Sistemas de frenagem se baseiam na utilização de materiais cujo coeficiente de atrito – quando se movimentam sobre uma superfície como disco ou tambor – possibilita a ação do freio. Inclusive, o coeficiente de atrito entre as superfícies não precisa ser excessivamente alto, pois a frenagem excessiva nem sempre é desejável. A característica mais importante desses sistemas é justamente a pequena variação do coeficiente de atrito dentro da faixa de temperatura de operação.

Em aplicações pesadas, os materiais de atrito devem possuir resistência mecânica suficiente para suportar os imensos esforços inerentes à operação a que se destinam. Entre tais esforços mecânicos, destacam-se a compressão (ação contra as superfícies de atrito) e o cisalhamento (resultado das forças tangenciais, em virtude dos movimentos de rotação).

Já a vida útil do material de atrito depende da qualidade e do tipo selecionado para cada aplicação, particularmente a temperatura de operação. Os materiais de atrito são aglutinados por resinas orgânicas, o que impõe limitações à temperatura de utilização. Caso os freios sejam operados constantemente em temperaturas elevadas, por exemplo, o desgaste dos materiais de atrito tende a ser mais acelerado.

Mas a durabilidade também é afetada por outros fatores, como geometria do freio, material e acabamento da superfície das pistas de frenagem. Um material de atrito de boa qualidade também deve ter propriedades de isolamento térmico, para proteger as partes mais profundas das altas temperaturas geradas durante os acionamentos. O desgaste dos materiais de atrito é necessário para que se possa assegurar a manutenção da superfície de atrito. Caso contrário, haveria espelhamento da superfície, tornando a frenagem inoperante. Por outro lado, esse desgaste não pode ser muito rápido, pois é necessário que haja durabilidade.

SISTEMAS

Atualmente, existem diversos dispositivos de frenagem (freios e retardadores) utilizados na indústria de veículos automotores. Neste artigo, são mencionados os mais conhecidos. O freio convencional, por exemplo, é basicamente composto por um sistema de acionamento hidráulico no qual o óleo aciona um cilindro que, por sua vez, faz com que se abram dois patins, onde está instalado o material de atrito. Na sequência, o sistema coloca-os em contato com um tambor e, assim, executa a frenagem. Ao se aliviar o pedal, os patins retornam à posição inicial por meio de uma mola.

Igualmente popular, o freio a disco também possui acionamento hidráulico, mas utiliza partilhas presas a uma pinça (caliper) que se fecha sobre um disco quando o freio é acionado. Já o freio a disco pneumático é um dispositivo flutuante projetado para uso em caminhões e ônibus como freio de serviço auxiliar nos eixos traseiro e dianteiro. Nesse caso, o freio é acionado mecanicamente por cilindro de diafragma ou com mola, montado na tampa do cavalete do freio. O freio a disco completo, incluindo o cilindro do freio, consiste de dois subconjuntos: o cavalete de freio e o suporte do freio. A montagem do cilindro do freio no cavalete permite a obtenção de uma unidade muito compacta. Isso é feito por meio de um flange e sua haste de acionamento localiza-se na alavanca do freio, que forma uma unidade integrada com o eixo. No momento em que o cilindro é pressurizado, o movimento da haste de acionamento gira a alavanca do freio que – devido ao seu perfil especial – se afasta, proporcionando movimento linear constante. Esse movimento linear da alavanca do freio, por sua vez, empurra o mecanismo atuador na direção do disco do freio.

O mecanismo de acionamento do freio é um dispositivo de regulagem automática, progressivo e variável, que compensa o desgaste das pastilhas e proporciona uma folga constante, independentemente da força de acionamento. Visando prolongar os intervalos entre as trocas das pastilhas, a unidade utiliza pastilhas de freio com uma grande espessura desgastável. O projeto de freio também permite a substituição rápida e fácil das pastilhas, o que possibilita a otimização das situações de instalação.

