Funcionamento do freio

O sistema de frenagem funciona, basicamente, através da conversão de pressão mecânica em hidráulica, utilizando-se de um circuito fechado de fluido de freio desde o cilindro mestre, ligado ao servo freio e pedal de frenagem, até os cilindros ou pinças hidráulicas ligadas às rodas.

Para que a frenagem aconteça, o primeiro elemento acionado é o pedal, elo entre o condutor e o veículo. O pedal é o dispositivo pelo qual o condutor aplica a pressão inicial necessária ao funcionamento de todo o sistema, pressão essa a ser transmitida para o cilindro mestre.

Entre o pedal e o cilindro-mestre, todavia, fica localizado o servo freio. Este é o responsável por ampliar a força aplicada pelo motorista no pedal, aliviando o esforço que ele deve fazer na frenagem, para, então, repassar a resultante para o cilindro mestre, onde fica o fluido de freio.

É no cilindro mestre, portanto, que a força mecânica da pressão no pedal, aumentada pelo servo freio, é transformada em pressão hidráulica. Essa transformação se dá através da ajuda de pistões que recebem a força mecânica para pressionar o fluido espalhado por todo o sistema. A maioria dos sistemas atuais utiliza cilindros mestres duplos, isto é, com dupla câmara ou estágio, cada uma responsável por um par de rodas.

Tipos de freios

Como vimos, a pressão hidráulica gerada no cilindro mestre será repassada às rodas para a frenagem. Esse repasse se dá por meio de tubulações preenchidas com o fluido de freio. A etapa final, de comunicação com as rodas, será diferente de acordo com o tipo de sistema adotado, seja ele a disco ou a tambor.

O primeiro e mais antigo sistema de frenagem utilizado nos carros foi o sistema a tambor. Entretanto, com o passar dos anos, os modelos com freios a tambor passaram a ser substituídos pelo sistema a disco, por este ser mais simples (menos peças) e eficaz.

Mesmo com a substituição progressiva, ainda é comum nos dias de hoje encontrarmos modelos comercializados com o sistema a disco nas rodas dianteiras e a tambor nas traseiras.

Sistema a disco ou a tambor

Apesar de utilizarem peças diferentes, ambos os sistemas trabalham sob mesmo princípio, isto é, utilizar a pressão hidráulica criada no cilindro mestre para gerar o atrito necessário à desaceleração das rodas e, consequentemente, do próprio veículo.

No caso do freio a tambor, um cilindro hidráulico recebe a pressão do sistema para encostar lonas (presas a sapatas) contra a superfície interior do tambor, gerando o atrito. De outra maneira, no freio a disco, é uma pinça hidráulica que recebe a pressão do sistema para pressionar pastilhas contra a superfície do disco em movimento, gerando o atrito.

Apesar da simplicidade dos mecanismos, eles, sozinhos, não são perfeitos, podendo ocorrer travamentos e perdas de estabilidade.

Com a evolução da tecnologia e da engenharia automotiva, a frenagem passou a contar com elementos adicionais de segurança, como o ESC, ABS e outros elementos correlatos, como veremos a seguir.

Tecnologia nos freios atuais

Focadas na segurança dos ocupantes da cabine, de outros veículos e de pedestres, novas tecnologias foram, ao longo do tempo, incorporadas ao sistema de frenagem veicular. Vejamos algumas das principais.

ABS (Anti-lock Braking System)

O ABS (sistema de freio antitravamento) é tecnologia desenvolvida para evitar o travamento e consequente derrapagem das rodas. Seu funcionamento é possível pela atuação de sensores instalados nas rodas, coordenados aos comandos da central eletrônica.

De acordo com a força e a rapidez da pressão exercida no pedal, bem como da velocidade do veículo, sensores identificam a possibilidade de travamento das rodas, enviando sinal à unidade de comando que, por sua vez, determina o alívio da pressão no sistema, evitando o travamento e a derrapagem.

O procedimento (alívio e pressão) pode se repetir algumas vezes por segundo até que o carro pare completamente, sem travamento.

O sistema previne acidentes causados pela derrapagem, permitindo não só a diminuição da velocidade do carro, como a manutenção do controle do veículo em manobras de emergência, como acontece no desvio repentino de obstáculos.

EBD (Electronic Brake Distribution)

O EBD (Distribuição Eletrônica da Força de Frenagem) trabalha, normalmente, associado com o ABS. É possível encontrar carros com ABS sem EBD, mas nunca o contrário.

Se o ABS tem por objetivo principal evitar o travamento das rodas durante a frenagem é o EBD quem consegue dosar e distribuir adequadamente a força da frenagem entre os eixos traseiro e dianteiro, para o melhor aproveitamento e eficiência do sistema.

Sensores de velocidade e carga instalados em cada roda enviam os dados à central de comando, capaz de regular a intensidade da frenagem que será adequada em cada eixo do veículo, separadamente, realizando o balanceamento.

O sistema trabalha para a estabilidade do carro desde freadas brandas, como em curvas e também nas de emergência.

Por falar em estabilidade, o último sistema que vamos apresentar controla, de maneira mais abrangente e completa, a estabilidade geral do veículo.

ESC (Electronic Stability Control)

Considerado por muitos como a melhor inovação em segurança veicular desde a criação do cinto de segurança, o controle de estabilidade eletrônico (ESC) é capaz de reduzir em até 43% a fatalidade dos acidentes, bem como em 83% o capotamento em SUVs, segundo estudos americanos.

O controle de estabilidade funciona com a ajuda de diversos sensores, atuando na correção da trajetória do veículo em situações como curvas, frenagens ou desvios bruscos.

Seus principais componentes são o ABS; uma unidade de comando no centro do veículo, responsável por captar tanto as variações de direção no deslocamento, velocidade, como o movimento do carro ao redor do próprio eixo (YAW Rate Sensor) e um sensor de ângulo de direção, que fica atrás do volante e registra as ações do motorista.

O ESC pode contar, ainda, em alguns modelos, com um sensor capaz de diminuir a aceleração do motor e deixar a direção mais pesada, contribuindo para um controle de trajetória ainda mais eficiente.

Outro dispositivo comumente associado ao ABS e ESC é o EBA (Emergency Brake Assist), também chamado de AFU (L’assistance au freinage d’urgence) que identifica as frenagens de emergência pela força aplicada no pedal pelo motorista, torando o freio ainda mais eficiente (com maior pressão) e de resposta rápida.

Em carros mais sofisticados, o controle de estabilidade eletrônico já é algo muito comum, e começa agora a equipar segmentos intermediários e até mesmo populares.

Os SUVs, por terem um centro de gravidade mais elevado (altura superior), estão mais suscetíveis ao capotamento e à derrapagem, sendo a presença dessa tecnologia, portanto, ainda mais necessária.

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