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SISTEMAS
DE TRAVAGEM
HIDRÁULICOS
Sistemas de Travagem Hidráulicos
Colecção Formação Modular Automóvel
Título do Módulo Sistemas de Travagem Hidráulicos
Coordenação Técnico-Pedagógica CEPRA - Centro de Formação Profissional da
Reparação Automóvel
Departamento Técnico Pedagógico
Direcção Editorial CEPRA - Direcção
Autor CEPRA - Desenvolvimento Curricular
Maquetagem CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico
Propriedade Instituto de Emprego e Formação Profissional
Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa
Edição 2.0 Portugal, Lisboa, 2000/04/10
Depósito Legal 147901/00
Copyright, 2000
Todos os direitos reservados
IEFP
“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, confinanciado pelo
Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE”
“Ministério de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formação”
Sistemas de Travagem Hidráulicos
Índice
ÍNDICE
DOCUMENTOS DE ENTRADA
OBJECTIVO GERAIS E ESPECÍFICOS.
......................................................................... E.1
PRÉ-REQUISITOS........................................................................................................... E.2
CORPO DO MÓDULO
0 - INTRODUÇÃO............................................................................................................0.1
1 - CONCEITOS GERAIS DE CARÁCTER FÍSICO.........................................................1.1
2 - FORÇA DE TRAVAGEM E FACTORES INFLUENTES..............................................2.1
3 - FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE TRAVAGEM HIDRÁULICO
EM GERAL........................................................................................................................3.1
4 - TIPOS DE TRAVÕES.
..................................................................................................4.1
4.1 - TRAVÕES DE TAMBOR.....................................................................................................4.1
4.2 - TRAVÕES DE DISCO.........................................................................................................4.7
4.3 - TRAVÕES DE ESTACIONAMENTO.
................................................................................4.14
5 - BOMBAS.
.....................................................................................................................5.1
5.1 - BOMBAS PRINCIPAIS DO TRAVÃO.
.................................................................................5.1
5.2 - BOMBAS DOS TRAVÕES DAS RODAS............................................................................5.6
6 - SERVOFREIOS.
...........................................................................................................6.1
7 - LIMITADORES E REGULADORES DE TRAVAGEM.
.................................................7.1
8 - ÓLEOS PARA TRAVÕES E MATERIAIS UTILIZADOS.
.............................................8.1
9 - MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE TRAVAGEM.........................................................9.1
9.1 - DIAGNÓSTICO E REPARAÇÃO DE AVARIAS .................................................................9.1
9.2 - VERIFICAÇÃO E MANUTENÇÃO .
..................................................................................9.10
BIBLIOGRAFIA................................................................................................................ C.1
Sistemas de Travagem Hidráulicos
Índice
DOCUMENTOS DE SAÍDA
PÓS-TESTE..................................................................................................................... S.1
CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE.......................................... S.8
ANEXOS
EXERCÍCIOS PRÁTICOS................................................................................................ A.1
GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS.
................................................. A.5
DOCUMENTOS
DE
ENTRADA
DOCUMENTOS
DE
ENTRADA
Sistemas de Travagem Hidráulicos
Objectivos Gerais e Específicos
E.1
OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS
No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:
OBJECTIVO GERAL DO MÓDULO
Descrever o funcionamento dos sistemas de travagem em geral, identificar
os diversos tipos de travões e componentes dos sistemas de travagem mais
vulgamento utilizados nos automóveis
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS
1. Identificar os factores influentes no processo de travagem.
2. Descrever o funcionamento dos sistemas de travagem em geral.
3. Identificar os diversos tipos de travões e seus componentes.
4. Descrever os princípios do sistema de actuação hidráulica dos travões.
5. Descrever o processo de funcionamento das bombas principais de
travões e identificar os elementos constituintes.
6. Descrever a função dos servofreios e distingui-los quanto ao modo de
funcionamento.
7. Distinguir os diferentes reguladores de travagem em função da
necessidade de aplicação.
8. Identificar as principais características dos óleos utilizados nos sistemas
de travagem.
9. Diagnosticar e identificar as causas de avaria nos sistemas de
travagem.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
PRÉ-REQUISITOS
COLECÇÃO FORMAÇÃO MODULAR AUTOMÓVEL
OUTROS MÓDULOS A ESTUDAR
Legenda
Construção da
Instalação Eléctrica
Componentes do
Sistema Eléctrico
e sua simbologia
Electricidade Básica
Magnetismo e
Electrogagnetismo -
Motores e Geradores
Tipos de Baterias e
sua Manutenção
Tecnologia dos Semi-
Condutores -
Componentes
Circ. Integrados,
Microcontroladores e
Microprocessadores
Leitura e Interpretação
de Esquemas
Eléctricos Auto
Características e
Funcionamento dos
Motores
Distribuição
Cálculos e Curvas
Características do
Motor
Sistemas de Admissão
e de Escape
Sistemas de
arrefecimento
Lubrificação de
Motores e
Transmissão
Alimentação Diesel
Sistemas de
Alimentação por
Carburador
Sistemas de Ignição Sistemas de Carga e
Arranque
Sobrealimentação
Sistemas de
Informação
Lâmpadas, Faróis
e Farolins Focagem de Faróis
Sistemas de Aviso
Acústicos e
Luminosos
Sistemas de
Comunicação
Sistemas de
Segurança Passiva
Sistemas de Conforto
e Segurança
Embraiagem e Caixas
de Velocidades
Sistemas de
Transmissão
Sistemas de
Travagem Hidráulicos
Sistemas de
Travagem Antibloqueio
Sistemas de Direcção
Mecânica e Assistida
Geometria de
Direcção
Órgãos da Suspensão
e seu Funcionamento
Diagnóstico e Rep. de
Avarias no Sistema de
Suspensão
Ventilação Forçada e
Ar Condicionado
Sistemas de
Segurança Activa
Sistemas Electrónicos
Diesel
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas Mecânicos
Unidades Electrónicas
de Comando,
Sensores e Actuadores
Sistemas de Injecção
Mecânica
Sistemas de Injecção
Electrónica
Emissões Poluentes e
Dispositivos de
Controlo de Emissões
Análise de Gases de
Escape e Opacidade
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas com Gestão
Electrónica
Diagnóstico e
Reparação em
Sistemas Eléctricos
Convencionais
Rodas e Pneus Manutenção
Programada
Termodinâmica
Gases Carburantes e
Combustão
Noções de Mecânica
Automóvel para GPL
Constituição de
Funcionamento do
Equipamento
Conversor para GPL
Legislação Específica
sobre GPL
Processos de
Traçagem
e Puncionamento
Processos de Corte e
Desbaste
Processos de Furação,
Mandrilagem
e Roscagem
Noções Básicas de
Soldadura
Metrologia
Rede Eléctrica e
Manutenção de
Ferramentas Eléctricas
Rede de Ar Comp. e
Manutenção de
Ferramentas
Pneumáticas
Ferramentas Manuais
Módulo em
estudo
Pré-Requisito
Introdução ao
Automóvel
Desenho Técnico Matemática (cálculo)
Construção da
Instalação Eléctrica
Física, Química e
Materiais
Pré-Requisitos
E.2
CORPO
DO
MÓDULO
CORPO
DO
MÓDULO
Sistemas de Travagem Hidráulicos
Introdução
0.1
0 - INTRODUÇÃO
O sistema de travagem de um veículo é um dos seus sistemas mais importantes. Sem ele
seria praticamente impossível controlar o veículo dentro dos limites de segurança exigi-
dos.
Tendo em conta os problemas cuja travagem de corpos em movimento acarreta, pretende-
se com este módulo descrever as várias soluções construtivas a que recorreram os diver-
sos construtores para assegurarem a travagem dos seus veículos.
Por isto, é imprescindível manter o sistema de travagem em óptimas condições de funcio-
namento, diagnosticando as possíveis avarias de forma correcta e reparando-as através
dos métodos mais indicados.
Neste manual descreve-se a construção e funcionamento dos diferentes tipos de travões
usados nos veículos automóveis. Mencionam-se os princípios hidráulicos e sua aplicação
aos travões, identificam-se os órgãos e componentes dos sistemas de travagem, bem como
os métodos de diagnóstico de avarias destes.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
Conceitos Gerais de Carácter Físico
1.1
1 - CONCEITOS GERAIS DE CARÁCTER FÍSICO
Princípio de inércia:
O princípio de inércia, uma das leis fundamentais da mecânica, pode ser enunciado da seguinte
forma: todo o corpo é incapaz de iniciar o movimento por si próprio, ou, uma vez em movimento,
é incapaz de modificar a velocidade ou a direcção deste movimento sem a intervenção de uma
força externa.
Desta forma define-se força como sendo toda e qualquer acção susceptível de produzir movimento
ou de modificar um já existente. A força pode ser motriz ou resistente.
No caso de um veículo automóvel, a força motriz é produzida pelo motor e as forças resistentes
são devidas ao atrito das rodas com o solo, à resistência do ar à deslocação do veículo, e aos
atritos internos do próprio veiculo.
Acção – Reacção:
Qualquer força motriz ou de resistência só tem acção sobre o movimento do veículo quando se
produz uma reacção ao contacto dos pneus com o solo, ou seja, quando o conjunto pneus/asfalto
oferece uma aderência suficiente. Só a resistência do ar e a acção do vento são excepção a esta
regra.
Aderência:
Consideremos a figura 1.1: um corpo de peso P em contacto com uma superfície plana horizontal.
Este corpo encontra-se em equilíbrio devido à acção do seu peso e da reacção N da superfície
a esse peso. Se aplicarmos a este corpo uma força F, perpendicular à vertical do seu centro de
gravidade, verificamos que este permanece imóvel até um certo valor da força F.
A força F necessária para iniciar o movimento, determina o coeficiente de atrito estático, a
experiência mostra-nos ainda que a força posterior, necessária para manter este movimento
iniciado por F é inferior a esta.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
1.2
Conceitos Gerais de Carácter Físico
Fig. 1.1 Sistema de forças aplicadas a um corpo estático
Forças de resistência:
Resistência de rolamento: Considerando a figura 1.2, um veículo de peso P, parado, sobre uma
superfície horizontal e submetido a uma força F horizontal, situado no plano longitudinal do veículo
e cuja linha de acção passa pelo centro de gravidade do mesmo.
Fig. 1.2 Resistência ao rolamento
A experiência demonstra que o veículo permanece imóvel enquanto a força F não alcançar um
certo valor que caracteriza a resistência ao rolamento .
Esta resistência expressa-se sempre em função do peso P e designa-se por r a resistência ao
rolamento por unidade de peso ou o coeficiente de resistência ao rolamento. O coeficiente de
resistência ao rolamento depende do tipo de veículo, da natureza do revestimento do pavimento,
da velocidade e da pressão dos pneus.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 1.3
Conceitos Gerais de Carácter Físico
Resistência ao rolamento num plano inclinado
Considerando a figura 1.3, um veículo sobre um plano inclinado em que α é o ângulo da inclinação
com a horizontal, o peso P do veículo decompõe-se numa força perpendicular ao plano inclinado
e na força paralela à inclinação e que constitui a resistência devida à subida.
Fig.1.3 Resistência ao rolamento num plano inclinado
Resistência devida ao ar
Considerando uma atmosfera sem vento, o ar oferece uma resistência importante ao avanço do
veículo, esta resistência devido à pressão do ar sobre as paredes frontais e à fricção sobre as
paredes laterais do veículo, é função:
Da área da superfície frontal do veículo;
Do quadrado da velocidade do veículo;
Da forma do veículo, especialmente os seus contornos.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
1.4
Conceitos Gerais de Carácter Físico
Cálculo da distância de travagem de um veículo
Um veículo em movimento está animado de uma energia cinética:
Ec
=
1
x m x v2
					
2
em que:
m é a massa do veículo.
n é a velocidade do veículo.
Supondo que sobre a acção exclusiva do seu sistema de travagem, o veículo reduz a sua velocidade
até finalmente parar e que a desaceleração (a) a que está sujeito é constante.
A força de travagem Fx (supostamente constante) que se opõe ao avanço do veículo é igual ao
produto da sua massa m pela desaceleração a que ele sofre :
Fx
= m x a
O trabalho Wx dessa força de travagem, é o produto dessa força Fx pela distância d percorrida
pelo veículo até parar:
Wx
= Fx
x d
como:
Fx
= m x a
então:
Wx
= m x a x d
Este trabalho equivale à transformação da totalidade da energia cinética Ec que o veículo possui,
em trabalho da força de travagem que por sua vez se transforma em calor, forma de energia na
qual este trabalho é finalmente consumido.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 1.5
Conceitos Gerais de Carácter Físico
portanto:				 Wx
= Ec
então:				 m x a x d =
1
x m x v2
						 2
A distância de travagem do veículo é então calculada por:
d =
v2
2 x a
O tempo t de travagem é:
t =
v
a
Portanto, a função dos travões é reduzir a velocidade e transformar a energia dinâmica do veículo
através de fricção, em calor. A força que actua neste processo é a resistência à fricção resultante
da movimentação de dois corpos um contra o outro (revestimento do travão contra o disco/tambor
do travão).
Os travões provocam o abrandamento da velocidade, a paragem completa do veículo e a sua
imobilização quando estacionado.
Os elementos de travagem possuem sempre uma parte móvel, unida às rodas e uma parte fixa,
solidária ao eixo ou ao chassi. No momento da travagem, a parte fixa entra em contacto fortemente
sobre a parte móvel, provocando um forte atrito que absorve a energia desenvolvida pelo veículo
em movimento. Para que este atrito cause um desgaste mínimo dos elementos de travagem, as
superfícies de contacto devem apresentar um polimento perfeito. Estas superfícies devem suportar
temperaturas muito elevadas produzidas pelo atrito e devem dissipar rapidamente o calor gerado.
