Sist. Freio Hidráulico ESTUDO

7/27/2019 Sist. Freio Hidrulico ESTUDO

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S F HIS T EM A DE REI O I DRUL ICO

M V LECNICA DE ECULOS EVES

S F HISTEMA DE REIO IDRULICO

2003

1E SENAI C J V A S C OL A ONDE O S I CENT E DE ZE V EDO


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M V LE CNI CA D E E CULO S E VE S

Sistema de Freio Hidrulico

SENAI-SP, 2003

Trabalho elaborado e editorado pela Escola SENAI Conde Jos Vicente de Azevedo

Coordenao geral Arthur Alves dos Santos

Coordenao do projeto Jos Antonio Messas

Mauro Alkmin da Costa

Organizao de contedo Francisco J. Pacheco Hevia

Ricardo Trava

Assistncia editorial Maria Regina Jos da Silva

Editorao Teresa Cristina Mano de Azevedo

Produo de imagens Ulisses Miguel

S47s SENAI. SP. Sistema de Freio Hidrulico - Bsico . So Paulo, 2000. 86p. il.

Apostila tcnica

CDU 629.063.6

SENAI Servio Nacional de Aprendizagem Industrial

Escola SENAI Conde Jos Vicente de Azevedo

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2 E SENAI C J V A S C OLA O NDE OS ICE NTE D E Z E VE DO


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SUMRIO

I 7NTRODUO

U H 9M POUCO DE ISTRIA

C F 10ONCEITOS SICOS

Energia 10

Energia cintica 10 Calor 10

Atrito 11

Compresso e aspereza 12

Escorregamento 12

A funo do freio 12

F T 14REIO A AMBOR

Freio a tambor simplex 15

Freio a tambor duplex 16

Freio a tambor uni-servo 17

Freio a tambor duo-servo 17

Freio a tambor twimplex 18

A S 19CIONAMENTO DE APATAS

Cilindro de rodas 19

F D 20REIO A ISCO

Freio a disco fixo 21

Freio a disco deslizante 22

Freio a disco no eixo traseiro 25

Freio de estacionamento 27

Freio de servio 27

Exerccios 28



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P H 30RINCPIOS IDRULICOS

Compressabilidade 30

Incompressabilidade 30

Presso 31

Lei de Pascal 33

C M 36ILINDRO ESTRE

Cililndro mestre simples 37

Cilindro mestre duplo 42

S 46ERVOFREIO

Presso atmosfrica 46

Servofreio 48

Servofreio Girvac 51 Exerccios 51

V R P 53LVULA EGULADORA DE RESSO

Inrcia 53

Inclinao durante a frenagem 53

Distribuio de esforos 54

Estabilidade direcional 55

Vlvula reguladora de presso 56

S A - ABS 60ISTEMA NTI BLOQUEIO

Dirigibilidade 60

Estabilidade direcional 61

Distncia de frenagem 62

Sistema anti-bloqueio ABS 63

Exerccios 65

D P P 67IAGNSTICO DE OSSVEIS ROBLEMAS

Cilindro de roda 67

Cilindro mestre 68

Disco de freio 69

Fluido de freio 70

Freio a disco 72

Freio a tambor 73



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Pastilhas de freio 74

Servofreio 75

Vlvula reguladora de presso 77

F D T 78REIO A ISCO RASEIRO

Freio de servio 79 Freio de estacionamento 81

Regulagem do cabo 84

B 86IBLIOGRAFIA



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INTRODUO

O mdulo Sistema de freio hidrulico - tem como objetivo orientar o aluno sobre o

funcionamento de todos os componentes desse sistema; o diagnstico de possveis

problemas com as respectivas causas, conseqncias e como corrigi-las; as regulagens e

testes que devero ser feitos para que se possa ter total confiabilidade nesse sistema.

O desenvolvimento dos estudos desse mdulo deve ocorrer em duas fases: aulas tericas

e prticas.

A diviso do mdulo em duas fases apenas recurso de organizao sendo que as aulas

de teoria e de prtica devem ocorrer simultaneamente e a carga horria deve variar de

acordo com as necessidades didtico-pedaggicas.

As aulas tericas visam desenvolver nos alunos o domnio de contedos bsicos e de

tecnologia imediata necessria para a realizao dos ensaios.

As aulas prticas caracterizam-se por atividades realizadas direta e exclusivamente pelos

alunos. Nessas aulas, o aluno vai aprender a remover, inspecionar, testar e instalar

componentes do Sistema de freio hidrulico; executar sangria; diagnosticar falhas no

Sistema e executar as devidas reparaes.

O texto que se segue ir tratar do contedo bsico da fase terica do mdulo. Esse contedo

compreende os seguintes assuntos:

freio a tambor;

cilindro mestre;

freio a disco;

servofreio;

vlvula reguladora de presso

sistema anti-bloqueio ABS;

freio a disco traseiro.



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U HM POUCO DE ISTRIA

A inveno da roda foi um marco na histria da Humanidade. Ela resolveu srios problemas

de transporte, pois permitiu a reduo do atrito entre o veculo e o cho. Junto com a

soluo, porm, veio um problema: como parar esta roda?

Muitas invenes foram concebidas no incio, mas at a Revoluo Industrial no houve

muitos progressos. At essa poca, os freios mais pareciam com as alavancas que as

crianas usam at hoje para frear um carrinho de rolems!

Com o aparecimento do automvel, porm, a necessidade de freios eficientes tornou-se

indispensvel. Nessa ocasio foi criado o freio a tambor, acionado atravs de cabos e vares.

Este freio ficou conhecido como panela.

Em 1914, a utilizao de lquido para transmitir os esforos de frenagem trouxe recursos

para que novos projetos fossem gerados, o que promoveu o desenvolvimento de cilindros

hidrulicos e posteriormente o conhecido freio a disco. Desde ento, empresas

especializadas no mundo todo se dedicam ao aperfeioamento de equipamento para os

mais diversos tipos e modelos de freio, destinados aos diferentes e modernos meios de

transporte.



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C FONCEITOS SICOS

ENERGIA

Para provocar o movimento de um veculo precisamos fornecer a ele energia. Por exemplo,

para acelerar um nibus eltrico devemos fornecer a ele energia eltrica.

No caso do veculo a gasolina, a lcool ou diesel a energia vem do combustvel.

E CNERGIA INTICA

Quando o veculo est a uma certa velocidade, ele possui um tipo de energia chamada

energia cintica. Logo, a energia fornecida ao veculo fica armazenada nele na forma de

energia cintica.

energia cintica

CALOR

Para frear um veculo precisamos retirar dele a energia cintica. O que acontece com a

energia cintica retirada do veculo? Transforma-se em outra forma de energia, denominada

calor. Logo, em um veculo h dois tipos de mquinas: uma, o motor, que transforma a



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energia do combustvel em energia cintica, e outra, o freio, que transforma a energia

cintica em calor. dessa ltima mquina que vamos tratar.

energia cintica calor

OBSERVAES Uma carreta carregada (de aproximadamente 40 toneladas), a 100 km/h, quando freada,

gera calor suficiente para ferver 50 litros de gua.

O freio, assim como o motor, tem a funo de transformar um tipo de energia em outro.

Nos dois casos podemos calcular a potncia da mquina: o freio de uma carreta tem

potncia de aproximadamente 4.000 HP.

ATRITO

Toda vez que um corpo escorrega ou tenta escorregar sobre outro, aparece uma fora

chamada atrito, que tenta impedir o escorregamento. O princpio de funcionamento de

qualquer tipo de freio o atrito entre dois corpos.

tentativa deescorregamento

atrito

atrito

escorregamento



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C AOMPRESSO E SPEREZA

A intensidade do atrito entre dois corpos depende de dois fatores:

Compresso: Quanto maior a compresso de um corpo contra outro, maior ser o atrito.

Tipo de superfcie em contato: De um modo geral as superfcies mais speras causam

mais atrito que as mais lisas.

ESCORREGAMENTO

Quando um corpo escorrega sobre outro aparece calor. Esse fato pode ser comprovado de

vrias maneiras:

Num dia frio as pessoas esfregam as mos para se aquecer. Se algum movimentasse

as duas mos juntas, de modo a no haver escorregamento, no apareceria calor.

Duas pessoas, descem por uma corda. Uma desce escorregando, a outra desce sem

escorregar. A primeira queima as mos. A segunda no queima.

A F FUNO DO REIO

O freio pra a roda e o piso pra o carro. Quando um veculo se movimenta, suas rodas

giram. Por incrvel que parea, a funo do freio no fazer o carro parar, e sim diminuir a

rotao da roda at faz-la parar de girar. Suponha que um carro tenha os freios funcionando

perfeitamente mas esteja com os pneus carecas e trafegando numa pista molhada.



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Acionando os freios podemos garantir que a roda vai diminuir a sua rotao at parar de

girar. Mas no podemos garantir que o carro vai parar conforme o desejado.

Logo, para frear o carro de forma eficiente, devemos ter:

Freios eficientes

Pneus em bom estado

Pista em boas condies

RECOMENDAES

Ao examinar os freios de um veculo, deve-se:

Verificar todos os itens de segurana.

Trocar todas as peas que no estiverem em perfeitas condies. No usar peas

duvidosas.

No fazer quebra-galhos.

Alertar aquele que vai usar o veculo dos problemas que podem diminuir a eficincia da

frenagem, como por exemplo os pneus carecas.



