Nos carros modernos, os freios hidráulicos são instalados nas quatro rodas. Os freios são a disco e tambor.
Os freios dianteiros desempenham um papel maior na parada do veículo do que os traseiros, porque na travagem, o peso é transferido para as rodas dianteiras.
Em muitos carros, as rodas dianteiras são equipadas com freios a disco, considerados mais eficientes, enquanto as rodas traseiras são equipadas com freios a tambor.
Os sistemas de freio apenas a disco são encontrados nos carros mais caros e de alto desempenho, enquanto os sistemas de freio apenas a tambor são comuns em carros pequenos mais antigos.
Sistema de freio de circuito duplo
Em um sistema de frenagem de circuito duplo típico, cada circuito funciona para as rodas dianteiras e uma das rodas traseiras. Quando o pedal do freio é pressionado, o fluido do cilindro mestre do freio flui através dos tubos do freio para os cilindros escravos localizados próximos às rodas. Neste caso, o cilindro mestre do freio é reabastecido a partir de um reservatório especial.
Sistema de travagem hidráulica
O circuito do freio hidráulico consiste em um cilindro mestre cheio de fluido e vários cilindros escravos interconectados por tubos.
Cilindros mestre e escravo
Quando o pedal do freio é pressionado, o cilindro mestre do freio força o fluido para dentro dos cilindros escravos.
O pedal aciona o pistão no cilindro mestre e o fluido flui através do tubo.
Uma vez nos cilindros escravos localizados próximos às rodas, o fluido coloca os cilindros em movimento e aciona os freios.
A pressão do fluido é distribuída uniformemente por todo o sistema.
No entanto, a área total de pressão do pistão nos cilindros escravos é maior do que a área de pressão do pistão no cilindro mestre.
Assim, o pistão no cilindro mestre precisa percorrer uma distância de várias dezenas de centímetros para mover os pistões nos cilindros escravos por alguns centímetros, que são necessários para que os freios funcionem.
Este projeto permite que uma força tremenda seja aplicada aos freios, semelhante à de uma alavanca com um braço longo, mesmo com uma leve pressão.
Os veículos modernos utilizam circuitos hidráulicos com dois cilindros, um dos quais sobressalente.
Em alguns casos, uma corrente funciona para as rodas dianteiras e a outra para as traseiras. Às vezes, uma corrente conecta as rodas aos pares (dianteira e traseira). Em alguns sistemas, uma corrente fornece os freios em todas as rodas.
Freqüentemente, a frenagem forte transfere o peso do veículo para as rodas dianteiras. Nesse caso, as rodas traseiras ficam bloqueadas, o que leva a uma derrapagem.
Para resolver este problema, os freios traseiros são deliberadamente mais fracos do que os dianteiros.
Alguns veículos também possuem limitadores de pressão com detecção de carga. Quando a pressão no sistema de freio aumenta a um nível em que as rodas traseiras estão travadas, a válvula restritora fecha e o fluido não flui mais para os freios traseiros.
Os modelos mais avançados usam um sistema antibloqueio sofisticado que acomoda mudanças repentinas de velocidade.
Esses sistemas aplicam e liberam rapidamente os freios para evitar bloqueios.
Freios de força
Muitos veículos são equipados com sistemas de freio aprimorados para que o motorista não precise fazer muito esforço para frear.
Normalmente, a fonte de amplificação é a pressão diferencial do vácuo parcial no coletor de admissão e o fluxo de ar fora do recinto.
O atuador, responsável pelo reforço, é conectado ao coletor de admissão por meio de tubulações.
O atuador de ação direta está localizado entre o pedal do freio e o cilindro mestre do freio. O pedal pode atuar diretamente no cilindro se o mecanismo falhar ou se o motor for desligado.
O atuador de ação direta está localizado entre o pedal do freio e o cilindro mestre do freio. O pedal do freio atua sobre uma alavanca, que por sua vez aciona o pistão do cilindro mestre do freio.
Além disso, o pedal também atua em várias válvulas de ar, e o pistão do cilindro mestre é equipado com um grande diafragma de borracha.
Quando os freios são liberados, o diafragma fica em ambos os lados do vácuo no coletor de admissão.
Quando o pedal é pressionado, a válvula que conecta a parte de trás do diafragma ao coletor se fecha, abrindo a válvula que deixa o ar entrar de fora.
Sob pressão de ar, o diafragma move o pistão do cilindro mestre do freio, aumentando os freios.
Quando você mantém o pedal pressionado, a válvula de ar não permite mais a passagem de ar e a pressão nos freios permanece constante.
Se o pedal for liberado, o espaço atrás do diafragma se abre, a pressão cai novamente e o diafragma retorna à sua posição original.
Quando o motor para, o vácuo desaparece, mas os freios continuam a operar porque o pedal é conectado mecanicamente ao cilindro principal do freio. No entanto, a frenagem nesta situação exigirá muito mais esforço do motorista.