É indispensável também que conservem uma eficácia suficiente em presença de projecções de
água ou óleo.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.1
Força de Travagem e Factores Influentes
2 - FORÇA DE TRAVAGEM E FACTORES INFLUENTES
Qualquer alteração dinâmica, seja aceleração ou desaceleração do veículo, é o resultado visível
e perceptível de determinadas forças. As forças que as rodas transmitem ao piso determinam a
velocidade do veículo e a modificação do sentido desejado ou a tendência para deslizamento.
A eficácia da travagem não é sempre idêntica quaisquer que sejam as condições. Esta varia de
acordo com a variação de alguns conceitos que se seguem, a figura 2.1 mostra essas forças e
binários aplicadas a um veículo.
Num veículo podem-se imaginar 3 eixos fundamentais:
Fig. 2.1 – Forças e binários aplicadas a um veículo
Sistemas de Travagem Hidráulicos
2.2
Força de Travagem e Factores Influentes
Eixo Transversal - O eixo transversal do veículo (A) é aquele que passa pelo centro de gravidade
na direcção perpendicular ao eixo longitudinal. Durante a aceleração e a travagem produzem-se
movimentos nesse eixo (mergulho da dianteira e levantamento da traseira, durante a travagem, ou
o contrário, durante a aceleração).
Eixo Vertical - O eixo vertical do veículo (B) é uma linha imaginária que passa pelo centro da
massa (podemos imaginar este eixo como sendo um prolongamento da alavanca das mudanças
através do piso e do tejadilho). Os movimentos sobre esse eixo são produzidos nas curvas.
Eixo Longitudinal - O eixo longitudinal do veículo (C) será uma linha que passa pelo centro
de gravidade na direcção longitudinal. O movimento segundo este eixo é produzido quando há
inclinação lateral do veículo.
Quanto às forças que influenciam a travagem, elas podem existir sob diversas formas:
Força Motriz (1) - É a força criada pelo motor do veículo que é transmitida
através das rodas e que provoca o deslocamento.
Força de Travagem (2) - Sendo as rodas do veículo que permitem o deslo-
camento, é aqui que se vai actuar para que o mesmo se detenha. Assim sen-
do, a força de travagem é a força que deverá ser aplicada às rodas do veícu-
lo para o desacelerar.
Força Laterais (3) - São as forças que mantêm o veículo na sua trajectória,
determinando assim a estabilidade de condução. É através da acção das for-
ças laterais sobre as rodas que o veículo muda de direcção.
Força de Apoio (4) - É a força vertical que actua nas rodas, causada pelo
peso do veículo.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.3
Força de Travagem e Factores Influentes
Binário de oscilação (5) – Origina um movimento giratório sobre o eixo do
veículo.
Binário de Inércia (6) - É originado pelo movimento de rotação das rodas.
Existem ainda outros conceitos que convém relembrar e que influenciam de sobremaneira a
eficácia da travagem.
Deslizamento - O deslizamento por travagem pode ter valores compreendidos entre os 0 e
100%.
Uma roda que gire livremente sem qualquer esforço de travagem tem um deslizamento de 0%.
Uma roda bloqueada, tem um deslizamento de 100%.
Coeficiente de atrito - O coeficiente de atrito é um factor que nos dá a quantidade de força de
apoio (peso) que pode ser transformada em força de travagem. Se esse coeficiente fosse 1, toda
a força de apoio poderia ser transformada em força de travagem, mas essa situação raramente
ocorre em situações reais.
O coeficiente de atrito não é constante, depende do piso, dos pneus, da temperatura, etc.
Deste modo, a força da travagem também é variável, sendo o seu valor dependente de muitos
factores (velocidade, piso, temperatura, pneus, etc.).
De seguida apresenta-se o processo de travagem de um veículo ao longo do tempo:
Progressão temporal do processo de travagem (Fig. 2.2):
1. Início da travagem (sem levar em conta a duração da decisão e da reac-
ção do condutor). O processo de travagem inicia-se com o accionamento
do pedal do travão.
2. Tempo de reacção. O tempo de reacção é necessário para ultrapassar a
folga no sistema de travões (por exemplo, a folga no revestimento do tra-
vão).
Sistemas de Travagem Hidráulicos
2.4
Força de Travagem e Factores Influentes
3. Duração de limiar. A duração de limiar é o período de tempo durante o qual
a força de travagem aumenta e atinge a sua magnitude final.
4. Duração de travagem a fundo. A maior força de travagem actua neste
período de tempo.
5. Duração total da travagem. A duração total é o tempo que decorre entre
o início da travagem (1) e o fim da força de travagem. Se o veículo pára
antes do fim da força de travagem, o começo da paragem (6) marca o fim
do processo de travagem.
6. Fim do processo de travagem.
Fig. 2.2 Progressão temporal do processo de travagem
Registo das medições do processo de travagem (Fig. 2.3):
1. Início da travagem.
2. Duração da reacção.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.5
Força de Travagem e Factores Influentes
3. Duração de limiar.
4. Duração da travagem a fundo.
5. Duração total da travagem.
6. Fim do processo da travagem.
7. Valor médio da duração da travagem a fundo.
8. Unidade de tempo de 1 segundo.
9. Valor máximo de desaceleração.
Fig. 2.3 Registo das medições do processo de travagem
Nota: O eixo das abcissas representa o valor, em percentagem, da duração de cada processo em
relação à duração total da travagem, o eixo das ordenadas representa o tempo em segundos.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 3.1
Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral
3 – FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE TRAVAGEM
HIDRÁULICO EM GERAL
O efeito básico do sistema hidráulico de travões baseia-se na aplicação da lei de Pascal, que diz
que a pressão que actua sobre um líquido dentro de um recipiente é propagada uniformemente em
todos os sentidos (Fig. 3.1).
O pistão intermédio (2) submete o líquido a uma carga de 100 N. Em cada um dos quatro pistões
restantes (1) (de superfícies equivalentes) actua uma força de 100 N. Simultaneamente, o pistão
intermédio (2) recolhe o equivalente à soma dos quatro cursos dos pistões restantes (3).
1. Pistões (4 unidades) 2. Pistão sob carga 3. Soma dos quatro cursos dos pistões
4. Curso do pistão
Fig. 3.1 Lei de Pascal
Os componentes principais de qualquer sistema de travagem hidráulico, são:
Bomba principal do travão.
Bomba do travão da roda.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
3.2
Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral
Pedal do travão.
Sistema de tubos.
Travão da roda.
Podemos então considerar duas partes que compõem o sistema de travagem hidráulico, uma
operativa e outra de comando.
De seguida vamos descrever com mais pormenor cada uma dessas partes, recorrendo para isso
ao auxilio da figura 3.2.
Parte operativa do sistema
Sobre cada roda dianteira, existe uma pinça (2.3) munida de um cilindro que comporta um pequeno
pistão (2.4). No interior desta pinça encontram-se duas placas de suporte dos calços para a fricção
de travagem (2.6), um disco de travão (2.1), solidário com a roda, de cada um dos lados desse
disco estão colocadas os calços de travão (2.7).
Sobre cada roda traseira, dois calços de travão (2.15) encontram-se dentro de um tambor
(2.10) solidário com a roda. Um cilindro, fixo à base do tambor, comporta dois pistões (2.13), na
extremidade de cada um dos quais existe um suporte para os calços de travão (2.14).
Parte de comando do sistema
A acção do condutor sobre o pedal do travão é ampliada por um servofreio antes de ser transmitida
à bomba principal de travagem, esta é responsável pela introdução no circuito de um fluído sob
pressão. Este é incompressível, ou seja quando submetido a uma força de pressão não sofre
qualquer variação de volume. Em cada roda um cilindro/pistão aplica essa pressão sobre os
suportes dos calços de travão, que por sua vez actuam sobre o tambor. O circuito hidráulico é
composto por canalizações rígidas e por canalizações flexíveis. Este circuito está na maior parte
dos casos disposto em diagonal (Fig. 3.3) e é composto por dois circuitos independentes que
comandam respectivamente, uma roda dianteira e uma roda traseira diagonalmente opostas.
Desta forma a falha de um dos circuitos, não implica a perda total dos travões, salvaguardando a
segurança do veículo e seus ocupantes.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 3.3
Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral
Fig. 3.2 O sistema de travagem hidráulico
Nomenclatura:
1 - Sistema Principal
2 - Parte operativa:
Travões Dianteiros (AV)
2.1 - Disco
2.2 - Cubo da roda
2.3 - Pinça flutuante
2.4 - Pistão de comando do
calço com vedante e guarda-pó
2.5 - Manga-guia
2.6 - Placas de fixação das
pastilhas do travão.
2.7 - Pastilha do travão
2.8 - Pino de fixação
Travões Traseiros (AR)
2.9 - Tambor
2.10 - Base do tambor
2.11 - Alojamento do pistão
2.12 - Parafuso de sangria
2.13 - Pistão com vedante e
guarda-pó
2.14 - Maxilas dos travões
2.15 - Calço do travão
2.16 - Mecanismo de fixação
2.17 - Molas de pressão
2.18 - Dispositivo de
regulação automático
3 - Parte de comando:
3.1 - Pedal do travão
3.2 - Haste de comando
3.3 - Servofreio
3.4 - Conduta de vácuo
3.5 - Curva de Depressão
3.6 - Haste de comando da biela
do pistão
3.7 - Corpo da bomba
3.8 - Depósito de expansão
3.9 - Tampa do depósito
4 - Travão de
estacionamento
4.1 - Alavanca do comando
4.2 - Cabo dianteiro com
compensador
4.3 - Cabos traseiros
4.4 - Alavancas oscilantes
4.5 - Interruptor da luz avisadora
Sistemas de Travagem Hidráulicos
3.4
Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral
Os travões traseiros de tambor têm afinação automática; assim, consegue-se manter um valor
constante de folga entre os calços de travão e a superfície do tambor. Independentemente do
desgaste dos calços, o curso do pedal mantém-se constante.
Travão de estacionamento
A posição da alavanca de comando, definida pelo condutor, é transmitida através de um
compensador e de cabos a cada um dos travões traseiros. A fixação da alavanca de comando,
assegura um esforço constante de aplicação dos calços de travão sobre os tambores. Na maioria
dos modelos automóveis o reajuste do travão é efectuado manualmente, directamente no cabo
traseiro ou no cabo do compensador por meio de um dispositivo de ajuste. Alguns casos há, que
a alavanca de comando do travão de estacionamento dispõe de um mecanismo automático de
reajuste.
Tubagens de comando
As canalizações de comando do sistema de travões hidráulico são como as veias no sistema de
circulação sanguínea do corpo humano e tal como neste há um conjunto de factores a ter em
conta para permitir uma boa circulação. Nunca devem estar submetidos próximos de fontes de
calor, deve-se evitar que tenham demasiadas curvas pronunciadas, devendo-se usar sobretudo
canalizações de aço e reduzir ao mínimo as canalizações flexíveis.
1. Circuito dos travões 1, à direita na dianteira e à esquerda na traseira 2.
Circuito dos travões 2, à esquerda na dianteira e à direita na traseira.
Fig. 3.3 Sistema de travões de dois circuitos em diagonal
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.1
Tipos de Travões
4 - TIPOS DE TRAVÕES
4.1 - TRAVÕES DE TAMBOR
O travão de tambor (Fig. 4.1 e 4.2) é um tipo de travão por fricção, onde as forças são aplicadas
na superfície interna de um tambor que está acoplado à roda.
Este tipo de travão é constituído por um tambor, unido ao cubo da roda através de parafusos e
por sua vez, à jante da roda. Este tambor é normalmente construído em ferro fundido. É frequente
encontrar tambores com alhetas ou nervuras que melhoram a sua rigidez e facilitam o seu
arrefecimento.
1. Sentido de rotação em frente 2. Calço dianteiro 3. Dispositivo de regula-
ção automática 4. Calço traseiro 5. Maxila do travão
Fig.4.1 – Travão de tambor
Contra a superfície interna do tambor actuam as maxilas, sendo a sua recuperação para a posição
de repouso efectuada por molas helicoidais.
As maxilas estão cobertas pelos calços (elemento que contacta com o tambor) e fixas ao prato. Na
sua parte superior está alojada a bomba auxiliar que provoca o movimento de abertura das maxilas.
Na parte inferior está o fulcro (ou articulação) em torno do qual as maxilas abrem e fecham.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.2
Tipos de Travões
4.2 - Vista explodida de um travão de tambor
Funcionamento
Quando o veículo está em deslocamento, a roda gira conjuntamente com o tambor. O condutor
ao accionar o pedal de travão vai fazer actuar a bomba auxiliar, através do circuito hidráulico, que
empurra as maxilas de encontro à superfície interna do tambor.
1 - Mola retratora superior
2 - Barra de pressão
3 - Cunha
4 - Mola de apoio
5 - Bomba da roda
6 - Porca
7 - Prato do tambor
8 - Parafuso sextavado interior
9 - Pino de fixação
10 - Prato da mola
11 - Mola de compressão
12 - Mola para a alavanca de afinação
13 - Mola retratora inferior
14 - Alavanca do travão de estacionamento
15 - Calço de travão
1
14
11
10 13 12 15 6
9
3 8 7
5
2
4
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.3
Tipos de Travões
A força de travagem resultante é derivada da fricção existente entre os calços da maxila e a
superfície interna do tambor. Quando o condutor alivia o pedal de travão, o circuito hidráulico perde
pressão e as molas de recuperação colocam de novo as maxilas no estado de repouso.
Se prestarmos atenção a todo este sistema de travagem, rapidamente nos podemos aperceber
que existirá sempre uma maxila que exercerá maior pressão no tambor do que a outra.
Por esta razão, as maxilas têm uma posição correcta de montagem visto que a espessura do calço
varia conforme a aplicação que terá.
À maxila que exerce maior força de travagem (a da esquerda ou primária, 2 fig. 4.1) dá-se o nome
de autotravadora, à maxila que exerce menor força de travagem (a da direita ou secundária, 4 fig.
4.1) dá-se o nome de hipotravadora.
Para repartir equitativamente os esforços em ambas as maxilas e em toda a sua superfície (para
obter um maior poder de travagem), recorre-se a diversas disposições, tais como:
Utilização de calços com diferentes coeficientes de atrito.
