios, suspensão e direção.

INTRODUÇÃO

Os elementos que interessam na segurança do veículo são vários, mas quando se fala de segurança o item que logo vem em mente são os freios. O motor é um item de segurança quando analisado pelo ponto de vista de que, quanto melhor for a sua aceleração, mais facilmente será ultrapassado um veículo na estrada e, portanto, menos tempo ficará em posição insegura.

A suspensão também é importante para que o veículo conserve a sua estabilidade. De modo análogo, um chassi rígido e uma carroçaria com aerodinâmica permitem um melhor desempenho do veículo. Todavia, os freios são os elementos mais importantes.

Eles são projetados de maneira que dêem ao veículo uma capacidade de desaceleração várias vezes maiores que sua capacidade de aceleração. Porém, mesmo com essa capacidade alta de desaceleração, ainda assim o veículo percorre certa distância, antes de parar por completo.

Podemos citar duas razões porque isto ocorre: Em primeiro lugar, o motorista não freia o carro no mesmo instante em que vê o perigo. Sempre há uma reação atrasada. Em segundo lugar, como o carro esta a certa velocidade, mesmo depois de aplicado o freio, ele desloca-se por certa distância até parar. Logo à distância percorrida pelo veículo desde o momento que é visto o perigo até o carro parar, é a soma dos dois casos acima.

Tanto o sistema hidráulico quanto o pneumático são responsáveis pela interação da parte móvel com a parte fixa, e é deste contato que é gerado o atrito fator preponderante no sistema de freio. Por serem de vital importância, os freios de um automóvel exigem uma manutenção cuidadosa, principalmente no que se refere à manutenção preventiva (normalmente especificada a periodicidade no manual do fabricante).

DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES DO SISTEMA DE FREIO MECÂNICO:

  • Tambores de freio
  • Alavanca ou pedal de acionamento
  • Sapatas de freio
  • Cabos de acionamento

DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES DO SISTEMA DE FREIO HIDRÁULICO:

  • Pedal de freio
  • Servo freio ou hidrovácuo
  • Reservatório de fluido de freio
  • Fluido de freio
  • Cilindro mestre
  • Tubulações e flexíveis
  • Discos de freio (dianteiros e traseiros)
  • Tambores de freio (dianteiros e traseiros)
  • Pinças de freio (dianteiras e traseiras)
  • Cilindros de rodas (dianteiros e traseiros)
  • Pastilhas de freio
  • Sapatas e lonas de freio

DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES DE FREIO PNEUMÁTICO:

  • Compressor de ar
  • Reservatórios de ar
  • Válvula desumidificadora
  • Válvula reguladora de pressão
  • Válvula de quatro vias
  • Pedal de freio
  • Válvula de frenagem
  • Câmaras de freio
  • Câmaras de freio com mola acumuladora ou dupla

FUNCIONAMENTO DOS FREIOS

Os freios funcionam através de um sistema de mangueiras flexíveis e pequenos tubos de metal, por onde circula o fluido. É esse líquido, com alta resistência ao calor (ponto de ebulição em torno dos 260 graus centígrados), que transmite a pressão exercida no pedal até a roda, gerando atrito necessário para pará-las.

As rodas dianteiras exigem pressão maior para serem imobilizadas (é nessa parte que se encontra o peso do carro nas freadas). Ali, o atrito se dá entre as pastilhas de freio e os discos que se movimentam junto com as rodas. Nas traseiras, a fricção é entre as lonas de freios e os tambores. Como essas peças do sistema de freio são muito importantes para o pleno funcionamento do mesmo, se algumas dessas peças se mostra desgastada numa revisão, troque-a por uma nova imediatamente.

As sapatas ainda existem, mas são colocadas por dentro da roda. São usadas duas sapatas em cada roda, mas o sistema para fazê-las funcionar modificou-se: a roda do veículo é fixada ao tambor e este conjunto é montado sobre o eixo. Quando o eixo gira, gira o conjunto formado pela roda e tambor, enquanto se mantém fixo o conjunto formado pelo suporte e sapatas. Este conjunto não gira, é solidário ao chassi.

Para se aplicar o freio, um dispositivo especial faz o compressor das sapatas, empurrá-las para fora, contra o tambor. O atrito que surge diminui a rotação da roda.

Modernamente, a aplicação do freio faz-se por um sistema hidráulico. Quando se pisa no pedal do freio, este comprime o fluido hidráulico (óleo) e este fluido, por sua vez, empurra as sapatas contra o tambor. Este sistema é conhecido pelo nome de freios hidráulicos.

COMANDO HIDRÁULICO

Para compreender o funcionamento dos freios modernos, é preciso que se entenda o funcionamento do comando hidráulico.

Uma única pessoa consegue frear um veículo, mesmo sendo ele pesado. No entanto, para conseguir fazer esse veículo andar, é preciso de um motor com uma razoável potência.

O funcionamento do comando hidráulico baseia-se no fato de que, quando se comprime um fluido (usa-se óleo na maioria das vezes), a sua pressão estende-se a todos os lugares onde ele se encontra.

Quando se baixa o pistão pequeno, o óleo fica sob pressão e, como a pressão, se propaga por todo o óleo, ele chega até o pistão grande e o empurra para cima. O pistão pequeno precisa descer bastante, para que uma boa quantidade de óleo seja empurrada para o cilindro grande. Em conseqüência, o pistão grande será empurrado para cima. Porém ele se desloca pouca coisa, porque o volume de óleo que foi empurrado do cilindro pequeno para o grande ficará distribuído ao longo de um pistão bem maior e, portanto, a sua ação de deslocamento será pequena.

Entretanto, há uma grande vantagem no fato de a pressão distribuir-se ao longo de um pistão maior. A sua ação para cima se fará sobre todo o pistão. O resultado é uma força para cima bem maior do que a força para baixo, aplicada no pistão pequeno.

Em resumo, tem-se: de um lado, a aplicação de uma força pequena e um deslocamento grande e, do outro lado, o surgimento de uma força grande com um pequeno deslocamento. Podemos, portanto, com um pequeno esforço de um lado, criar uma força bastante grande do outro lado. É uma forma de ampliar a força.

ENERGIA

É a capacidade de executar um trabalho. A palavra energia, em Mecânica, tem um sentido semelhante àquele a que estamos acostumados. Quando dizemos que um homem tem muita energia, queremos dizer que ele é capaz de trabalhar bastante.

Em mecânica, costuma-se distinguir duas formas de energia mecânica: a energia cinética e a energia potencial.

A energia cinética é aquela que um corpo tem, porque possui certa velocidade. Quanto maior a velocidade, maior a energia que ele tem e, por conseguinte, maior a sua capacidade de executar um trabalho. O mesmo ocorre com relação a um corpo mais pesado.

Já a energia potencial, é a energia que um corpo possui, mas não aparenta. Segurando-se um livro a certa altura do chão, aparentemente o livro não tem energia. Mas se for solto, o livro será capaz de produzir algum trabalho, criando certa velocidade; isso comprova que ele tem energia cinética. Mas de onde terá vindo essa energia cinética, se, aparentemente, ele não tinha energia?
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A essa forma de energia que aparentemente não existe, mas que o corpo é capaz de transformar, conforme condições, é que se chama energia potencial

ATRITO

Força que surge entre dois corpos, quando um "esfrega" sobre o outro, força que tende a impedir o movimento. Em geral o atrito é indesejável, como por exemplo nos motores, onde ele é exclusivamente um obstáculo, que procura impedir o movimento e ao mesmo tempo gerar calor.

Para os freios, entretanto, o atrito é altamente desejável, pois é graças a ele que se consegue frear o veículo. Procura-se mesmo desenvolver materiais que sejam capazes de criar bastante atrito. Quanto mais atrito, melhor. Como muito calor é gerado, o material usado nos freios devem ser capazes de suportar altas temperaturas.

ATRITO ESTÁTICO E ATRITO DINÂMICO

Você já deve ter notado que é mais fácil um objeto continuar o seu movimento, do que iniciá-lo.

O atrito não é o mesmo, quando as partes que estão se "esfregando" se encontram paradas, ou quando estão em movimento uma em relação à outra.

O atrito existente quando as partes encontram-se paradas, chama-se atrito estático. Quando as partes se acham em movimento, tem-se o atrito dinâmico.

PNEU-ESTRADA

O atrito dos freios tem uma limitação que é o atrito existente entre o pneu e a estrada. Assim sendo, quem limita a freada máxima do veículo é o atrito entre o pneu e a estrada. Isto pode ser claramente notado ao dirigir-se em uma estrada molhada, quando então não se pode, de maneira alguma, aplicar completamente os freios.

FREIOS MECÂNICOS

Esta em desuso, sendo substituído pelo sistema hidráulico, que apresenta inúmeras vantagens.