Devido à versatilidade, o sistema de ar comprimido geralmente é empregado em veículos de grande porte, nos quais o sistema hidráulico não é recomendável devido às elevadas pressões exigidas para a eficiência dos freios. Nesta modelagem, o motorista controla, através do pedal do freio, a pressão que atuará nos diafragmas dos cilindros pneumáticos.

LONAS

Como principal procedimento preditivo, é importante manter a correta regulagem das lonas em relação ao tambor, para garantir resposta rápida, freadas eficientes e total aproveitamento do material de atrito.

A regulagem deve ser uniforme em todas as rodas, para que o veículo não tenda a “puxar” para os lados durante a frenagem. Do mesmo modo, deve-se evitar que as lonas raspem no tambor, pois isso acarretará um aumento na temperatura do freio (com maior desgaste e menor eficiência), podendo chegar ao “espelhamento” do tambor ou “inchamento” das lonas (aumento de volume com eventual travamento da roda). Para facilitar o trabalho de regulagem, há ajustadores especiais que, por meio de um mecanismo automático, regulam a distância entre as lonas e o tambor de freio.

Em suma, as lonas de freio devem ser reguladas de modo a não encostar no tambor de freio enquanto o veículo roda. Devido à possível ovalização dos tambores, decorrente do desgaste e dos esforços a que são submetidos, essa regulagem deve ser efetuada com o respectivo eixo erguido. Nas unidades combinadas (cavalo mecânico + semirreboque), ao regular as lonas do segundo é necessário também regular as lonas do primeiro. No Brasil, é muito comum a prática de deixar as lonas de freio do cavalo mecânico propositadamente mais afastadas que as do semirreboque, a fim de que o cavalo mecânico freie menos. Esta prática é prejudicial à segurança do conjunto, ocasionando diversos problemas.

Na maior parte dos cavalos mecânicos, há uma válvula que permite que o semirreboque utilize uma pressão ligeiramente superior à do cavalo mecânico (entre 0,15 e 0,6 bar, dependendo do fabricante). É necessário usar a lona correta para cada caso, consultando o Catálogo de Aplicação e verificando a identificação da referência geralmente gravada na lateral da lona.

SUPERAQUECIMENTO

Muitas vezes, o uso frequente dos freios é associado a uma forma de condução agressiva, provocada pelo estresse. Mas as regiões montanhosas também exigem maior intensidade do uso dos freios, principalmente quando não são respeitadas as regras de uma boa condução, como empregar corretamente o freio motor, descer na marcha correta etc. O desprezo ao freio motor nos declives ou paradas do veículo força igualmente ao uso mais intenso do freio de serviço, gerando excesso de calor.

Há ainda outras condições de estresse. O transporte com excesso de carga e a velocidade excessiva ou incompatível com as condições de tráfego também forçam o uso dos freios, gerando maior concentração de calor. Do mesmo modo o desrespeito à manutenção da distância mínima ao veículo da frente induz a um uso mais frequente dos freios.

No caso do conjunto cavalo mecânico + semirreboque, o uso incorreto e abusivo do freio do implemento por meio do “manete” ou “manequim” força o sistema de freio dos implementos, concentrando excesso de calor nesses componentes.

É importante ainda salientar que todos esses fatores são altamente prejudiciais, mesmo em veículos bem conservados. Se houver peças defeituosas ou desreguladas, os riscos de acidente multiplicam-se. Por isso, o cuidado com o sistema de frenagem é essencial.

Conheça outros dispositivos

Existem alguns outros dispositivos de redução de velocidade que não utilizam o princípio da frenagem convencional. Conheça os dois principais.

Freio motor: atuação ocorre no sistema de escapamento do motor, por obstrução parcial da saída dos gases, por meio de uma borboleta. Desta forma, o motor oferece resistência ao deslocamento do veículo.

Retardador: mecanismo de frenagem por meio de arrasto, cuja função é reduzir ou estabilizar a velocidade de um veículo, principalmente em declives. Os retardadores podem ser colocados entre o motor e a transmissão ou entre a transmissão e os eixos tracionados. Existem duas concepções básicas de mecanismo de frenagem dos retardadores: hidrodinâmico e eletromagnético.