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F TREIO A AMBOR

J sabemos que a funo do freio parar a roda. Para isso h necessidade de uma fora

oposta a rotao da roda.

rotao

movimento

Essa fora oposta conseguida pelo atrito entre duas peas. Vejamos como isso possvel:

Imagine um tambor vazio rolando. Ele poderia ser freado por um dispositivo que aplicasse

uma fora na parede interna do tambor. claro que o dispositivo teria que estar fixo, se no

acabaria rolando junto com o tambor. Da se conclui que o freio constitudo de duas

partes: uma que gira junto com a roda (que no caso do freio a tambor o prprio tambor) e

uma fixa ao veculo (que no caso do freio a tambor so as sapatas).

O freio a tambor basicamente composto das seguintes peas: tambor de freio, sapatas e

espelho.

O pneu, a roda e o tambor so peas que giram juntas, enquanto que as sapatas e o

espelho so peas fixas ao chassis.

pneu roda tambor sapatas espelho



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O tambor est preso roda e gira junto com ela. No interior do tambor esto as sapatas, as

quais esto fixas ao espelho e portanto ao veculo. Essas sapatas so recobertas de um

material adequado para aumentar o atrito (lonas). Quando o freio acionado as sapatas

so comprimidas contra o tambor. O atrito entre as peas causa diminuio da rotao das

rodas.

De acordo com a posio da sapata, ela denominada primria ou secundria, como mostra

a figura a seguir.

sapata sapatasecundria primria

F T SREIO A AMBOR IMPLEX

So utilizados principalmente nas rodas traseiras de veculos leves. Sua caracterstica

principal permitir o movimento das sapatas em vrias direes e sentidos. Isto porque,

alm do movimento contra o tambor, as sapatas tm liberdade de deslizar no seu apoio.

apoio



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Quando o freio acionado, o tambor tenta arrastar as sapatas junto com ele. As sapatas s

no giram junto com o tambor por estarem apoiadas ao espelho, pela placa de apoio.

Na sapata secundria, a fora de arrasto tem sentido contrrio ao da fora de acionamento

(FA); logo, a fora de arrasto e a fora de acionamento tendem a se anular.

Na sapata primria, a fora de arrasto tem o mesmo sentido da fora de acionamento (FA);logo, a fora de arrasto e a fora de acionamento se somam.

secundria primria

F T DREIO A AMBOR UPLEX

utilizado principalmente em veculos leves. As sapatas apresentam as seguintes

caractersticas:

So acionadas em pontos opostos, para cada sapata.

Utilizam para apoio o prprio cilindro de roda.



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F T T U -REIO A AMBOR IPO NI SERVO

aplicado em veculos mdios. As sapatas apresentam as seguintes caractersticas:

So articulados em um pino (ncora);

So acionados em um ponto prximo articulao por um nico mbolo;

Esto ligadas por um pino (de ajuste), que permite ajuste manual ou automtico.

F T D -REIO A AMBOR UO SERVO

Esse tipo de freio utilizado principalmente em veculos mdios. As sapatas apresentam as

mesmas caractersticas do tambor uni-servo, s que utilizando cilindro de roda bi-direcional.

pino ncora

cilindro de roda

com 2 pistes

pino de ajuste

Tambm no freio duo-servo, o tambor tenta arrastar as sapatas junto com ele, quando

acionado.



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Neste tipo de freio a fora devida ao arrasto transmitida sapata secundria pela ligao

mecnica entre as sapatas. Isto causa uma atuao maior da sapata secundria.

Nos freios duo-servo, h um esforo maior na sapata secundria. Em conseqncia a sapata

primria apresenta menor desgaste que a secundria.

F T TREIO A AMBOR WIMPLEX

utilizado tanto em veculos leves como mdios. As caractersticas principais das sapatas

so:

O acionamento se faz nos quatro pontos das sapatas.

Cada sapata possui regulagem individual com ajuste manual ou automtico.



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A SCIONAMENTO DE APATAS

Sabemos que as sapatas devem ser comprimidas contra o tambor. Isso exige uma fora

agindo sobre elas. Podemos conseguir essa fora atravs de um dos seguintes dispositivos:

cilindro de roda, cmara pneumtica e cmara de freio-mola. Como estamos tratando

somente dos freios hidrulicos, estudaremos a seguir somente o cilindro de roda.

C RILINDRO DE ODA

Os cilindros de roda so basicamente constitudos de:

mbolo (dependendo do tipo de cilindro de roda pode haver um ou dois mbolos);

mola interna;

capas protetoras;

gaxetas.

No esquema abaixo, mostrado o funcionamento de um cilindro de roda com dois mbolos.

Quando o freio acionado, o fluido do freio pressiona os mbolos que empurram as sapatas

contra o tambor.

sapatas

superfcie deatrito do tambor

Quando o freio deixa de atuar, a mola de retorno das sapatas traz os mbolos para a

posio inicial, forando o excesso de fluido a retornar.

As capas protetoras impedem a entrada de p. As gaxetas impedem o vazamento.



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F DREIO A ISCO

Observe um freio de bicicleta quando acionado. Duas peas, denominadas sapatas, so

comprimidas contra o aro. A fora de atrito entre as sapatas e o aro causa a diminuio da

rotao da roda. As sapatas so de borracha para aumentar o atrito. Para que as sapatas

sejam comprimidas contra o aro so utilizados cabos de ao que transmitem a fora da mo

do ciclista at as sapatas.

O freio a disco utiliza-se dessa mesma idia, com as devidas adaptaes.

Em primeiro lugar, seria bastante inconveniente que o freio atuasse diretamente no aro da

roda (1). Por isso um disco instalado na roda de modo a girar junto com ela. O freio vai

atuar no disco e no aro (2).

Em lugar dos tradicionais garfos dos freios de bicicleta, so utilizados mbolos, acionados

pela presso hidrulica (3). No lugar dos cabos de ao, que transmitem a fora da mo do

ciclista at a roda, utilizada a presso hidrulica. No lugar das sapatas, so utilizadas as

pastilhas que resistem mais aos esforos de um veculo (4).

1 23 4



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Nesse tipo de freio h dois componentes principais:

Disco: preso roda e que portanto gira com ela;

Pina: acoplada ao veculo. Na pina esto instaladas as pastilhas, feitas de material

prprio para apresentar coeficiente de atrito adequado. Tambm na pina est o mbolo

que empurra a pastilha.

pina

pastilha

disco

disco

O disco fica encaixado entre as pastilhas, de modo a haver uma pequena folga. Quando ofreio acionado, as pastilhas so comprimidas contra o disco. A fora de atrito entre as

pastilhas e o disco causa diminuio da rotao da roda.

F D FREIO A ISCO IXO

Comeamos com o caso do freio a disco fixo com dois mbolos. Nesse modelo, cada pastilha

est apoiada a um mbolo. Quando o freio acionado, o mbolo empurrado pelo fluido

hidrulico sob presso. O mbolo empurra a pastilha contra o disco.

anel vedador

mbolo



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H tambm modelos de freio a disco fixo com 3 ou 4 mbolos. No freio de 3 mbolos,

instalado de um lado do disco um mbolo de dimetro maior, e do outro lado do disco, so

instalados dois mbolos de dimetro menor. A condio para que as foras nos dois lados

do disco sejam iguais que a soma das reas dos mbolos menores seja igual a rea do

mbolo maior.

Observe que neste caso cada pastilha acionada por um ou dois mbolos, como se observa

nas figuras.

F D DREIO A ISCO ESLIZANTE

Quando o freio acionado, o fluido de freio injetado sob presso. Essa presso atuando

somente no mbolo como tambm na pina. Suponha que essa ltima seja livre para se

movimentar. Pela ao da presso hidrulica, o mbolo se moveria para um lado enquanto

a pina se moveria para o outro. Na figura, esses movimentos so exagerados para facilitar

a visualizao.

Imagine agora que entre as pastilhas estivesse o disco. Tanto a pastilha fixa ao mbolo

como a fixa pina seriam comprimidas contra o disco.



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Lembramos que os movimentos so muito pequenos, da ordem de dcimos de milmetro.

Para permitir esse pequeno movimento da pina, ela deve ser presa atravs de pinos

deslizantes em um suporte fixo ao veculo.

parafuso sangradorgrampo pino trava

pino travaconjunto

suporte do cauper

molaanti-rudo

sentido dodeslocamento

sistema do cauper guias dasdeslizante grampo Opastilhas arredondadas pastilhas

A VNEL DE EDAONos freios a disco, o anel de vedao apresenta dupla funo: evitar vazamentos de fluido de freio;

fazer o mbolo retornar quando o freio desaplicado. Observe que o anel de vedao

fica alojado em uma canaleta na carcaa. Quando o freio acionado, o mbolo se

movimenta deformando o anel. Quando o freio desaplicado a presso hidrulica se

reduz. O anel volta ao seu formato original trazendo o mbolo de volta. Esse retorno

afasta as pastilhas do disco que passa a girar livremente.

capaprotetora

anel de vedaopisto

Assim, temos:

freio acionado: o anel de vedao se deforma.

freio desaplicado: o anel de vedao volta ao seu formato original trazendo o mbolo

com ele.



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P FASTILHAS DO REIOOs esforos de frenagem esto todos concentrados na pastilha. Entre a pastilha e o disco,

h atrito acompanhado de escorregamento. Como vimos, este faz com que os corpos em

contato se aqueam. Por isso, as pastilhas devem ser fabricadas de modo a poderem

resistir a altas temperaturas.

