Entenda como ela funciona

Os conjuntos de embreagem instalados em caminhões pesados e equipamentos fora de estrada podem durar alguns milhares de horas se submetidos a boas práticas de operação e manutenção. Todavia, eles também podem não passar do primeiro dia de operação, principalmente em situações de extrema solicitação, quando o conjunto fica exposto à geração de temperatura excessiva. O resultado dependerá essencialmente da qualidade do operador da máquina ou do caminhão, tomando como base as embreagens utilizadas em equipamentos novos. No caso de peças de reposição, os fabricantes acrescentam ainda a qualidade do componente como outro fator preponderante para sua durabilidade.

Segundo Benedito Mesquita Filho, consultor técnico de reposição da ZF do Brasil, divisão Sachs, as embreagens funcionam por atrito, motivo pelo qual também geram calor. “Por isso, todos os seus componentes são dimensionados de acordo com o torque do motor que a embreagem deverá transmitir, com a carga térmica a que será submetida por conta do atrito e com as vibrações a serem absorvidas durante a operação e o seu completo acoplamento”, diz ele.

O especialista lista uma variedade de sistemas de embreagens disponíveis no mercado, como as do tipo monodisco com acionamento mecânico, hidráulico ou servo-assistido, as bidisco, as embreagens duplas e ainda a opção de esses modelos contarem com revestimento orgânico ou cerametálico. Nesse contexto, ele avalia que os tipos construtivos dependerão de cada equipamento e suas respectivas aplicações.

Conjuntos maiores

Airton do Prado, gerente de assistência técnica e planejamento do produto de aftermarket do grupo Schaeffler, explica que os modelos monodisco mais avançados são acionados por sistemas hidráulicos, compostos por um cilindro mestre fixado no pedal da embreagem e um cilindro auxiliar localizado próximo ou dentro do compartimento de embreagem (caixa seca). “Dessa forma, quando o pedal é acionado, empurra-se o óleo contido na tubulação até o cilindro auxiliar, que pode ter duas configurações: a construção convencional, onde o cilindro aciona um garfo e este a embreagem, ou os atuadores hidráulicos, que contêm os mesmos rolamentos da embreagem e a acionam de forma direta”, ele detalha.

Nos equipamentos de grande porte, entretanto, utilizados em mineração e construção, as montadoras lançam mão de embreagem bidisco ou de dois discos. “Apesar de ambas apresentarem dois discos em sua composição, elas são conceitualmente diferentes”, adianta Prado. Ele explica que a embreagem dupla trabalha com dois discos com cubos distintos, sendo cada um com o seu eixo piloto. “Essa é a típica embreagem usada em tratores, onde um dos discos é utilizado para acionar a esteira e o outro aciona um implemento.” Por esse motivo, ele compara tal princípio construtivo à utilização de duas embreagens em um mesmo equipamento.

A embreagem bidisco, por sua vez, possui dois discos cujos cubos têm diâmetros e estrias idênticas. Os discos são montados no mesmo eixo piloto e ambos servem para tracionar o veículo. Segundo Mesquita, da ZF Sachs, existem embreagens bidisco puxadas ou empurradas, sendo que nas primeiras os esforços de transmissão de torque são distribuídos nos dois discos com uma mesma carga de placa. Isso permite resumir que tal sistema aceita a transmissão de torque em dobro quando comparado a uma embreagem monodisco com disco do mesmo tamanho.

Sistemas de acionamento

As embreagens descritas acima podem ser acionadas por diversos sistemas, escolhidos de acordo com a complexidade da operação e do tipo do conjunto. O mais comum e aplicado em veículos pequenos é o acionamento por cabo mecânico. Segundo Benedito Mesquita, ele costuma integrar veículos de passeio nos quais o pedal se encontra próximo à capa seca, não requerendo muitas curvas para chegar até o garfo de acionamento. “Por ser um sistema mecânico, ele só é indicado para embreagens que não exigem grande esforço para acionamento”, diz.

Subindo um degrau na escala de tecnologia vem o acionamento hidráulico de embreagem empurrada. Trata-se de um sistema desenvolvido para veículos comerciais, mas que atualmente equipa até mesmo veículos de passeio e utilitários. “A ZF Sachs produz o sistema GNZ de acionamento hidráulico cuja vantagem está na possibilidade de fazer curvas até o garfo e ainda de alongar o sistema sem comprometer a funcionalidade do conjunto”, diz Mesquita.

