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Aê pessoal, não sei se postei no lugar certo, mas não achei lugar mais apropriado, se tiver postado errado, por favor movam.
REPOTENCIAMENTO DO SISTEMA DE FREIOS
Antes de qualquer modificação no sistema de freios de um veículo é necessário que se enumere e se priorize as deficiências do sistema original perante o restante das modificações do veículo (motor, suspensão, rodas, pneus, câmbio etc).
Basicamente existem três pontos onde o sistema original pode ser deficiente, tanto em veículos modificados ou mesmo originais:
- potência
- equilíbrio
- resistência ao aquecimento
Na verdade toda modificação em qualquer um destes 3 itens, principalmente os dois primeiros, não pode ser feita isoladamente, e forçosamente obriga a se executar mudanças nos outros também.
Porém para se entender cada um deles, será feita uma explicação isolada para no final juntarmos tudo novamente e chegarmos a um resultado final satisfatório.
1. POTÊNCIA DE FRENAGEM
A necessidade de aumento da potência de frenagem é separada entre os eixos dianteiro e traseiro.
O aumento de potência na dianteira é necessário quando a velocidade atingida pelo veículo é muito maior que a original e/ou quando o veículo sofreu modificações em pneus e suspensões que resultem em maior aderência dos pneus com o solo, já que todo veículo consegue travar as rodas a 100km/h, porém a 200km/h o freio original pode não ser potente o suficiente para proporcionar a desaceleração que os pneus conseguiriam suportar sem travar.
Já na traseira esse aumento de potência se faz necessário para acompanhar o aumento da dianteira, para se restabelecer o equilíbrio ou para se corrigir uma deficiência que exista no freio original do veículo, que não é incomum que exista.
O aumento da potência da frenagem pode ser conseguido de várias formas:
- aumento do diâmetro do pistão das pinças ou cilindros de roda traseiros, ou aumento do número de pistões de cada pinça
se P = A/F
onde P= pressão do fluído
A= área do pistão da pinça
F= força aplicada nas pastilhas pela pinça
então F = P x A se A = 3,14 x D²xN/2 onde D= diâmetro do(s) pistão(ões) das pinças N= números de pistões
então F = P x 3,14 x D²xN/2
Portanto se aplicarmos a mesma pressão no circuito (mesma força no pedal de freio) e aumentarmos apenas o diâmetro do pistão das pinças, então:
se F1 = P x 3,14 x D1²xN1/2 e F2= P x 3,14 x D2²xN2/2
dividindo-se F2 por F1, temos:
F2/F1 = D2²xN2/D1²xN1
como Fatr = F x Aatr x K
onde Fatr = força de atrito entre pastilhas e discos
Aatr = área de atrito das pastilhas
K = coeficiente de atrito entre pastilhas e discos
F = força aplicada nas pastilhas pela pinça
Então o percentual de aumento da força de atrito entre as pastilhas e os discos será proporcional ao aumento da força aplicada nas pastilhas.
O mesmo raciocínio se aplica também entre as lonas e os tambores.
- Aumento do diâmetro dos discos de freio
Qualquer força aplicada em um movimento circular gera um “momento de força”, que pode ser comparado ao principio da alavanca, onde quanto maior for a distância entre o ponto onde está sendo aplicada a força (no caso a Fatr das pastilhas com os discos) e o ponto de articulação (no caso o centro dos discos) menor poderá ser esta Fatr para se executar o mesmo trabalho (no caso frear o veículo).
Portanto mantendo-se a mesma força e aumentando-se o diâmetro dos discos, a potência de frenagem será aumentada:
M = Fatr x (D/2 – Lp/2)
onde M = momento de força
Fatr = força de atrito entre pastilhas e discos
D = diâmetro dos discos
Lp = largura das pastilhas
então M2/M1 = [Fatr x (D2/2 – Lp/2)]/[Fatr x (D1/2 – Lp/2)]
logo
M2/M1 = (D2 – Lp)/(D1 – Lp)
- aumento da área de atrito das pastilhas
como Fatr = F x Aatr x K
onde Fatr = força de atrito entre as pastilhas e os discos
Aatr = área de atrito das pastilhas
F = força aplicada nas pastilhas
K = coeficiente de atrito entre pastilhas e discos
Portanto, se aumentarmos a área de atrito em 20%, a força de atrito também será aumentada em 20%, por exemplo.
- aumento do coeficiente de atrito entre pastilhas e discos
Analogamente ao aumento da área de atrito das pastilhas e utilizando-se da mesma fórmula, se utilizarmos discos e/ou pastilhas (geralmente o material da pastilha consegue ser modificado com mais facilidade) que possuam coeficiente de atrito 20% maior, também a força de atrito será 20% maior, por exemplo.