O aumento da temperatura durante a frenagem apresenta as seguintes conseqncias:

diminuio do coeficiente de atrito. Para compensar essa diminuio do coeficiente de

atrito o motorista obrigado a aumentar a fora sobre o pedal;

aumento do desgaste da pastilha.

Newtonsconsumo

esforono pedalconsumo de material

de atrito

temperaturatemperatura

M A -OLAS NTI RUDOA trepidao causada pelos pneus passando sobre solo irregular tendem a fazer as pastilhas

vibrarem. Essa vibrao causa um rudo. Para evitar esse rudo, as pastilhas so pressionadas

por uma mola.

E F DSTABILIDADE DO REIO A ISCOInmeros fatores influem na eficincia de uma frenagem. Um deles a ao do motorista

sobre os pedais; outros fatores esto relacionados s caractersticas construtivas do freio.

No caso do freio a disco, o nmero de fatores que influem na frenagem menor que no freio

a tambor.

Por isso a ao dos freios a disco difere pouco de uma roda para outra. Isto garante uma

maior estabilidade durante a frenagem evitando o fenmeno do freio que puxa para um lado.



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F D E TREIO A ISCO NO IXO RASEIRO

Existem vrios modelos de freios a disco aplicados ao eixo traseiro. No entanto existe,

atualmente, uma tendncia mundial em se aplicar esse tipo de freio devido ao projeto dos

veculos.

F D F E TREIO A ISCO COM REIO DE STACIONAMENTO A AMBOR um sistema que utiliza como freio de estacionamento um conjunto de tambor de freio e

sapatas de acionamento, sendo estas acionadas mecnicamente e para o freio de servio

utiliza freio a disco que montado em conjunto com o tambor.

F D F E DREIO A ISCO COM REIO DE STACIONAMENTO A ISCOO freio a disco com freio de estacionamento incorporado uma unidade hidrulica que freia

as rodas traseiras com maior eficincia que os freios convencionais, permitindo, alm disso,

o acionamento atravs de cabos no mesmo conjunto.



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Para garantir a constante regulagem do cabo do freio de estacionamento, o conjunto

equipado com um sistema indito de regulagem automtica acondicionado no interior da

pina.

Podemos dizer que o freio a disco com freio de estacionamento incorporado trabalha em

duas funes distintas:

Freio de servio - Quando acionado atravs da presso hidrulica no momento da

frenagem do veculo. Funciona de forma igual ao freio a disco deslizante;

Freio de estacionamento - Quando o freio do eixo traseiro acionado pela alavanca do

freio de mo.

eixo

mola porca de ajuste

pisto

pino

parafuso de regulagem



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F EREIO DE STACIONAMENTO

Ao acionar o freio de estacionamento, o eixo gira, empurrando o pino contra o parafuso de

regulagem que aciona o mbolo pela porca de ajuste. Desta forma, pressiona a pastilha do

lado do mbolo contra o disco.

Aps a pastilha ter-se apoiado na face interna do disco, o eixo continua girando. Agora,

porm, empurra a carcaa na direo oposta fazendo com que a pastilha do outro ladotambm seja pressionada contra o disco.

F SREIO DE ERVIO

Ao acionar o freio de servio, a presso hidrulica empurra o mbolo para frente juntamente

com a porca de ajuste que est acoplada nele.

A porca caminha junto com o mbolo at que seu curso seja interrompido pelo parafuso.

nesse momento que a porca deixa de se apoiar no mbolo e empurrada para frente pelas

molas. Assim, a rosca especial de 4 entradas permite o giro da porca em torno do parafuso

at que ela se apie novamente no mbolo. Desta forma assume uma nova regulagem que

compensa o desgaste ocorrido nas pastilhas.



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Essa regulagem ocorre sempre que o movimento do mbolo for superior a folga existente

entre o parafuso e a porca.

EXERCCIOS

1. Quando um veculo est em movimento dizemos que ele possui energia cintica. Para

fre-lo, precisamos retirar-lhe essa energia. O que acontece com a energia cinticaretirada do veculo?

a) armazenada como suprimento.

b) Desaparece sem deixar vestgios.

c) Transforma-se em calor.

d) Freia o veculo.

2. Ao verificar desgaste desigual nas lonas do freio a tambor tipo simplex, qual a causa

provvel?

a) Cilindro de rodas vazando.

b) Molas com cargas desiguais.

c) Tambor ovalizado.

d) Diferentes foras no acionamento das sapatas.

3. Faa as ligaes lgicas:

1. mola de retorno sapata secundria

2. cilindro de rodas duo-servo

3. sapata primria sapatas

4. pino ncora hidrulica



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4.Coloque os nmeros certos nos crculos para montar a frase corretamente:

No freio a o anel de vedao o responsvel pela do fluido de freio como

tambm pelo do mbolo, pois se deforma na e volta ao seu original na

trazendo com ele o .

1. aplicao2. retorno

3. mbolo

4. disco

5. desaplicao

6. vedao

7. formato

5. O que acontece se o freio a disco trabalhar em temperatura elevada?

a) As pastilhas diminuem o atrito.

b) O consumo das pastilhas no se altera.

c) O freio torna-se eficiente.

d) Os mbolos riscam-se.

6. Complete a frase:

O mecanismo interno do freio a disco com freio de estacionamento incorporado permite

ao freio ter duas funes distintas.

Freio de servio - acionado atravs da ................................................. no momento

da frenagem;

Freio de estacionamento - quando o freio do eixo traseiro acionado pela

.................................................... .

7. lndique o certo (C) ou errado (E):

( ) O freio a disco mais estvel que o freio a tambor.

( ) O atrito o resultado do calor produzido na frenagem.

( ) Quem pra o carro o cho.

( ) As sapatas so fixas roda e o tambor fixo ao veculo.



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P HRINCPIOS IDRULICOS

COMPRESSIBILIDADE

Considere uma certa poro de um gs, ar por exemplo, encerrada em um cilindro.

Comprimindo-o com o auxlio de um pisto notaremos uma diminuio de seu volume. Por

isso dizemos que os gases so compressveis.

ar compressvel

sem comprimir fora

volumevolume alterado

Exemplos desse fato so comuns. o que acontece quando se enche um pneu, ou quando

o pisto de um motor comprime a mistura ar-gasolina.

INCOMPRESSIBILIDADE

Se em lugar de um gs fosse colocado um lquido, gua por exemplo, o resultado seria

diferente. Comprimindo-o com o auxlio de um pisto notaremos que seu volume no diminui.

Por isso dizemos que os lquidos so incompressveis.



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Considere duas seringas de injeo interligadas por um tubo, como mostra a figura abaixo.

Suponha que o sistema esteja cheio de um lquido. Se um mbolo fosse comprimido, o

outro se deslocaria em sentido contrrio. O aumento de volume na seringa B compensaria

a diminuio do volume na seringa A.

B

A

Se o sistema estivesse cheio de um gs em lugar do lquido, poderamos ter uma diminuio

do volume de A sem aumento do volume de B. Para isso bastaria que o mbolo B fosse

mantido fixo enquanto o mbolo A estivesse sendo comprimido.

B

A

PRESSO

O conceito de presso pode ser aplicado sempre que a fora que atua sobre um corpo

estiver distribuda numa certa rea. Define-se presso como sendo o valor da fora dividido

pelo valor da rea.

Presso = Forarea



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EXEMPLOS

1. A rea do mbolo de uma seringa 2cm . Sobre o mbolo aplicada uma fora de2

10kgf. No interior da seringa h um lquido ou um gs. O conceito de presso pode ser

aplicado a qualquer caso. A presso aplicada vale:

10Pr ~ /essao kgf== 22 5cm kgf cm2

10kgf

5kgf/cm 22cm2

2. A presso de um gs que est no interior de um cilindro vale 20kgf/cm . A rea da2

tampa do cilindro vale 10cm . A fora que o gs exerce na tampa vale:2

fora = presso x rea

fora = 20kgf/cm x 10cm = 200kgf2 2

P = 20kgf/cm 2

10cm 2



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L PEI DE ASCAL

Considere um recipiente de um formato qualquer, contendo um lquido ou um gs. Em um

determinado ponto produzimos um aumento de presso, por um processo qualquer. Este

aumento de presso integralmente transmitido para todos os outros pontos e em todas as

direes e sentidos. Essa propriedade dos lquidos e dos gases foi descoberta em 1653 porum cientista francs chamado Pascal. Por isso essa propriedade dos lquidos e dos gases

conhecida como Lei de Pascal.

EXEMPLOS

1. Voltemos ao exemplo das duas seringas interligadas por um tubo. As reas dos mbolos

esto indicadas na prpria figura. O sistema est cheio de gua. Ao mbolo menor

aplicada uma fora de 10kgf. Qual ser a fora aplicada pelo mbolo maior?

4cm2

2cm 2



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Vamos primeiro calcular a presso no mbolo da seringa menor:

10kgf2Presso = Fora = = 5kgf/cm

2cm2rea

10kgf

?

2cm 2

4cm2

5kgf/cm 2

Mas este aumento de presso transmitido para todos os pontos. Logo, no mbolo da

seringa maior o aumento da presso tambm ser 5kgf/cm . Nesse mbolo podemos2

calcular a fora:

fora = presso x rea

fora = 5kgf/cm x 4cm = 20kgf2 2

2. Se o mbolo do cilindro menor deslocar-se 3cm, de quanto se deslocar o mbolo

maior?