Utilização de calços com espessuras variáveis.
Accionamento das maxilas com forças desiguais.
Modificação dos dispositivos de fixação ao prato.
Modificação dos dispositivos de comando (bombas das rodas) das maxilas.
Modificar os dispositivos de fixação das maxilas, tem como objectivo assegurar uma melhor
centragem das maxilas contra o tambor.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.4
Tipos de Travões
Ao adoptar, em vez de um fulcro, uma biela que estabelece uma ligação rígida entre as duas
maxilas, o efeito de cunha na maxila primária pode ser aproveitado para distribuir a travagem entre
as duas maxilas. Ou seja, o efeito de cunha na zona superior da maxila primária faz deslocar a
sua zona inferior, empurrando a zona inferior da maxila secundária para fora, provocando nesta,
também o efeito de cunha. Nas figuras 4.3, 4.4 e 4.5 estão representados alguns exemplos de
modificações do dispositivo de fixação das maxilas.
Fig. 4.3 - União de cada maxila ao prato medi-
		 ante um balancin
Colocando, igualmente um batente regulável a unir as maxilas ao prato, mas na parte superior do
tambor e recorrendo a uma mola (r2) para manter as maxilas em contacto com o batente.
Fig. 4.5
Fig.4.4 - Colocando um batente regulável a
unir as maxilas ao prato.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.5
Tipos de Travões
Outro tipo de modificação consiste em alterar os dispositivos de comando das maxilas. Assim, são
colocadas duas bombas dos travões das rodas (corpo simples ou duplo) uma na parte superior e
outra na parte inferior provocando o efeito de cunha em ambas as maxilas. Como mostra a figura
4.6.
1. Bomba superior de corpo simples
2. Bomba inferior de corpo simples
r1 e r2. Molas de recuperação
								 Fig. 4.6
Outra solução aplicada ao dispositivo de comando das maxilas encontra-se representada na figura
4.7, na qual as maxilas são apertadas contra o tambor nos dois sentidos, para isso as maxilas são
accionadas por dois cilindros de duplo efeito e o seu movimento é limitado por dois batentes. Este
sistema permite o mesmo efeito de travagem nos dois sentidos.
Fig. 4.7
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.6
Tipos de Travões
Os calços de travão devem possuir as seguintes características:
Elevado coeficiente de atrito;
Grande resistência à pressão e ao desgaste.
Sistemas de Regulação dos Travões de Tambor
O desgaste produzido pela fricção entre os calços e o tambor durante as travagens faz com que os
calços fiquem cada vez mais distantes do tambor na posição de repouso, implicando um tempo de
resposta superior desde o accionamento do pedal.
Para suplantar este inconveniente torna-se necessário regular periodicamente a distância entre
estes dois componentes.
No sistema manual, a existência de duas cames no prato de fixação permite a regulação da
folga.
Esta operação é realizada com alguma frequência e o acesso para regulação é efectuado pela
parte posterior do prato, sendo assim possível proceder à regulação sem desmontar a roda.
Actualmente, a maior parte dos veículos com este sistema de travagem possui um sistema de
regulação automático (Fig. 4.8), que actua através de um pontal de pressão e de um mecanismo de
excêntricos dentado. Após a desmontagem e a montagem dos travões de tambor, o mecanismo de
regulação automática deve ser recuado. A regulação dos calços é levada a cabo após a montagem
do tambor do travão e após o accionamento repetido do pedal do travão.
1. Sentido de rotação em frente
2. Calço traseiro
3. Pontal de pressão
4. Mecanismo de excêntricos dentados
5. Calço dianteiro
Fig. 4.8 - Dispositivo de regulação automático
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.7
Tipos de Travões
Características de um tambor
Devido à sua forma, o tambor resiste a forças radiais resultantes da aplicação das maxilas e da
força centrífuga. O material de que é feito o tambor deve estar adaptado ao revestimento dos
calços dos travões, com uma dureza adequada. O tambor deve, igualmente, dissipar rapidamente
o calor produzido durante uma travagem para o ar ambiente, pelo que o metal utilizado para a
fabricação dos tambores deve ter uma boa condutividade térmica.
4.2 - TRAVÕES DE DISCO
No final dos anos 50 foram introduzidos na indústria automóvel os travões de disco, que acabaram
por substituir os travões de tambor. Desta forma, grande parte dos veículos actuais estão dotados
de travões de disco, pelo menos nas rodas dianteiras, visto que se obtém uma maior força de
travagem.
Os travões de disco são melhores que os travões de tambor no que respeita à sensibilidade e ao
custo de manutenção. O problema de fadiga que os travões de tambor têm, devido à incapacidade
de dissipar todo o calor gerado quando se procede a travagens consecutivas, é substancialmente
reduzido nos travões de disco porque estes estão mais ventilados e a dilatação do disco devido
à temperatura auxilia ainda mais a eficácia de travagem devido ao aproximar deste com as
pastilhas.
Os travões de disco são constituídos essencialmente por um disco fixo no cubo da roda e uma
pinça onde se alojam as pastilhas que se comprimem contra o disco e efectuam a travagem.
Tipos de discos
Existem dois tipos de discos, os maciços e os ventilados (Fig. 4.9).
Os discos maciços são os mais usualmente utilizados visto satisfazerem as exigências de travagem
normais.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.8
Tipos de Travões
Os discos ventilados são montados em veículos com grandes solicitações de travagem (mais
potentes) visto disporem de condutas de ar interiores que criam um efeito de ventilação e
consequente arrefecimento. São normalmente montados apenas nas rodas dianteiras, devido a
estas terem de suportar cerca de 75% de potência total de travagem, mas alguns veículos dispõem
de discos ventilados nas 4 rodas.
Fig.4.9 – 1.Disco do travão maciço
					 2. Disco de travão ventilado
O material utilizado na construção dos discos de travões deve possuir uma boa condutibilidade
térmica, uma elevada resistência ao aparecimento de fissuras de origem térmica e à corrosão, uma
boa resistência mecânica e uma boa homogeneidade. Actualmente junta-se o aço ao cromo para
obter uma alta resistência às fissuras e à corrosão, para além disso o cromo proporciona um bom
acabamento às superfícies de atrito em contacto.
Neste tipo de travão, o disco é submetido em ambas as faces a forças iguais, evitando assim o
empeno do disco e o desgaste irregular das pastilhas.
Este equilíbrio de forças pode ser obtido através de três tipos de pinças:
Pinça fixa
Pinça flutuante
Pinça deslizante
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.9
Tipos de Travões
Pinça fixa
O sistema de travagem com
pinça fixa (Fig. 4.10) já prati-
camente não se utiliza nos mo-
dernos veículos ligeiros. Este
tipo de pinça possui êmbolos
de ambos os lados do disco.
Com o accionamento do tra-
vão, o circuito hidráulico exer-
ce pressão sobre os êmbolos,
deslocando-os de encontro ao
disco com pressões de contac-
to iguais.
Pinça flutuante
Estas pinças apenas possuem
êmbolos de um dos lados.
Quando o pedal de travão é ac-
cionado, o êmbolo vai actuar a
pastilha de encontro ao disco;
por reacção, o corpo da pinça
desloca-se no sentido con-
trário, comprimindo também
a pastilha existente no lado
contrário ao do êmbolo contra
o disco, como mostra a figura
4.11, em que:
Pinça deslizante
Estas são as pinças (Fig. 4.12) mais usualmente utilizadas nos veículos ligeiros. Trata-se de um
aperfeiçoamento da pinça flutuante do travão de disco, com uma profundidade de montagem muito
limitada no aro da roda. Diferenciam-se das anteriores porque nem todo o conjunto se desloca. A
pinça é constituída pelo alojamento do pistão e pelo suporte do alojamento do pistão, também são
fabricados alojamentos de pistão com pistões duplos.
A - Pinça fixa montada.
B - Princípio de funcionamento da pinça fixa.
Fig.4.10 - Pinça fixa do travão de disco
A - Travão de disco com pinça flutuante montada
B - Principio de funcionamento
Fig. 4.11 Pinça flutuante do travão de disco
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.10
Tipos de Travões
1. Tampa de protecção ; 2. Perno guia; 3. Alojamento do pistão; 4. Vedante do pistão
5. Pistão; 6. Guarda-pó; 7. Pino de fixação; 8. Suporte do alojamento do pistão;
9. Calços do travão; 10. Abraçadeira elástica.
Fig.4.12 - Vista explodida de uma pinça deslizante
O suporte do alojamento está montado no suporte da manga de eixo (travões das rodas dianteiras)
ou na manga de eixo (travões das rodas traseiras) e aloja os calços dos travões. A fixação do
alojamento do pistão no suporte é feita por meio de pinos de fixação. No momento do accionamento
do travão, o óleo entra no cilindro do alojamento e empurra o pistão contra o calço interior que por
sua vez vai contra o travão de disco em rotação. Esta pressão provocada pelo óleo age não só
sobre o pistão, mas também sobre a base do cilindro e desta forma o alojamento do pistão desliza
simultaneamente sobre o perno-guia na direcção inversa, enquanto o calço exterior se desloca
com a mesma força no sentido do disco do travão, partindo do lado da rua. Quando o travão é
solto, a folga entre as pastilhas e os discos é reconstituída por meio da força de retrocesso do anel
vedante do pistão.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.11
Tipos de Travões
1. Perno-guia 2. Pressão hidráulica 3. Calço interior do travão 4. Travão de disco 5. Calço exterior
do travão 6. Anel vedante do pistão 7. Alojamento do pistão 8. Pistão.
Fig.4.13 - Principio de funcionamento da pinça deslizante
Sistema de regulação da folga entre as pastilhas e os discos
Quando o condutor pisa o pedal de travão, a bomba envia óleo contra o pistão das pinças,
empurrando-o de encontro às pastilhas que efectuam a travagem.
Quando o condutor solta o pedal de travão, a pressão no pistão cessa e a recuperação das pastilhas
é feita pelo vedante do pistão que, uma vez deformado, volta à sua posição de repouso, arrastando
consigo o pistão da bomba. No entanto, as pastilhas ficam sempre a roçar ligeiramente no disco.
Desta forma, quando se volta a pisar o pedal, produz-se imediatamente uma força de travagem
pelo que não necessita de um mecanismo de regulação para aproximar as pastilhas do disco.
A título demonstrativo estão representados nas figuras 4.14 e 4.15, respectivamente um esquema
de uma pinça com 6 pistões usada na competição automóvel, nomeadamente nos stock cars e de
uma pinça com 4 pistões.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.12
Tipos de Travões
Fig. 4.14
Fig. 4.15
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.13
Tipos de Travões
Vantagens e desvantagens
De todas estas características podemos deduzir que os travões de disco apresentam algumas
vantagens em relação aos travões de tambor.
No entanto, dado que nas rodas traseiras o esforço de travagem é menor e o travão de mão actua
nessas rodas, ainda se adopta frequentemente travões de tambor nas rodas traseiras.
As vantagens do travão de disco são:
O equilíbrio das pressões em ambas as faces do disco suprime toda a re-
acção sobre os eixos do veículo;
A dilatação do disco devido ao aumento de temperatura, tende a diminuir a
folga entre o disco e as pastilhas;
O disco encontra-se ao ar livre, logo, o arrefecimento é facilitado;
Menor peso total, em alguns casos muito significativo;
Maior facilidade de substituição das pastilhas.
Apesar de ter muitas vantagens também apresenta algumas desvantagens:
Menor eficácia de travagem, para o mesmo diâmetro, devido às menores
superfícies de travagem. Esta desvantagem é eliminada com a utilização de
êmbolos de maiores dimensões ou em maior número e discos de maior di-
âmetro;
Nível de ruído mais elevado, dado que, sendo as pressões aplicadas supe-
riores, implica a utilização de materiais mais duros.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.14
Tipos de Travões
4.3 - TRAVÕES DE ESTACIONAMENTO
O travão de estacionamento é um sistema totalmente independente dos anteriores e actua
normalmente nas rodas traseiras mediante um conjunto de alavancas tirantes e cabos de aço.
É utilizado quando se deseja imobilizar o veículo por algum tempo, visto que, sendo um sistema
totalmente mecânico, não necessita de pressão hidráulica para actuar. Pode também ser utilizado
como travão de emergência se o sistema de travagem normal falhar.
São três os tipos de travão de estacionamento normalmente instalados nos veículos actuais:
Travões de tambor
Travões de disco
Travões de disco combinados com travões de tambor
Travão de estacionamento aplicado a travões de tambor
É composto essencialmente por (Fig. 4.16):
Uma alavanca de comando
Cabos dianteiros, cabos traseiros
Compensador
Alavanca oscilante do travão de estacionamento junto à pastilha traseira do travão.
Interruptor das luzes avisadoras de travão de estacionamento accionado.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.15
Tipos de Travões
Na maioria dos veículos, o registo deste tipo de travão é manual, directamente no cabo traseiro ou
no cabo do compensador, por meio de um dispositivo de ajuste.
1. Alavanca de comando do travão de estacionamento; 2. Interruptor das luzes avisado-
ras; 3. Cabo dianteiro; 4. Compensador; 5. Batente; 6. Cabos traseiros; 7. Travões de
tambor; 8. Pastilha traseira; 9. Alavanca oscilante; 10. Porca de ajuste da alavanca;
11. Êmbolo de afinação (exemplo 1) ; 12. Pino de fixação; 13. Casquilho de afinação
(exemplo 2) ; 14. Manga de afinação (exemplo 3).