Vamos aqui comentá-lo, apenas porque poderá ser encontrado eventualmente, em algum modelo antigo, e também porque, embora obsoleto, serve como entendimento aos modelos de freios hidráulicos, (normalmente nos freios de estacionamento).

As sapatas são colocadas na mesma posição do sistema hidráulico. Numa de suas extremidades, as sapatas podem girar em torno de um pino. A outra extremidade possui um excêntrico, que, quando puxado por um cabo de aço, gira e empurra as duas sapatas contra o tambor.

As duas sapatas têm as suas partes exteriores recobertas por um material especial, à base de amianto, para servir de breque. As "lonas" dos freios atritam contra os tambores, freando-os.

Ao soltar-se o cabo de aço, as duas sapatas são puxadas de volta para a sua posição anterior, por meio de uma mola. Quando se pisa no pedal de freio, este faz girar uma haste que puxa todos os cabos de aço, que simultaneamente vão para cada roda.

Nas motos temos o freio mecânico, acionado pelo pedal. O freio de mão dos veículos é do tipo mecânico. Ao puxar-se a alavanca, as lonas se abrem no interior do tambor. Nos caminhões, as sapatas comprimem-se contra o eixo cardã.

SISTEMA HIDRÁULICO

Quando se pisa no pedal de freio, este comprime o pistão de um cilindro (cilindro-mestre ou "burrinho"). Tem-se, então, a formação de pressão no óleo usado como fluido hidráulico. A pressão propaga-se por todo o sistema, através da tubulação existente, e chega às rodas. Em cada roda há um cilindro auxiliar. Quando a pressão o atinge, empurra o pistão existente no seu interior, o qual comprime às duas sapatas contra o tambor.

Quando se retira o pé do pedal, uma mola aí existente, e a própria pressão do óleo, faz o pedal e todos os pistões (do cilindro-mestre e dos secundários) retornarem à sua posição original.

Quando então você aplica a pressão no pedal do freio, ocorre uma ação por degraus, ou seja: inicialmente, a ação de frear é suave, mas, caso se pressione mais forte o pedal do freio, então as duas sapatas passam a segurar o tambor, aumentando a ação de frear.

RESERVATÓRIO DE FLUIDO DE FREIO

Responsável pelo armazenamento do fluido de freio do sistema, com a finalidade de abastecer todo o circuito de freio. Normalmente localiza-se sobre o cilindro mestre. Hoje em dia como todo cilindro mestre apresenta duas câmaras de pressão, são divididas em no mínimo duas partes. Mas em veículos equipados com sistema de embreagem hidráulica, podem apresentar três divisões, sendo que essa terceira, própria para alimentar o sistema hidráulico de embreagem.

Precauções sobre a sua manutenção devem ser tomadas, principalmente evitar sua lavagem com derivados de petróleo, pois se um deste entrar em contato com o cilindro mestre pode ocasionar a contaminação do mesmo, causando a dilatação de suas borrachas, e por sua vez ocasionando vazamento interno, travamento dos êmbolos do mesmo e até travamento das rodas.

FLUIDO DE FREIO

É o responsável pela transmissão de pressão gerada no cilindro mestre para os freios das rodas. Devemos fazer uma manutenção adequada ao tipo de fluido utilizado em cada tipo de sistema de freio, esta que esta dita no próprio manual do fabricante. Hoje em dia emprega-se dois tipos de fluidos de freio nos automóveis brasileiros, são eles: o fluido do tipo DOT3, e o fluido do tipo DOT4. O DOT3 já esta praticamente pelas montadoras no desuso, pois seu ponto de ebulição é muito baixo pela eficiência que se espera atualmente, em nossos veículos, seu ponto de ebulição esta na casa de 205 graus centígrados.

Enquanto o fluido DOT4, apresenta seu ponto de ebulição na casa de 245 graus centígrados, tornando mais especifico para as exigências atualmente, sendo que os sistemas de freio dos veículos importados por utilizarem na sua grande maioria o ABS, este atende muito melhor as exigências dos sistemas dos mesmos.

Suas composições, são soluções de álcoois, aditivos oleosos de origem vegetal, antiespumantes, anticongelantes, antivolatizantes e anticorrosivos.

O fluido para freios especial atende às especificações FMVSS – 116 DOT4, SAE J 1703, ABNT EB 155/1991 tipo 4 e tipo 5 e MBB – F 7760.30 tipo DOT4. O produto é recomendado para sistemas de freio de quaisquer veículos automotivos, nacionais e importados, que recomendem fluidos para freio do tipo DOT3 ou DOT4.

SERVO FREIO

Dispositivo instalado entre o pedal de freio e o cilindro mestre, tem por principal função ampliar a forca aplicada pelo condutor do veículo, sobre o pedal de freio através da diferença de pressão entre a pressão relativa e a pressão atmosférica, aumenta assim a forca de atuação do cilindro mestre. Com isso a forca aplicada sobre o pedal de freio poderá ser menor, garantindo maior conforto ao motorista. O servo freio não faz parte da linha hidráulica do veículo, ou seja, qualquer impureza como fluido de freio ou vapores de combustível que possam adentra-lo podem ocasionar defeitos ao mesmo.

O principal defeito do servo freio é o chamado "pedal duro", no qual a forca necessária para frear o veículo torna-se muito maior. Porém, não podemos condenar de imediato o servo freio antes de verificar a fonte de geração de pressão relativa, (coletor de admissão ou bomba de vácuo, etc), as mangueiras e a válvula de retenção.

O sistema hidrovácuo é retirado apenas em veículos destinados para competição, onde o motorista na realidade é um piloto experiente.

Quando o motor do veículo é desligado o servo freio (hidrovácuo) para de funcionar tornando o pedal do freio extremamente duro e prejudicando em muito a frenagem.

CILINDRO MESTRE

O cilindro-mestre é onde se gera a pressão do fluido hidráulico. Na linguagem comum dos mecânicos, é também conhecido como "burrinho".

No instante inicial em que o motorista pisa no pedal, o freio não exerce pronta ação. Em primeiro lugar, isto ocorre porque existe uma folga e, em seguida, porque o orifício de comunicação está aberto, permitindo que o óleo escape por aí, para o reservatório. Mas, à medida que o pistão se desloca, vai fechando este orifício; cada vez menos óleo passa para o reservatório e mais óleo é bombeado para a tubulação.

Tudo isso acontece muito rapidamente. Mas, graças a esse sistema, evita-se um tranco nos freios. Se não existisse o orifício, tão logo o pistão se deslocasse, a pressão se exerceria sobre as sapatas. Com o orifício, entretanto, a pressão passa a ser exercida mais suavemente, e não de uma única vez.

TUBULAÇÕES HIDRÁULICAS (FLEXÍVEIS E METÁLICAS)

É o sistema de comunicação entre os acionadores e atuadores do sistema de freio, responsável pela condução do fluido de freio por todo o sistema.

Resistentes as altas pressões exercidas nas mesmas, e as altas temperaturas envolvidas em todo o processo de frenagem do veículo.

PINÇAS DE FREIO

São os componentes que comprimem as pastilhas contra os discos de freio.

Sua estrutura é feita basicamente de ferro fundido, normalmente são compostas de um ou mais êmbolos de acionamento (simples ou duplas).Quando acionado o pedal de freio, o fluido é bombeado pela tubulação até os pistões das pinças, que se movem colocando assim as pastilhas de freio contra os discos de freio causando atrito, formando uma fricção assim parando o veículo.

O prazo para manutenção das pinças, normalmente é determinado no manual do fabricante. Mas deve-se fazer uma inspeção preventiva a cada 20.000 km, devendo-se a cada inspeção, fazer a substituição obrigatória do fluido de freio e demais componentes que apresentarem desgaste irregular ou prematuro.

Um dos defeitos mais comuns apresentados nas pinças de freio, é denominado "engripamento", o qual ocorre devido à oxidação, por contaminação decorrente do próprio fluido de freio.

TAMBORES DE FREIO OU CAMPANAS DE FREIO

Pode-se dizer que antigamente erra o mais utilizado, pois sua simplicidade de uso tanto mecanicamente como hidraulicamente, o tornava muito mais adequado em matéria de custo para os fabricantes de automóveis, diga-se de sua eficiência para a época também era muito adequado. Hoje em dia devido, a busca constante de melhorias esta o tornando, meio que inadequado para um uso que requer, muita eficiência. Hoje em dia o tambor de freio é mais utilizado nas rodas traseiras, pois sua baixa dissipação de calor e peso elevado acaba por afetar a eficácia da frenagem, na traseira o calor não se torna tão intenso, normalmente a atuação do freio nas rodas traseiras é considerado, como ponto de equilíbrio da frenagem, pois se diz que mais de 70 por cento da frenagem envolve as rodas dianteiras. Sua construção também como o disco de freio ocorre geralmente em ferro fundido.