Vamos calcular primeiro o volume de gua que saiu da seringa menor:

2cm x 3cm = 6cm2 3



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3. A diminuio do volume de gua na seringa menor deve ser igual ao aumento do volume

de gua na seringa maior. Isto porque, como j vimos, a gua incompressvel. Logo,

o deslocamento do mbolo da seringa maior ser de 1,5cm, pois:

4cm x 1,5cm = 6cm2 3

3cm

?

2cm 2

4cm2

OBSERVAO

Num sistema com dois mbolos interligados e cheios de um lquido qualquer, o de maior

rea (maior dimetro) receber a maior fora, mas sofrer o menor deslocamento. Se o

sistema estiver cheio de gs, o mbolo de maior rea receber a maior fora, nada se pode

afirmar sobre o deslocamento.

curso 1cm

curso 10cm

fora100kgf

1000kgf

rea 1cm 2

rea 10cm 2



36/87


C MILINDRO ESTRE

Na figura abaixo mostrado, de forma simplificada, o sistema hidrulico do freio de um

veculo. Como vimos, os cilindros de roda acionam as sapatas. Os freios a disco tambm

so acionados por um cilindro hidrulico. Para o acionamento tanto de um quanto do outro

temos que injetar neles presso hidrulica. A presso hidrulica necessria para o

funcionamento do sistema de freio gerada no cilindro mestre.

F

F F

F

fb

fbfa

F F

F fc

F

freio dianteiro cilindro mestre servofreio e pedaleira freio traseiroe vlvula vlvula de (tambor)(disco)

equalizadora reteno devcuo

fa - fora de aplicao no pedal

fb - fora aplicada pelo sistema de alavanca do pedal

fc - fora aplicada pelo diferencial de presso do servofreio

F - fora originada pela presso hidrulica

O cilindro mestre acionado direta ou indiretamente pelo pedal.



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C M SILINDRO ESTRE IMPLES

Existem vrios tipos de cilindro mestre. Vamos comear pelo cilindro mestre simples. Os

componentes desse tipo de cilindro so indicados na figura a seguir.

14 15

16

17

1. Carcaa

2. Bujo de apoio para reservatrio3. Capa de proteo

184. Anel de reteno

5. Arruela de encosto1 6. Gaxeta secundria

12 2 7. Pisto13

8. Arruela de apoio

9. Gaxeta primria1110. Arruela de escora10 9

11. Mola de presso12. Vlvula de presso residual

813. Jogo completo14. Reservatrio

7 6 5 15. Tampa

16. Arruela de vedao4

17. Filtro18. Indicador de luz de freio

3

Quando o pedal do freio no est acionado, dizemos que o sistema est em repouso. Todo

o sistema est cheio de lquido numa presso aproximadamente igual presso atmosfrica.

Tudo se passa como se fosse um recipiente totalmente cheio de um lquido. Observe que

o lquido passa do reservatrio para o sistema atravs do furo de compensao. Observe

tambm que o respiro impede a formao de vcuo no caso do nvel de lquido baixar.

respiro

furo decompensao

gaxeta



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Quando o pedal do freio acionado, o mbolo empurrado. A gaxeta primria veda o furo

de compensao. O lquido contido na regio entre o cilindro mestre e as rodas

pressurizado. O lquido pressurizado aciona os cilindros das rodas.

O :BSERVE QUE

na cmara em frente da gaxeta primria o fluido est pressurizado; na cmara atrs da gaxeta primria o fluido est na presso atmosfrica, pois este est

em contato com o reservatrio, atravs do furo de alimentao. Por isso a gaxeta primria

forada para trs. A funo da arruela protetora proteger a gaxeta primria para que

esta no seja danificada.

furo dealimentao lquido

pressurizado

gaxetapresso

atmosfrica

Quando o pedal do freio desaplicado, a fora no age mais sobre o mbolo. Logo, o

mbolo empurrado para trs pela presso hidrulica do circuito e pela mola de retorno.

medida que o mbolo do cilindro mestre se movimenta para trs, a presso no circuito

diminui. Isso permite que as molas de retorno das sapatas empurrem de volta os mbolos

dos cilindros de roda. A volta dos mbolos dos cilindros de roda causa o retorno do fluido

para o cilindro mestre.



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No circuito existem orifcios de pequenas dimenses que dificultam o retorno do lquido

para o cilindro mestre. Como a mola de retorno do cilindro mestre fora o recuo do mbolo

e os orifcios dificultam o retorno do fluido, a presso na cmara da frente do mbolo diminui,

ficando menor que a atmosfrica. A presso na cmara anterior ao mbolo igual

atmosfrica, pois o fluido est ligado ao reservatrio pelo orifcio de alimentao.

presso menor quea atmosfrica

Para entender melhor o que foi explicado, imagine que se pretenda retirar o lquido de um

recipiente utilizando uma seringa. O furo da agulha sendo pequeno oferece uma dificuldade

para o lquido entrar dentro da seringa. Em conseqncia, se o mbolo puxado rapidamente,

a presso no interior da seringa diminui. por isso que o mbolo fica duro. A presso

externa (atmosfrica) fica maior que a interna, dificultando o movimento do mbolo.

Voltando ao cilindro mestre, sabemos ento que, em seu retorno, a presso na cmara

anterior se torna maior que na posterior. Essa diferena de presso faz com que o Iquido

atravesse por um orifcio no mbolo, flexione a gaxeta primria, e passe para a cmara

frente do mbolo.



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O sistema descrito apresenta as seguintes caractersticas:

evita que, numa segunda freada, o motorista sinta uma sensao de vazio, que causaria

insegurana;

faz com que, numa segunda pisada, o pedal fique mais alto, devido ao excesso de leo

no sistema. Quando o mbolo atinge sua posio de repouso, esse excesso retorna ao

reservatrio pelo furo de compensao.

furo de alimentao furo de compensao

gaxeta

V P RLVULA DE RESSO ESIDUALA funo da vlvula de presso residual manter uma presso no circuito hidrulico para

evitar a entrada de ar pelas gaxetas do cilindro de roda. usada apenas em freios a tambor

pelo simples fato desses possurem molas de retorno que do equilbrio ao sistema. Nos

freios a disco, como no h mola de retorno do mbolo, se houvesse presso residual, o

freio ficaria acionado, prendendo as rodas mesmo na condio desaplicada.

Na figura abaixo mostrada a vlvula de presso residual em corte.

reservatrio vedador externo

gaxeta

mola principalvedador interno



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Quando o freio acionado, no interior da vlvula h um aumento de presso gerada pelo

cilindro mestre. As duas molas so comprimidas. O vedador interno se destaca do vedador

externo permitindo a passagem do lquido.

Quando o freio desaplicado. A presso no cilindro mestre diminui. Em conseqncia, a

presso no interior da vlvula tambm diminui. A presso no circuito hidrulico passa a ser

maior que no interior da vlvula. A diferena entre as presses interna e externa suficiente

para vencer a mola principal. O vedador externo se desloca de modo a dar passagem parao fluido.

Imediatamente aps o freio ser desaplicado, a presso do circuito hidrulico maior que a

presso no interior da vlvula.

Essa diferena de presso mantm o vedador externo aberto permitindo a passagem de

fluido. medida que o fluido vai passando do circuito hidrulico para o interior da vlvula, a

diferena entre as presses vai diminuindo.

O processo continua at que a diferena de presses no seja suficiente para vencer a

mola principal.



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O vedador externo se fecha impedindo a passagem do fluido e mantendo o circuito hidrulico

com uma presso residual.

OBSERVAO

Como vimos, toda a presso hidrulica necessria para o funcionamento do freio hidrulico

gerada no cilindro mestre. Havendo um problema qualquer com essa pea, um vazamento

por exemplo, todo o sistema fica comprometido. Para resolver esse problema foi criado ocilindro mestre duplo, cujo funcionamento passaremos a ver.

circuito circuitosecundrio primrio

C M DILINDRO ESTRE UPLO

Podemos dizer que o cilindro mestre duplo a unio de dois cilindros mestres simples, com

o objetivo de aumentar a segurana. Se um falhar o outro garante o funcionamento dos

freios.



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Na figura abaixo mostrado o cilindro mestre duplo do tipo simultneo. Observe a existncia

de duas cmaras de presso, as duas ligadas ao reservatrio. Para cada uma, h um furo

de alimentao e outro de compensao. Entre os mbolos montada uma mola com uma

pr-carga.

cmara Bfuro de compensao

mbolo 1

mbolo 2

cmara A

Quando o freio acionado, o pedal empurra o mbolo 1. Quando o mbolo 1 se movimenta,

empurra o mbolo 2 atravs da mola. A mola da cmara 1 adquire, ento, uma presso

diferenciada em relao mola n 2. Tal presso faz com que o mbolo 2 seja acionado ao

mesmo tempo que o 1. Em conseqncia as duas cmaras se pressurizam simultaneamente.

2 1



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Essas cmaras esto ligadas a circuitos hidrulicos independentes, que transmitem a presso

hidrulica para as rodas, sendo que cada cmara fornece presso para duas rodas do

veculo.

