Tipos de sistemas de freio: o princípio de funcionamento dos freios a tambor e a disco

O sistema de freio é projetado para controlar a velocidade do carro, pará-lo e mantê-lo parado por um longo tempo usando a força de frenagem entre a roda e a estrada. A força de frenagem pode ser gerada por um freio de roda, um motor de veículo (chamado freio motor), um retardador hidráulico ou elétrico na transmissão.

Para implementar essas funções, os seguintes tipos de sistemas de freio são instalados no carro:

• Sistema de freio funcionando. Fornece desaceleração controlada e parada do veículo.
• Sistema de freio reserva. Usado em caso de falha e mau funcionamento do sistema de trabalho. Ele executa funções semelhantes ao sistema de trabalho. Um sistema de freio sobressalente pode ser implementado como um sistema autônomo especial ou como parte de um sistema de freio funcional (um dos circuitos de acionamento do freio).
• Sistema de freio de estacionamento. Projetado para manter o carro no lugar por um longo tempo.

O sistema de travagem é o meio mais importante para garantir a segurança ativa do automóvel. Em carros e vários caminhões, vários dispositivos e sistemas são usados ​​para aumentar a eficiência do sistema de frenagem e a estabilidade da frenagem.

Como funciona o sistema de freio

Quando você pressiona o pedal do freio, a carga é transferida para o amplificador, o que cria uma força adicional no cilindro principal do freio. O pistão do cilindro mestre do freio bombeia fluido através de tubos para os cilindros das rodas. Isso aumenta a pressão do fluido no atuador do freio. Os pistões dos cilindros das rodas movem as pastilhas de freio para os discos (tambores).

Mais pressão no pedal aumenta a pressão do fluido e os freios são ativados, o que retarda a rotação das rodas e o aparecimento de forças de frenagem no ponto de contato dos pneus com a estrada. Quanto mais força for aplicada ao pedal do freio, mais rápida e eficientemente as rodas serão freadas. A pressão do fluido durante a frenagem pode atingir 10-15 MPa.

No final da frenagem (soltando o pedal do freio), o pedal sob a influência de uma mola de retorno se move para sua posição original. O pistão do cilindro do freio principal se move para sua posição original. Os elementos de mola afastam os pads dos discos (bateria). O fluido de freio dos cilindros das rodas é forçado através de tubulações para o cilindro mestre do freio. A pressão no sistema cai.

Tipos de sistemas de freio

O sistema de freio combina o mecanismo de freio e o acionamento do freio. O mecanismo de freio é projetado para criar o torque de frenagem necessário para desacelerar e parar o carro. Mecanismos de freio de fricção são instalados em carros, cuja operação é baseada no uso de forças de fricção. Os mecanismos de freio do sistema de trabalho são instalados diretamente na roda. O freio de estacionamento pode estar localizado atrás da caixa de câmbio ou da caixa de transferência.

Dependendo do projeto da peça de fricção, existem tambor e disco mecanismos de freio.

O mecanismo de freio consiste em uma parte rotativa e outra fixa. Como peça rotativa mecanismo de tambor é usado um tambor de freio, uma parte fixa - pastilhas ou bandas de freio.

parte rotativa mecanismo de disco representado por um disco de freio, fixo - por pastilhas de freio. Nos eixos dianteiro e traseiro dos carros de passeio modernos, via de regra, são instalados freios a disco.

Como funcionam os freios a tambor

As principais partes internas dos freios a tambor são:

1. Tambor de freio. Um elemento feito de ligas de ferro fundido de alta resistência. Ele é montado em um cubo ou eixo de suporte e serve não apenas como a parte de contato principal que interage diretamente com as pastilhas, mas também como um alojamento no qual todas as outras partes são montadas. A parte interna do tambor de freio é retificada para máxima eficiência de frenagem.
2. Almofadas. Ao contrário das pastilhas de freio a disco, as pastilhas de freio a tambor têm formato semicircular. Sua parte externa possui um revestimento especial de amianto. Se as pastilhas de freio estiverem instaladas em um par de rodas traseiras, uma delas também será conectada à alavanca do freio de estacionamento.
3. Molas de tensão. Esses elementos são fixados nas partes superior e inferior das pastilhas, impedindo que se movam em direções diferentes em marcha lenta.
4. Cilindros de freio. Este é um corpo especial feito de ferro fundido, em ambos os lados do qual são montados pistões de trabalho. Eles são acionados pela pressão hidráulica que ocorre quando o motorista pressiona o pedal do freio. Partes adicionais dos pistões são vedações de borracha e uma válvula para remover o ar preso no circuito.
5. Disco protetor. A peça é um elemento montado no cubo ao qual os cilindros e pastilhas de freio são fixados. Sua fixação é realizada com grampos especiais.
6. Mecanismo de auto-avanço. A base do mecanismo é uma cunha especial, que se aprofunda à medida que as pastilhas de freio se desgastam. Sua finalidade é garantir a pressão constante das almofadas na superfície do tambor, independentemente do desgaste de suas superfícies de trabalho.