- aumento da pressão do circuito de freio
como P = F/A então F = P x A
onde P = pressão do circuito
F = força de acionamento das pastilhas/lonas
A = área do pistão das pinças/cilindro de roda
então
F2/F1 = P2/P1
Portanto, aumentando-se a pressão em 20%, a força de acionamento das pastilhas ou lonas também será aumentada em 20%, por exemplo, e conseqüentemente também a força de atrito entre pastilhas e discos.
Esse aumento de pressão geralmente é utilizado para o repotenciamento do freio traseiro, e pode ser conseguido regulando-se o corretor de frenagem em outra posição ou trocando-se ou eliminando-se as válvulas redutoras de pressão do freio traseiro, que terão seu funcionamento explicado mais adiante.
2. EQUILÍBRIO DE FRENAGEM
O freio traseiro nunca pode travar antes do dianteiro, pois senão o veículo se desequilibra e fica sem controle direcional na frenagem.
Por outro lado, caso a potência de frenagem da traseira seja menor que a capacidade dos pneus traseiros transmiti-la ao solo, o freio dianteiro ficará muito sensível ao travamento e a desaceleração do veículo será menor do que poderia ser.
Esse desequilíbrio pode ser ocasionado por vários fatores, como aumento da frenagem do freio dianteiro, diminuição do balanço longitudinal da carroceria promovido por rebaixamento e/ou endurecimento da suspensão (ocorre menos transferência de peso para a dianteira e conseqüentemente o freio traseiro poderia ter mais potência sem risco de travamento), aumento de peso na parte traseira do veículo ou mesmo falha no projeto original do veículo.
Existem basicamente 4 sistemas de correção de frenagem para a traseira utilizados nos veículos atuais:
- “direto”: a pressão que chega ao freio traseiro é sempre a mesma que para o dianteiro. Ex.: VW Gol
- válvulas redutoras de pressão: a partir de uma determinada pressão (geralmente 25 ou 30 Bar) há uma diminuição de 30% na pressão que exceder este valor para a traseira.
Ex.: Palio, Corsa etc
- corretor de frenagem: varia a pressão enviada para a traseira conforme a altura do veículo.
Ex.: Parati, Palio weekend etc
- EBD: corretor eletrônico de frenagem para a traseira que funciona em conjunto com o ABS (apenas os sistemas mais modernos), que envia sempre a máxima pressão até o limite de travamento de cada roda traseira.
Ex.: Marea, Alfa Roemo 156
Utilizando-se das formas de aumento de potência descritas anteriormente, deve-se fazer as alterações no freio traseiro sempre levando em conta o tipo de correção de pressão de cada veículo.
Deve-se levar em consideração também as limitações de cada sistema:
- no direto o equilíbrio ideal só se verifica com o veículo com carga mínima e em descida; em todas as outras situações poderia ser colocada mais potência no freio traseiro.
- no com válvula redutora de pressão ocorre algo similar ao “direto”, porém com a vantagem de ser enviada mais potência para a traseira em condição de uso normal, influindo na redução do desgaste do freio dianteiro.
- no com corretor de frenagem e no com EBD existe uma melhor homogeneidade no equilíbrio em todas as condições de uso, com vantagem para o EBD por trabalhar sempre no limite da máxima potência possível para a traseira.
3. RESISTÊNCIA AO AQUECIMENTO
O aquecimento excessivo do conjunto do sistema de freio pode ocasionar deficiências em 3 pontos principais:
- pastilhas
- fluído
- flexível
Quando as pastilhas atingem uma certa temperatura (entre 400°C e 450°C para pastilhas de rua e entre 450°C e 500°C para as de competição) o seu coeficiente de atrito diminui bastante, fazendo com que o pedal de freio fique mais duro até o ponto que mesmo se aplicando muito mais força no pedal a desaceleração do veículo diminua até o veículo ficar praticamente sem freio. Vale ressaltar que este processo ocorre de forma gradual, e que antes de se atingir estas temperaturas, quando o processo começa a ocorrer, este pode ser evitado aliviando as frenagens por cerca de 500m.
Já em relação ao fluído de freio, caso a sua temperatura atinja 205°C para o DOT3, 230°C para o DOT4 e 260°C para DOT5 (DOT3,4,5 ou 6 são classificações dos fluídos de freio quanto ao poder de resistência ao aquecimento), o mesmo irá entrar em ebulição e virar vapor, e o pedal de freio baixará até chegar ao assoalho e o veículo ficará completamente sem freio. Este fenômeno é menos gradual, e depois que ocorre é necessário que se faça uma sangria no sistema para o freio voltar a funcionar corretamente.
Em relação aos flexíveis, o que pode ocorrer é o aumento do seu diâmetro interno devido ao aquecimento excessivo do fluído, porém isso somente ocorrerá caso o mesmo estiver com suas paredes enfraquecidas pelo uso ou algum acidente ou ficar submetido a temperaturas acima de 250°C por um tempo muito prolongado, deixando o pedal “borrachudo”.