EMERGNCIAS H um vazamento na cmara A; logo, nessa cmara o fluido no se pressuriza. No en-

contrando resistncia, o mbolo percorre livremente o cilindro at atingir a situao indi-

cada na figura. Desse ponto em diante o mbolo 1 passa a empurrar o mbolo 2. Nessa

cmara o fluido pressurizado, garantindo o funcionamento do freio.

cmara A

vazamento



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H um vazamento na cmara B. Nesse caso, o mbolo 2 no encontra resistncia. Per-

corre todo o cilindro at encontrar o fundo da cmara B. A partir desse momento a cma-

ra A passa a ser pressurizada pelo mbolo 1.

cmara B

vazamento

Quebra da mola entre os dois mbolos. Se a mola da cmara A no atua, o mbolo 2 ten-

de a se afastar muito do furo de compensao, devido ao da mola da cmara B. Para

evitar esse problema, instalado um parafuso de encosto, que garante o posicionamento

correto do mbolo 2, permitindo que o freio funcione.



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SERVOFREIO

Antes de comearmos o estudo sobre o servofreio, necessrio estudarmos um pouco

sobre presso atmosfrica.

P ARESSO TMOSFRICA

Presso atmosfrica a fora que a camada de ar que envolve a Terra exerce sobre suasuperfcie.

Em 1644, um italiano chamado Torricelli conseguiu medir a presso atmosfrica. Determinou

que, ao nvel do mar, essa presso vale 1,033kgf/cm . Mas para facilitar o clculo vamos2

aproximar para:

1 kgf/cm 2

Esse nmero indica que numa superfcie qualquer (como uma mesa, por exemplo), o ar

exerce uma fora de 1kgf em cada cm . Se a superfcie tiver 600cm (rea aproximada da2 2

superfcie desta pgina) a fora exercida pela atmosfera ser de 600kgf.

E PXPERINCIAS COM A RESSOS percebemos a presena da presso atmosfrica quando a contrapomos a outra menor.

Vejamos alguns exemplos:

Quando se toma refrigerantes de canudinho:

Para isso, diminumos a presso do ar no in-

terior do canudinho ou, como se costuma di-

zer, fazemos um vcuo no interior. O refrige-

rante sobe pelo canudinho porque empurra-

do pela presso atmosfrica externa.



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De modo semelhante a esse, explica-se como retirar o lquido de um vidro empregando

uma seringa ou como aspirar a gua de um poo por meio de uma bomba.

Um desentupidor de pia preso a um vidro:

Quando o desentupidor empurrado contra

o vidro, o ar expulso do interior, causandouma diminuio da presso interna, ou, para

usar a expresso habitual, criando-se um v-

cuo. A presso atmosfrica externa mantm

o desentupidor comprimi-lo contra o vidro.

O fato de uma placa de vidro aderir fortemente a outra ou de um copo grudar em outro

so explicados de modo anlogo a esse.

EM RESUMO

Podemos realizar vrias tarefas com emprego da presso atmosfrica, desde que possamos

utiliz-la contra uma outra presso menor (o vcuo).

Vejamos agora o caso de um mbolo que pode se mover no interior de um cilindro. Existindo

presso atmosfrica dos dois lados do mbolo, ele no vai movimentar-se. Tambm no

haver movimento se existir vcuo dos dois lados dele. O mbolo s vai se movimentar

existindo presso atmosfrica de um lado e vcuo do outro.

vcuo

pressoatmosfrica

AB

4,7 Lb/pol 14,7 Lb/pol2 2



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SERVOFREIO

O servofreio um equipamento destinado a proporcionar ao motorista um maior conforto

no acionamento do pedal do freio. O servofreio se utiliza da presso atmosfrica combinada

com o vcuo gerado pelo motor.

carburador

vcuo para oservofreio motor

Basicamente, pode ser dividido nas seguintes partes:

TAMPAS

Tm a funo de reservatrio do vcuo.

DIAFRAGMA

Mantm separadas as cmaras de ar e de vcuo. Funciona como o mbolo da figura do

resumo.

FMBOLO DE ORA

Nele ficam as vlvulas que controlam o sistema. Essas vlvulas so:

- Vlvula de entrada de ar;

- Vlvula de passagem do vcuo.

H EASTE DE NTRADA

Transfere o esforo do pedal para o interior do freio.

H SASTE DE ADA

Aciona o cilindro mestre.



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V RLVULA DE ETENO

Mesmo aps o motor ter sido desligado essa vlvula mantm o vcuo suficiente para alguns

acionamentos.

D RISCO DE EAO

Responsvel pelo equilbrio do conjunto.

diafragmavlvula de retenode vcuo

mbolo de fora

tampa entrada de ar

haste de entrada

haste de sadapassagem do vcuo

disco dereao

F SUNCIONAMENTO DO ERVOFREIODizemos que o servofreio est em repouso quando:

O pedal est desaplicado.

A vlvula de entrada de ar est fechada.

A vlvula de passagem do vcuo est aberta.

Nesse momento h vcuo constante sobre os dois lados do diafragma. No havendo

diferena de presso, o conjunto mantm-se em repouso.

cmara dianteiravlvula de retenode vcuo diafragma

cmara traseira

mbolo de operao

canal de passagem de vcuo

vlvula pisto

canal de ar ambiente

mola de haste de acionamentorecuperao



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Dizemos que o servofreio est aplicado quando:

O pedal acionado e a haste de entrada empurra o mbolo de fora.

Com o movimento do mbolo de fora, a comunicao do vcuo interrompida e abre-se

a passagem de ar. Estamos em uma situao j discutida anteriormente: de um lado

existe presso atmosfrica e do outro baixa presso (vcuo).

O diafragma forado no sentido de aumentar a fora na haste de sada.

vlvula de reteno cmara dianteirade vcuo

diafragma

cmara traseira

mbolo de operao

canal de passagem de vcuo

passagem de ar ambiente

ar ambientemola de

recuperao

pressodo pedal

vlvula pisto

Dizemos que o servofreio est em situao de equilbrio quando:

A haste de sada empurra o mbolo do cilindro mestre, causando um aumento da presso

hidrulica.

Esse aumento de presso gera sobre o disco de reao uma fora de sentido contrrio

aplicada pelo pedal.

Neste momento o disco de reao est sendo comprimido em suas bordas de tal forma

que seu centro se infla. Isso fora o fechamento da entrada de ar. Como a passagem de

vcuo j est fechada, o sistema entra em equilbrio.

Quando o equilbrio atingido, temos no lado dianteiro vcuo quase total. Do outro lado

do diafragma entrou um pouco de ar enquanto a passagem

estava aberta. Por isso, temos a uma presso inferior

atmosfrica. Desta forma, pelo movimento do pedal

podemos controlar a presso de um dos lados do diafragma

e em conseqncia controlar a frenagem.



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S GERVOFREIO IRVAC

Nos servofreios convencionais, a transmisso das foras feita atravs das tampas.

No Girvac esses esforos so transmitidos pelos tirantes. As tampas passam a ter apenas

funo de reservatrio de vcuo. Assim sendo podem ter menor espessura, permitindouma reduo em mais de 50% de seu peso final.

Esse sistema evita tambm que haja deformao do conjunto.

Convencionalesforo nas tampas

Girvacesforo nos tirantes

EXERCCIOS

1. Um desentupidor de pia empurrado contra a superfcie externa de uma espaonave no

vcuo ficaria grudada a ela?

a) Sim, porque o vcuo no interior a mantm junto superfcie.

b) No, porque no existe presso externa.

c) Talvez, dependendo do formato do desentupidor.

d) Apenas se a superfcie for lisa.



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2. A superfcie da pele de um mecnico aproximadamente 20.000cm . Qual a fora que2

o ar exerce sobre o mecnico?

R.: .................................. kgf.

3. O que acontece quando o diafragma de um servo freio rasga?

a) O pedal afunda ao ser acionado.

b) O lquido de freio vaza para a atmosfera.c) O pedal endurece mas o veculo ainda tem freios.

d) O cilindro mestre no acionado.

4. O servofreio mais eficiente:

a) Prximo s praias.

b) No alto das montanhas.

c) Em qualquer lugar pois a altitude no faz diferena.

d) Sob a gua, em inundaes.



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V R PLVULA EGULADORA DE RESSO

Para que se possa estudar a vlvula reguladora de presso, necessrio que entendam-se

alguns conceitos fundamentais sobre: inrcia, inclinao durante a frenagem, distribuio

de esforos e estabilidade direcional.

INRCIA

Um corpo em repouso s inicia o movimento se uma fora atuar sobre ele. A tendncia de

um corpo em repouso permanecer em repouso. Por outro lado, se um corpo estiver em

movimento, s conseguimos faz-lo parar aplicando uma fora sobre ele. Se o corpo j

estiver a uma certa velocidade, tende manter-se nessa velocidade.

Chamamos de inrcia a essa propriedade que corpos tm de tentar manter o seu estado de

repouso ou de movimento. Exemplos dessa propriedade so muito comuns, mas vamos

discutir apenas o caso do veculo que est a uma certa velocidade e obrigado a frear:

Um veculo que est a uma certa velocidade freia bruscamente. Se os passageiros no

esto usando cinto de segurana, eles tendem a continuar na mesma velocidade.

Um caminho que est a uma certa velocidade freia bruscamente. Se a carga no estiver

convenientemente amarrada ao caminho, ela tende a continuar na mesma velocidade.

I FNCLINAO DURANTE A RENAGEM

Um veculo que est a uma certa velocidade freia bruscamente. Se o chassis e a carroceria

no estivessem convenientemente presos aos eixos, continuariam na mesma velocidade.