CILINDROS DAS RODAS

Quase todos os veículos modernos possuem os cilindros das rodas dotados de dois pistões. Cada pistão é ligado a uma sapata, de maneira que, quando a pressão do óleo no seu interior aumenta, as duas sapatas são aplicadas simultaneamente contra o tambor.

Na parte interna, os pistões possuem uma gaxeta de borracha cada um, cuja finalidade é evitar a fuga de fluido hidráulico. Na parte externa, possui eles uma coifa de borracha, para evitar a entrada de poeira.

Quando o motorista tira o pé do pedal de freio, diminui a pressão do fluido e a mola das sapatas puxa-as de volta a sua posição inicial. Elas comprimem os pistões e estes expulsam o fluido, que retorna para a tubulação, em direção ao cilindro mestre.

SAPATAS E LONAS

As sapatas são as duas peças de aço que os cilindros das rodas empurram contra o tambor. Sobre as duas sapatas são rebitadas as chamadas "lonas" de freio.

As "lonas" são tiras de material especial, que são rebitadas contra as sapatas. Trata-se de material que deve resistir ao enorme calor e esforço mecânico que surge, quando se freia o carro. Em geral, consiste de uma mistura de cinqüenta por cento de amianto, quinze por cento de algodão, vinte e cinco por cento de arame e dez por cento de fluido de impregnação, para grudar tudo isso perfeitamente.

O amianto é usado, porque, além de ter um bom coeficiente de atrito, também resiste ao calor intenso que se forma. O algodão tem por finalidade permitir ao amianto uma estrutura de apoio, porque o amianto se desfia com facilidade. Porém, montado sobre o tecido de algodão, ele resiste melhor.

Esse conjunto amianto-algodão, entretanto, não tem resistência mecânica e, se as "lonas" fossem fabricadas apenas com isso, não durariam nada. Por isso, o tecido algodão leva, no seu interior, uma porção de fios de arame que lhe dão uma boa consistência, capaz de permitir essa vida longa que têm as "lonas" de freio.

Este sistema porém, parte para o desuso nos veículos leves e mais modernos.

FREIOS A DISCO

Dia a dia, os sistemas de freios vão se aperfeiçoando. Atualmente, atingiu-se um alto nível de perfeição, no qual para obter força elevada para comprimir as sapatas não é problema. O maior inimigo dos freios, na situação atual, é o calor gerado. Tanto é que o próprio material usados nos freios vem sendo alterado, procurando-se eliminar o algodão, e usando-se nas "lonas" quase somente amianto, arame e um plástico para colar os dois (sob calor). Consegue-se, assim, um material mais resistente ao calor, se bem que com menor coeficiente de atrito. O menor coeficiente de atrito pode ser compensado por freios que criem forças maiores, nas sapatas.

A parte de freio a disco funciona com pinças de freio que são responsáveis pelo atrito das pastilhas de freio com disco.

Sendo pratico e moderno por ser praticamente imune a ação da água, muito mais moderno e eficaz pois deixa os disco se secarem com facilidade quando em contato com água. Mais utilizados nas rodas dianteiras, pois é responsável por 70 por cento da frenagem do veículo.

Ainda assim, o calor constitui sério problema. Seu principal incoveniente, em relação aos materiais empregados, atualmente, é o fato de diminuir o coeficiente de atrito. Resulta disso que, numa freada muito forte e prolongada, as "lonas" se aquecem demasiado e perdem eficiência.

Por essa razão, os fabricantes procuraram partir para tipos de freios que pudessem ser resfriados mais rapidamente. Um freio que pode ser mantido mais frio será um freio mais eficiente. A ele se pode aplicar mais força, sem que se perca rendimento.

Por outro lado, o aluno deve estar lembrado de que o atrito dos freios não pode ser superior ao dos pneus com o solo. Porém, é possível utilizar-se pneus largos, com maior aderência. Isto possibilita o uso de freios mais eficientes.

Mas, como a resistência das "lonas" ao calor é limitada pelos materiais que se usam, encontra-se aqui outro obstáculo para que se consiga que os freios brequem melhor.

Você pode perceber, assim, a série de obstáculos que enfrentam os fabricantes – resistência ao calor, força, atrito, ventilação, pneus, etc. – para conseguirem obter bons freios.

Na situação atual de materiais, força, atrito, os fabricantes acharam uma saída no aumento da ventilação dos freios. Freios ventilados não aquecem tanto. Mas como ventilar? A solução achada foi aumentar a área de frenagem. Surgiram, daí, os chamados freios a disco.

Funcionam eles de maneira semelhante ao freio de uma bicicleta, que é constituído por duas sapatas laterais. Quando se aperta a alavanca de freio no guidão, as sapatas são pressionadas contra a roda. A área de atrito é relativamente pequena, apenas do tamanho da sapata. A área de ventilação é grande, pois é constituída pela roda inteira. Não que no caso das bicicletas haja necessidade de ventilação; não é o caso. Fazemos tais observações somente pelo fato de serem importantes, no caso dos automóveis.

Basicamente, o sistema usado nos automóveis é o mesmo; difere apenas no fato de que, em vez de comando mecânico, eles possuem comando hidráulico.

Sobre o eixo da roda, há um disco de aço (daí o nome de freio a disco), contra o qual são empurradas duas sapatas, por ação de dois cilindros de freios comandados da mesma maneira que o sistema de freio convencional, isto é, pela pressão criada no fluido hidráulico por meio de um cilindro mestre ligado ao pedal de freio.

De cada lado do disco há uma "lona", que é comprimida pelos pistões dos cilindros. Envolvendo os cilindros, existem dois anéis de borracha, um para recuperação do pistão e outro para evitar a fuga de óleo. A explicação do funcionamento dos dois logo será vista.

Os dois conjuntos aparecem no interior de uma caixa, que se monta sobre o disco, ou melhor, o disco gira no seu interior.

Quando se pisa no pedal de freio e se cria pressão no fluido hidráulico, os pistões comprimem as lonas contra o disco. Quando se alivia o pedal, acaba a pressão e os pistões retornam a sua posição, de maneira tal que as "lonas" fiquem apenas esfregando levemente contra o disco, sem entretanto, se desgastarem.

O elemento que faz os pistões retornarem a sua posição, depois de retirada a pressão do fluido hidráulico, é o anel de recuperação, em parte auxiliado pelo anel de vedação. Alguns veículos possuem apenas um anel de borracha, fazendo a ação simultânea de vedação e recuperação.

Quando se estabelece a pressão no fluido e este empurra o pistão , o anel de borracha deforma-se. Ao desaparecer a pressão do fluido, o anel de borracha empurra de volta o pistão. Como o curso do pistão é pequeno, esta deformação é suficiente para movimentá-lo.

PASTILHAS DE FREIO

São pecas normalmente fabricadas com material apropriado para sofrer fricção e fundidas a um corpo metálico, que lhes servem como suporte. São montadas com a superfície de atrito voltada para a face de atrito do disco de freio, da qual se distancia de 0,20 a 0,25 mm, ou, às vezes mantém um leve contato. Durante a frenagem, as pastilhas, impelidas pelos cilindros, pressionam o disco, de forma a criar o par de forca frenante necessária.

Alguns tipos de pastilhas, apresentam a superfície de fricção dotada de um rasgo, que tem a finalidade de facilitar a eliminação dos detritos formados durante as frenagens.

DISCOS DE FREIO

Os discos de freio são na sua maioria, fabricados em ferro fundido. Existem basicamente dois modelos muito utilizados, são eles: os discos de freio sólidos ou maciços, e os ventilados ou duplos. Hoje em dia, na grande maioria das montadoras, como os veículos tem grande potência, são mais utilizados os discos de freio ventilados (basicamente nas rodas dianteiras), pois os mesmos apresentam maior poder de resfriamento rápido em condições severas de frenagem. Não desconsiderando os discos maciços, pois são bastante utilizados nos sistemas de freio traseiros dos veículos modernos, pois os mesmos devido a grande potência exigem, uma frenagem muito eficiente.

Como apenas uma parte do disco é coberta pela pinça de freio, o disco é mais facilmente arrefecido pelo ar do que os tambores, assim se tornando mais eficientes em condições mais severas de frenagem, assim como também expelem muito mais rapidamente outros resíduos depositados em sua face. O disco expande-se com calor, mas ao contrário dos tambores que se afastam das sapatas, aproximam-se cada vez mais das pastilhas, para uma eficácia muito maior nas frenagens.


USO DOS FREIOS


É muito importante que o motorista conheça o uso adequado dos freios. Muito da vida dos freios, e mesmo do veículo, depende da maneira como eles são usados.