Vale lembrar que esta condição de aquecimento somente ocorrerá em competição e com o uso de fluído DOT 5 ou 6 e em freios mal dimensionados ou que usem algum outro material (fibra de carbono ou cerâmica) nos discos e/ou pastilhas, que possuem temperaturas normais de trabalho acima de 500/600°C.
Para se contornar estes problemas, podemos ou diminuir a temperatura de trabalho do sistema ou usar componentes que resistam a temperaturas mais elevadas.
No primeiro caso podemos usar alguns dos recursos abaixo:
- discos ventilados (caso os originais já não sejam);
- discos maiores e mais largos, que aumentam tanto a massa como a área para dissipação de calor;
obs.: para o cálculo da diferença das áreas, pode ser usada a seguinte fórmula:
A2/A1 = (3,14xD2²/2)/(3,14xD1²/2)
- rodas com desenho que favoreça a ventilação dos discos;
- pastilhas e pinças maiores, pelos mesmos motivos que os discos;
- dutos de ventilação direcionados para os discos;
- discos perfurados ou riscados, que ajudam no resfriamento das pastilhas por retirarem os gases e o pó que se formam no atrito entre as pastilhas e os discos.
De todos estes itens, alguns têm resultados mais perceptíveis que outros, sendo que alguns, como os discos perfurados ou riscados, só terão sua influência percebida em competição, onde qualquer décimo de segundo é importante.
Já para se trabalhar com temperaturas elevadas sem diminuição do poder de frenagem, podemos usar fluídos de freio com classificação superior ao utilizado originalmente (DOT 4,5 ou 6), pastilhas com composto especial para altas temperaturas, flexíveis com revestimento de aço (tipo “aeroquip”), além de discos e pastilhas de fibra de carbono ou cerâmica.
Porém alguns destes ítens têm algumas desvantagens também, como as pastilhas especiais e discos de fibra de carbono, que quando frios não oferecem boa aderência, ou o altíssimo custo dos discos de fibra de carbono e cerâmica.
Agora podemos juntar todas estas informações para reponteciar o sistema de freios de um veículo em todos os seus pontos deficientes.
Podemos tomar como exemplo o reponteciamento realizado com o kit Powerbrakes VW10001, que é composto por discos de 284 x 22mm, pinças dianteiras de 54mm e cilindros de roda traseiros de 17mm, tomando como base um veículo VW Gol 00/01, que originalmente possuía discos ventilados de 239 x 20mm, pinças de 48mm e cilindros de roda de 14mm.
Primeiramente foi necessário identificar quais os pontos mais deficientes no sistema original, já que o veículo teve sua velocidade aumentada de 170km/h para 200km/h com alterações no motor.
A deficiência mais evidente e prejudicial era a facilidade para o aquecimento excessivo verificada em qualquer frenagem forte acima de 150km/h ou em seqüências de frenagens com desacelerações acima de 8m/s², quando se verificou uma perda total da potência de frenagem por fading das pastilhas, com a temperatura dos discos chegando a mais de 600°C, conforme podemos verificar nos gráficos abaixo, notando-se que a partir da 17ª frenagem a desaceleração ficou tão baixa que ficou impossível continuar o teste. Vale ressaltar que neste teste o veículo já estava usando fluído com classificação DOT5, para que o mesmo não fosse o fator limitante, para que pudéssemos realmente achar o limite do sistema.
O segundo ponto deficitário foi em relação à potência de frenagem. Em frenagens fortes acima de 150km/h, mesmo antes de ocorrer o superaquecimento, a modulação do pedal não era a ideal, com dificuldade para se frear no limite do travamento da rodas, indicando a falta de potência.
Definidas estas duas prioridades, partiu-se para a definição das soluções:
1. aumento do diâmetro, largura e peso dos discos de 239 x 20mm e 4,3kg para 284 x 22mm e 6,3kg.
O peso aumentou 46% e a área 41% (A2/A1=(3,14xD2²/2)/(3,14xD1²/2), onde D2= 284mm e D1= 239mm), o que melhorou substancialmente a capacidade de dissipação de calor do sistema, conforme podemos verificar no gráfico abaixo:
Esse aumento do diâmetro dos discos também resultou em um acréscimo de 23% na potência de frenagem da dianteira:
Mpb/Mor = (284-43)/(239-43) = 1,23 onde 43mm é a largura da pastilha
2. aumento do diâmetro do pistão das pinças dianteiras de 48mm para 54mm.
Fpb/For = 54x54/48x48 = 1,26
Esta modificação resultou em um acréscimo de mais 26% na potência de frenagem da dianteira.