Fig. 4.16 - Sistema de travão de estacionamento aplicado a travões de tambor
Ao puxar a alavanca de comando, o interruptor avisador solta-se acendendo desta forma a luz
avisadora de travão de estacionamento accionado, no painel. Igualmente, o cabo dianteiro puxa
os dois cabos traseiros que actuam cada um deles sobre a alavanca oscilante de cada tambor
traseiro, ficando desta forma o veículo travado, uma vez que a alavanca de comando possui
um segmento dentado que fixa a sua posição mantendo o carro travado até nova intervenção do
condutor sobre a alavanca, para o destravar.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
4.16
Tipos de Travões
Travão de estacionamento aplicado a travões de disco
O travão de disco com pinça deslizante do eixo traseiro reúne num só conjunto o travão de pé
hidráulico e o travão de estacionamento mecânico. O funcionamento do travão de pé é idêntico ao
funcionamento da versão com pinça deslizante; no que diz respeito ao accionamento mecânico do
travão de estacionamento, a pinça está equipada com uma alavanca móvel com um eixo, quando o
travão de estacionamento é accionado, a alavanca age através do eixo e de um excêntrico sobre o
parafuso de afinação do pistão e este pressiona o calço interior do travão contra o disco do travão,
vencendo a pressão das anilhas de mola. Através do alojamento do pistão móvel, também o calço
exterior é pressionado contra o disco do travão.
1 – Alavanca móvel
2 – Pistão
3 – Parafuso de afinação
4 – Anilhas de mola
5 – Excêntrico
Fig.4.17 - Travão de estacionamento integrado na pinça deslizante de um travão de disco
Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.17
Tipos de Travões
Travão de estacionamento aplicado a travões de disco combina-
dos com travões de tambor
Neste caso, pouco utilizado, o disco do travão e o tambor constituem uma unidade, o accionamento
do travão de pé hidráulico é feito por meio de uma pinça fixa. O accionamento do travão de
estacionamento de tambor é feito por meio de um cabo e de uma alavanca oscilante, como
anteriormente descrito para o travão de tambor. A figura 4.18 mostra um travão combinado de
disco e tambor.
Fig. 4.18 – 1.Unidade do travão de disco/tambor 2. Pinça desli-
zante do travão de pé 3. Calços do travão de estacio-
namento.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.1
Bombas
5 – BOMBAS
5.1 – BOMBAS PRINCIPAIS DO TRAVÃO
A bomba de travões principal tem como função primária proporcionar a devida pressão de
funcionamento ao circuito para o óleo poder actuar os êmbolos dos travões e, ainda, a de diminuir
instantaneamente a pressão no circuito ao soltar o pedal de travão.
Asbombasdetravõeshojemaisusualmenteutilizadaspossuemcircuitosedepósitosindependentes
para assegurar a travagem do veículo no caso de falha de um dos circuitos. No caso de as bombas
apenas possuírem um circuito, se houvesse uma fuga de óleo, a travagem através do pedal de
travão estaria irremediavelmente comprometida e teria de se utilizar o travão de mão. Com circuitos
independentes, no caso de falha de um dos circuitos, o outro assegura a travagem, embora não
sendo tão eficaz.
Estes circuitos podem actuar de diferentes formas:
Circuito primário Circuito secundário
Rodas dianteiras Rodas traseiras
Roda dianteira esquerda
Roda traseira direita
Roda dianteira direita
Roda traseira esquerda
Roda dianteira direita
Roda traseira esquerda
Roda dianteira esquerda
Roda traseira direita
4 Rodas Rodas dianteiras
Bomba principal de travão de circuito único
A figura 5.1 mostra uma bomba principal de travão de um cilindro. Esta é composta por um cilindro
(1) dentro do qual se encontra um pistão oco (2) que forma uma câmara de compensação (B) e
está solidário a uma biela de comando (3). A parte superior do cilindro comunica com um depósito
(4) através de um orifício de alimentação (5) e de um orifício de dilatação (6).
Sistemas de Travagem Hidráulicos
5.2
Bombas
No extremo oposto ao comando encontra-se um orifício (7), ligado ao circuito de alimentação dos
travões, que é regulado pela válvula de duplo efeito (8) mantida na sua sede através da mola (9)
em que no outro extremo se encontra um batente (10) contra o pistão. O pistão tem pequenos furos
que permitem a comunicação entre os compartimentos (A) e (B) e no extremo da biela uma junta
de estanquicidade (12).
Fig. 5.1
Em repouso, o orifício de dilatação está aberto e a biela (3) não está em contacto com o pistão,
entre o extremo da biela (3) e do pistão (2) deve existir um espaço livre (a) de 1 mm no mínimo.
Quando o condutor acciona o pedal, a biela entra em contacto com o pistão empurrando-o para a
esquerda. O curso morto dura até ao momento em que o orifício (6) é fechado. Continuando o seu
movimento para a esquerda, o pistão pressiona o óleo nas tubagens que o vai deslocar os êmbolos
das bombas das rodas, através da válvula (8). Durante o movimento de aproximação, a pressão
em (A) é ligeiramente superior à tensão da mola (9). Quando os calços entram em contacto com
os discos ou com os tambores, a pressão cresce e é exercida a força de travagem.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.3
Bombas
Quando o condutor tira o pé do pedal do travão, o pistão da bomba volta imediatamente para a sua
posição de repouso devido à acção da mola (9). Cria-se uma depressão no compartimento (A),
devido à passagem pelos orifícios do pistão e à volta do mesmo, de uma parte do óleo contido
no compartimento (B). No final do curso, o pistão põe a descoberto o orifício (6), a mola (9) está
regulada de maneira tal que provoca nas canalizações uma pressão residual na ordem dos 0,7 a
0,9 bar com a finalidade de evitar qualquer entrada de ar no circuito de travagem.
Bomba principal de travão de dois circuitos
A figura 5.2 representa os vários componentes de uma bomba principal do travão de dois circuitos:
1. Depósito de expansão do óleo dos travões; 2. Retentor secundário; 3. Retentor de vácuo; 4 .
Mola de compressão; 5. Retentor de mola; 6. Retentor principal; 7. Anilha de enchimento; 8. Pistão
intermédio; 9. Retentor de separação; 10. Mola de compressão; 11. Anel vedante; 12. Parafuso ba-
tente; 13. Manga batente; 14. Parafuso de união; 15. Anilha batente; 16. Anel intermédio; 17. Anel
de freio 18. Biela do pistão.
Fig. 5.2 - Representação geral de uma bomba principal de travão de dois circuitos
Sistemas de Travagem Hidráulicos
5.4
Bombas
Na posição de repouso da bomba principal do travão de dois circuitos (Fig. 5.3), o óleo encontra-se
distribuído entre os orifícios de compensação, os orifícios de retorno e as câmaras de pressão. O
óleo dos travões não está sob pressão.
Quando o pedal do travão é actuado pelo condutor (Fig. 5.4), a biela do pistão é deslocada no
sentido do pistão intermédio. O retentor principal passa pelo orifício de compensação e fecha a
câmara de pressão do circuito de travões 1. O óleo de travões fica sob pressão.
1. Câmara de pressão do circuito de travões; 2. Pistão intermédio; 3. Orifício de com-
pensação; 4. Câmara de pressão do circuito de travões; 5. Biela do pistão.
Fig. 5.3 Ambos os circuitos dos travões em repouso
Essa pressão a que fica sujeito o óleo dos travões, actua sobre o pistão intermédio e empurra-o
também para a direita. Depois do retentor principal do pistão intermédio passar pelo orifício de
compensação, é estabelecida a mesma relação de pressão em ambas as câmaras de pressão
(circuito de travões 1 e circuito de travões 2).
Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.5
Bombas
1. Câmara de pressão do circuito de travões; 2. Pistão intermédio;
3. Orifício de compensação; 4. Câmara de pressão do circuito de tra-
vões; 5. Biela do pistão.
Fig.5.4 – Accionamento de ambos os circuitos dos travões
Este tipo de bomba permite accionar um dos circuitos de travagem, no caso de avaria do outro,
garantindo a travagem a viatura, embora em condições um pouco mais difíceis. No caso de uma
avaria no circuito de travões 1 (Fig. 5.5), ao pressionar o pedal do travão, a biela do pistão desloca-
se para a esquerda. Devido à fuga existente no circuito 1, o óleo deste circuito de travões não
pode ser submetido a pressão. A força muscular exercida sobre o pedal do travão pelo condutor,
é então mecanicamente transmitida pela biela do pistão ao pistão intermédio. O circuito de travões
2 permanece assim operacional.
1. Circuito de travões
2. Pistão intermédio
3. Circuito de travões
4. Biela do pistão.
Fig. 5.5 Avaria no circuito de travões 1
Sistemas de Travagem Hidráulicos
5.6
Bombas
No caso de se verificar uma fuga no circuito de travões 2 (Fig. 5.6), não é possível criar pressão
sobre o óleo dos travões deste circuito ao ser pressionado o pedal do travão. O circuito de travões
1 permanece plenamente operacional. De notar que em caso de avaria de um dos circuitos de
travagem, o curso do pedal dos travões torna-se mais longo e a distância de travagem aumenta
notoriamente.
1. Circuito de travões
2. Circuito de travões
Fig. 5.6 Avaria no circuito de travões 2
5.2 – BOMBAS DOS TRAVÕES DAS RODAS
A função das bombas dos travões das rodas é transmitir às maxilas dos travões a pressão criada
na bomba principal do travão de dois circuitos. Este tipo de bombas poderá ser de simples ou
de duplo efeito, sendo estas últimas aquelas que possuem dois pistões que accionam as duas
maxilas, no caso dos travões de tambor.
As bombas dos travões das rodas simples são usadas em alguns tipos de travões de tambor como
o da figura 4.6 do capítulo 4 deste módulo, bem como nos travões de disco, estando incorporadas
nos jogos de pinças. No caso dos travões traseiros de tambor, actualmente são usadas quase
exclusivamente as de duplo efeito e é sobre estas que vamos debruçar o nosso estudo.
Bombas dos travões das rodas de duplo efeito
Este tipo de bombas são compostas por dois pistões opostos (1) de igual diâmetro (Fig. 5.7) ou de
diâmetros diferentes (Fig. 5.8). A estanquecidade consegue-se através de retentores (2) aplicados
contra os pistões devido ao efeito de uma mola (3).
Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.7
Bombas
Na parte superior do cilindro da bomba encontra-se um orifício obturável (4) que permite evacuar o ar
especialmente depois do enchimento do circuito de travões, permitindo assim a sua sangragem.
Durante a travagem, o óleo injectado pela bomba principal para as bombas das rodas provoca a
separação dos pistões destas ultimas, que por sua vez vão actuar sobre os calços dos travões
através da peça (5). As extremidades do cilindro estão protegidas com borrachas guarda-pó (6).
1. Pistões 2. Retentores 3. Mola 4. Parafuso de purga 5. Hastes 6. Borrachas guarda-pó
Fig. 5.7 Bombas dos travões das rodas com pistões de igual diâmetro
Fig. 5.8 Bombas dos travões das rodas de pistões com diâmetros diferentes
Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.1
Servofreios
6 - SERVOFREIOS
A missão do servofreio é facilitar a acção de travagem, permitindo que para uma certa intensidade
de travagem requerida, o condutor tenha de desenvolver um menor esforço sobre o pedal de
travão.
Os servofreios têm vindo a ser utilizados em casos em que o esforço exigível ao condutor para
travar o veículo ultrapassa o aceitável, o que se passa quando o peso total em carga do veículo
ultrapassa um certo valor, ou então em veículos ligeiros equipados com travões não muito eficazes
mas de grande estabilidade.
O servofreio está fixo a um suporte na antepara do compartimento do motor e encontra-se ligado
ao pedal do travão por meio da haste de accionamento do diafragma. A bomba principal do travão
de dois circuitos está aparafusada ao servofreio.
O principio de funcionamento normal dos servofreios é por diferença de pressão de ar, que poderá
ser uma fonte de vácuo ou uma fonte de ar comprimido, neste segundo caso o ar é fornecido
por um compressor accionado pelo motor da viatura ou por um motor eléctrico, situação usada
especialmente em veículos pesados.
No entanto nos veículos ligeiros, a alimentação do servofreio é feita através da depressão criada
pelo motor ou então através de uma bomba de vácuo.
Nos veículos a gasolina, a depressão necessária para o funcionamento do servofreio é retirada
do colector de admissão, enquanto que nos veículos Diesel, como não existe uma depressão
significativa no colector de admissão, é necessária uma bomba de vácuo para o accionamento do
servofreio.
Nos automóveis utilizam-se fundamentalmente dois tipos de servofreios. O Mastervac, colocado
entre o pedal e a bomba principal, e o Hidrovac, colocado entre a bomba principal e as bombas
dos travões das rodas.
Nenhum dos tipos de servofreio apresenta vantagens em relação ao outro, sendo a sua aplicação
decidida exclusivamente devido a efeitos de construção.
Princípios físicos do funcionamento dos servofreios
Consideremos, figura 6.1, um cilindro (1) contendo um pistão (2) e uma mola (3) O pistão divide o
cilindro em duas câmaras A e B, representando por P1 e P2 as pressões do ar em cada uma das
câmaras, por S a superfície do pistão e por T a tensão da mola, suponhamos que P1 é superior a
P2, a força F desenvolvida pelo dispositivo é S x (P1 - P2) – T é portanto função da diferença de
pressões sobre as duas faces do pistão.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
6.2
Servofreios
Fig. 6.1 Principio de funcionamento dos servofreios
No que diz respeito à pressão do ar, existem os servofreios de depressão ou vácuo, e os servofreios
de pressão, consoante o valor da pressão esteja compreendido entre a pressão atmosférica e uma
pressão inferior, ou entre a pressão atmosférica e uma pressão superior.
Do ponto de vista do seu funcionamento, distinguem-se os servofreios nos quais os compartimentos
A e B estão à pressão atmosférica com o servofreio em repouso, nos quais a travagem se consegue
diminuindo ou aumentando a pressão num dos compartimentos e os servofreios nos quais os
compartimentos A e B estão em repouso, sob pressão ou em depressão. Nestes, a travagem
consegue-se aumentando a pressão do ar num dos compartimentos no caso destes estarem em
depressão e diminuindo a pressão do ar num dos compartimentos no caso destes estarem sob
pressão.
Existem portanto, quatro tipos de servofreios nos quais a evolução da pressão no compartimento
activo A está indicada na tabela seguinte (Fig. 6.2) e esquematizada na figura 6.3.