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Na realidade o conjunto chassis e carroceria s no continua na mesma velocidade pelo

fato de estar preso ao eixo. Por isso, apenas inclina-se para frente.

D EISTRIBUIO DE SFOROS

Em conseqncias da inclinao para frente, a distribuio de esforos alterada. H um

aumento da fora nas rodas dianteiras e uma diminuio nas rodas traseiras. Suponha porexemplo que, em condies normais de marcha, metade do peso de um veculo estivesse

nas rodas traseiras e metade nas dianteiras.

500kg 500kg

No caso de uma freada brusca, essa distribuio passaria a ser por exemplo a indicada na

figura. Essa diminuio do peso nas rodas traseiras faz com que elas sejam freadas com

mais facilidade que as da frente. como se os freios tivessem que segurar um veculo mais

leve atrs do que na frente. Assim sendo, uma dada presso hidrulica no sistema pode

causar o travamento das rodas traseiras enquanto as dianteiras continuam livres.

300kg 700kg



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E DSTABILIDADE IRECIONAL

Quando um veculo no est freado, mais fcil empurr-lo para a frente do que para o

lado. As rodas estabelecem portanto uma direo na qual o movimento mais fcil, para

isso que elas existem.

Mas quando as rodas esto travadas, a dificuldade de movimentar o veculo para a frente

ou para o lado praticamente a mesma. como se a roda no existisse. O veiculo s se

movimenta derrapando. E a dificuldade para forar a derrapagem aproximadamente a

mesma em qualquer direo.

Por isso, se acontecer de, numa freada brusca, as rodas traseiras serem travadas, o carro

perde o controle. No h mais uma direo preferencial de movimento. As rodas traseiras

tanto podem derrapar de frente como de lado. Quando as rodas traseiras derrapam de lado

dizemos que o carro deu um cavalo de pau.



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A vlvula reguladora de presso instalada no circuito hidrulico entre o cilindro mestre e

os freios do eixo traseiro.

vlvula reguladorade presso

Tem como finalidade a reduo da presso nos freios traseiros em relao aos dianteiros.

Com isso evita-se o travamento das rodas traseiras numa freada brusca.

Os tipos mais comuns de vlvula reguladora de presso so a vlvula sensvel presso e

a vlvula sensvel carga. No primeiro tipo, o acionamento da vlvula se d em funo da

presso hidrulica no circuito. Na segunda, o acionamento depende da carga do veculo.

V S PLVULA ENSVEL RESSOEsse tipo de vlvula funciona da seguinte maneira:

Posio aberta: a mola principal mantm o mbolo no fundo da carcaa onde o pino de

polister se apia mantendo-se afastado da vedao. O fluido tem passagem livre para

o eixo traseiro.

Posio fechada: o mbolo dotado de duas faces distintas, ambas guarnecidas por

gaxetas. A rea menor voltada para os freios dianteiros e a maior para os freios traseiros.

Quando o sistema pressurizado as duas faces do mbolo recebem a mesma presso.

Mas essa presso atuando em reas diferentes, geram foras diferentes,

vedadorescarcaa rea menor

para os para o

face menor fora menor freios cilindrotraseiros mestreface maior fora maior

mola principalmbolorea

maiorpino de polister



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Quando a diferena entre essas foras (menor e maior) for suficiente para vencer a mola, o

mbolo ser empurrado para trs, movimentando a vedao em direo ao pino. O fluxo de

lquido para os freios traseiros interrompido no momento em que a vedao se apia no

pino.

vedao aberta

Posio de equilbrio: partindo da posio fechada, medida que a presso no cilindro

aumenta, a presso sobre o lado maior permanece constante, enquanto no h passagem

de fluido pela vedao. Mas a presso sobre a rea menor aumenta at que a foradesse lado consegue empurrar o mbolo de volta para o fundo. Se a vedao est aber-

ta, o lquido do circuito traseiro volta a ser comprimido. A fora sobre a face maior tam-

bm aumenta at conseguir fechar novamente a vedao. Para haver esse novo fecha-

mento da vedao, o aumento de presso no circuito traseiro ser menor que no dian-

teiro, pois a presso do lado traseiro atua sobre uma rea maior. Assim, quando a veda-

o voltar a fechar, a presso no circuito traseiro ser menor que no dianteiro.

vedao fechada

freios traseiros presso menor

freios dianteiros presso maior

V S CLVULA ENSVEL ARGAVimos que a funo da vlvula reguladora de presso do freio evitar o travamento das

rodas do eixo traseiro. Vimos tambm que este travamento se d pela diminuio da carga

no eixo traseiro durante a frenagem.



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Essa diminuio maior se o veculo estiver carregado. A vlvula sensvel carga, como o

prprio nome indica, controla a presso no circuito traseiro em funo da carga do veiculo.

carcaa anel

esferaluva

anel

mbolo

mola

anelcoifa

A vlvula reguladora de presso instalada prxima ao eixo traseiro e ligada suspenso

do veculo atravs de uma mola externa.

Condio de funcionamento sem carga

vlvula de esfera

regulagem de foraalavanca de frenagem

O regulador em repouso permite que apenasentrada sadauma presso atinja os freios traseiros, evitando,

assim, o bloqueamento das rodas. agulha

A instalao da mola feita de modo que quanto maior a carga maior a tenso na mola.

Condio de funcionamento com carga



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A vlvula reguladora de presso funciona da seguinte maneira: quando o freio acionado,

a presso hidrulica do sistema dianteiro atua sobre o mbolo. Para que o circuito traseiro

seja pressurizado, o fluido precisa passar pela abertura. Para que isso acontea, a presso

no circuito traseiro deve vencer a mola. medida que a carga do veculo aumenta, cresce

a presso do fluido que passa para o circuito traseiro.

presso maior

mola

sada

carga da mola



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S A - ABSISTEMA NTI BLOQUEIO

Para que se possa entender o funcionamento do sistema anti-bloqueio ABS, necessrio

que se considere alguns pontos importantes: estabilidade direcional, dirigibilidade e distncia

de frenagem.

DIRIGIBILIDADE

Como j foi explicado, quando as rodas de um veculo esto livres mais fcil moviment-

lo para frente ou para trs do que para os lados.

Se as rodas estiverem travadas, a dificuldade de movimento praticamente a mesma em

qualquer direo, ou seja, se voc tentar empurrar um carro com as rodas travadas para a

frente, para trs ou para os lados, sentir praticamente a mesma dificuldade.

pinovlvula central

Isso significa que no existe mais uma direo preferencial de movimento: o veculo perde

a dirigibilidade.

A funo da roda, a rigor, no apenas a de reduzir o atrito, mas tambm de reduzi-lo numa

nica direo. Isso, porm, s acontece quando a roda gira.



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Suponhamos que durante uma curva as rodas dianteiras do veculo sejam travadas mas

que as traseiras continuem livres. Para as rodas dianteiras, no haver direo preferencial.

O veculo seguir ento a direo preferencial de movimento das rodas traseiras. O veculo

no faz a curva apesar do motorista ter girado a direo. Por isso, quando as rodas dianteiras

esto travadas, dizemos que o veculo perde a dirigibilidade, isto , torna-se impossvel

dirigi-lo.

E DSTABILIDADE IRECIONAL

Imagine um carro percorrendo um trecho de estrada perfeitamente reto. H inmeros fatores

que poderiam perturbar esse movimento, tais como imperfeies da estrada, ventos laterais,

pequenos movimentos da direo e assim por diante.

Quando as rodas traseiras esto livres, elas impedem qualquer desvio lateral. Isto por causa

da direo preferencial de movimento que elas apresentam. difcil moviment-las

lateralmente e fcil moviment-las longitudinalmente. Assim sendo o carro consegue manter

a direo de movimento. Dizemos que as rodas traseiras garantem a estabilidade direcional

do veculo.

Vejamos o que acontece se as rodas dianteiras estiverem livres e as traseiras travadas.

Para as rodas traseiras, agora no h direo preferencial de movimento. Moviment-las

lateralmente ou no sentido longitudinal apresenta a mesma dificuldade. Se no existisse

nenhum fator para perturbar o movimento isso no apresentaria grandes problemas. O

carro poderia frear mantendo o movimento retilneo mesmo com as rodas traseiras travadas.

Mas na prtica isso no ocorre. Os fatores de desvio (imperfeies da estrada, ventos,

pequenos movimentos da direo, etc.) causariam o desvio lateral do veculo.



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Dizemos ento que, com as rodas traseiras travadas, o carro perde a estabilidade direcional

(cavalo de pau).

E o que aconteceria se o carro estivesse fazendo uma curva. As rodas dianteiras apresentam

uma direo diferente das rodas traseiras.

mais fcil movimentar as rodas traseiras na

direo 1 e as dianteiras na direo 2. O 1efeito combinado dessas duas direes de

movimento a curva.2

D FISTNCIA DE RENAGEM

a distncia percorrida por um veculo durante a frenagem desde o instante em que os

freios so acionados at o veculo parar. Podemos acionar os freios de dois modos distintos:

permitindo o travamento das rodas (A);

acionando os freios at o limite de travamento (B).

A experincia mostra que permitindo o travamento das rodas, a distncia de frenagem ser

maior que no segundo caso.

A

B



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EM RESUMO

No se deve permitir que as rodas sejam travadas durante a frenagem pelas seguintes

razes:

com as rodas traseiras travadas o veculo perde a estabilidade direcional.

com as rodas dianteiras travadas o veculo perde a dirigibilidade; a com as rodas travadas

a distncia de frenagem aumenta.