Portanto, o aumento total da potência do freio dianteiro foi de 55%(1,23 x 1,26 = 1,55), o que nos forçou a fazer uma terceira modificação, para se restabelecer o equilíbrio da frenagem.
3. Aumento do diâmetro dos cilindros de roda traseiros de 14mm para 17mm.
Fpb/For = 17x17/14x14 = 1,47
Assim tivemos 47% de aumento da potência de frenagem da traseira, conseguindo-se um bom equilíbrio com as modificações na dianteira, conforme se pode verificar no gráfico abaixo, onde se pode notar que se conseguiu um aumento da desaceleração mesmo entes do sistema original superaquecer:
Ainda em relação ao freio traseiro, poderia ser usado ainda o cilindro de 19mm disponível no mercado caso se opte por pastilhas especiais com maior coeficiente de atrito, ou se as suspensões do veículo tenham sido modificadas resultando em menor transferência de peso para a dianteira em frenagens.
4. OUTRAS CONSIDERAÇÕES
- freio a disco traseiro- quando é realmente necessário?
O sistema de freio a disco é muito mais eficiente que o a tambor, porém para a traseira ele realmente só vai ser necessário e influir na melhora do sistema caso não se consiga o aumento da potência no tambor para acompanhar a dianteira mesmo com a troca dos cilindros de roda, regulagem do corretor de frenagem, retirada das válvulas corretoras de frenagem ou mesmo com o uso de tambores de maior diâmetro vindos de outros modelos da marca, ou caso a perda de frenagem por superaquecimento ocorra antes no freio traseiro que no dianteiro.
- quando é necessária a troca do cilindro mestre?
O cilindro mestre precisa ser trocado por outro com maior diâmetro caso sejam colocadas pinças com diâmetro ou número de pistões maiores que as originais a ponto de resultar na mudança da posição do pedal superior a cerca de 20mm. Esse abaixamento do pedal é decorrente do maior volume de fluído que deve ser enviado às pinças devido aos pistões maiores.
- pinças de 4 ou 6 pistões:
Na adaptação de pinças de 4 ou 6 pistões deve-se verificar antes da compra qual devem ser os diâmetros dos pistões, para que a instalação seja possível tanto quanto ao cilindro mestre como se o freio traseiro vai conseguir acompanhar o dianteiro sem alterações mais profundas (talvez até mesmo adaptar uma pinça dianteira na traseira ou utilizar uma pinça especial importada também na traseira) .
Para se fazer a comparação dos volumes das pinças originais e as de 4 ou 6 pistões, deve-se levar em conta que o curso do pistão único é o dobro dos das pinças de 4 ou 6, porque um mesmo pistão tem que acionar 2 pastilhas, portanto:
2 x Du² = 4 x D4p² (p/4 pistões)
D4p² = Du²/2 (p/6 pistões = Du²/3)
D4p = Du/1,42 ou no máximo (x 1,40)
onde Du = diâmetro do pistão da pinça original
D4p = diâmetro dos pistões da pinça de 4 pistões
- assentamento das pastilhas
O correto assentamento das pastilhas é importantíssimo para o bom desempenho do sistema, e caso não seja feito corretamente compromete o funcionamento das pastilhas durante toda a sua vida útil.
Cada fabricante tem uma recomendação, mas normalmente seguem uma regra semelhante a esta:
- pastilhas de rua
1- 10 a 15 freadas médias de aproximadamente 70km/h a 40km/h;
2- 10 a 15 freadas médias de aproximadamente 60km/h até parar;
3- o ideal é não fazer freadas bruscas por aproximadamente 200km após o procedimento acima para se obter o melhor rendimento das pastilhas.
- pastilhas de competição
1- 8 a 10 freadas médias de 100km/h até 50km/h;
2- 8 a 10 freadas médias de 150km/h até 100km/h;
3- 1 freada forte (sem travar as rodas) de 180km/h até 100km/h;
4- 4 a 5 freadas médias de 150km/h até 100km/h;
5- repetir os passos 3 e 4 mais 3 vezes.
Obs.: a distância entre as freadas deve ser de aproximadamente 500m para que a temperatura das pastilhas não ultrapasse 300°C.
- discos perfurados
A função dos furos transversais dos discos já foi explicada anteriormente, que é similar à função dos rasgos diagonais.
Porém deve ser destacado que efetuar a furação em um disco já pronto e sem ter sido incluído no projeto inicial é muito arriscado, pois o risco de surgirem trincas é muito grande.
Já a confecção de rasgos com profundidade de no máximo 1mm não altera a estrutura do material (2mm é normalmente o limite de desgaste dos discos) e tem as mesmas vantagens dos furos.
É grandiho, mas é bem explicadinho, me tirou algumas dúvidas que tinha e que não tinha, achei bem interessante.