Tipo Pressão em repouso Pressão em travagem
A em depres-
são
I. Aspiração
II. Entrada de ar
P=1
P >1
P<1
P >1
A sob
pressão
III. Admissão
IV. Escape
P=1
P >1
P>1
P=1
Tab 6.1
Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.3
Servofreios
Fig. 6.3 Esquematização dos vários tipos de actuação de um servofreio
Servofreio do tipo I:
Em repouso o compartimento B está permanentemente em comunicação com a atmosfera o
que também acontece com o compartimento A, graças ao distribuidor D, durante a travagem, o
distribuidor isola A do ar atmosférico e seguidamente, põe-no em comunicação com o vácuo (Fig.
6.4).
Servofreio do tipo II :
Em repouso o compartimento B está permanentemente em comunicação com o vácuo (pressão
inferior à atmosférica), bem como o compartimento A, graças ao distribuidor D, durante a travagem,
o distribuidor isola A da fonte de vácuo e põe-no imediatamente em comunicação com o ar
atmosférico (Fig. 6.5).
		 Fig. 6.4					 Fig. 6.5
Sistemas de Travagem Hidráulicos
6.4
Servofreios
Servofreio do tipo III:
Em repouso o compartimento B está em permanente comunicação com o ar atmosférico, assim
como o compartimento A graças ao distribuidor D, durante a travagem, o distribuidor isola A do ar
atmosférico e põe-no imediatamente em comunicação com a fonte de ar comprimido (Fig. 6.6).
Servofreio do tipo IV :
Em repouso o compartimento B está permanentemente em comunicação com o ar comprimido,
bem como o compartimento A graças ao distribuidor D. Durante a travagem, o distribuidor isola A
do ar comprimido e põe-no imediatamente em comunicação com o ar atmosférico (Fig. 6.7).
Fig. 6.4					 Fig. 6.5
						
Servofreio Mastervac
Quando as características construtivas do veículo o permitem, instala-se um servofreio deste tipo
acoplado à bomba. A figura 6.8 ilustra a constituição de um servofreio Mastervac.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.5
Servofreios
1. Diafragma ; 2. Conduta de vácuo; 3. Válvula de disco; 4. Conduta de ar do exte-
rior; 5. Filtro do ar do exterior (pressão atmosférica) ; 6. Câmara de actuação ; 7.
Câmara da bomba ; 8. Câmara de vácuo; 9. Mola de compressão; 10. Conduta de
vácuo; 11. Pedal do travão
Fig. 6.8 Servofreio Mastervac
Funcionamento
Com o travão não actuado (Fig.
6.9 A), a conduta de ar do exte-
rior (4) está fechada e a câmara
de vácuo (8) está ligada à câ-
mara de actuação (6) por meio
da válvula de disco aberta (3).
A mesma pressão existe de am-
bos os lados do diafragma (1), a
mola de compressão mantém o
diafragma (1) na sua posição de
partida.
			 Fig.6.9 – Funcionamento de um servofreio Mastervac
Sistemas de Travagem Hidráulicos
6.6
Servofreios
Quando o pedal do travão é pressionado (Fig. 6.9 B) (11) a conduta de vácuo (2) entre a câmara
de vácuo (8) e a câmara de actuação (6) é fechada. Durante a progressão do movimento abre-se a
conduta de ar do exterior (4) e a pressão antes do diafragma (1) começa a aumentar na câmara de
actuação (6). Devido ao vácuo existente na câmara de vácuo (8) e à pressão atmosférica existente
na câmara de actuação (6), é criada uma diferença de pressão, que acentua a pressão exercida
pelo pé em direcção à bomba principal do travão. Qualquer variação mínima da força muscular
exercida pelo pé sobre o pedal do travão (11) causa um aumento ou uma diminuição da diferença
de pressão entre os dois lados do diafragma (1). Na posição de travagem a fundo, a diferença de
pressão (vácuo/pressão atmosférica) que age sobre o diafragma atinge valores máximos. Assim,
consegue-se alcança a maior assistência possível.
A Posição de travão não actuado B Posição de travagem a fundo 1. Diafragma 2. Conduta
de vácuo 3. Válvula de disco 4. Conduta de ar do exterior 5. Filtro do ar do exterior (pressão
atmosférica) 6. Câmara de actuação 7. Câmara da bomba 8. Câmara de vácuo 9. Mola de
compressão 10. Conduta de vácuo 11. Pedal do travão.
Fig.6.9
O vácuo provém do sistema de admissão nos motores a gasolina e da bomba de vácuo nos
motores Diesel.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.7
Servofreios
No interior da conduta de vácuo (10) existe uma válvula unidireccional que impede a fuga de vácuo
do servofreio, tornando possível com o motor desligado efectuar 3 a 5 travagens. Esta válvula
também evita que os vapores de gasolina cheguem ao diafragma do servofreio, destruindo-o ou
danificando-o.
Servofreio Hidrovac
Este tipo de servofreio (Fig. 6.10) é composto por um cilindro (1) provido de um pistão (2), em que
a biela (3) acciona no seu extremo (4) um cilindro secundário (5) unido às bombas dos travões das
rodas pela canalização (6). O distribuidor é constituído por uma membrana (7) unida a um pistão
(8) que, através de (9), está submetido à pressão hidráulica do cilindro primário sobre o qual actua
o comando dos travões e uma válvula (10).
Em repouso, os compartimentos A e B do cilindro estão ambos em vácuo através da canalização
(11), devido à acção da mola (12) o pistão ocupa a posição o mais à esquerda possível bem como
o pistão (13) do cilindro secundário.
Quando o condutor actua o pedal do travão, a pressão hidráulica é transmitida do cilindro primário
para o cilindro secundário e actua directamente sobre os travões através da canalização (6) e sobre
o pistão B. A membrana (7) desloca-se para a direita contra a válvula (10) e isola o compartimento
A da fonte de vácuo.
Seguidamente, a válvula (10) é empurrada para a direita e coloca em comunicação o compartimento
A com o ar atmosférico através da canalização (14), que possui um filtro de ar. O pistão (3)
desloca-se para a direita e empurra o pistão (13), a pressão na canalização (6) é devida à acção
da extremidade (4) sobre o pistão (13) e à pressão do óleo no cilindro primário que se transmite
através da canalização.
Quando o pistão (13) se coloca à direita, o volume V no cilindro secundário aumenta e a pressão
sobre o pistão (8) diminui, a menos que esta diminuição não seja compensada por uma acção
suplementar do condutor sobre o pedal.
Por consequência, se o condutor mantém invariável a sua acção sobre o pedal, a membrana (7),
empurrada pela mola da válvula, desloca-se lentamente para a esquerda e fecha a entrada de ar
atmosférico em (14). O pistão (3) imobiliza-se diminuindo assim a pressão no cilindro secundário,
neste momento o sistema está em equilíbrio e toda a redução ou aumento da eficácia de travagem
não pode ser outra se não aquela devida à redução ou ao aumento do esforço exercido pelo
condutor. A acção do servofreio é então sempre proporcional à do condutor.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
6.8
Servofreios
Fig. 6.10 - Esquema representativo do funcionamento de um servofreio Hidrovac
No caso de falha dos servofreios, a travagem não está impedida de ser efectuada porque o
servofreio não interrompe em nenhum instante a transmissão de forças ou a passagem de óleo no
circuito. Senão, vejamos:
No servofreio Mastervac, o contacto entre o pedal do travão e o êmbolo da
bomba é constante através de sucessivas hastes e êmbolos.
No servofreio Hidrovac, a passagem de óleo também está sempre assegu-
rada dado que, em caso de avaria, a mola de recuperação empurra o pistão
(2) para a esquerda.
No entanto, apesar de mecanicamente ser possível efectuar a travagem, já não o é, ou torna-se
muito difícil, no contexto físico, visto que seria necessária uma força extraordinária aplicada pelas
pernas do condutor no pedal.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.1
Limitadores e Reguladores de Travagem
7 – LIMITADORES E REGULADORES DE TRAVAGEM
Quando se trava um veículo, a maior parte do peso do veículo transfere-se para o eixo dianteiro,
deixando o eixo traseiro com menos aderência. Por esta razão, a força de travagem não deve ser
de igual intensidade em ambos os eixos.
Ainda que se utilizem pistões das bombas das rodas de maiores dimensões, torna-se necessário
utilizar reguladores de travagem que corrijam a pressão aplicada nesses pistões, bem como
limitadores dessa mesma pressão.
O regulador ideal anularia todo o risco de bloqueio das rodas, permitindo ainda obter o maior
índice de desaceleração.
Dependendo da sua estrutura funcional, os reguladores e limitadores de travagem realizam funções
diferentes, podendo ser classificados em dois grandes grupos:
Os que actuam em função da desaceleração.
Os que actuam em função da carga do veículo (mais utilizados em veículos
de mercadorias).
No caso de reguladores ou limitadores da pressão de travagem que actuem em função da
desaceleração, a modificação da pressão pode ser conseguida mediante uma esfera colocada
sobre um plano inclinado ou pode ser realizada mediante uma massa suspensa, cuja posição varia
segundo o valor da desaceleração. No caso de reguladores ou limitadores da pressão de travagem
que actuem em função da carga do veículo, podem-se utilizar as variações de distância entre o
chassi e o eixo devidas à carga. De seguida vamos apresentar alguns exemplos de equipamentos
deste tipo que são montados nos veículos actuais.
Válvula de repartição da carga
Na maior parte dos casos, este tipo de válvulas são montadas directamente no eixo traseiro dos
veículos. Encontram-se fixadas no painel do piso do veículo e ligadas ao corpo do eixo por meio de
alavancas e hastes de accionamento. No caso de veículos com distribuição de circuitos de travões
do tipo eixo dianteiro/eixo traseiro, é suficiente um simples regulador da força de travagem.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
7.2
Limitadores e Reguladores de Travagem
Em veículos com distribuição diagonal do sistema de travões é montada uma válvula de repartição
da carga com duas unidades de controlo separadas mas idênticas ou então são montadas
paralelamente, no mesmo alojamento, duas unidades de controlo idênticas. A figura 7.1 mostra
estes dois tipos de montagens.
1.Unidade(s) de controlo; 2. Alavanca de apoio exterior; 3.Alavanca/haste(s) de
accionamento; 4. Parafuso de afinação; 5. Mola de tensão (A) ou mola de compressão (B)
e 6. Corpo do eixo.
Fig. 7.1 A. Duas unidades de controlo separadas B. Duas unidades de controlo
			 num único alojamento.
As unidades de controlo da válvula funcionam hi-
dráulica e independentemente uma da outra. O
princípio de funcionamento de uma válvula de re-
partição de carga consiste em cada uma das uni-
dades de controlo reduzir a pressão de travagem
dos travões das rodas traseiras, a pressão de
comutação é controlada de forma variável, em fun-
ção do estado de carga do eixo traseiro, por meio de
uma alavanca exterior (2) (Fig. 7.2 ) e de uma mola
de tensão ou de compressão (5).		
							 Fig. 7.2 - Principio de funcionamento de uma
							 válvula de repartição de carga
Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.3
Limitadores e Reguladores de Travagem
Válvula reguladora da pressão
Esta válvula é um regulador da pressão de travagem com um ponto de comutação determinado
com rosca e é, na maior parte das vezes, aparafusada directamente na ligação roscada de saída
para os travões das rodas traseiras na bomba principal do travão de dois circuitos (não obstante,
pode também ser montada em qualquer outro local do sistema).
No caso de uma distribuição diagonal dos circuitos de travões, é montada em ambos os circuitos
uma válvula reguladora da pressão para o eixo traseiro. A fim de evitar confusão, as roscas das
válvulas são de diâmetros diferentes (Fig. 7.3). A pressão de comutação a partir da qual é activada
a acção da válvula é determinada por meio de uma mola de compressão integrada, que actua
sobre o pistão de controlo. Em caso de ultrapassagem da pressão de comutação, é reduzida a
pressão do óleo que atinge os travões das rodas traseiras.
Funcionamento
Na posição inicial, o pistão de controlo (11) (Fig. 7.4) é deslocado para a direita contra a união
aparafusada (14) por influência da força da mola de compressão (9).
A sede da válvula é pressionada também pela força da mola de compressão (4) contra o disco de
aço. Nesta válvula, as pressões de entrada (1) e de saída (13) são idênticas até ser alcançada a
pressão de comutação.
1. Válvula de um dos circuitos de travões (rosca de 12 mm) 2. Válvula de um dos
circuitos de travões (rosca de 10 mm)
Fig. 7.3 - Válvula reguladora da pressão do travão
Sistemas de Travagem Hidráulicos
7.4
Limitadores e Reguladores de Travagem
1. Pressão de entrada 2. Alojamento 3. Sede da válvula 4. Mola de compressão 5. Disco
de aço 6. Anel vedante 7. Manga-guia 8. Manga espaçadora 9. Mola de compressão 10.
Anilha de localização 11. Pistão de controlo 12. União aparafusada 13. Pressão de saí-
da.
Fig.7.4 - Posição inicial
Na posição inicial e no início do accionamento dos travões, a pressão do óleo dos travões gerada
na bomba principal do travão actua de forma não controlada sobre os cilindros dos travões das
rodas por meio das passagens na sede da válvula (2) e do orifício do pistão de controlo (3). Se a
pressão de entrada (1) continua a aumentar, a pressão de saída (4) é reduzida numa determinada
proporção em relação à pressão de entrada (1).
Pouco antes de alcançar a pressão de comuta-
ção determinada, o pistão de controlo (11) é
comprimido contra a mola de compressão (9), fe-
chando assim a passagem entre a sede da vál-
vula (3) e o pistão de controlo (11). O aumento
posterior da pressão à entrada (1) causa a aber-
tura e o fecho da passagem (Fig. 7.5). Com a re-
dução de pressão de entrada (1), a válvula limita-
dora da pressão de travagem volta à sua posição
inicial.