Muitos motoristas costumam dirigir seus veículos acelerando-os e freando-os bruscamente. Resulta sempre, daí, um desgaste excessivo dos componentes. Também não se deve deixar toda a capacidade de frear o veículo exclusivamente para os freios. O melhor é deixar o motor frear também e só desembrear, quando ele estiver em baixa velocidade, com marcha reduzida.

No que se refere a dirigir o veículo em montanhas, o mesmo se deve considerar. Nas descidas, deixar uma parte da capacidade de frear para o motor. Quando usado seguidamente nas descidas de serras, os freios esquentam em demasia, diminuindo sua capacidade e, o que é pior, podendo "queimar" as "lonas".

O aquecimento excessivo pode dilatar os tambores e assim resultar numa perda gradativa da ação dos freios.

Uma grande solução também encontrada para minimizar o problema com aquecimento dos freios, são os freios a disco ventilados e as pastilhas de freio com ventilação própria, diminuindo o atrito e as altas temperaturas nos freios.

A.B.S:

O sistema de freio de um veículo pode ser controlado também por um módulo eletrônico que regula as frenagens e evita o travamento do freio, em curvas com pista molhada, por exemplo.

Este sistema é conhecido mundialmente como ABS (Anti-lock Brake System), Sistema de Antitravamento de Freios. Este sistema começa a ser encontrado em vários veículos nacionais e importados, assim, como o freio a disco nas quatro rodas.

Em resumo, o sistema de antitravamento de freios é a mais sofisticada tecnologia, em se tratando de sistema de freios, que proporciona ao veículo a máxima eficiência na frenagem, sem considerar as condições do piso, para que o veículo mantenha sua trajetória mesmo em situações críticas.

Um tipo de ABS é composto de quatro sensores de rotação (em cada roda existe um), uma unidade de comando eletrônico (módulo) digital acoplado à um comando hidráulico para os circuitos de freio.

Todos os sistemas convencionais de freio (disco nas quatro rodas, nas dianteiras e tambor nas traseiras, etc.) podem ser adaptados e utilizar o ABS, mas, levamos ao conhecimento do aluno que é uma adaptação difícil, de alto custo e não muito segura, o ideal é que o próprio veículo já seja equipado com o ABS.

O ABS COMO ITEM DE SEGURANÇA


A maior vantagem do ABS é o seu princípio e seu funcionamento, ou seja, o antitravamento das rodas nas frenagens de emergência. Em todas situações, o motorista poderá "pisar" fundo no freio, com a máxima força, sem que haja o travamento das rodas. A segurança do condutor aumentará e a vida útil dos pneus se prolongará, pois os próprios pneus não serão arrastados sobre o solo.

Os sensores de rotação nas rodas informam a unidade de comando se haverá o travamento (bloqueio) de uma das rodas ou mais. A unidade (módulo) de comando impedirá este bloqueio, dando um conjunto de sinais ao comando hidráulico, que regulará a pressão do óleo de freio individualmente, em cada roda.

Assim, o motorista poderá frear o veículo ao máximo, sem que trave as rodas, proporcionando assim, uma boa dirigibilidade com tranqüilidade e segurança. O ABS permite que se aplique o freio com o máximo de força sobre o pedal ao contornar uma curva em alta velocidade mesmo com a pista molhada ou escorregadia, mantendo o total controle do veículo. Considerado pelos técnicos, o ABS é um importantíssimo avanço tecnológico rumo a segurança total dos condutores de veículos.

Em suma, demos aqui um informativo a respeito do ABS, pois qualquer reparo, deve ser feito por profissionais do ramo ou autorizados pelo fabricante.

RECOMENDAÇÕES SOBRE MANUTENÇÃO E LIMPEZA

Sempre que for feito qualquer reparo ou ajuste que exija a desmontagem de uma parte do sistema de freios, será necessário, posteriormente, completar o nível do fluido hidráulico no reservatório e proceder a sangria do sistema.

Os fluidos hidráulicos usados nos sistemas de freios são uma mistura especial, própria para funcionar no sistema. Deve-se usar exclusivamente produtos de alta qualidade. De preferência, usar sempre os recomendados pelo fabricante. Não use produtos desconhecidos. A composição dos fluidos é estruturada para que não ataque os componentes dos freios, particularmente as juntas, gaxetas e válvulas.

A limpeza das peças, quando desmontadas, não pode ser feita com querosene ou gasolina. Qualquer uso destes solventes poderá, posteriormente, atacar os componentes da borracha do sistema. A limpeza deve ser feita com álcool, mesmo assim, é preciso bastante cuidado, limpando-se as peças apenas quando desmontadas.

Antes de monta-las, assegurar-se de que estejam bem secas. O conjunto montado, porém, é difícil de ficar perfeitamente seco.

Se sobrar algum vestígio de álcool no sistema, ele poderá vaporizar-se mais tarde, quando, em serviço, o fluido se esquentar.

Dará formação, nesse caso, a uma bolha de vapor, perdendo o fluido sua compressibilidade e ficando com aquela característica esponjosa de quando existe ar no sistema.

A sangria não resolverá o problema, porque assim que o fluido esfriar, o álcool se condensará, ficando dissolvido no fluido. Só a troca completa de todo o fluido do sistema poderá sanar essa dificuldade. Para limpeza do conjunto montado, o recomendável é usar o próprio fluido hidráulico.

Os cilindros mestres e os cilindros das rodas, quando novos, não devem ficar estocados mais do que seis meses, devendo ser guardado em lugar seco e arejado, onde não haja poeira. As peças de borracha não podem ficar expostas à luz solar.

Esta as ataca fazendo-as perder a sua elasticidade. Em hipótese alguma, deveram entrar em contato com graxa comum, óleo, gasolina ou água. Se for necessário protegê-las com graxa, só se deve usar graxa especial para lubrificação de freios, a qual não ataca esses materiais.

Sempre que receber algum componente de freio para estoque, é preciso tomar a precaução de marcar a data, para controles futuros.

ANÁLISE DE DEFEITOS

Segue, então, uma relação dos principais defeitos que costumam ocorrer no sistema de freios, as suas causas e como repará-los.

Pedal do freio vai até o assoalho.

Trata-se de desgaste das "lonas". Gradativamente, o material das "lonas" vai se desgastando, e as sapatas precisam executar um percurso maior, até encostarem no tambor.

Em geral basta regular as sapatas, por meio da coroa dentada ou came, de maneira que o curso do pedal chegue até a metade do curso total do assoalho.

O pedal do freio tem ação "esponjosa".

O motorista pisa no pedal, mas o veículo não freia normalmente. É preciso pisar mas forte.

Em geral, isso ocorre pelo fato de existir ar, no sistema de freios. É necessário sangrá-lo.

Embora as sapatas tenham sido ajustadas e o sistema tenha sido sangrado, ainda assim o pedal quando pressionado chega até o assoalho.

Isto pode ocorrer se a graxeta do pistão do cilindro-mestre está defeituosa. Então, quando se pressiona o pedal, ao invés do fluido seguir pelas tubulações, ele retorna pelos lados da graxeta, passa pelo orifício do pistão e sobe para o reservatório. Pelo orifício atrás do pistão. Deverá ser trocado o "reparo" do cilindro-mestre.

Alguma sujeira que se tenha depositado no cilindro-mestre poderá também ser responsável pelo defeito.

É preciso pisar várias vezes seguidas, bombear no pedal de freio, para se conseguir que ele funcione.

Isto pode ser provocado pela existência de ar no sistema, o qual deverá, ser sangrado.

Pode ocorrer a mesma falha se houver uma fuga parcial de fluido hidráulico pelos lados da graxeta do pistão do cilindro-mestre. O reparo do cilindro-mestre deverá ser trocado.

Depois que o freio funcionou, continuando a pisar no pedal, ele vai cedendo gradativamente, até encostar no assoalho.

Em geral, trata-se de fuga de fluido pelas peças de borracha, particularmente a graxeta do pistão do cilindro-mestre.

Deve-se desmontar o cilindro-mestre, limpa-lo perfeitamente e trocar a graxeta, válvula e mola ("reparo" do cilindro-mestre).

Mais grave que isso é o caso de "lonas" com óleo ou graxa, pois elas ficam impregnadas de tal maneira que, mesmo sendo lavadas com gasolina ou querosene, não se consegue tirá-los. Remove-se apenas a parte de cima. Ao ser aplicada novamente a sapata contra o tambor, o calor gerado pelo atrito fará o óleo e a graxa que estavam no interior da "lona" venham para fora. Novamente o freio perderá a ação.

Por essa razão, quando se constata que as "lonas" estão impregnadas de óleo ou graxa, devem-se substituí-las por novas.