Segue o link daonde tirei isso:
http://www.powerbrakes.eng.br/pages/teste.html
REPOTENCIAMENTO DO SISTEMA DE FREIOS
Antes de qualquer modificação no sistema de freios de um veículo é necessário que se enumere e se priorize as deficiências do sistema original perante o restante das modificações do veículo (motor, suspensão, rodas, pneus, câmbio etc).
Basicamente existem três pontos onde o sistema original pode ser deficiente, tanto em veículos modificados ou mesmo originais:
- potência
- equilíbrio
- resistência ao aquecimento
Na verdade toda modificação em qualquer um destes 3 itens, principalmente os dois primeiros, não pode ser feita isoladamente, e forçosamente obriga a se executar mudanças nos outros também.
Porém para se entender cada um deles, será feita uma explicação isolada para no final juntarmos tudo novamente e chegarmos a um resultado final satisfatório.
1. POTÊNCIA DE FRENAGEM
A necessidade de aumento da potência de frenagem é separada entre os eixos dianteiro e traseiro.
O aumento de potência na dianteira é necessário quando a velocidade atingida pelo veículo é muito maior que a original e/ou quando o veículo sofreu modificações em pneus e suspensões que resultem em maior aderência dos pneus com o solo, já que todo veículo consegue travar as rodas a 100km/h, porém a 200km/h o freio original pode não ser potente o suficiente para proporcionar a desaceleração que os pneus conseguiriam suportar sem travar.
Já na traseira esse aumento de potência se faz necessário para acompanhar o aumento da dianteira, para se restabelecer o equilíbrio ou para se corrigir uma deficiência que exista no freio original do veículo, que não é incomum que exista.
O aumento da potência da frenagem pode ser conseguido de várias formas:
- aumento do diâmetro do pistão das pinças ou cilindros de roda traseiros, ou aumento do número de pistões de cada pinça
se P = A/F
onde P= pressão do fluído
A= área do pistão da pinça
F= força aplicada nas pastilhas pela pinça
então F = P x A se A = 3,14 x D²xN/2 onde D= diâmetro do(s) pistão(ões) das pinças N= números de pistões
então F = P x 3,14 x D²xN/2
Portanto se aplicarmos a mesma pressão no circuito (mesma força no pedal de freio) e aumentarmos apenas o diâmetro do pistão das pinças, então:
se F1 = P x 3,14 x D1²xN1/2 e F2= P x 3,14 x D2²xN2/2
dividindo-se F2 por F1, temos:
F2/F1 = D2²xN2/D1²xN1
como Fatr = F x Aatr x K
onde Fatr = força de atrito entre pastilhas e discos
Aatr = área de atrito das pastilhas
K = coeficiente de atrito entre pastilhas e discos
F = força aplicada nas pastilhas pela pinça
Então o percentual de aumento da força de atrito entre as pastilhas e os discos será proporcional ao aumento da força aplicada nas pastilhas.
O mesmo raciocínio se aplica também entre as lonas e os tambores.
- Aumento do diâmetro dos discos de freio
Qualquer força aplicada em um movimento circular gera um “momento de força”, que pode ser comparado ao principio da alavanca, onde quanto maior for a distância entre o ponto onde está sendo aplicada a força (no caso a Fatr das pastilhas com os discos) e o ponto de articulação (no caso o centro dos discos) menor poderá ser esta Fatr para se executar o mesmo trabalho (no caso frear o veículo).
Portanto mantendo-se a mesma força e aumentando-se o diâmetro dos discos, a potência de frenagem será aumentada:
M = Fatr x (D/2 – Lp/2)
onde M = momento de força
Fatr = força de atrito entre pastilhas e discos
D = diâmetro dos discos
Lp = largura das pastilhas
então M2/M1 = [Fatr x (D2/2 – Lp/2)]/[Fatr x (D1/2 – Lp/2)]
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M2/M1 = (D2 – Lp)/(D1 – Lp)
- aumento da área de atrito das pastilhas
como Fatr = F x Aatr x K
onde Fatr = força de atrito entre as pastilhas e os discos
Aatr = área de atrito das pastilhas
F = força aplicada nas pastilhas
K = coeficiente de atrito entre pastilhas e discos
Portanto, se aumentarmos a área de atrito em 20%, a força de atrito também será aumentada em 20%, por exemplo.
- aumento do coeficiente de atrito entre pastilhas e discos
Analogamente ao aumento da área de atrito das pastilhas e utilizando-se da mesma fórmula, se utilizarmos discos e/ou pastilhas (geralmente o material da pastilha consegue ser modificado com mais facilidade) que possuam coeficiente de atrito 20% maior, também a força de atrito será 20% maior, por exemplo.