1. Pressão de entrada
2. Sede da válvula
3. Pistão de controlo
4. Pressão de saída (para as bombas dos tra-
vões das rodas traseiras)
Fig. 7.5 - Vista em corte da válvula reguladora da
pressão de travagem em comutação
Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.5
Limitadores e Reguladores de Travagem
Válvula limitadora da pressão do travão em função da desaceleração
As válvulas limitadoras da pressão do travão em função da desaceleração (válvula G), uma por
cada circuito de travões, estão montadas no painel do piso antes do eixo traseiro e formam um
determinado ângulo com o plano horizontal do veículo (Fig. 7.6).
1. Duas válvulas limitadoras da pressão dos travões 2. Tubagens vindas da bomba
principal dos travões 3. Tubagens que levam o óleo para o eixo traseiro 4. Sentido do
movimento do veículo.
Fig. 7.6 - Local de montagem da válvula limitadora da pressão do travão (válvula G)
As válvulas fazem com que, a partir de uma desaceleração de cerca de 0,5 G, a pressão para
os travões das rodas traseiras aumente mais lentamente do que a pressão para os travões das
rodas dianteiras. O ângulo de montagem pré-estabelecido determina o ponto de actuação das
válvulas (início da redução da pressão dos travões para os travões das rodas traseiras). Com o
accionamento dos travões, o óleo dos travões passa pela esfera (4) (Fig. 7.7) através do orifício
(2) e da anilha de passagem (3), através do orifício (8) para a câmara do pistão e daqui, através do
orifício (6), para as bombas dos travões das rodas.
Com o aumento da pressão e quando a desaceleração atinge cerca de 0,5 G, a esfera desloca-se
pelo plano inclinado, determinado pelo ângulo de montagem diminuindo a secção de passagem do
óleo ou mesmo tapando o orifício (8). Começa assim o início da redução da pressão de travagem
das rodas traseiras, com a redução da desaceleração (ao soltar o pedal do travão) a esfera rola
contra a anilha de passagem (3) voltando tudo à situação inicial.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
7.6
Limitadores e Reguladores de Travagem
1. Ângulo de montagem; 2. Orifício de entrada; 3. Anilha de passagem;
4. Esfera; 5. Anilha de sangria; 6. Orifício de saída; 7. Pistão; 8. Orifício
do pistão; 9. Sentido do movimento
Fig.7.7
Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.1
Óleos para Travões e Materiais Utilizados
8 - ÓLEOS PARA TRAVÕES E MATERIAIS UTILIZADOS
Óleos para travões
O líquido utilizado no sistema de travagem accionado hidraulicamente é conhecido por óleo de
travões. É ele que desempenha o papel mais importante no accionamento do sistema de travagem
e deve garantir o correcto funcionamento dos travões em quaisquer condições.
Por esta razão, os óleos de travões utilizados nos automóveis devem possuir características muito
específicas e principalmente oferecer uma grande estabilidade às pressões e temperaturas a que
estão constantemente submetidos.
Actualmente, podemos dividir os óleos de travões emtrêstipos,“LHM”(citröen), que são lubrificantes
minerais de muito baixa viscosidade comuns para o sistema de travagem circuitos hidráulicos
das suspensões e servo-direcção. Óleos “Convencionais”, formulados com compostos radicais
possuindo álcool (glicol) – polietilenoglicol ou polipropilenoglicol; e óleos “Silicones”, fluídos
sintéticos a que se adicionam pequenas quantidades de aditivos para limitar a degradação por
efeito da temperatura e neutralizar as substâncias corrosivas.
Um óleo de travões deve possuir as seguintes características:
Possuir uma temperatura de ebulição elevada, normalmente entre 230 e 240ºC;
Baixas aptidões higroscópicas, ou seja, baixa capacidade de absorver humi-
dade, visto que, se a quantidade de água superar os 3%, a temperatura de
ebulição do óleo desce entre 80 a 90ºC, implicando a substituição do liquido.
Possuir propriedades anticorrosivas que impeçam reacções químicas entre o
óleo e os restantes componentes do circuito. Por esta razão nunca se deve
misturar um óleo mineral com outro sintético.
Adequada viscosidade de modo a assegurar a vedação de pistões e bombas
das rodas.
Fluidez nas baixas temperaturas para assegurar a necessária velocidade de
resposta do sistema de travagem em qualquer condição ambiental.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
8.2
Óleos para Travões e Materiais Utilizados
Adequado poder lubrificante para um regular movimento das peças sem
provocar desgastes.
Compatibilidade e miscibilidade com outros fluídos para travões com as
mesmas especificações.
Ter baixa toxicidade e irritabilidade.
Não ser nocivo para os elastómetros.
Resistir à oxidação.
Ter boas propriedades dieléctricas.
Ser quimicamente estável à mais alta temperatura e inerte face aos
outros componentes com que contacta.
Os óleos de travões utilizados actualmente apresentam uma ligeira degradação no decurso dos
primeiros meses de utilização devido às propriedades higroscópicas que ainda possuem, mas
decorrido algum tempo de utilização obtém-se uma estabilização da taxa de humidade, pelo que
não se torna necessário proceder a uma troca sistemática de óleo.
Quanto à miscibilidade destes diferentes produtos, os produtos à base de glicol não são miscíveis
com os restantes lubrificantes (ex: óleos para motor ou para transmissões) nem com os óleos
de travões silicones, no entanto são miscíveis entre si independentemente do seu nível de
especificação (DOT 3, DOT 4, etc.)
Os fabricantes aconselham a troca periódica de óleo sempre que estejam cumpridos 80.000Km
ou decorridos 2 anos, dada a função vital de segurança que desempenha o óleo de travões e
sobretudo devido à sua perda de propriedades com a absorção de humidade.
A tabela da página seguinte indica-nos os valores limites de alguns parâmetros, para três categorias
de óleos de travões estabelecidos pela Federal Motor Vehicle Society Standart. Não se encontra
referenciada nesta tabela as antigas especificações SAE J1703, norma pouco exigente que deixou
de ser utilizada como referencial.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.3
Óleos para Travões e Materiais Utilizados
ESPECIFICAÇÕES
Parâmetro
Limite de especificações
FMVSS 116 (1)
(1)
DOT3 DOT4 DOT5.1 DOT5
Temperatura mínima de ebulição, ºC 205 230 260 260
Temperatura mínima de ebulição no fluido
humidificado, ºC
140 155 180 180
Viscosidade máxima a -40ºC, mm2/s 1500 1800 900 900
Temperatura mínima de vapor lock no
fluido tal qual, ºC
200 225 - 255
Temperatura mínima de vapor lock no
fluido humidificado, ºC
180 210 - 235
(1)
- FMVSS - Federal Motor Vehicle Society Standart
DOT – Department of Transportation
Materiais de fricção utilizados
Actualmente, na fabricação de tambores para facilitar a dispersão do calor e para reduzir o peso
não amortecido, dá-se preferência aos tambores de ligas leves, no interior dos quais se monta ou
se produz na própria fundição um anel de fricção em ferro fundido cinzento de granulação fina.
Dum modo geral, os ferros fundidos utilizados para o fabrico dos anéis internos para os tambores
têm as características médias indicadas na tabela da página seguinte.
Por vezes, para aumentar as características mecânicas destes anéis, especialmente quando se
trata de tambores com grande diâmetro, recorre-se ao ferro fundido, ao níquel, ao cromoníquel e
ao ferro fundido esferoidal.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
8.4
Óleos para Travões e Materiais Utilizados
Composição centesimal Características mecânicas médias
C Si Mn S P
R
kg/mm2
E
Tracção
kg/mm2
E
Compressão
kg/mm2
HB
Kg/mm2
Peso
especif.
kg/mm3
3,4
mín.
1,1
1,7
0,6
0,9
0,14
máx.
0,20
26 10000 12000 250 7,5
Para reduzir ao mínimo a folga entre os revestimentos e o tambor, é necessário que o acabamento
da superfície interna do anel seja muito rigoroso. É assim possível obter uma acção de travagem
eficaz e uniforme, sem se produzirem incómodas vibrações durante a travagem. A superfície
exterior do tambor possui quase sempre alhetas de arrefecimento, obtidas no acabamento oficinal
ou por fundição.
O diâmetro do tambor deve ser escolhido de modo a deixar um espaço suficiente em relação às
jantes, para haver uma boa ventilação do próprio tambor e para impedir que o calor se transmita
ao pneu.
A fabricação de maxilas para os travões de tambor, pode ser por moldagem à pressão da chapa de
aço, ou por fundição de aço, ferro fundido ou de ligas leves. Estas últimas são as mais preferidas
porque, além da vantagem do menor peso, têm ainda a possibilidade de conferirem ao conjunto
tambor-maxila-calço um comportamento quase constante quando varia a temperatura.
Com efeito, deve ter-se presente que, durante a travagem, como o material de que são fabricados
os calços ou revestimentos de atrito das maxilas é mau condutor de calor, o tambor aquece e
dilata-se em grau superior aos calços, daqui resulta que, com o travão a quente, se verificará um
curso maior do pedal e se os calços apresentarem grande desgaste, pode acontecer que não
se consiga obter a necessária acção de travagem. Se se empregarem maxilas de ligas leves,
acontece que a maior dilatação destas últimas quase compensa a do anel de ferro fundido do
tambor. Consequentemente, não se verificarão diferenças sensíveis nas folgas quando varia a
temperatura e o curso do pedal permanecerá praticamente o mesmo.
Uma boa liga leve, à base de alumínio-cobre, muito utilizada no fabrico de maxilas, é a indicada
na tabela seguinte.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.5
Óleos para Travões e Materiais Utilizados
Composição centesimal Características mecânicas médias
Cu Fe Si Mg Mn Al
R
kg/mm2
E
Compressão
kg/mm2
HB
Kg/mm2 A
%
3,7
4,2
0,5
máx.
0,5
máx.
0,3
0,7
0,1 Rest.
38
42
7250
100
125
14
20
A liga referida é sujeita ao seguinte tratamento térmico:
Recozedura completa que abrange um aquecimento a 400 ºC, durante 24 horas, seguido de um
arrefecimento lento no forno, até à temperatura de uns 200 ºC. Após a recozedura, esta liga adquire
uma boa plasticidade.
Com a finalidade de se evitar o rápido desgaste da extremidade do calço que entra em contacto
com o pistão de comando e da extremidade que desliza sobre o corpo do cilindro, é necessário
aplicar chapas apropriadas de aço duro, cementado e temperado, nas extremidades do calço,
especialmente se este for de liga leve.
As dimensões da secção transversal devem ser determinadas de modo que o calço, sujeito ao
máximo de esforço de travagem, resista com uma larga margem de segurança, sem apresentar
grandes cedências elásticas. Por isso, o calço apresenta algumas nervuras e é perfilado de modo
a que se aproxime de um sólido com igual resistência à flexão, como se vê na figura 8.1.
Os revestimentos de atrito para os travões de tambor são habitualmente constituídos por
aglomerados de fibras de amianto (mais tarde substituído por Ferodo, por não ser nocivo à saúde
humana), entrançadas com fios ou fragmentos metálicos. A introdução de metais tem a finalidade
de aumentar a resistência à tracção do aglomerado, de facilitar a dispersão do calor e de reduzir a
chiadeira e o desgaste do tambor.
A fabricação de pastilhas para travões de disco, a maioria dos fabricantes fazem pastilhas em três
categorias diferentes, macias, médias e duras. A diferença entre as pastilhas macias, médias e
duras e suas aplicações, é a seguinte:
Sistemas de Travagem Hidráulicos
8.6
Óleos para Travões e Materiais Utilizados
1 – Chapa correspondente ao local de
contacto do pistão de comando;
2 – Orifício para a ligação da mola;
3 – Perno sobre o qual actua o excêntrico
para o ajuste da folga calço-tambor;
4 – Chapa de apoio e deslizamento sobre
o corpo do cilindro de comando.
Fig. 8.1 - Calço para travões de tambor
Relativamente às pastilhas macias, a sua constituição é apropriada para carros que têm dificuldades
em obter uma travagem eficiente a altas temperaturas, geram um bom poder de travagem mas
com um tempo de duração muito curto. Este tipo de pastilhas é normalmente usado em carros
de peso leve ou em que os travões são pouco solicitados e consegue-se passar longos períodos
sem travar. Estas pastilhas desenvolvem a máxima fricção imediatamente após a aplicação dos
travões, sem causarem um elevado desgaste dos discos.
As pastilhas de dureza média, são concebidas com grande resistência, desgaste razoavelmente
baixo e não necessitam da aplicação de excessiva pressão sobre o pedal, para se obter uma
travagem eficiente. Este é o tipo de pastilhas mais comum, que se encontram instaladas nos
nossos veículos; o coeficiente de atrito é estável mesmo num leque bastante largo de temperaturas,
originando uma travagem bastante uniforme. Não provocam grande desgaste dos discos e têm
uma duração superior em cerca de 30 a 50%, relativamente às pastilhas macias.
As pastilhas duras demoram mais a atingir a sua potência de travagem máxima, porque são
concebidas para trabalhar a temperaturas muito elevadas. São normalmente utilizadas em
veículos sujeitos com muita frequência a grandes travagens (fortes acelerações seguidas de fortes
travagens em curtos espaços em automóveis de modelo desportivos ou veículos de competição).
Com estas pastilhas é exigida ao condutor a aplicação de uma maior pressão sobre o pedal para
obter uma travagem eficiente.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.1
Manutenção do Sistema de Travagem
9- MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE TRAVAGEM
9.1- DIAGNÓSTICO E REPARAÇÃO DE AVARIAS
Um condutor de um veículo pode apresentar ao mecânico uma série de defeitos no sistema de
travões do seu veículo. No entanto é raro o condutor que saiba exactamente a causa dessa avaria.
De seguida apresentam-se as possíveis causas de avaria nos dois tipos de travões, assim como
as reparações a efectuar para cada avaria.