Ele explica que a tecnologia também alivia o esforço de acionamento sem e a necessidade de aumentar a dimensão das alavancas dos sistemas mecânicos, mais antigos. Além disso, o sistema de acionamento hidráulico pode ser aplicado em embreagens puxadas, situação em que, segundo o especialista da ZF, o garfo fica em posição invertida. Nesse tipo de embreagem, com a mudança do ponto de articulação do diafragma, consegue-se um ganho de alavanca e, com isso, é possível conceber uma embreagem com mais carga sem que seja necessário maior esforço para acioná-la.

Outro sistema hidráulico disponível conta com mancais incorporados e é conhecido pela sigla CSC, que significa acionamento concêntrico da embreagem, das iniciais em inglês. Os conjuntos acionados por esse princípio são popularmente chamados de embreagens com mancal hidráulico. “Essa tecnologia tem as mesmas vantagens dos sistemas hidráulicos descritos anteriormente, mas não necessita do garfo, que, na realidade, é uma alavanca que precisa de eixos, buchas e tubo guia para ser montada.” De acordo com Mesquita, a ZF Sachs oferece a tecnologia para aplicação também em embreagens puxadas de veículos comerciais, automóveis e utilitários.

O especialista destaca ainda os sistemas de acionamento hidroservopneumáticos, que são indicados para aplicação em embreagens de grande porte. Nessa tecnologia se envia uma pressão hidráulica através do pedal, que abre uma válvula pneumática e esta, por sua vez, deixa passar o ar comprimido existente no veículo para reforçar ainda mais a força de acionamento do sistema. “Essa embreagem é chamada popularmente de servo-assistida ou embreagem a ar e, na maioria dos casos, o esforço que o operador necessita aplicar para seu acionamento é bastante reduzido quando comparado às outras tecnologias”, diz ele.

Tipos de revestimentos

Independentemente do tipo de embreagem adotada, seus discos podem contar com revestimento orgânico ou cerametálico, sendo que essa segunda opção é pouco utilizada em veículos comercializados no Brasil. “Só fabricamos embreagens cerametálicas no país quando há uma aplicação muito específica, pois, apesar de ser mais resistente a temperaturas elevadas, esse tipo de revestimento provoca desgaste mais agressivo aos outros componentes do conjunto, como o volante e platô”, diz Mesquita. Por esse motivo, o especialista da ZF Sachs ressalta a necessidade de se analisar a relação custo/benefício na definição do revestimento.

Airton do Prado, da Schaeffler, compartilha da mesma opinião e diz que os revestimentos cerametálicos só são adotados quando a transmissão de torque fica comprometida com a aplicação de material orgânico, pondo em risco a eficiência do sistema de embreagem. “Os revestimentos orgânicos estão sendo aperfeiçoados a cada dia e, além de agredirem menos as demais peças do sistema, apresentam um custo bastante inferior em relação aos cerametálicos.”

De acordo com Mesquita, a eficiência do revestimento orgânico está atrelada à especificação correta do coeficiente de atrito da embreagem. Os bons procedimentos de operação também são essenciais para a longevidade do sistema. “Além disso, é preciso ficar atento à qualidade do fornecedor de embreagem, pois o revestimento orgânico é composto por uma mistura de materiais, entre os quais estão borrachas, aditivos de processo e, principalmente, fibras metálicas e de vidro, entre outros componentes guardados como segredo pelos fabricantes.”

Ele destaca que o uso incorreto da embreagem, perceptível diante do conhecido ‘cheiro de fricção’ resulta em agressão direta sobre o revestimento orgânico. “Afinal, esse material tem uma composição susceptível ao calor excessivo e o cheiro exalado reflete um estado de carbonização, onde se começa a queimar os materiais da composição, criando uma espécie de carvão na superfície do revestimento.” Como o carvão é um material com pouco coeficiente de atrito, essa situação gera a patinação da embreagem, o que potencializa ainda mais o seu estado de superaquecimento e deterioração acelerada, conforme explica o especialista.