- aumento da pressão do circuito de freio
como P = F/A então F = P x A
onde P = pressão do circuito
F = força de acionamento das pastilhas/lonas
A = área do pistão das pinças/cilindro de roda
então
F2/F1 = P2/P1
Portanto, aumentando-se a pressão em 20%, a força de acionamento das pastilhas ou lonas também será aumentada em 20%, por exemplo, e conseqüentemente também a força de atrito entre pastilhas e discos.
Esse aumento de pressão geralmente é utilizado para o repotenciamento do freio traseiro, e pode ser conseguido regulando-se o corretor de frenagem em outra posição ou trocando-se ou eliminando-se as válvulas redutoras de pressão do freio traseiro, que terão seu funcionamento explicado mais adiante.
2. EQUILÍBRIO DE FRENAGEM
O freio traseiro nunca pode travar antes do dianteiro, pois senão o veículo se desequilibra e fica sem controle direcional na frenagem.
Por outro lado, caso a potência de frenagem da traseira seja menor que a capacidade dos pneus traseiros transmiti-la ao solo, o freio dianteiro ficará muito sensível ao travamento e a desaceleração do veículo será menor do que poderia ser.
Esse desequilíbrio pode ser ocasionado por vários fatores, como aumento da frenagem do freio dianteiro, diminuição do balanço longitudinal da carroceria promovido por rebaixamento e/ou endurecimento da suspensão (ocorre menos transferência de peso para a dianteira e conseqüentemente o freio traseiro poderia ter mais potência sem risco de travamento), aumento de peso na parte traseira do veículo ou mesmo falha no projeto original do veículo.
Existem basicamente 4 sistemas de correção de frenagem para a traseira utilizados nos veículos atuais:
- “direto”: a pressão que chega ao freio traseiro é sempre a mesma que para o dianteiro. Ex.: VW Gol
- válvulas redutoras de pressão: a partir de uma determinada pressão (geralmente 25 ou 30 Bar) há uma diminuição de 30% na pressão que exceder este valor para a traseira.
Ex.: Palio, Corsa etc
- corretor de frenagem: varia a pressão enviada para a traseira conforme a altura do veículo.
Ex.: Parati, Palio weekend etc
- EBD: corretor eletrônico de frenagem para a traseira que funciona em conjunto com o ABS (apenas os sistemas mais modernos), que envia sempre a máxima pressão até o limite de travamento de cada roda traseira.
Ex.: Marea, Alfa Roemo 156
Utilizando-se das formas de aumento de potência descritas anteriormente, deve-se fazer as alterações no freio traseiro sempre levando em conta o tipo de correção de pressão de cada veículo.
Deve-se levar em consideração também as limitações de cada sistema:
- no direto o equilíbrio ideal só se verifica com o veículo com carga mínima e em descida; em todas as outras situações poderia ser colocada mais potência no freio traseiro.
- no com válvula redutora de pressão ocorre algo similar ao “direto”, porém com a vantagem de ser enviada mais potência para a traseira em condição de uso normal, influindo na redução do desgaste do freio dianteiro.
- no com corretor de frenagem e no com EBD existe uma melhor homogeneidade no equilíbrio em todas as condições de uso, com vantagem para o EBD por trabalhar sempre no limite da máxima potência possível para a traseira.
3. RESISTÊNCIA AO AQUECIMENTO
O aquecimento excessivo do conjunto do sistema de freio pode ocasionar deficiências em 3 pontos principais:
- pastilhas
- fluído
- flexível
Quando as pastilhas atingem uma certa temperatura (entre 400°C e 450°C para pastilhas de rua e entre 450°C e 500°C para as de competição) o seu coeficiente de atrito diminui bastante, fazendo com que o pedal de freio fique mais duro até o ponto que mesmo se aplicando muito mais força no pedal a desaceleração do veículo diminua até o veículo ficar praticamente sem freio. Vale ressaltar que este processo ocorre de forma gradual, e que antes de se atingir estas temperaturas, quando o processo começa a ocorrer, este pode ser evitado aliviando as frenagens por cerca de 500m.
Já em relação ao fluído de freio, caso a sua temperatura atinja 205°C para o DOT3, 230°C para o DOT4 e 260°C para DOT5 (DOT3,4,5 ou 6 são classificações dos fluídos de freio quanto ao poder de resistência ao aquecimento), o mesmo irá entrar em ebulição e virar vapor, e o pedal de freio baixará até chegar ao assoalho e o veículo ficará completamente sem freio. Este fenômeno é menos gradual, e depois que ocorre é necessário que se faça uma sangria no sistema para o freio voltar a funcionar corretamente.
Em relação aos flexíveis, o que pode ocorrer é o aumento do seu diâmetro interno devido ao aquecimento excessivo do fluído, porém isso somente ocorrerá caso o mesmo estiver com suas paredes enfraquecidas pelo uso ou algum acidente ou ficar submetido a temperaturas acima de 250°C por um tempo muito prolongado, deixando o pedal “borrachudo”.
