Como funcionam os sistemas de freios automotivos

Para você entender o funcionamento e seus componentes.

Carros modernos têm freios nas quatro rodas, operados por um sistema hidráulico . Os freios podem ser do tipo de disco ou tipo de tambor.

Os freios dianteiros desempenham um papel importante na parada do carro do que os traseiros, porque a frenagem leva o peso do carro para a frente nas rodas dianteiras.

Muitos carros, portanto, têm freios a disco , que são geralmente mais eficientes, na frente e freios a tambor na traseira.

Todos os sistemas de freios a disco são usados em alguns carros caros ou de alto desempenho, e sistemas de todos os tambores em alguns carros mais antigos ou menores.

Um circuito de freio hidráulico tem cilindros mestre e escravo cheios de fluido conectados por canos.

Quando você aperta o pedal do freio, ele pressiona um pistão no cilindro mestre , forçando fluido ao longo do tubo. O fluido viaja até os cilindros escravos em cada roda e os enche, forçando os pistões a aplicar os freios.
A pressão do fluido distribui-se uniformemente pelo sistema.
A área de 'empurrar' de superfície combinada de todos os pistões escravos é muito maior que a do pistão no cilindro mestre.

Consequentemente, o pistão mestre tem que percorrer vários centímetros para mover os pistões escravos a fração de uma polegada necessária para aplicar os freios.
Esse arranjo permite que uma grande força seja exercida pelos freios, da mesma forma que uma alavanca de cabo longo pode facilmente levantar um objeto pesado a uma curta distância.

A maioria dos carros modernos são equipados com circuitos hidráulicos duplos, com dois cilindros mestres em tandem, no caso de um deles falhar.
Às vezes, um circuito funciona nos freios dianteiros e um nos freios traseiros; ou cada circuito trabalha ambos os freios dianteiros e um dos freios traseiros; ou um circuito funciona todos os quatro freios e o outro apenas os da frente. Sob forte frenagem, tanto peso pode sair das rodas traseiras que elas travam, possivelmente causando uma derrapagem perigosa. Por esta razão, os freios traseiros são feitos deliberadamente menos poderosos que a frente.

A maioria dos carros agora também tem uma válvula limitadora de pressão sensível à carga . Ele fecha quando a frenagem pesada eleva a pressão hidráulica a um nível que pode fazer com que os freios traseiros travem e impede qualquer movimento adicional de fluido para eles.
Os carros avançados podem até ter sistemas antibloqueio complexos que detectam de várias maneiras como o carro está desacelerando e se as rodas estão travadas.
Tais sistemas aplicam-se e soltam os freios em rápida sucessão para impedi-los de travar.

Muitos carros também têm assistência elétrica para reduzir o esforço necessário para aplicar os freios.

Normalmente, a fonte de energia é a diferença de pressão entre o vácuo parcial no coletor de admissão e o ar externo.

A unidade servo que fornece a assistência tem uma conexão de tubo ao coletor de entrada.

Um servo de ação direta é instalado entre o pedal do freio e o cilindro mestre. O pedal de freio empurra uma haste que, por sua vez, empurra o pistão do cilindro mestre.
Mas o pedal de freio também funciona em um conjunto de válvulas de ar, e há um grande diafragma de borracha conectado ao pistão do cilindro mestre.

Quando os freios estão desligados, ambos os lados do diafragma são expostos ao vácuo do coletor. Pressionar o pedal do freio fecha a válvula que liga o lado traseiro do diafragma ao coletor e abre uma válvula que permite a entrada de ar do lado de fora. A pressão mais alta do ar externo força o diafragma para a frente para empurrar o pistão do cilindro mestre e, assim, auxilia o esforço de frenagem.
Se o pedal for segurado e não for pressionado mais, a válvula de ar não admite mais ar do lado de fora, então a pressão nos freios permanece a mesma.

Quando o pedal é liberado, o espaço atrás do diafragma é reaberto no coletor, de modo que a pressão cai e o diafragma recua. Se o vácuo falhar porque o motor pára, por exemplo, os freios ainda funcionam porque existe uma ligação mecânica normal entre o pedal e o cilindro mestre. Mas muito mais força deve ser exercida no pedal de freio para aplicá-los.

Alguns carros têm um servo de ação indireta instalado nas linhas hidráulicas entre o cilindro mestre e os freios. Tal unidade pode ser montada em qualquer lugar no compartimento do motor, em vez de ter que estar diretamente na frente do pedal.

Também depende do vácuo múltiplo para fornecer o impulso. Pressionar o pedal do freio causa a acumulação de pressão hidráulica a partir do cilindro mestre, abre uma válvula e aciona o servo de vácuo.

Um disco de freio tem um disco que gira com a roda. O disco é escarpado por um paquímetro , no qual existem pequenos pistões hidráulicos trabalhados pela pressão do cilindro mestre.

Os pistões pressionam as pastilhas de atrito que prendem o disco de cada lado para retardá-lo ou pará-lo. As almofadas são moldadas para cobrir um amplo setor do disco.

Pode haver mais de um único par de pistões, especialmente em freios de circuito duplo.
Os pistões se movem apenas uma pequena distância para aplicar os freios, e as pastilhas mal limpam o disco quando os freios são liberados. Eles não têm molas de retorno.

Anéis de vedação de borracha em volta dos pistões são projetados para permitir que os pistões deslizem para frente gradualmente à medida que as pastilhas se desgastam, de modo que a pequena folga permaneça constante e os freios não precisem de ajuste. Muitos carros posteriores usam sensores embutidos nas almofadas. Quando as pastilhas estão quase gastas, as pontas são expostas e curto-circuitadas pelo disco de metal, iluminando uma luz de advertência no painel de instrumentos.

Um freio a tambor tem um tambor oco que gira com a roda. Sua parte traseira aberta é coberta por uma placa traseira estacionária na qual há dois calçados curvos que carregam revestimentos de fricção.

Os sapatos são forçados para fora pela pressão hidráulica movendo os pistões nos cilindros das rodas do freio , pressionando os revestimentos contra o interior do tambor para retardá-lo ou pará-lo.
Cada sapata de freio tem um pivô em uma extremidade e um pistão na outra. Um sapato líder tem o pistão na borda de ataque em relação à direção na qual o tambor gira.

A rotação do tambor tende a puxar o calço principal firmemente contra ele quando faz contato, melhorando o efeito de frenagem. Alguns tambores possuem sapatas principais duplas, cada uma com seu próprio cilindro hidráulico; outros têm um sapato principal e um sapato traseiro - com o pivô na frente.

Este design permite que os dois sapatos sejam separados um do outro por um único cilindro com um pistão em cada extremidade. É mais simples, mas menos potente do que o sistema de dois protetores, e geralmente é restrito aos freios traseiros.