**Os componentes listados por nós são geralmente aceitos. Eles são usados ​​pela maioria dos principais fabricantes. Há uma série de peças que são instaladas de forma privada por algumas empresas. Tais são, por exemplo, o mecanismo para trazer as almofadas, todos os tipos de espaçadores, etc.

Como funciona: o motorista, se necessário, pressiona o pedal, criando um aumento de pressão no circuito de freio. O sistema hidráulico pressiona os pistões do cilindro mestre, que acionam as pastilhas de freio. Eles "divergem" para os lados, esticando as molas de acoplamento, e atingem os pontos de interação com a superfície de trabalho do tambor. Devido ao atrito que ocorre nesse caso, a velocidade de rotação das rodas diminui e o carro fica mais lento. O algoritmo geral para a operação dos freios a tambor é exatamente assim. Não há diferenças significativas entre sistemas com um pistão e dois.

Vantagens e desvantagens dos freios a tambor

Entre os vantagens O sistema de tambor pode ser distinguido pela simplicidade de design, grande área de contato entre as pastilhas e o tambor, baixo custo, geração de calor relativamente baixa e a possibilidade de usar fluido de freio barato com baixo ponto de ebulição. Além disso, entre os aspectos positivos está um design fechado que protege o mecanismo da água e da sujeira.

Desvantagens dos freios a tambor:

• resposta lenta;
• instabilidade de desempenho;
• má ventilação;
• o sistema trabalha para quebrar, o que limita a força de pressão admissível das almofadas nas paredes do tambor;
• com frenagem frequente e cargas altas, é possível a deformação do tambor devido ao forte aquecimento.

Nos carros modernos, os freios a tambor são cada vez menos usados. Basicamente, eles são colocados nas rodas traseiras em modelos econômicos. Neste caso, eles também são usados ​​para implementar freios de estacionamento.

Ao mesmo tempo, aumentando o tamanho do tambor, é possível obter um aumento na potência do sistema de freio. Isso levou ao uso generalizado de freios a tambor em caminhões e ônibus.

Como funcionam os freios a disco

O mecanismo de freio a disco consiste em um disco de freio rotativo, duas pastilhas fixas montadas dentro da pinça em ambos os lados.

Nesse sistema, as pastilhas montadas na pinça são pressionadas em ambos os lados nos planos do disco de freio, que é aparafusado ao cubo da roda e gira com ele. Pastilhas de freio de metal têm lonas de fricção.

A pinça é um corpo feito de ferro fundido ou alumínio na forma de um suporte. Dentro dele está um cilindro de freio com um pistão que pressiona as pastilhas contra o disco durante a frenagem.

O suporte (calibre) pode ser flutuante ou fixo. O suporte flutuante pode se mover ao longo das guias. Ela tem um pistão. A pinça de design fixo tem dois pistões, um em cada lado do disco. Esse mecanismo é capaz de pressionar as pastilhas contra o disco de freio com mais força e é usado principalmente em modelos potentes.

Os discos de freio são feitos de ferro fundido, aço, carbono e cerâmica. Os discos de ferro fundido são baratos, têm boas qualidades de atrito e uma resistência ao desgaste razoavelmente alta. Portanto, eles são mais usados.

O aço inoxidável tolera melhor as mudanças de temperatura, mas suas propriedades de fricção são piores.

Discos de carbono leves têm um alto coeficiente de fricção e excelente resistência ao calor. Mas eles exigem pré-aquecimento e seu custo é muito alto. O escopo dos discos de freio de carbono são os carros esportivos.

A cerâmica é inferior à fibra de carbono em termos de coeficiente de atrito, mas funciona bem em altas temperaturas, possui resistência significativa e resistência ao desgaste com baixo peso. A principal desvantagem desses discos é o alto custo.

Vantagens e desvantagens dos freios a disco

As vantagens dos freios a disco:

• menos peso em comparação com o sistema de tambor;
• facilidade de diagnóstico e manutenção;
• melhor resfriamento devido ao design aberto;
• operação estável em uma ampla faixa de temperatura.

Desvantagens dos freios a disco:

• dissipação de calor significativa;
• a necessidade de amplificadores adicionais devido à área limitada de contato entre os pads e o disco;
• desgaste relativamente rápido da pastilha;
• o custo é maior do que o do sistema de tambor.