Vale lembrar que esta condição de aquecimento somente ocorrerá em competição e com o uso de fluído DOT 5 ou 6 e em freios mal dimensionados ou que usem algum outro material (fibra de carbono ou cerâmica) nos discos e/ou pastilhas, que possuem temperaturas normais de trabalho acima de 500/600°C.
Para se contornar estes problemas, podemos ou diminuir a temperatura de trabalho do sistema ou usar componentes que resistam a temperaturas mais elevadas.
No primeiro caso podemos usar alguns dos recursos abaixo:
- discos ventilados (caso os originais já não sejam);
- discos maiores e mais largos, que aumentam tanto a massa como a área para dissipação de calor;
obs.: para o cálculo da diferença das áreas, pode ser usada a seguinte fórmula:
A2/A1 = (3,14xD2²/2)/(3,14xD1²/2)
- rodas com desenho que favoreça a ventilação dos discos;
- pastilhas e pinças maiores, pelos mesmos motivos que os discos;
- dutos de ventilação direcionados para os discos;
- discos perfurados ou riscados, que ajudam no resfriamento das pastilhas por retirarem os gases e o pó que se formam no atrito entre as pastilhas e os discos.
De todos estes itens, alguns têm resultados mais perceptíveis que outros, sendo que alguns, como os discos perfurados ou riscados, só terão sua influência percebida em competição, onde qualquer décimo de segundo é importante.
Já para se trabalhar com temperaturas elevadas sem diminuição do poder de frenagem, podemos usar fluídos de freio com classificação superior ao utilizado originalmente (DOT 4,5 ou 6), pastilhas com composto especial para altas temperaturas, flexíveis com revestimento de aço (tipo “aeroquip”), além de discos e pastilhas de fibra de carbono ou cerâmica.
Porém alguns destes ítens têm algumas desvantagens também, como as pastilhas especiais e discos de fibra de carbono, que quando frios não oferecem boa aderência, ou o altíssimo custo dos discos de fibra de carbono e cerâmica.
Agora podemos juntar todas estas informações para reponteciar o sistema de freios de um veículo em todos os seus pontos deficientes.
Podemos tomar como exemplo o reponteciamento realizado com o kit Powerbrakes VW10001, que é composto por discos de 284 x 22mm, pinças dianteiras de 54mm e cilindros de roda traseiros de 17mm, tomando como base um veículo VW Gol 00/01, que originalmente possuía discos ventilados de 239 x 20mm, pinças de 48mm e cilindros de roda de 14mm.
Primeiramente foi necessário identificar quais os pontos mais deficientes no sistema original, já que o veículo teve sua velocidade aumentada de 170km/h para 200km/h com alterações no motor.
A deficiência mais evidente e prejudicial era a facilidade para o aquecimento excessivo verificada em qualquer frenagem forte acima de 150km/h ou em seqüências de frenagens com desacelerações acima de 8m/s², quando se verificou uma perda total da potência de frenagem por fading das pastilhas, com a temperatura dos discos chegando a mais de 600°C, conforme podemos verificar nos gráficos abaixo, notando-se que a partir da 17ª frenagem a desaceleração ficou tão baixa que ficou impossível continuar o teste. Vale ressaltar que neste teste o veículo já estava usando fluído com classificação DOT5, para que o mesmo não fosse o fator limitante, para que pudéssemos realmente achar o limite do sistema.
O segundo ponto deficitário foi em relação à potência de frenagem. Em frenagens fortes acima de 150km/h, mesmo antes de ocorrer o superaquecimento, a modulação do pedal não era a ideal, com dificuldade para se frear no limite do travamento da rodas, indicando a falta de potência.
Definidas estas duas prioridades, partiu-se para a definição das soluções:
1. aumento do diâmetro, largura e peso dos discos de 239 x 20mm e 4,3kg para 284 x 22mm e 6,3kg.
O peso aumentou 46% e a área 41% (A2/A1=(3,14xD2²/2)/(3,14xD1²/2), onde D2= 284mm e D1= 239mm), o que melhorou substancialmente a capacidade de dissipação de calor do sistema, conforme podemos verificar no gráfico abaixo:
Esse aumento do diâmetro dos discos também resultou em um acréscimo de 23% na potência de frenagem da dianteira:
Mpb/Mor = (284-43)/(239-43) = 1,23 onde 43mm é a largura da pastilha
2. aumento do diâmetro do pistão das pinças dianteiras de 48mm para 54mm.
Fpb/For = 54x54/48x48 = 1,26
Esta modificação resultou em um acréscimo de mais 26% na potência de frenagem da dianteira.