Os freios funcionaram mal, também, se as lonas não forem adequadas ao veículo. Por isso, deve-se usar exclusivamente material indicado pelo fabricante e nunca de procedência desconhecida.

O freio emperra, quando se está dirigindo.

De repente, numa freada, as quatro rodas, ou algumas delas, ficam bloqueadas e não se consegue desaplicar a ação do freio.

Isto acontece quando, por algum motivo, a pressão na tubulação subiu e não se consegue que ela diminua.

Então os cilindros das rodas aplicam as sapatas e, como a pressão não cai, as sapatas ficam permanentemente aplicadas.

Antes de mais nada, é preciso aliviar a pressão do sistema, para que se possa conduzir o veículo para um local mais adequado.

Basta, então, desapertar alguma conexão, de preferência a de algum cilindro para que estes fiquem aliviados e os pistões se retraiam. Com isso, as sapatas se desencostam dos tambores e o carro pode ser manobrado (com cuidado).

A causa mais freqüente desse emperramento dos freios, todos ao mesmo tempo, é a obstrução do orifício de comunicação entre o cilindro-mestre o reservatório de fluido.

Quando se pisa no pedal de freio, ele empurra o pistão para a frente, o que dá pressão no fluido e faz o sistema funcionar, freando o veículo. Porém, se o orifício de comunicação está obstruído (por sujeira ou mesmo porque a graxeta do pistão está se deteriorando), o pistão não consegue retornar e fica bloqueado nessa posição. O cilindro-mestre deverá ser desmontado. O orifício deverá ser limpo com ar comprimido, e qualquer rebarba eliminada. A graxeta deverá ser substituída.

Outra causa desse defeito é o uso de fluido hidráulico inadequado, ou porque sua viscosidade não é apropriada, ou porque o fluido ataca as peças de borracha do sistema, criando impurezas que se dispersão nele.

Pode ainda ser causa dessa obstrução uma regulagem deficiente do curso livre do pedal de freio.

Conforme devemos estar lembrados, ao curso livre do pedal corresponde uma folga entre o pistão do cilindro-mestre e a sua haste de acionamento, folga necessária para garantir que o pistão, na sua posição de repouso (isto é, encostado na haste), não obstrua o orifício de comunicação.

Se, entretanto, o curso livre do pedal for mal regulado, isto é, se ele for muito pequeno, pode ocorrer que, quando o pedal estiver aliviado, o pistão não tenha desobstruído o orifício de comunicação.

Os freios operam com desigualdade.

Freios regulados desigualmente são a primeira suspeita. Regule as sapatas com uniformidade.

Outras causas também podem motivar desigualdade na ação dos freios. São elas:

Tambor de freio excêntrico. Deverá ser torneado.

Pneus com pressão inadequada. Deveram ser calibrados.

Pneus gastos ("carecas"). Deveram ser substituídos.

Óleo ou graxa na "lona". Substituí-la. Quando substituir a "lona", fazer isso com a sua companheira (outra "lona") do mesmo eixo.

Os freios rangem e tendem a ficar presos.

Isso pode ser provocado por lonas mal rebitadas ou então já gastas. Tanto num caso como no outro, o que ocorre é que o rebite fica esfregando contra o tambor. Além do veículo frenar mal, se não for dada uma solução imediata, com quase toda certeza será também necessário tornear o tambor, que terá ficado, então, todo riscado por rebites.

Podem ocorrer ruídos também, se as extremidades das "lonas" estiverem com rebarbas ou levantadas. Recomenda-se, por isso, que elas tenham as suas extremidades chanfradas.

Pode ainda ser causa do ruído o fato do tambor está excêntrico, devendo então ser torneado.

Alguns ou todos tambores se aquecem.

A folga entre a sapata e o tambor é pequena, e a "lona" fica constantemente se esfregando contra o tambor, mesmo que não se esteja pisando no pedal de freio. Estão a exigir uma regulagem.

Se o aquecimento se dá apenas nas rodas traseiras, deve se suspeitar do freio de estacionamento.

Sujeiras nas sapatas ou molas de retorno fracas também podem ser as causas do problema.

Algumas explicações adicionais.

Os veículos modernos são dotados de uma regulagem automática. Isto permite que em alguns casos, mesmo com o desgaste da "lona", o pedal permaneça alto. Em outros casos, essa regulagem é processada quando se freia em marcha ré. Nota-se portanto, que eles apresentam uma auto-regulagem.

Tal regulagem ocorre somente nas rodas traseiras. As rodas dianteiras, dotadas de freio a disco, são reguladas à medida que acontece o desgaste das pastilhas.

Existem determinadas marcas de veículos em que as lonas traseiras são reguladas com o auxílio de uma chave de fenda, como já vimos. Nas rodas dianteiras, tal processo não é necessário, pois elas, possuem freio a disco, tendo sua regulagem automática.


SISTEMA DE FREIO PNEUMÁTICO

Funcionamento:

O motor em funcionamento, aciona um compressor, que por sua vez fornece ar para os reservatórios, que armazenam esse ar comprimido, até que por uma ação do condutor do veículo libera o uso desse ar comprimido, para o acionamento de câmaras especificas de freio. Tudo isso devidamente controlado por válvulas principais, válvulas auxiliares, tubulações, conexões, atuadores e reguladores de pressão, atuando em conjunto dentro de um circuito pneumático de freios.

Todo esse controle passa-se ao condutor do veículo através de manômetros instalados no interior do veículo, que indicam qualquer alteração ocorrida no sistema, através de sinais sonoros ou visuais, que indicam queda ou alteração de pressão dentro do circuito de freio pneumático.

Existe ainda nos veículos pesados, que normalmente são os que usam o sistema pneumático de freio, um sistema de segurança que é acionado caso ocorra uma queda brusca de pressão, que por sua vez faz o travamento mecanicamente das rodas traseiras do veículo.

COMPRESSOR DE AR

O compressor de ar dos sistemas de freio pneumáticos, é o responsável pelo bombeamento do ar até os reservatórios acumuladores. Podemos dizer que basicamente, existem dois tipos, de compressores de ar, são eles o de um pistão e o de dois pistões. Normalmente estão alojados junto ao motor dos veículos pesados, e são movimentados por correias ou pelo, próprio grupo de engrenagens sincronizadoras do motor.

Compostos de pistões, anéis, virabrequim, bronzinas e cabeçote, digamos que assemelham a um motor. Por isso devemos em sua manutenção tomar, as mesmas precauções, que temos para reparar um motor de combustão interna.

RESERVATÓRIOS ACUMULADORES DE AR

Estes têm uma função muito simples, armazenar o ar comprimido bobeado pelo compressor, para quando necessário ser utilizado do circuito pneumático, do veiculo. Podemos ressaltar que estes também estão ligados a manutenção, direta do sistema, pois se apresentarem qualquer tipo de anormalidade em sua, construção devem ser substituídos imediatamente para evitar qualquer dano ao funcionamento do sistema.

VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO

Sua principal função é regular a pressão, que se formara dentro dos reservatórios de ar, pois uma vez atingida a pressão ideal dentro dos reservatórios de ar, esta válvula desencadeia uma pressão sobre a válvula de segurança, localizada no cabeçote do compressor fazendo o mesmo para de bombear o ar para os, reservatórios e abrindo uma passagem de ar livre para a atmosfera. Também a casos que o compressor não apresenta essas válvulas de segurança, nesses casos a própria válvula se encarrega de lançar para atmosfera a pressão excedente.

VÁLVULA DE FRENAGEM

Acoplada ao pedal de freio tem a função de liberar, o ar existente nos reservatórios de freio, através do comando do condutor, para as câmaras de freio, acionando assim as sapatas de freio, para efetuarem a parada do veículo. Por sua vez esta distribui de forma uniforme, o ar necessário para cada circuito individualmente.

VÁLVULA DO FREIO DE SERVIÇO

Utilizada normalmente em conjunto com o pedal de freio, e serve para aplicar e desaplicar os freios das rodas dianteiras e traseiras, e manda um sinal para luz de freio. Esta válvula tem entradas, saídas e comandos de ar que segue uma ordem numérica.

1 – 11, 12, 13 - Entrada de ar para comandar os freios dianteiros, traseiros e também os freios do semi-reboque.

2 – 21, 22, 23 – Saída de ar para acionar os freios dianteiros, traseiros e também os freios do semi-reboque.

3 – 31, 32, 33 – Descarga de ar através de válvulas auxiliares.

4 – 41, 42, 43 – Comando para freios dianteiros, traseiros e também os freios do semi-reboque, a posição 43 serve para dar equilíbrio a válvula relê e receber o ar contínuo do reservatório.