S A - ABSISTEMA NTI BLOQUEIO

O sistema com anti-bloqueio (ABS) tem a finalidade de evitar o travamento das rodas, em

qualquer condio de atrito, piso ou pneu.

SISTEMA ANTI-BLOQUEIO (ABS)

Mxima presso de freio Evita travamento das Evita travamento dassem travamento rodas traseiras rodas dianteiras

Menor distncia de Mantm estabilidadefrenagem direcional Mantm dirigibilidade

O sistema anti-bloqueio compe-se das seguintes partes:

sensor: capta a variao da rotao da roda e transmite para o controlador;

controlador: recebe o sinal do sensor, interpreta-o e envia a deciso para o modulador;

modulador: controla a presso dos freios em funo dos sinais recebidos.

servofreio

cilindro mestre

freio

modulador

controlador

sensor



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O sistema com anti-bloqueio ABS funciona da seguinte maneira:

Fase A : frenagem normal.

A vlvula 1 transmite a presso gerada no cilindro mestre diretamente para os freios.

controlador sensor

freio

bomba cmara deexpanso

cilindromestrevlvula 2 vlvula 1

modulador

Frenagem normal

Fase B : a roda est na iminncia de travamento.O sensor envia um sinal ao controlador. O controlador comanda o fechamento da vlvula

1. A presso no freio permanece constante independentemente da fora no pedal.

controlador sensor

freiocmara de

bomba expanso

cilindromestre

vlvula 2 vlvula 1modulador

Presso retida

Fase C : mesmo com a operao da fase B ainda existe tendncia ao travamento.

O sensor envia novo sinal ao controlador. O controlador comanda a abertura da vlvula

2. Com isso a presso no sistema se reduz atravs da cmara de expanso. O fluido

expandido recolocado no circuito hidrulico pela bomba.

controlador sensor

freio



modulador

Reduo da presso



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Fase D : com a reduo de presso no freio, a roda volta a aumentar a rotao.

O sensor envia novo sinal ao controlador. Este comanda o fechamento da vlvula 2 e

abertura da vlvula 1. A presso hidrulica no sistema de freio aumenta novamente.

controlador sensor

freio



modulador

Aumento da presso

Essas 4 fases representam um ciclo de modulao que repetido vrias vezes por segundodurante a frenagem em que h possibilidade de travamento.

EXERCCIOS

1. Quando um carro indo para a frente freia bruscamente:

a) Joga os passageiros para trs.

b) Inclina-se para a frente, embicando.

c) Inclina-se para trs, levantando a dianteira.

d) As rodas da frente param depois das rodas de trs.

2. Assinale certo ( C ) ou errado ( E ):

( ) A vlvula reguladora de presso tenta evitar o travamento das rodas traseiras.

( ) Existem basicamente 3 tipos de vlvulas reguladoras de presso: sensvel presso,

sensvel carga e sensvel temperatura.

( ) Quando as rodas traseiras travam, a tendncia o veiculo dar cavalo de pau .

( ) Para dar cavalo de pau , andando de r, necessrio travar as rodas dianteiras.



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3. A melhor frenagem possvel ocorre quando:

a) As rodas travam.

b) O piso est molhado.

c) As rodas atingem o limite de travamento, mas no travam.

d) As rodas ficam livres.

4. Escolha a melhor palavra em cada frase:

O sistema ABS permite:

( ) mxima/mnima presso sem travamento

( ) maior/menordistncia de frenagem

( ) evita/aumenta o travamento das rodas

( ) mantm/evita a estabilidade direcional( ) impede/mantm a dirigibilidade

5. Marque certo ( C ) ou errado ( E ):

( ) O ABS chamado sistema inteligente porque tem um controlador eletrnico que

toma decises.

( ) Quando o sensor detecta a eminncia do travamento, o ABS fecha uma vlvula

que impede o travamento das rodas.

( ) A cmara de expanso permite o aumento da presso nos freios.

( ) O ABS faz com que o freio seja mais rpido.



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D P PIAGNSTICOS DE OSSVEIS ROBLEMAS

Neste captulo, sero apresentados os problemas mais comuns que ocorrem com o sistema

de freio hidrulico, suas causas e como corrigi-los.

C RILINDRO DE ODA

Recebe presso hidrulica para acionar as sapatas do freio a tambor, freando assim as

rodas do veculo.

PROBLEMAVazamento de fluido de freio

CAUSAS Desgaste devido ao do tempo. Corroso interna causada por uso de fluido de m qualidade ou contaminado.

Freio sem atuao.CONSEQNCIAS Curso longo do pedal de freio.

Veculo puxa para um lado durante a frenagem.

COMO CORRIGIR Substituir cilindro ou reparo interno quando no houver corroso.

PROBLEMATravamento dos mbolos internos

CAUSAS Corroso interna do cilindro ou inchamento das gaxetas devido ao ataque deprodutos derivados do petrleo ou fluido de m qualidade.

Freio sem atuao.CONSEQNCIAS Pedal de freio duro.


COMO CORRIGIR Substituir cilindro ou reparo interno quando no houver corroso.

CUIDADOS

Substituir o fluido de freio a cada 10.000Km ou anualmente.

Na substituio do reparo, no usar lixas, use apenas esponja de ao fina.

Nunca utilizar gasolina, diesel, querosene ou qualquer outro derivado de petrleo para a

limpeza dos componentes.

Este equipamento no deve ser eliminado do sistema ou sofrer qualquer outra operao

que altere as caractersticas originais do veculo.



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C MILINDRO ESTRE

Gera a presso hidrulica necessria para que os freios atuem nas rodas.

PROBLEMAVazamento interno ou externo de fluido de freio


CONSEQNCIAS Freio sem atuao. Curso longo do pedal de freio.

COMO CORRIGIR Substituir o cilindro mestre ou seu reparo quando no houver corroso.

PROBLEMATravamento dos mbolos internos

CAUSAS Corroso interna do cilindro ou inchamento das gaxetas devido ao ataque deprodutos derivados do petrleo ou fluido de m qualidade.

CONSEQNCIAS Freio sem atuao. Pedal do freio duro

COMO CORRIGIR Substituir o cilindro mestre ou seu reparo quando no houver corroso.

PROBLEMAFuro interno de compensao obstrudo

CAUSAS Resduos no fluido de freio. Reparo de m qualidade. Vedadores inchados. Haste do pedal ou do servofreio desregulada.

CONSEQNCIAS Rodas travadas devido existncia de presso residual no circuito.

COMO CORRIGIR Efetuar limpeza no sistema e trocar reparo se necessrio. Regular haste do servofreio ou pedal.

CUIDADOS




limpeza dos componentes.

Este equipamento no deve ser embuchado, brunido ou sofrer qualquer outra operao

que altere suas caractersticas originais.



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D FISCO DE REIO

Pea que se destina a receber o atrito da pastilha durante a frenagem.

PROBLEMASuperfcies desgastadas ou com sulcos

CAUSAS Desgaste devido ao do tempo. Desgaste irregular devido pastilha no original.

Frenagem deficiente.CONSEQNCIAS Curso longo do pedal de freio.

Rudo durante a frenagem.

COMO CORRIGIR Substituir ou retificar o disco e substituir a pastilha.

PROBLEMAEmpenamento

CAUSAS Superaquecimento do disco. Disco de qualidade inferior.

CONSEQNCIAS Trepidao no pedal de freio. Pedal de freio longo.

COMO CORRIGIR Substituir ou retificar o disco e substituir a pastilha.

PROBLEMASuperfcie com acabamento irregular ou faces no paralelas

Retfica do disco incorreta.CAUSAS Disco de qualidade inferior.

Pastilhas de qualidade inferior.

CONSEQNCIAS Trepidao do pedal. Rudo durante a frenagem.

COMO CORRIGIR Substituir ou retificar o disco e substituir as pastilhas.

CUIDADOS

Na retfica, observar atentamente a espessura mnima do disco.

A manuteno deve ser sempre efetuada por eixo, e nunca em apenas uma roda.

As espessuras dos discos montados devem ser rigorosamente iguais.

Freadas contnuas e carregamentos imprprios do veculo causam o superaquecimento

dos freios, comprometendo sua performance.



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F FLUIDO DE REIO

Transmite integralmente a presso hidrulica gerada pelo cilindro mestre ao sistema de freio.

PROBLEMAPresena de gua

Falta de substituio do fluido. Entrada de gua nas operaes de lavagem dos veculos ou outros.CAUSAS Fluido de m qualidade.

CONSEQNCIAS Corroso das peas metlicas.

COMO CORRIGIR Substituir o fluido de freio. Revisar todo o sistema de freio.

PROBLEMABaixo ponto de ebulio

CAUSAS Fluido de m qualidade. Fluido contaminado com gua.

CONSEQNCIAS Com freios aquecidos o veculo fica com frenagem deficiente.

COMO CORRIGIR Substituir o fluido de freio.

PROBLEMAViscosidade irregular

CAUSAS Fluido de m qualidade.

CONSEQNCIAS Vazamento pelas gaxetas (baixa viscosidade). Atuao dos freios lenta (alta viscosidade).

COMO CORRIGIR Substituir o fluido de freio.

PROBLEMABolhas de ar no sistema de freio

CAUSAS Manuteno incorreta.

CONSEQNCIAS Pedal longo.

COMO CORRIGIR Efetuar sangria corretamente.