Como funciona o servofreio
Os freios não funcionam, ambos os lados do diafragma estão em contato com o vácuo.
Quando você pressiona o pedal, o ar é aplicado na parte de trás do diafragma e ele se move em direção ao cilindro.
Alguns veículos possuem mecanismos de ação indireta embutidos na linha de transmissão hidráulica entre os freios e o cilindro mestre do freio. Esse mecanismo não é amarrado ao pedal e pode estar presente em qualquer seção do compartimento do motor.
No entanto, ele também opera sob vácuo do manifold. Quando o pedal do freio é pressionado, o cilindro mestre do freio fornece pressão hidráulica para a válvula, que inicia o mecanismo.
Freios a disco
Tipo básico de freios a disco com um par de pistões. Um ou mais pistões podem ser usados para atuar nas almofadas. As pinças podem ser giratórias ou deslizantes.
Um freio a disco é equipado com um disco que gira com a roda. O disco é apoiado por uma pinça que possui pequenos pistões hidráulicos controlados pelo cilindro mestre do freio.
Os pistões empurram as almofadas de fricção contra o disco para desacelerar ou pará-lo. Essas almofadas são curvas e cobrem a maior parte do disco.
Em sistemas de freio de circuito duplo, pode haver vários pistões.
Os pistões não precisam percorrer uma longa distância para frear, portanto, não entram em contato com o disco e não têm molas de retorno quando os freios são liberados.
Quando você pressiona o pedal do freio, as lonas são pressionadas contra o disco sob a pressão do fluido.
Os anéis de vedação de borracha ao redor dos pistões permitem que eles avancem progressivamente à medida que as lonas se desgastam, de modo que a distância entre o disco e o pistão permaneça constante e o sistema de frenagem não precise ser ajustado.
Em alguns modelos modernos, os forros são equipados com sensores. Quando o forro está gasto, os contatos do sensor são expostos e fechados, acionando um alarme no painel.
Travões de tambor
O freio a tambor com sapatas primárias e secundárias é equipado com um cilindro hidráulico. Os freios primários duplos têm dois cilindros montados nas rodas dianteiras.
O freio a tambor está equipado com um tambor oco que gira com a roda. O topo do tambor é coberto com uma placa de base fixa na qual duas almofadas curvas com forro de fricção estão localizadas.
Sob a pressão do líquido, os pistões nos cilindros se separam e o revestimento das almofadas é pressionado contra o cilindro, diminuindo a velocidade ou parando-o.
Quando você pressiona o pedal, os pads são pressionados contra o tambor pela ação dos pistões.
Cada pastilha de freio está em contato com uma alavanca e um pistão. A almofada primária está em contato com o pistão no lado de trabalho, definindo a direção de rotação do tambor.
Ao girar, o tambor puxa o bloco na direção oposta, proporcionando um efeito de frenagem.
Alguns tambores usam blocos duplos, cada um com um cilindro hidráulico. Outros usam um par de almofadas (primárias e secundárias) com alavancas frontais.
Este desenho permite espalhar as pastilhas com um cilindro com dois pistões.
O sistema de pad primário e secundário é simplificado e menos poderoso do que o sistema de pad de acionamento duplo, por isso é geralmente instalado nas rodas traseiras.
Em qualquer caso, depois que os freios são liberados, as pastilhas voltam à sua posição original graças às molas de retorno.
O movimento das sapatas é limitado pelo regulador. Os sistemas mais antigos usam ajustadores mecânicos que precisam de ajuste à medida que as lonas de fricção se desgastam. Nos sistemas modernos, os reguladores funcionam automaticamente por meio de catracas.
Os freios a tambor podem falhar com o uso frequente. eles superaquecem e não podem funcionar com eficácia até que esfriem. Os discos têm um design mais aberto e são considerados mais confiáveis.
Freio de mão
Mecanismo de freio de mão
O freio de mão atua sobre as pastilhas por meio de um sistema mecânico que não engata os cilindros hidráulicos. Este sistema consiste em alavancas localizadas no tambor de freio e ativadas manualmente a partir do habitáculo.
Além do sistema de freio hidráulico, todos os veículos são equipados com freio de mão que atua sobre duas rodas (geralmente a traseira).
O travão de mão permite reduzir a velocidade em caso de falha hidráulica, mas é principalmente utilizado em parques de estacionamento.
A alavanca do freio de mão puxa um cabo ou um par de cabos conectados aos freios por um conjunto de alavancas, polias e guias menores. Os componentes específicos deste sistema dependem do modelo do veículo.
As alavancas do freio de mão são mantidas em posição por meio de um mecanismo de catraca. O mecanismo é desligado por um botão, liberando as alavancas.
Nos freios a tambor, o freio de mão atua na faixa de freio, que é pressionada contra os tambores.
Os freios a disco usam a mesma mecânica, mas as pinças são pequenas e difíceis de instalar, então uma alavanca separada é fornecida para cada roda.