Nos veículos com sistema de travagem hidráulico, os cilindros do travão principal e das rodas desempenham um papel fundamental.Leia no artigo o que é um cilindro de freio, que tipos de cilindros existem, como são dispostos e funcionam, bem como a correta seleção, manutenção e reparo dessas peças.
Cilindro de freio – funções, tipos, recursos
Cilindro de freio é o nome geral para o controle e atuadores dos sistemas de freio de veículos acionados hidraulicamente.Existem dois dispositivos que são diferentes em design e finalidade:
• Cilindro mestre do freio (GTZ);
• Cilindros de freio de roda (de trabalho).
GTZ é o elemento de controle de todo o sistema de freio, os cilindros das rodas são atuadores que acionam diretamente os freios das rodas.
GTZ resolve vários problemas:
• Conversão da força mecânica do pedal do freio em pressão do fluido de trabalho, suficiente para acionar os atuadores;
• Garantir um nível constante de fluido de trabalho no sistema;
• Manter o desempenho dos freios em caso de perda de estanqueidade, vazamentos e outras situações;
• Facilitação da condução (com servofreio).
Os cilindros escravos têm uma função principal - o acionamento das rodas freia ao frear o veículo.Além disso, esses componentes proporcionam um retorno parcial do GTZ à sua posição original quando o veículo é liberado.
O número e a localização dos cilindros dependem do tipo de carro e do número de eixos.O cilindro mestre do freio é único, mas com várias seções.O número de cilindros de trabalho pode ser igual ao número de rodas, duas ou três vezes mais (ao instalar dois ou três cilindros na roda).
A conexão dos freios das rodas ao GTZ depende do tipo de tração do veículo.
Em veículos com tração traseira:
• Primeiro circuito – rodas dianteiras;
• O segundo circuito são as rodas traseiras.
Diagrama típico do sistema de freio de um carro
Uma conexão combinada é possível: se houver dois cilindros de trabalho em cada roda dianteira, um deles está conectado ao primeiro circuito, o segundo ao segundo, funciona em conjunto com os freios traseiros.
Em veículos com tração dianteira:
• Primeiro circuito - rodas dianteiras direita e traseiras esquerda;
• Segundo circuito - rodas dianteiras esquerdas e traseiras direitas.
Outras configurações de frenagem podem ser utilizadas, mas os esquemas acima são os mais comuns.
O design e o princípio de operação do cilindro mestre do freio
Os cilindros mestres do freio são divididos em dois grupos de acordo com o número de circuitos (seções):
• Circuito único;
• Circuito duplo.
Os cilindros de circuito único praticamente não são usados hoje em dia, podem ser encontrados em alguns carros antigos.A grande maioria dos carros modernos está equipada com GTZ de circuito duplo - na verdade, são dois cilindros em uma carroceria que funcionam em circuitos de freio autônomos.O sistema de travagem de circuito duplo é mais eficiente, confiável e seguro.
Além disso, os cilindros mestres são divididos em dois grupos de acordo com a presença de um servofreio:
• Sem amplificador;
• Com servofreio a vácuo.
Os carros modernos são equipados com GTZ com servofreio a vácuo integrado, o que facilita o controle e aumenta a eficiência de todo o sistema.
O design do servofreio principal é simples.É baseado em um corpo cilíndrico fundido, no qual existem dois pistões instalados um após o outro - eles formam seções de trabalho.O pistão dianteiro é conectado pela haste ao servofreio ou diretamente ao pedal do freio, o pistão traseiro não possui uma conexão rígida com o dianteiro, entre eles existe uma haste curta e uma mola.Na parte superior do cilindro, acima de cada seção, existem canais de bypass e compensação, e de cada seção saem um ou dois tubos para conexão aos circuitos de trabalho.Um reservatório de fluido de freio é instalado no cilindro, ele é conectado às seções por meio de canais de bypass e compensação.
GTZ funciona da seguinte forma.Ao pressionar o pedal do freio, o pistão dianteiro se desloca, bloqueia o canal de compensação, fazendo com que o circuito fique vedado e a pressão do fluido de trabalho nele aumente.O aumento da pressão faz com que o pistão traseiro se mova, também fecha o canal de compensação e comprime o fluido de trabalho.Quando os pistões estão em movimento, os canais de desvio no cilindro permanecem sempre abertos, de modo que o fluido de trabalho preenche livremente as cavidades formadas atrás dos pistões.Como resultado, a pressão em ambos os circuitos do sistema de freio aumenta, sob a influência dessa pressão, os cilindros dos freios das rodas são acionados, empurrando as pastilhas - o veículo desacelera.