TRAVÕES DE TAMBOR
1. O pedal do travão chega até ao piso do veículo: isto acontece quando o movimento
total do pedal do travão não é suficiente para travar o veículo. Esta situação pode ocorrer
quando um dos circuitos de travagem falha, deixando de se exercer força de travagem sobre
duas das rodas do veículo. É possível que, neste caso, o condutor continue a conduzir
o veículo mesmo com um dos circuitos fora de serviço, o que faz com que a força de
travagem resultante da aplicação do pedal do travão a fundo, não seja suficiente para travar
o veículo e por consequência a distância de travagem aumenta. Estas anomalias podem
ser provocadas por um mau ajuste nos tambores ou nas maxilas dos travões, por calços
destas gastos, por entrada de ar no circuito de travões, por falta de óleo de travões ou por
deterioração da bomba principal dos travões.
2. Um dos travões está a roçar: isto significa que os calços dos travões não se separam o
suficiente do tambor quando o condutor solta o pedal do travão. Esta situação é possível
que aconteça devido a um ajuste incorrecto do calço, devido a um tubo do circuito de
travagem obstruído, o que faz com que a pressão na bomba da roda não diminua quando
o condutor solta o pedal de travão, devido a um pistão que tenha ficado preso no interior
de uma das bombas das rodas ou devido à perda de elasticidade de uma das molas de
recuperação das maxilas de travão.
3. Todos os travões roçam: quando isto acontece, pode ser devido ao curso insuficiente do
pedal dos travões. Neste caso, os pistões das bombas das rodas não conseguem retroceder
completamente. Uma situação similar a esta pode acontecer quando se aplica óleo mineral
ao sistema de travões. A obstrução do respirador do depósito de óleo dos travões também
pode ser a causa do roçar dos travões, uma vez que a pressão dentro do depósito impede
o alívio da pressão no circuito de travões.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
9.2
Manutenção do Sistema de Travagem
4. O veículo desvia-se para um dos lados quando se trava: se isto acontecer significa que
a pressão de travagem é mais forte de um lados do veículo. Este desequilíbrio de pressões
surge quando, algum dos revestimentos dos travões está embebido em óleo devido a fugas
na bomba da roda, quando as maxilas dos travões estão desajustadas ou quando os calços
estão desgastados desigualmente, quando as bombas das rodas estão defeituosas ou as
tubagens do circuito obstruídas, impedindo uma acção uniforme de travagem em todas as
rodas. Poderá ser também devido a um prato de fixação solto ou ao uso de diferentes tipos
de calços, a um mau alinhamento do eixo dianteiro ou à rotura de uma mola.
5. Pedal esponjoso: A existência de ar no circuito de travagem é a razão mais provável para
que isto aconteça, embora o desgaste dos calços também possa originar o mesmo efeito. O
ar pode entrar no sistema se o orifício de respiração estiver obstruído (Fig. 9.1), a existência
de ar no seio do óleo origina um vazio parcial no sistema durante o curso de retorno dos
pistões da bomba principal dos travões, o que faz com que o ar seja encaminhado para a
parte exterior dos pistões, tal como indicam as setas na figura 9.1, entrando assim em todo
o circuito de travagem. O ar pode também entrar no sistema se os retentores da bomba
principal dos travões tiverem fuga e não mantiverem a pressão no sistema. É muito provável
também, que a causa da entrada de ar no sistema seja a insuficiência de óleo de travões
na bomba principal, se o nível descer a baixo do orifício de passagem, o sistema hidráulico
absorverá ar, quando o pistão avança no processo de travagem.
Fig. 9.1 Ar no interior da bomba principal de travões
Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.3
Manutenção do Sistema de Travagem
6. Pedal demasiado duro: a necessidade de uma excessiva pressão para actuar o pedal pode
ser motivada por um inadequado ajuste das maxilas dos travões ou pelo uso de calços
inadequados, por vezes, quando os calços estão demasiado húmidos devido por exemplo,
a chuva intensa, não travam bem, obrigando o condutor a exercer maior pressão sobre
o pedal do travão. Outra causa possível de um mau poder de travagem e consequente
endurecimento do pedal do travão, é a excessiva temperatura, depois de uma utilização
excessiva dos travões estes aquecem muito, o que reduz fortemente o seu rendimento, por
vezes os calços ficam de tal forma danificados que têm de ser substituídos. Por outro lado,
os tambores podem ficar com a sua superfície interna de tal maneira polida que provoque
uma má travagem, neste caso os tambores terão de ser esmerilados para rectificar este
defeito.
7. Travões ruidosos: isto acontece se o desgaste dos calços for tal que estes entrem em
contacto com o tambor ou no caso de calços rebitados, a cabeça do rebite entre em contacto
com o tambor.
8. Fuga de óleo de travões: pode haver perda de óleo de travões, se a bomba principal
dos travões tiver fugas, se existirem fugas nas bombas das rodas ou se as uniões das
tubagens estiverem soltas ou deterioradas. Uma causa possível das fugas nas bombas das
rodas é a instalação incorrecta das hastes que actuam sobre a extremidade dos calços de
travões. Qualquer tipo de fugas, sejam nas bombas das rodas sejam na bomba principal,
ou em qualquer outro órgão, obrigam à desmontagem, reparação ou substituição deste
componentes.
9. Os travões não realizam a sua afinação automática: esta condição pode dever-se
ao parafuso de ajuste estar moído, ou à alavanca de ajuste estar desencaixada da roda
dentada ou também a uma instalação incorrecta do elemento tensor. Torna-se necessário
desmontar o travão para encontrar e corrigir a avaria.
10.A luz avisadora do painel acende, quando se trava (circuito duplo): isto é sinal de que
um ou os dois circuitos de travagem estão em falha. Devem ser examinados ambos os
circuitos afim de se detectar a avaria, é perigoso continuar a conduzir nestas condições,
mesmo que o veículo esteja a travar, já que só travam metade das rodas. É possível que
a válvula reguladora da pressão ou a própria lâmpada de aviso estejam avariadas, bem
como o nível de óleo de travões esteja demasiado baixo.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
9.4
Manutenção do Sistema de Travagem
11.Vibrações no pedal de travão: o principal motivo que origina esta situação é a ovalização
dos tambores, que obriga à sua substituição para posterior rectificação.
TRAVÕES DE DISCO
1. Curso excessivo do pedal do travão: qualquer motivo que origine um movimento
excessivo das pinças origina também um curso excessivo do pedal. Por exemplo, se
o disco apresentar um empeno excessivo, obrigará a um maior curso dos pistões nas
bombas das rodas quando se aplicam os travões. O empeno do disco pode ser medido
com a ajuda de um comparador (Fig. 9.2). As pastilhas deformadas ou desgastadas, um
vedante dos pistões deteriorado ou um rolamento da roda solto, podem ser igualmente
causa desta avaria. Além disto, a presença de ar nas tubagens, um nível baixo do óleo
de travões ou a utilização de óleo não apropriado, são igualmente causas de um pedal
de travões esponjoso e de um maior curso deste. Um mau funcionamento do servofreio
também origina um aumento excessivo do curso do pedal de travagem.
Fig. 9.2 - Medição do empeno de um disco de travão, com um comparador
2. Pedal do travão a vibrar quando se trava: esta situação será provavelmente originada
por um excessivo empeno dos discos ou por um rolamento da roda solto.
Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.5
Manutenção do Sistema de Travagem
3. Excessivo esforço de travagem: é possível que o servofreio tenha um defeito de
funcionamento. Para além disto, se as pastilhas estão desgastadas ou têm óleo sobre elas,
provocam uma acção de travagem anormal o que leva o condutor a exercer uma elevada
pressão sobre o pedal do travão. Quando os pistões das bombas das rodas se encontram
presos, é necessário efectuar um maior esforço sobre o pedal do travão.
4. Os travões não se libertam quando o condutor deseja: isto pode significar a existência
de algum encravamento na haste do pedal ou um mau funcionamento do servofreio que
motive o encravamento dos pistões das pinças.
5. O pedal é actuado até ao fundo sem que a viatura trave: Se as pinças dos travões
tenham sido submetidas a intervenções de serviço, é possível que os pistões tenham sido
colocados muito recuados dentro das pinças o que origina a falta de travões. Por este motivo
depois de qualquer operação de serviço praticada nos travões de disco, deve-se bombear
várias vezes o pedal do travão e atestar correctamente o depósito da bomba principal,
antes de colocar o veículo em andamento. Este bombear do pedal coloca os pistões na
sua posição normal dentro das pinças, evitando assim qualquer falha de travões. Também
outras condições podem impedir a acção de travagem quando se pressiona o pedal, como
ar no circuito, fugas nos retentores dos pistões das pinças, fugas nos parafusos de sangria,
fugas nas uniões das tubagens ou na bomba principal dos travões.
Todos estes sintomas cujas possíveis causas estivemos a analisar, são transmitidos pelo condutor
do veículo ou então são descobertos pelo mecânico que faz a manutenção ao carro, graças à sua
experiência profissional ou graças ao elevado índice de deficiência que esse defeito provoca no
normal funcionamento da viatura, que torna obvia a sua existência.
No entanto, existem no mercado equipamentos que nos ajudam a avaliar o estado do sistema
de travagem em geral de determinada viatura e em particular, avaliar a capacidade de travagem
de cada roda e comparar os valores obtidos com os máximos recomendados por lei. Estes tipos
de equipamentos facilitam-nos a detecção e o diagnóstico das avarias, levando-nos a actuar
exactamente nos locais do sistema de travagem que estão realmente necessitados. Vamos agora
analisar um pouco mais pormenorizadamente um destes equipamentos, quer como utilizá-lo quer
como interpretar os seus resultados.
Sistemas de Travagem Hidráulicos
9.6
Manutenção do Sistema de Travagem
Equipamento de diagnóstico do sistema de travões de uma viatura
Este tipo de equipamento é normalmente constituído por vários órgãos (Fig. 9.3):
- 1 computador.
- 1 impressora.
- 2 ou 4 pratos de travagem ou rolos de travagem.
- 1 teclado.
- 1 balança.
- 1 comando remoto.
- 1 medidor do desvio lateral do carro durante a travagem.
- 1 medidor da força sobre o pedal.
Fig. 9.3 Aspecto geral de um equipamento de diagnóstico de sistemas de travagem
O monitor da máquina apresenta-nos 5 “menus”: um para introdução das características de peso e
de valores de desaceleração dos travões de serviço e do travão de estacionamento indicadas pelo
construtor do carro em causa (1); outro para testar o travão de estacionamento para carros com
este travão a accionar as rodas da frente (2); outro para testar os travões de serviço (3); outro para
testar o travão de estacionamento para carros com este travão a accionar as rodas traseiras (4); e
outro para mostrar os resultados finais (5) (Fig. 9.4).
Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.7
Manutenção do Sistema de Travagem
Consoante o carro que vamos testar, entramos no menu (1) (Fig. 9.5), introduzimos o peso bruto do
veículo ou confirmamos o peso medido pela máquina, bem como os valores da desaceleração para
os travões de serviço e para o de estacionamento. No entanto, podemos optar por não introduzir
nada neste menu e neste caso a máquina considera o peso que mediu e toma como valores de
referência da desaceleração os valores máximos das normas Alemãs.
Fig. 9.4 Menu principal 			 Fig. 9.5 Menu número 1
Se quisermos agora testar os travões de serviço, vamos posicionar o carro em frente dos pratos
e alinhado com estes, pressionar o número (3) no comando, aparece a palavra DRIVE UP no
monitor, de imediato arrancamos e assim que as rodas da frente cheguem aos pratos destas
travamos a fundo, no caso da nossa máquina estar equipada com rolos em vez de pratos, coloca-
se o carro sobre estes, carrega-se (3), os rolos começam a rodar e assim que a máquina avisar
travamos a fundo.
Assim que o teste termina, com a imobilização do carro, o monitor mostra os resultados começando
primeiro pelo desvio lateral do carro durante a travagem (Fig. 9.6). Este desvio é um fenómeno
dinâmico, que só se consegue medir em movimento, o desvio máximo é expresso em metros por
quilómetro e está graduado numa escala de 0 a 9 em que todos os valores são aceitáveis até ao 6
m/km e a partir deste exigem intervenção.
Fig. 9.6 Desvio lateral				 Fig. 9.7 Resultados do teste aos
								 travões de serviço
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SISTEMA DE TRAVAGEM HIDRAULICA (1).pdf

  • 2. Sistemas de Travagem Hidráulicos Colecção Formação Modular Automóvel Título do Módulo Sistemas de Travagem Hidráulicos Coordenação Técnico-Pedagógica CEPRA - Centro de Formação Profissional da Reparação Automóvel Departamento Técnico Pedagógico Direcção Editorial CEPRA - Direcção Autor CEPRA - Desenvolvimento Curricular Maquetagem CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico Propriedade Instituto de Emprego e Formação Profissional Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa Edição 2.0 Portugal, Lisboa, 2000/04/10 Depósito Legal 147901/00 Copyright, 2000 Todos os direitos reservados IEFP “Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, confinanciado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE” “Ministério de Trabalho e da Solidariedade - Secretaria de Estado do Emprego e Formação”
  • 3. Sistemas de Travagem Hidráulicos Índice ÍNDICE DOCUMENTOS DE ENTRADA OBJECTIVO GERAIS E ESPECÍFICOS. ......................................................................... E.1 PRÉ-REQUISITOS........................................................................................................... E.2 CORPO DO MÓDULO 0 - INTRODUÇÃO............................................................................................................0.1 1 - CONCEITOS GERAIS DE CARÁCTER FÍSICO.........................................................1.1 2 - FORÇA DE TRAVAGEM E FACTORES INFLUENTES..............................................2.1 3 - FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE TRAVAGEM HIDRÁULICO EM GERAL........................................................................................................................3.1 4 - TIPOS DE TRAVÕES. ..................................................................................................4.1 4.1 - TRAVÕES DE TAMBOR.....................................................................................................4.1 4.2 - TRAVÕES DE DISCO.........................................................................................................4.7 4.3 - TRAVÕES DE ESTACIONAMENTO. ................................................................................4.14 5 - BOMBAS. .....................................................................................................................5.1 5.1 - BOMBAS PRINCIPAIS DO TRAVÃO. .................................................................................5.1 5.2 - BOMBAS DOS TRAVÕES DAS RODAS............................................................................5.6 6 - SERVOFREIOS. ...........................................................................................................6.1 7 - LIMITADORES E REGULADORES DE TRAVAGEM. .................................................7.1 8 - ÓLEOS PARA TRAVÕES E MATERIAIS UTILIZADOS. .............................................8.1 9 - MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE TRAVAGEM.........................................................9.1 9.1 - DIAGNÓSTICO E REPARAÇÃO DE AVARIAS .................................................................9.1 9.2 - VERIFICAÇÃO E MANUTENÇÃO . ..................................................................................9.10 BIBLIOGRAFIA................................................................................................................ C.1
  • 4. Sistemas de Travagem Hidráulicos Índice DOCUMENTOS DE SAÍDA PÓS-TESTE..................................................................................................................... S.1 CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE.......................................... S.8 ANEXOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS................................................................................................ A.1 GUIA DE AVALIAÇÃO DOS EXERCÍCIOS PRÁTICOS. ................................................. A.5
  • 6. Sistemas de Travagem Hidráulicos Objectivos Gerais e Específicos E.1 OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de: OBJECTIVO GERAL DO MÓDULO Descrever o funcionamento dos sistemas de travagem em geral, identificar os diversos tipos de travões e componentes dos sistemas de travagem mais vulgamento utilizados nos automóveis OBJECTIVOS ESPECÍFICOS 1. Identificar os factores influentes no processo de travagem. 2. Descrever o funcionamento dos sistemas de travagem em geral. 3. Identificar os diversos tipos de travões e seus componentes. 4. Descrever os princípios do sistema de actuação hidráulica dos travões. 5. Descrever o processo de funcionamento das bombas principais de travões e identificar os elementos constituintes. 6. Descrever a função dos servofreios e distingui-los quanto ao modo de funcionamento. 7. Distinguir os diferentes reguladores de travagem em função da necessidade de aplicação. 8. Identificar as principais características dos óleos utilizados nos sistemas de travagem. 9. Diagnosticar e identificar as causas de avaria nos sistemas de travagem.