Portanto, o aumento total da potência do freio dianteiro foi de 55%(1,23 x 1,26 = 1,55), o que nos forçou a fazer uma terceira modificação, para se restabelecer o equilíbrio da frenagem.
3. Aumento do diâmetro dos cilindros de roda traseiros de 14mm para 17mm.
Fpb/For = 17x17/14x14 = 1,47
Assim tivemos 47% de aumento da potência de frenagem da traseira, conseguindo-se um bom equilíbrio com as modificações na dianteira, conforme se pode verificar no gráfico abaixo, onde se pode notar que se conseguiu um aumento da desaceleração mesmo entes do sistema original superaquecer:
Ainda em relação ao freio traseiro, poderia ser usado ainda o cilindro de 19mm disponível no mercado caso se opte por pastilhas especiais com maior coeficiente de atrito, ou se as suspensões do veículo tenham sido modificadas resultando em menor transferência de peso para a dianteira em frenagens.
4. OUTRAS CONSIDERAÇÕES
- freio a disco traseiro- quando é realmente necessário?
O sistema de freio a disco é muito mais eficiente que o a tambor, porém para a traseira ele realmente só vai ser necessário e influir na melhora do sistema caso não se consiga o aumento da potência no tambor para acompanhar a dianteira mesmo com a troca dos cilindros de roda, regulagem do corretor de frenagem, retirada das válvulas corretoras de frenagem ou mesmo com o uso de tambores de maior diâmetro vindos de outros modelos da marca, ou caso a perda de frenagem por superaquecimento ocorra antes no freio traseiro que no dianteiro.
- quando é necessária a troca do cilindro mestre?
O cilindro mestre precisa ser trocado por outro com maior diâmetro caso sejam colocadas pinças com diâmetro ou número de pistões maiores que as originais a ponto de resultar na mudança da posição do pedal superior a cerca de 20mm. Esse abaixamento do pedal é decorrente do maior volume de fluído que deve ser enviado às pinças devido aos pistões maiores.
- pinças de 4 ou 6 pistões:
Na adaptação de pinças de 4 ou 6 pistões deve-se verificar antes da compra qual devem ser os diâmetros dos pistões, para que a instalação seja possível tanto quanto ao cilindro mestre como se o freio traseiro vai conseguir acompanhar o dianteiro sem alterações mais profundas (talvez até mesmo adaptar uma pinça dianteira na traseira ou utilizar uma pinça especial importada também na traseira) .
Para se fazer a comparação dos volumes das pinças originais e as de 4 ou 6 pistões, deve-se levar em conta que o curso do pistão único é o dobro dos das pinças de 4 ou 6, porque um mesmo pistão tem que acionar 2 pastilhas, portanto:
2 x Du² = 4 x D4p² (p/4 pistões)
D4p² = Du²/2 (p/6 pistões = Du²/3)
D4p = Du/1,42 ou no máximo (x 1,40)
onde Du = diâmetro do pistão da pinça original
D4p = diâmetro dos pistões da pinça de 4 pistões
- assentamento das pastilhas
O correto assentamento das pastilhas é importantíssimo para o bom desempenho do sistema, e caso não seja feito corretamente compromete o funcionamento das pastilhas durante toda a sua vida útil.
Cada fabricante tem uma recomendação, mas normalmente seguem uma regra semelhante a esta:
- pastilhas de rua
1- 10 a 15 freadas médias de aproximadamente 70km/h a 40km/h;
2- 10 a 15 freadas médias de aproximadamente 60km/h até parar;
3- o ideal é não fazer freadas bruscas por aproximadamente 200km após o procedimento acima para se obter o melhor rendimento das pastilhas.
- pastilhas de competição
1- 8 a 10 freadas médias de 100km/h até 50km/h;
2- 8 a 10 freadas médias de 150km/h até 100km/h;
3- 1 freada forte (sem travar as rodas) de 180km/h até 100km/h;
4- 4 a 5 freadas médias de 150km/h até 100km/h;
5- repetir os passos 3 e 4 mais 3 vezes.
Obs.: a distância entre as freadas deve ser de aproximadamente 500m para que a temperatura das pastilhas não ultrapasse 300°C.
- discos perfurados
A função dos furos transversais dos discos já foi explicada anteriormente, que é similar à função dos rasgos diagonais.
Porém deve ser destacado que efetuar a furação em um disco já pronto e sem ter sido incluído no projeto inicial é muito arriscado, pois o risco de surgirem trincas é muito grande.
Já a confecção de rasgos com profundidade de no máximo 1mm não altera a estrutura do material (2mm é normalmente o limite de desgaste dos discos) e tem as mesmas vantagens dos furos.
É grandiho, mas é bem explicadinho, me tirou algumas dúvidas que tinha e que não tinha, achei bem interessante.
Segue o link daonde tirei isso:
http://www.powerbrakes.eng.br/pages/teste.html