Quando a perna do pedal é removida, os pistões tendem a retornar à sua posição original (isso é proporcionado pelas molas), e as molas de retorno das pastilhas que comprimem os cilindros de trabalho também contribuem para isso.No entanto, o fluido de trabalho que entra nas cavidades atrás dos pistões no GTZ através dos canais de desvio não permite que os pistões retornem instantaneamente à sua posição original - graças a isso, a liberação dos freios é suave e o sistema funciona de forma mais confiável.Ao retornar à posição inicial, os pistões abrem o canal de compensação, fazendo com que a pressão nos circuitos de trabalho seja comparada com a pressão atmosférica.Ao soltar o pedal do freio, o fluido de trabalho do reservatório entra livremente nos circuitos, o que compensa a diminuição da quantidade de fluido por vazamentos ou por outros motivos.
O design do cilindro mestre do freio garante a operabilidade do sistema em caso de vazamento de fluido de trabalho em um dos circuitos.Se ocorrer um vazamento no circuito primário, o pistão do circuito secundário é acionado diretamente do pistão do circuito primário - uma haste especial é fornecida para isso.Se ocorrer um vazamento no segundo circuito, quando você pressiona o pedal do freio, esse pistão repousa na extremidade do cilindro e aumenta a pressão do fluido no circuito primário.Em ambos os casos, o curso do pedal aumenta e a eficiência da travagem diminui ligeiramente, pelo que a avaria deve ser eliminada o mais rapidamente possível.
O servofreio a vácuo também possui um design simples.É baseado em um corpo cilíndrico selado, dividido por uma membrana em duas câmaras - a de vácuo traseira e a atmosférica frontal.A câmara de vácuo está conectada ao coletor de admissão do motor, de modo que é criada uma pressão reduzida nela.A câmara atmosférica é conectada por um canal ao vácuo e também à atmosfera.As câmaras são separadas por uma válvula montada no diafragma, uma haste passa por todo o amplificador, que é conectada ao pedal do freio, por um lado, e apoiada no cilindro mestre do freio, por outro.
O princípio de funcionamento do amplificador é o seguinte.Quando o pedal não é pressionado, ambas as câmaras se comunicam através da válvula, nelas se observa baixa pressão, todo o conjunto fica inoperante.Quando a força é aplicada ao pedal, a válvula desconecta as câmaras e ao mesmo tempo conecta a câmara frontal à atmosfera - como resultado, a pressão nela aumenta.Devido à diferença de pressão nas câmaras, o diafragma tende a se mover em direção à câmara de vácuo - isso cria uma força adicional na haste.Desta forma, o amplificador de vácuo facilita o controle dos freios, reduzindo a resistência do pedal ao pressioná-lo.
Projeto e princípio de funcionamento dos cilindros de freio das rodas
Os cilindros escravos do freio são divididos em dois tipos:
• Para freios de roda a tambor;
• Para freios a disco.
Os cilindros escravos nos freios a tambor são peças independentes que são instaladas entre as pastilhas e garantem sua extensão durante a frenagem.Os cilindros de trabalho dos freios a disco estão integrados nas pinças de freio e fornecem pressão das pastilhas ao disco durante a frenagem.Estruturalmente, essas peças apresentam diferenças significativas.
O cilindro do freio de roda dos freios a tambor no caso mais simples é um tubo (corpo fundido) com pistões inseridos nas extremidades, entre os quais existe uma cavidade para o fluido de trabalho.Na parte externa, os pistões possuem superfícies de impulso para conexão com as pastilhas, para proteção contra contaminação, os pistões são fechados com tampas elásticas.Também na parte externa há um encaixe para conexão ao sistema de freio.
O cilindro de freio dos freios a disco é uma cavidade cilíndrica na pinça na qual um pistão é inserido através do O-ring.No verso do pistão existe um canal com conexão para conexão ao circuito do sistema de freio.A pinça pode ter de um a três cilindros de diâmetros diferentes.
Os cilindros de freio das rodas funcionam de forma simples.Ao frear, a pressão no circuito aumenta, o fluido de trabalho entra na cavidade do cilindro e empurra o pistão.Os pistões do cilindro do freio a tambor são empurrados em direções opostas, cada um deles aciona sua própria pastilha.Os pistões da pinça saem de suas cavidades e pressionam (direta ou indiretamente, por meio de um mecanismo especial) a pastilha contra o tambor.Quando a frenagem para, a pressão no circuito diminui e em algum momento a força das molas de retorno torna-se suficiente para retornar os pistões à sua posição original - o veículo é liberado.
Seleção, substituição e manutenção de cilindros de freio
Na escolha das peças em questão é necessário seguir rigorosamente as recomendações do fabricante do veículo.Ao instalar cilindros de modelo ou tipo diferente, os freios podem deteriorar-se, o que é inaceitável.
Durante a operação, os cilindros mestre e escravo não necessitam de manutenção especial e funcionam sem problemas por muitos anos.Se o funcionamento dos freios ou de todo o sistema se deteriorar, é necessário diagnosticar os cilindros e, em caso de mau funcionamento, simplesmente substituí-los.Além disso, periodicamente é necessário verificar o nível do fluido de freio no reservatório e, se necessário, reabastecê-lo.
Horário da postagem: 21 de agosto de 2023