VÁLVULA DO FREIO DE ESTACIONAMENTO

Quando esta é acionada, descarrega o ar comprimido da câmara de freio estacionamento, o freio é aplicado pela tensão da mola da câmara de freio de estacionamento. Quando esta desacionada, libera o ar comprimido do reservatório destinado ao freio de estacionamento, que por sua vez pressiona a mola e desaplica o freio de estacionamento. Podemos concluir que quando a pressão, na câmara de freio de estacionamento, pela mola acumuladora o freio esta acionado. Quando esta estiver sobre a pressão pneumática, a mola acumuladora estará comprimida e por conseqüência o freio de estacionamento estará desacionado, podendo por sua vez o veículo movimentar-se livremente ao comando do condutor.

VÁLVULA RELÊ

Sua função é dar uma resposta rápida ao freio do semi-reboque, e não frear primeiro as rodas dianteiras para depois frear as rodas traseiras.

VÁLVULA DESUMIDIFICADORA OU SECADORA

Em circuitos pneumáticos tornou-se indispensável o uso de uma válvula desumidificadora, pois a própria tem impurezas que podem contaminar o circuito. Para isso se faz necessário o uso de uma válvula secadora ou desumidificadora.

Existem dois tipos de válvulas secadoras, são as do tipo simples e as do tipo duplas. As do tipo duplas se diferem por conter duas cúpulas onde se localiza o material desumificador.

VÁLVULA PROTETORA DE QUATRO VIAS

Tem por função dividir o sistema de freio pneumático em quatro circuitos independentes, priorizando por sua vez primeiro o circuito dianteiro, em seqüência o traseiro, depois o semi-reboque e por ultimo o circuito de acessórios. Em caso de ruptura de uma mangueira ou conexão em dos sistemas citados, por intermédio dessa válvula será priorizada a pressão para os circuitos, de maneira, que os mesmos não sofram quaisquer alterações em seu funcionamento.

Esta possui uma ordem numérica em suas quatro saídas, que corresponde à proteção dos freios dianteiros, traseiros, semi-reboque e acessórios.

Segue uma seqüência numérica de utilização:

21 : Saída com proteção para freio traseiro do cavalo trator.

22 : Saída com proteção para freio dianteiro.

23 : Saída com proteção para freio de estacionamento do cavalo trator e semi-reboque.

24 : Saída com proteção para acessórios tais como bancos, embreagem, rodoar, etc.

CÂMARAS DE FREIO

Pode-se dizer que existem basicamente dois tipos de câmaras de freio, as do tipo simples; normalmente utilizadas nas rodas dianteiras dos veículos pesados. E as do tipo duplas ou compostas, que por sua vez além de acionarem o freio de serviço, também acionam por um comando individual o freio, de estacionamento, são colocadas nas rodas traseiras dos veículos pesados e ate mesmo nas rodas do semi-reboque.

CÂMARA DE FREIO COM MOLA ACUMULADORA OU DUPLA

Utilizada para acionar tanto o freio de serviço, como o freio de estacionamento, normalmente encontra-se nas rodas traseiras do cavalo trator, e algumas vezes nas rodas do semi-reboque.

Existe em seu interior uma mola acumuladora, que quando comprimida pelo ar chega a ter seu peso avaliado em cerca de 3.000 Kg, portanto deverá se tomar cuidados extremos ao se fazer a manutenção da câmara de freio com mola acumuladora.

DIREÇÃO

Quando movimentamos o volante do veículo, as rodas esterçam. Porém, existe uma série de componentes entre o volante e as rodas, para que isto seja possível: o volante, a coluna de direção, o mecanismo (caixa de direção) e braços de direção.

São requisitos fundamentais em qualquer mecanismo de direção, a facilidade de manobra e a tendência das rodas da frente se endireitarem após descreverem uma curva.

O sistema de direção de um automóvel afeta itens importantes como: segurança, conforto, desgaste de pneus e trajetória.

Algo que nunca imaginamos, acontece quando viramos uma esquina. Para que o carro possa fazer uma curva de maneira suave, cada roda deve percorrer uma trajetória deferente. A roda interna percorre um circulo menor; enquanto a externa, um maior.

Dependendo do peso do automóvel, a caixa de direção permite um grau de redução do esforço do motorista.

TIPOS DE DIREÇÃO

Vários tipos de caixas de direção já foram utilizados ao longo dos anos. Vamos apresentar os mais comuns:

PINHÃO E CREMALHEIRA

Neste sistema, uma cremalheira é movida por um pequeno pinhão, existente na extremidade inferior da coluna de direção. Quando se gira o volante, a cremalheira move-se para um ou para outro lado, sendo este, movimento transmitido às barras de direção. O sistema de direção do tipo pinhão e cremalheira é simples e de dimensões compactas, além de apresentar bom amortecimento interno, absorvendo vibrações.

ESFERAS RECIRCULANTES

Consiste em um parafuso sem fim e uma rosca. O contato entre o parafuso e rosca ocorre por meio de esferas, agindo como rolamento, diminuindo assim o esforço do motorista. O movimento da rosca é transferido para as barras de3 direção que estão ligadas às rodas. Este tipo é muito utilizado em veículos grandes e comerciais.

RELAÇÃO DE ESTERÇAMENTO

Também conhecida como relação de direção, é definida como sendo : numero de rotações do volante e o quanto a rosca esterça. Esta relação considera os ângulos do volante e roda. Quando damos uma volta completa no volante (360º), e a roda esterça 20º, temos uma divisão 360/20= 18,0:1.

Este numero é interessante, para que possamos analisar a característica do sistema de direção que estamos utilizando.

Quanto maior a relação significa que será necessário dar mais voltas no volante par o mesmo esterçamento da roda. Entretanto, significa que a direção é mais leve, do que aquela com uma relação menor.

Em veículos mais leves, têm-se relações de esterçamento mais baixas do que nos veículos grandes ou caminhões. Isto resulta em direções mais sensíveis e rápidas.

Alguns veículos tem relação variável, obtida através da mudança do numero de dente por centímetro, ao longo da cremalheira. Com isto, tem-se uma relação mista.

  • No centro da cremalheira a relação é menor - direção mais rápida e sensível, quando conduzindo o veículo em linha reta.
  • Nas extremidades da cremalheira a relação é maior – direção torna-se mais leve nos limites do esterçamento.

Na maioria dos veículos é necessário de 3 a 4 voltas do volante para a direção ir de batente a batente.


COLUNA DE DIREÇÃO

Aloja o eixo da direção e serve de apoio a este. Pode ser ajustável, deslocando-se para cima e para baixo ou inclinando-se para adaptar-se a estatura do motorista. A coluna e o volante tem sido nossa últimos anos, alvo dos engenheiros de segurança veicular. A razão é que além de servirem para esterçar as rodas, também são importantes itens na segurança. Devido a eles, muitas vidas foram perdidas, pois o conjunto avançava no peito do motorista, causando acidentes fatais. Assim, os técnicos desenvolveram os volantes que desmontam. As colunas são telescópica ou colapsáveis. Tudo isso para evitar a invasão do habitáculo, protegendo o motorista.

DIREÇÃO COM ASSISTÊNCIA HIDRÁULICA

Com o objetivo de diminuir o esforço no volante, aumentando o conforto e comodidade, foi desenvolvido o sistema com assistência hidráulica.

Constitui-se de um sistema hidráulico, possuindo uma bomba, que é acionada pelo motor através de correias, que por sua vez acionam um cilindro de duplo efeito. Em ambos os casos, a força hidráulica é aplicada ao sistema de direção, auxiliando a diminuição do esforço do volante.

DIREÇÃO COM ASSISTÊNCIA HIDRÁULICA VARIÁVEL

Este sistema reduz o volume de fluido hidráulico, conforme o aumento da velocidade do veículo. Nesta situação, a direção fica mais pesada, melhorando o controle da direção em altas velocidades.

DIREÇÃO COM ASSISTÊNCIA ELÉTRO-HIDRÁULICA

Este novo sistema utiliza um motor elétrico para pressurizar o sistema hidráulico. Assim, a bomba hidráulica deixa de ser acionada por correias, o que reduz a potencia despendida para tal. O beneficio é maior economia de combustível.

DIREÇÃO COM ASSISTÊNCIA ELÉTRICA

O sistema de direção é assistido por um motor elétrico. Este pode ser comandado por uma central eletrônica, que pode variar a velocidade do motor, alternando assim a quantidade de esforço no volante.

O sistema só entra em operação quando o motorista aciona o volante. As vantagens são: maior economia de combustível, melhor adequação a condição de uso e diminuição de espaço e peso, quando comparado ao sistema com assistência eletro-hidráulica.