PROBLEMAIncompatibilidade com outros materiais do sistema

CAUSAS Fluido de m qualidade.

CONSEQNCIAS Danos a outros componentes do sistema de freio.

COMO CORRIGIR Substituir o fluido de freio. Revisar todo o sistema de freio.



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CUIDADOS

Utilizar fluido que atenda rigorosamente as normas nacionais e internacionais.


Evitar contaminao com gua nas operaes de lavagem, troca de fluido, etc.

Manter a embalagem sempre fechada e em ambiente seco.

No reutilizar fluido que j tenha circulado pelo sistema de freio.

SAE DOT DOTTestes ABNT

A J1703 3 4

TOLERNCIA COM GUATempo de bolha -40 C (seg. mx.) 10 10 10Sedimentao a 60 C (vol. % mx.) 0,15 0,15 0,15 0,15

COMPATIBILIDADESedimentao a 80 C (vol. % mx.) 0,05 0,05 0,050,05

RESISTNCIA OXIDAOmg/cm , mx.2

Alumnio 0,05 0,05 0,050,050,03 0,03 0,03Ferro fundido 0,03

EFEITO SOBRE A BORRACHA A 70 CAumento do dimetro da base - (mm) 0,15 a 1,4 0,15 a 1,4 0,15 a 1,4

0 a -10 0 a -10 0 a -10Diminuio de dureza IRHD - (mx.)

EFEITO SOBRE A BORRACHA A 120 CAlterao do dimetro da base - (mm) 0 a 1,4 0 a 1,4 0 a 1,4Alterao da dureza IRHD - (mx.) 0 a -15 0 a -15 0 a -15

PONTO DE EBULIO

Como recebido ( C min.) 205 205 205mido ( C min.) 140 140 140

VISCOSIDADE CINEMTICAA -40 C, cSt mx. 1800 1500 1800A 100 C, cSt min. 1,5 1,5 1,5 1,5

pH 7 a 11,5 7 a 11,5 7 a 11,5 7 a 11,5

ESTABILIDADE DO FLUIDOEstabilidade a alta temperatura

Variao em C mx. +/-5 +/-3 +/-3+/-3Estabilidade qumica

Variao em C mx. +/-5 +/-3 +/-3

CORROSOVariao de peso (mg/cm , mx.)3

Ferro estanhado 0,2 0,2 0,2 0,2Ao/Ao estanho 0,2 0,2 0,2 0,2Alumnio 0,2 0,1 0,1 0,1Ferro fundido 0,2 0,2 0,2 0,2Lato 0,2 0,2 0,2 0,4

Cobre 0,4 0,4 0,4 0,4

(continua)



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(continuao)

SAE DOT DOTTestes ABNT

A J1703 3 4

FLUIDEZ A BAIXA TEMP., SEG. MX.Tempo de inverso a -40 C 10 10 10 35 35 35Tempo de inverso a -50 C

EVAPORAO A 100 CPerda de peso (% mx.) 80 80 80

Ponto de fluidez do resduo ( C mx.) -50 -50 -50

TESTE SIMULADO (STROKING TESTE) Passa Passa PassaPassa

F DREIO A ISCO

Recebe presso hidrulica fazendo as pastilhas atuarem contra o disco de freio, parando asrodas.


CAUSAS Desgaste devido ao do tempo. Corroso do mbolo devido ao uso de fluido de m qualidade ou contaminado.

Freio sem atuao.CONSEQNCIAS Curso longo do pedal de freio


COMO CORRIGIR Substituir o reparo interno.

PROBLEMATravamento dos mbolos

CAUSAS Infiltrao de impurezas pelas coifas danificadas ou ausentes. Fluido de freio de m qualidade ou contaminado provocando corroso.

Freio sem atuao.CONSEQNCIAS Pedal de freio duro.


COMO CORRIGIR Substituir freio a disco ou reparo.

PROBLEMA

Pinos-guias desgastados / Molas de reteno das pastilhas fracas ou quebradas

CAUSAS Ao do tempo. Manuteno incorreta.

CONSEQNCIAS Rudo.

COMO CORRIGIR Substituir molas ou pinos-guias.



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CUIDADOS




limpeza, pois ataca os componentes de borracha.

Este equipamento no deve ser embuchado, brunido ou sofrer qualquer outra operaoque altere as suas caractersticas originais.

F TREIO A AMBOR

Recebe presso hidrulica fazendo as lonas atuarem contra o tambor de freio, parando as

rodas.

PROBLEMADesregulagem ou regulagem desigual

CAUSAS Regulador automtico defeituoso. Manuteno incorreta.

Frenagem deficiente.CONSEQNCIAS Curso longo do pedal de freio.

Puxa para um lado durante a frenagem.

COMO CORRIGIR Substituir ou reparar o regulador.

PROBLEMA

Molas de retorno das sapatas fracas ou quebradas

CAUSAS Montagem incorreta das molas durante a manuteno. Ao do tempo.

Rudos.CONSEQNCIAS Veculo com rodas presas.

Puxa para um lado durante a frenagem.

COMO CORRIGIR Substituir molas.

PROBLEMASobre-regulagem dos freios


CONSEQNCIAS Rodas travadas.

COMO CORRIGIR Ajustar corretamente o freio.



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CUIDADOS

Evitar danificar as sapatas durante as trocas de lonas.

Verificar a ao do regulador a cada 10.000Km.

No utilizar tambores com dimetro maior que o especificado.

Na troca de lonas coladas, substituir as lonas j coladas em novas sapatas.

O processo de colagem exige equipamentos sofisticados para garantir a perfeita fixao,portanto s o fabricante est apto a execut-lo.

P FASTILHAS DE REIO

Atua sobre o disco de freio, atravs de fora gerada pelo mbolo do freio a disco ocasionando

a desacelerao das rodas do veculo.

PROBLEMASuperfcie irregular da pastilha

Substituio das pastilhas sem a devida retfica dos discos.CAUSAS Discos de m qualidade.

Pastilhas de qualidade inferior.

CONSEQNCIAS Frenagem deficiente. Trepidao no pedal. Pedal longo.

Rudo durante a frenagem.

COMO CORRIGIR Substituir as pastilhas e retificar os discos.

PROBLEMAPerda do nvel ideal de atrito

CAUSAS Contaminao com graxa, leo ou fluido de freio. Superaquecimento da pastilha.

CONSEQNCIAS Frenagem deficiente.


PROBLEMAAlto nvel de atrito

CAUSAS Pastilhas de qualidade inferior.

CONSEQNCIAS Freadas bruscas.




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CUIDADOS

Durante a manuteno, as mos devem estar limpas de graxa ou leo.

Usar sempre pastilhas originais.

Retificar os discos de freios a cada troca de pastilhas.

Efetuar a verificao da espessura das pastilhas a cada 5.000Km, esta espessura no

deve ser inferior a 2mm das partes metlicas. Substituir as pastilhas sempre por eixo (par).

O perfeito assentamento das novas pastilhas acontecem nos primeiros 500Km rodados

em permetro urbano.

Freadas contnuas ou carregamento excessivo causam superaquecimento, comprome-

tendo a performance do veculo.

SERVOFREIO

Diminui o esforo no pedal de freio.

PROBLEMADiafragma interno rasgado

CAUSAS Contaminao por combustvel. Contaminao por fluido de freio de m qualidade. Fadiga da pea.

CONSEQNCIAS Pedal duro.

Substituir o servofreio.

Regular carburador.COMO CORRIGIR Reparar ou substituir cilindro mestre.

PROBLEMAInfiltrao indesejada de ar

CAUSAS Vedadores danificados ou gastos. Vlvulas com impurezas devido penetrao por danos nos filtros.


COMO CORRIGIR Substituir servofreio.

PROBLEMAVlvulas internas danificadas ou alteradas


CONSEQNCIAS Freadas bruscas.

COMO CORRIGIR Substituir o servofreio.



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PROBLEMAInsuficincia de vcuo

CAUSAS Mangueira danificada. Sada do coletor obstruda. Motor com baixa produo de vcuo.


Substituir a mangueira.COMO CORRIGIR Limpar tomada de vcuo no coletor.

Verificar funcionamento do motor.

PROBLEMA

Vlvula de reteno de vcuo danificada

CAUSAS Contaminao por combustvel.

CONSEQNCIAS Ao desligar o motor o freio endurece.

COMO CORRIGIR Substituir vlvula. Regular carburador.

PROBLEMAFiltros impregnados com impurezas no permitindo a entrada de ar no servofreio

CAUSAS Veculo trafega em locais sem pavimentao ou empoeirado.


COMO CORRIGIR Substituir filtros do servofreio.

PROBLEMA

Haste de entrada ou de acionamento do cilindro mestre desregulada


CONSEQNCIAS Pedal longo.

COMO CORRIGIR Regular haste de entrada ou de acionamento do cilindro mestre.

CUIDADOS

Regular o carburador do veculo ao trocar o servofreio.


limpeza dos componentes, pois ataca os componentes de borracha.



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Evita o travamento das rodas traseiras durante a frenagem, mantendo a dirigibilidade do

veculo.



CONSEQNCIAS Freio inoperante. Curso longo do pedal de freio.

COMO CORRIGIR Substituir a vlvula.

PROBLEMA

Travamento dos mbolos internos

CAUSAS Corroso da vlvula ou inchamento das gaxetas devido ao ataque de

Sist. Freio Hidráulico ESTUDO

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