DIREÇÃO ELETRÔNICA

Alguns poucos tipos de veículos já experimentam a direção totalmente sem conexão mecânica do volante com o mecanismo de acionamento. Neste tipo, o motorista, ao esterçar o volante, estará comunicando a uma central eletrônica que por sua vez enviará sinais para acionar o sistema de direção, normalmente elétrico. Os sistemas comandados eletronicamente, conhecidos como "by wire", vem sendo cada vez mais utilizados nos automóveis. O mais comum é o sistema de acionamento do pedal do acelerador. Este sistema de direção apresenta todas as vantagens do sistema elétrico, além da redução das vibrações e melhor monitoramento do sistema de direção.

SUSPENSÃO

A suspensão ou ligação ao solo é um conjunto de órgãos mecânicos que em um automóvel, unem as rodas á estrutura principal.

Como as superfícies ou estradas não são lisas ou regulares, para que seja preservada a integridade física dos ocupantes dando estabilidade e conforto, é necessária a adoção destes órgãos, a fim de estabelece uma ligação flexível entre a massa suspensa (chassis /carroceria) com a massa não suspensa (eixo e rodas). Além de estar diretamente ligada ao conforto, a suspensão também é um item de segurança, pois contribui para assegurar a dirigibilidade e estabilidade direcional do veículo.

Existem inúmeros tipos e projetos de suspensões, porém todas desde as mais complexas até as mais elementares, são constituídas de elementos flexíveis (mola, barra de torção, borracha, gás, fluido hidráulico) e condutores mecânicos barras de direções, braços de apoio, suportes e conjunto agregado.,

MOLAS

Tem a função de proteger a carroceria e os ocupantes contra solavancos provocados pelas irregularidades do piso. As molas são acumuladores de energia, ao serem acionadas absorvem energia elástica, que é liberada quando elas voltam ao normal.

TIPOS DE MOLAS

As três mais conhecidas são:

MOLA HELICOIDAL OU ESPIRAL

Consiste de uma barra de aço em forma helicoidal, que sofre torção. É altamente flexível e muito eficaz no armazenamento de energia, momento em que o conjunto é submetido a compressão. A sua extremidade superior está ligada a massa suspensa (chassis/carroceria) e a inferior a massa não suspensa (elementos que mantém contato com o solo), que podem ser braços ou eixos de suspensão. São normalmente utilizadas em veículos leves e de passeio.

BARRA DE TORÇÃO:

Uma variação da helicoidal. Consiste de uma haste, que é fixa em uma extremidade a massa suspensa (chassis/carroceria) e a outra extremidade ligada a massa não suspensa (elementos que mantém contato com o solo), que podem ser braços ou eixos de suspensão.

Algumas vantagens da mola helicoidal:

Disponibiliza uma melhor área útil para o porta-malas,

Apresenta uma durabilidade maior,

Possibilita corrigir a altura de suspensão de forma prática e rápida.

MOLA SEMI-ELIPTICA OU FEIXE DE MOLAS

Tem as duas extremidades apoiadas na massa suspensa (chassis/carroceria) e sua parte central fixada a massa não suspensa (eixo).


AMORTECEDOR

Sua função é conter a distenção natural da mola, de modo a dissipar a energia acumulada na fase de compressão (momento de absorção das irregularidades).

O amortecedor se opõe as velocidades do movimento da massa suspensa, contribuindo assim para a estabilidade do veículo.

Os primeiros amortecedores se baseavam em atrito de um ou vários discos, mas devido as constantes exigências de desempenho dos veículos , os mesmos forma substituídos pelos sistemas hidráulicos.

Neste tipo de amortecedor, o movimento de um êmbolo faz com que o fluido hidráulico se comunique entre duas câmaras através de válvulas ou orifícios calibrados. A dificuldade do mesmo em estabelecer esta comunicação promove uma resistência mecânica, causando assim o efeito de amortecimento, necessário a suspensão.

Conforme a aplicação do veículo, o tipo de amortecedor pode ter a seguinte configuração:

Clássica – Aplicação visando conforto e estabilidade:

Maior curso e maciez no amortecimento.

Esportiva - aplicação visando estabilidade e altas velocidades;

Menor curso e dureza no amortecimento.

Pode-se também, através de uma unidade central eletrônica e amortecedores especiais, em um mesmo veículo ter disponíveis as duas aplicações.

Ex: Em baixas velocidades, onde o compromisso é o conforto, o amortecimento está na condição clássica (maior curso e maciez no amortecimento). Com o aumento progressivo da velocidade em busca de altas performances, a UCE, através de comandos em componentes específicos, modifica a calibragem do amortecedor, também de forma progressiva (menor curso e dureza no amortecimento), para que este atenda agora o compromisso com a condição esportiva do veículo.

Obs. estes recursos eletrônicos possibilitam também que o condutor selecione manualmente o modo de atuação nas duas extremidades:

Condição de conforto

Condição esportiva

BARRA ESTABILIZADORA

Liga elasticamente as rodas de um mesmo eixo, permitindo a distribuição diferente das cargas entre as rodas. Quando as rodas sobem ou descem simultaneamente, a barra não exerce nenhum efeito sobre o conjunto. Entretanto, se apenas uma das rodas se movimentar, a barra reage torcendo, aumentando a rigidez do conjunto. Este efeito aumenta a estabilidade do veiculo, pois evita que a massa suspensa (carroceria), se incline, principalmente nas curvas. Chama-se estabilizadora justamente por limitar a inclinação lateral do veículo.

TIPOS DE SUSPENSÃO

Os veículos utilizam suspensões diferentes na dianteira e traseira. Para fins didáticos, podemos classificá-las em três tipos básicos: independentes, dependentes (rígidas) e semi - independentes.

Independentes:

Cada roda está ligada à massa suspensa (chassis/carroceria), por seu próprio mecanismo de molas e braços. O movimento de uma roda não interfere na outra.

Dependentes (rígidas):

As rodas são interligadas por um eixo rígido. O movimento de uma roda interfere na outra.

Semi-independentes:

As rodas são interligadas através de um perfil, que pode sofrer ação torcional. O movimento de uma roda interfere na outra, porém, podem movimentar-se com certo grau de liberdade.

Suspensões dianteiras e traseiras

Suspensões dianteiras:
A maioria dos veículos utiliza suspensões do tipo independente na dianteira. O fato de cada uma da rodas dianteiras possuírem uma suspensão independente melhora a dirigibilidade, aumenta o conforto e a estabilidade.

Tipo mac Pherson (independente)
Esta suspensão apresenta um braço triangular simples, com um tirante em diagonal, que aloja o amortecedor (dentro da mola helicoidal). Este sistema apresenta grande simplicidade mecânica e peças móveis leves que ajudam as rodas a anular os choques provocados pelas irregularidades do pavimento, além de evitar sua excessiva inclinação lateral. Alguns veículos a utilizam também na traseira.

Tipo braços articulados
Também conhecida como triângulos articulados duplos (bandeja superior e inferior), foi o sistema utilizados durante muitos anos, até o advento MacPherson. O amortecedor pode ser montado dentro ou fora da mola helicoidal. A roda está apoiada em um braço (manga de eixo), que por sua vez é suportado por bandejas (triângulos) superior e inferior, que articulam fixados na massa suspensa (chassis/carroceria).

Tipo barra de torção
Em alguns tipos de suspensão de braços articulados, a mola helicoidal é substituída por uma barra de torção. Este tipo é muito utilizado em pickups, graças a sua maior capacidade de carga, resistência e durabilidade.

Suspensões traseiras

O compromisso com o conforto e a capacidade de carga é o grande desafio dos técnicos os projetos das suspensões traseiras. A suspensão deve atender as condições de carga para apenas um passageiro ou carregado. Isto tudo, considerando conforto e estabilidade. Para resolver tais dificuldades, utiliza-se uma gama de tipos de suspensões que vão desde as independentes até as independentes.

Independente

Permite o movimento em separado das rodas; quando uma roda passa por obstáculo, a outra praticamente não recebe esforços ou reações. Cada roda está ligada ao chassis/carroceria por seu próprio mecanismo de molas e braços. O movimento de uma roda não interfere na outra. Podem ser utilizados tanto na dianteira como na traseira. Praticamente todos os veículos atuais utilizam suspensões independentes na dianteira e alguns na traseira.

Semi - independentes

O sistema tem braços que suportam as rodas individualmente, agindo como uma suspensão independente. Os braços são interligados através de um perfil, que pode sofrer ação torcional. Este age como uma barra estabilizadora. O perfil, normalmente no formato U ou V, por sua vez, permite que as rodas esquerda e direita trabalhem com certo grau de independência, conferindo ao conjunto um rendimento satisfatório, principalmente nas curvas.

Dependente ou de eixo rígido

Consiste de um eixo rígido, com molas semi-elípticas (feixe de molas) montadas nas extremidades do eixo. Este sistema é conhecido também como sistema Hotchkiss. As molas podem ser também do tipo helicoidais, comum nos veículos de tração traseira mais tradicionais e na dianteira de caminhões e automóveis antigos. Tem o inconveniente de transmitir esforços de uma roda para outra, quando uma delas passa por buracos ou obstáculos.

Com o objetivo de melhorar principalmente o conforto dos ocupantes, as suspensões modernas não estão fixadas diretamente a carroceria. Estruturas conhecidas como sub-chassis servem de suporte para os conjuntos. Estes sub-chassis, por sua vez, estão fixados a carroceria através de buchas ou coxins de borracha, isolando o ruído e a vibração, proveniente das irregularidades do piso.

Atualmente a eletrônica e a hidráulica tem colaborado para os novos sistemas de suspensão. Molas pneumáticas, controladas por sensores eletrônicos, mantém a altura do veiculo ao solo constante, independente da carga. Se a estrada apresenta irregularidades, o motorista pode ajustar a altura. A partir de velocidades mais altas, os sistemas eletrônicos entram em ação, diminuindo a altura, para melhorar a aerodinâmica e a estabilidade do veiculo.


PNEUS E RODAS

RODAS

A roda tem a função de acomodar o pneu, transmitindo o torque que vem do sistema de transmissão, através do pneu, até o solo. Muitas vezes não é dada a devida importância para este componente do veículo. As rodas podem comprometer, desde o desempenho até a segurança do automóvel.

A roda de um automóvel deve ser resistente, leve, bem equilibrada, elástica sob a ação de determinadas forças e rígida sob a ação de outras.

Apresentam os mais diversos desenhos e dimensões, porém sempre em dois tipos básicos: aço estampado ou metal fundido.

As do tipo estampadas são as mais comuns, graças ao custo reduzido e facilidade de fabricação. Nas do tipo fundido, podemos encontrar as de liga de alumínio e também de magnésio. Estas têm o custo mais elevado, porém apresentam menor peso.

A largura ou tala e o diâmetro ou aro são as dimensões mais importantes em uma roda:

6 j x 13

6 = largura (tala) da roda (medida em polegadas)
J* = tipo de perfil do flange da roda
13 = diâmetro da roda (aro) (medidas em polegadas)

*J flange da roda para a maioria dos veículos
B – flange da roda para veículos pequenos
JK e K – flanges para grandes veículos de carga especiais.

PNEUS

Assim como a roda, o pneu desempenha um papel fundamental no automóvel moderno. De nada adianta um carro com todos os requisitos de desempenho, conforto e segurança, se o pneu estiver em mau estado. Ele é o responsável pelo contato do veiculo com o solo.

O pneu possui uma carcaça interior com cabos metálicos incorporados na zona de contato com a roda e paredes laterais flexíveis para absorver as cargas que lhe são impostas. A estrutura desta carcaça deve apresentar alta elasticidade e resistência a fadiga. As bandas de rodagem possuem ranhuras, que facilitam a aderência ao solo, em várias condições de rolamento. Estas ranhuras são responsáveis pelo escoamento de água em pisos molhados, bem como pelo nível de ruído provocado pelos pneus durante o rolamento. Isto atende diferentes solicitações, como aderência e desgastes, fatores as vezes contrastantes entre si.

Os pneus alem de contribuírem para o conforto do veiculo, pois funcionam como uma almofada de ar sobre o qual este se apóia, também suportam esforços consideráveis quando o veículo acelera, freia ou descreve uma curva.

Encontramos pneus com ou sem curva de ar. A diferença entre eles reside no fato de, os com câmara utilizarem a mesma para conter o ar, enquanto os últimos apresentam um revestimento de borracha macia aderente a sua parede interior, destinado a vedar o ar. Um pneu sem câmara é mais fácil de montar e quando furado, esvazia mais lentamente, além de ser possível tapar temporariamente os furos sem remover a roda.

Para uma condução segura, não se deve mudar para um tipo de pneu diferente do recomendado para o veículo, antes de considerar-se sua aplicabilidade. É aconselhável que os quatro pneus e o sobressalente sejam do mesmo tipo, marca tamanho e desenho de rolagem.

TIPOS DE PNEUS

DIAGONAIS (OU CONVENCIONAL)

O pneu é chamado de diagonal ou convencional quando a carcaça é composta de lonas sobrepostas e cruzadas uma s em relação às outras. Os cordoneis que compõem essas lonas são fibras têxteis. Neste tipo de construção, os flancos são solidários a banda de rodagem.

Quando o pneu roda, cada flexão dos flancos é transmitida à banda de rodagem, conformando-se ao solo.

RADIAIS

No pneu radial, os cabos da carcaça estão dispostos em arcos perpendiculares ao plano de rodagem e orientados em direção ao centro do pneu. A estabilidade do piso é obtida através de uma cinta metálica composta de lonas diagonalmente opostas umas sobre as outras.

Por ser uma carcaça única, não existe fricção entre lonas – apenas flexão – o que evita a elevação da temperatura interna do pneu.

Os pneus radiais reapresentam um avanço tecnológico em relação aos pneus convencionais, tanto pelo material empregado na sua concepção quanto pela forma como são colocadas as lonas e pelo tipo de rendimento que proporcionam.

DIFERENÇAS ENTRE OS PNEUS RADIAIS E OS DIAGONAIS

Os radiais apresentam uma parede lateral (flanco) mais arredondada do que os diagonais e possuem, geralmente, uma banda de rodagem aparentemente mais larga. A diferença de comportamento desses pneus é em função da forma de suas carcaças. A banda de rodagem do pneu radial apresenta rigidez, resistência e uma maior área de contato, do que o diagonal. No diagonal, a área de contato deforma-se e fica reduzida. O radial permite curvas mais fechadas, pois a área de contato com o solo é maior.


MEDIDAS, ESPECIFICAÇÕES E TABELAS.

Os pneus apresentam uma codificação, que passamos a detalhar abaixo:

185/70R14 88H

185 – largura do pneu, medido em milímetros.
70- indica a série do pneu. Série é o perfil do pneu, isto é, a relação percentual entre a altura e a largura da secção do pneu.

Ou seja: neste caso, a série (altura) corresponde a 70% da largura (175 mm). Quanto menor for esse numero (60, 50,45), mais baixo será o perfil do pneu e ele terá uma aparência mais larga.

R – indica que o pneu é construção radial. Quando não existe a letra, significa que o pneu é de construção diagonal (convencional).
14 – diâmetro interno do pneu, medido em polegadas.
88 – índice de carga do pneu, na velocidade máxima H (vide tabela A anexa )
H – limite de velocidade do pneu, na condição de carga acima. No caso, 250 km/h.Conforme tabela B.

Tabela A

Código de carga 50 51 88 89 112 113 145 149 157
KG 190 195 560 580 1120 1150 2900 3250 4125

Obs. Carga em kg por pneu

Tabela B

Código de velocidade F G K L M N P Q R S T H V W VR ZR
KM/H

MAX.

80 90 100 120 130 140 150 160 170 180 190 210 240 270 >210 >240


Existem ainda outras inscrições como data de fabricação, que aparece como DOT seguido de outras letras e números que indicam a série, a semana e o ano de fabricação daquele pneu (vide tabela abaixo). Existem também informações sobre o fabricante, local, certificação do INMETRO e tipo de construção.

INSCRIÇÃO D.O.T.

Leitura dos números de série nos pneus

DOT
XB
FU
XJJX
472
1
2
3
4
5


1: significa que o pneu atende ou excede os requisitos de segurança do departamento de transporte (Departament of Transportation);

2: código de fabricante e estabelecimento de produção;

3: código numérico da medida do pneu;

4: grupo opcional de símbolos do fabricante;

5: data de fabricação ex: semana 47, ano 1992 = 472.


FIGURA ESQUEMÁTICA DE UM CILINDRO MESTRE

1. CARCAÇA 2. ÊMBOLO 3. GAXETAS 4. COIFA DE PROTEÇÃO 5. VÁLVULA DE RETENÇÃO

Figura esquemática das pastilhas de freio


Figura esquemática do sistema de freio tipo flutuante

1.Disco de freio 2.Carcaça 3. Pastilha 4.Êmbolo 5.Coifa de proteção 6.Anel de vedação do êmbolo 7.Mola amortecedora 8.Pino Guia 9.Grampo retentor 10.Parafuso de sangria


FIGURA DO SITEMA DE FREIO DO TIPO FIXO

 

FOTO DE UM SISTEMA DE FREIOS DIANTEIROS DE UMA DUNA

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Conteúdo Básico SENAI

Apostila: Sistema de freios

Apostila de Treinamento a Rede Renault


Freios