  • 7. Sistemas de Travagem Hidráulicos PRÉ-REQUISITOS COLECÇÃO FORMAÇÃO MODULAR AUTOMÓVEL OUTROS MÓDULOS A ESTUDAR Legenda Construção da Instalação Eléctrica Componentes do Sistema Eléctrico e sua simbologia Electricidade Básica Magnetismo e Electrogagnetismo - Motores e Geradores Tipos de Baterias e sua Manutenção Tecnologia dos Semi- Condutores - Componentes Circ. Integrados, Microcontroladores e Microprocessadores Leitura e Interpretação de Esquemas Eléctricos Auto Características e Funcionamento dos Motores Distribuição Cálculos e Curvas Características do Motor Sistemas de Admissão e de Escape Sistemas de arrefecimento Lubrificação de Motores e Transmissão Alimentação Diesel Sistemas de Alimentação por Carburador Sistemas de Ignição Sistemas de Carga e Arranque Sobrealimentação Sistemas de Informação Lâmpadas, Faróis e Farolins Focagem de Faróis Sistemas de Aviso Acústicos e Luminosos Sistemas de Comunicação Sistemas de Segurança Passiva Sistemas de Conforto e Segurança Embraiagem e Caixas de Velocidades Sistemas de Transmissão Sistemas de Travagem Hidráulicos Sistemas de Travagem Antibloqueio Sistemas de Direcção Mecânica e Assistida Geometria de Direcção Órgãos da Suspensão e seu Funcionamento Diagnóstico e Rep. de Avarias no Sistema de Suspensão Ventilação Forçada e Ar Condicionado Sistemas de Segurança Activa Sistemas Electrónicos Diesel Diagnóstico e Reparação em Sistemas Mecânicos Unidades Electrónicas de Comando, Sensores e Actuadores Sistemas de Injecção Mecânica Sistemas de Injecção Electrónica Emissões Poluentes e Dispositivos de Controlo de Emissões Análise de Gases de Escape e Opacidade Diagnóstico e Reparação em Sistemas com Gestão Electrónica Diagnóstico e Reparação em Sistemas Eléctricos Convencionais Rodas e Pneus Manutenção Programada Termodinâmica Gases Carburantes e Combustão Noções de Mecânica Automóvel para GPL Constituição de Funcionamento do Equipamento Conversor para GPL Legislação Específica sobre GPL Processos de Traçagem e Puncionamento Processos de Corte e Desbaste Processos de Furação, Mandrilagem e Roscagem Noções Básicas de Soldadura Metrologia Rede Eléctrica e Manutenção de Ferramentas Eléctricas Rede de Ar Comp. e Manutenção de Ferramentas Pneumáticas Ferramentas Manuais Módulo em estudo Pré-Requisito Introdução ao Automóvel Desenho Técnico Matemática (cálculo) Construção da Instalação Eléctrica Física, Química e Materiais Pré-Requisitos E.2
  • 9. Sistemas de Travagem Hidráulicos Introdução 0.1 0 - INTRODUÇÃO O sistema de travagem de um veículo é um dos seus sistemas mais importantes. Sem ele seria praticamente impossível controlar o veículo dentro dos limites de segurança exigi- dos. Tendo em conta os problemas cuja travagem de corpos em movimento acarreta, pretende- se com este módulo descrever as várias soluções construtivas a que recorreram os diver- sos construtores para assegurarem a travagem dos seus veículos. Por isto, é imprescindível manter o sistema de travagem em óptimas condições de funcio- namento, diagnosticando as possíveis avarias de forma correcta e reparando-as através dos métodos mais indicados. Neste manual descreve-se a construção e funcionamento dos diferentes tipos de travões usados nos veículos automóveis. Mencionam-se os princípios hidráulicos e sua aplicação aos travões, identificam-se os órgãos e componentes dos sistemas de travagem, bem como os métodos de diagnóstico de avarias destes.
  • 10. Sistemas de Travagem Hidráulicos Conceitos Gerais de Carácter Físico 1.1 1 - CONCEITOS GERAIS DE CARÁCTER FÍSICO Princípio de inércia: O princípio de inércia, uma das leis fundamentais da mecânica, pode ser enunciado da seguinte forma: todo o corpo é incapaz de iniciar o movimento por si próprio, ou, uma vez em movimento, é incapaz de modificar a velocidade ou a direcção deste movimento sem a intervenção de uma força externa. Desta forma define-se força como sendo toda e qualquer acção susceptível de produzir movimento ou de modificar um já existente. A força pode ser motriz ou resistente. No caso de um veículo automóvel, a força motriz é produzida pelo motor e as forças resistentes são devidas ao atrito das rodas com o solo, à resistência do ar à deslocação do veículo, e aos atritos internos do próprio veiculo. Acção – Reacção: Qualquer força motriz ou de resistência só tem acção sobre o movimento do veículo quando se produz uma reacção ao contacto dos pneus com o solo, ou seja, quando o conjunto pneus/asfalto oferece uma aderência suficiente. Só a resistência do ar e a acção do vento são excepção a esta regra. Aderência: Consideremos a figura 1.1: um corpo de peso P em contacto com uma superfície plana horizontal. Este corpo encontra-se em equilíbrio devido à acção do seu peso e da reacção N da superfície a esse peso. Se aplicarmos a este corpo uma força F, perpendicular à vertical do seu centro de gravidade, verificamos que este permanece imóvel até um certo valor da força F. A força F necessária para iniciar o movimento, determina o coeficiente de atrito estático, a experiência mostra-nos ainda que a força posterior, necessária para manter este movimento iniciado por F é inferior a esta.
  • 11. Sistemas de Travagem Hidráulicos 1.2 Conceitos Gerais de Carácter Físico Fig. 1.1 Sistema de forças aplicadas a um corpo estático Forças de resistência: Resistência de rolamento: Considerando a figura 1.2, um veículo de peso P, parado, sobre uma superfície horizontal e submetido a uma força F horizontal, situado no plano longitudinal do veículo e cuja linha de acção passa pelo centro de gravidade do mesmo. Fig. 1.2 Resistência ao rolamento A experiência demonstra que o veículo permanece imóvel enquanto a força F não alcançar um certo valor que caracteriza a resistência ao rolamento . Esta resistência expressa-se sempre em função do peso P e designa-se por r a resistência ao rolamento por unidade de peso ou o coeficiente de resistência ao rolamento. O coeficiente de resistência ao rolamento depende do tipo de veículo, da natureza do revestimento do pavimento, da velocidade e da pressão dos pneus.
  • 12. Sistemas de Travagem Hidráulicos 1.3 Conceitos Gerais de Carácter Físico Resistência ao rolamento num plano inclinado Considerando a figura 1.3, um veículo sobre um plano inclinado em que α é o ângulo da inclinação com a horizontal, o peso P do veículo decompõe-se numa força perpendicular ao plano inclinado e na força paralela à inclinação e que constitui a resistência devida à subida. Fig.1.3 Resistência ao rolamento num plano inclinado Resistência devida ao ar Considerando uma atmosfera sem vento, o ar oferece uma resistência importante ao avanço do veículo, esta resistência devido à pressão do ar sobre as paredes frontais e à fricção sobre as paredes laterais do veículo, é função: Da área da superfície frontal do veículo; Do quadrado da velocidade do veículo; Da forma do veículo, especialmente os seus contornos.
  • 13. Sistemas de Travagem Hidráulicos 1.4 Conceitos Gerais de Carácter Físico Cálculo da distância de travagem de um veículo Um veículo em movimento está animado de uma energia cinética: Ec = 1 x m x v2 2 em que: m é a massa do veículo. n é a velocidade do veículo. Supondo que sobre a acção exclusiva do seu sistema de travagem, o veículo reduz a sua velocidade até finalmente parar e que a desaceleração (a) a que está sujeito é constante. A força de travagem Fx (supostamente constante) que se opõe ao avanço do veículo é igual ao produto da sua massa m pela desaceleração a que ele sofre : Fx = m x a O trabalho Wx dessa força de travagem, é o produto dessa força Fx pela distância d percorrida pelo veículo até parar: Wx = Fx x d como: Fx = m x a então: Wx = m x a x d Este trabalho equivale à transformação da totalidade da energia cinética Ec que o veículo possui, em trabalho da força de travagem que por sua vez se transforma em calor, forma de energia na qual este trabalho é finalmente consumido.
  • 14. Sistemas de Travagem Hidráulicos 1.5 Conceitos Gerais de Carácter Físico portanto: Wx = Ec então: m x a x d = 1 x m x v2 2 A distância de travagem do veículo é então calculada por: d = v2 2 x a O tempo t de travagem é: t = v a Portanto, a função dos travões é reduzir a velocidade e transformar a energia dinâmica do veículo através de fricção, em calor. A força que actua neste processo é a resistência à fricção resultante da movimentação de dois corpos um contra o outro (revestimento do travão contra o disco/tambor do travão). Os travões provocam o abrandamento da velocidade, a paragem completa do veículo e a sua imobilização quando estacionado. Os elementos de travagem possuem sempre uma parte móvel, unida às rodas e uma parte fixa, solidária ao eixo ou ao chassi. No momento da travagem, a parte fixa entra em contacto fortemente sobre a parte móvel, provocando um forte atrito que absorve a energia desenvolvida pelo veículo em movimento. Para que este atrito cause um desgaste mínimo dos elementos de travagem, as superfícies de contacto devem apresentar um polimento perfeito. Estas superfícies devem suportar temperaturas muito elevadas produzidas pelo atrito e devem dissipar rapidamente o calor gerado. É indispensável também que conservem uma eficácia suficiente em presença de projecções de água ou óleo.
  • 15. Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.1 Força de Travagem e Factores Influentes 2 - FORÇA DE TRAVAGEM E FACTORES INFLUENTES Qualquer alteração dinâmica, seja aceleração ou desaceleração do veículo, é o resultado visível e perceptível de determinadas forças. As forças que as rodas transmitem ao piso determinam a velocidade do veículo e a modificação do sentido desejado ou a tendência para deslizamento. A eficácia da travagem não é sempre idêntica quaisquer que sejam as condições. Esta varia de acordo com a variação de alguns conceitos que se seguem, a figura 2.1 mostra essas forças e binários aplicadas a um veículo. Num veículo podem-se imaginar 3 eixos fundamentais: Fig. 2.1 – Forças e binários aplicadas a um veículo
  • 16. Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.2 Força de Travagem e Factores Influentes Eixo Transversal - O eixo transversal do veículo (A) é aquele que passa pelo centro de gravidade na direcção perpendicular ao eixo longitudinal. Durante a aceleração e a travagem produzem-se movimentos nesse eixo (mergulho da dianteira e levantamento da traseira, durante a travagem, ou o contrário, durante a aceleração). Eixo Vertical - O eixo vertical do veículo (B) é uma linha imaginária que passa pelo centro da massa (podemos imaginar este eixo como sendo um prolongamento da alavanca das mudanças através do piso e do tejadilho). Os movimentos sobre esse eixo são produzidos nas curvas. Eixo Longitudinal - O eixo longitudinal do veículo (C) será uma linha que passa pelo centro de gravidade na direcção longitudinal. O movimento segundo este eixo é produzido quando há inclinação lateral do veículo. Quanto às forças que influenciam a travagem, elas podem existir sob diversas formas: Força Motriz (1) - É a força criada pelo motor do veículo que é transmitida através das rodas e que provoca o deslocamento. Força de Travagem (2) - Sendo as rodas do veículo que permitem o deslo- camento, é aqui que se vai actuar para que o mesmo se detenha. Assim sen- do, a força de travagem é a força que deverá ser aplicada às rodas do veícu- lo para o desacelerar. Força Laterais (3) - São as forças que mantêm o veículo na sua trajectória, determinando assim a estabilidade de condução. É através da acção das for- ças laterais sobre as rodas que o veículo muda de direcção. Força de Apoio (4) - É a força vertical que actua nas rodas, causada pelo peso do veículo.
  • 17. Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.3 Força de Travagem e Factores Influentes Binário de oscilação (5) – Origina um movimento giratório sobre o eixo do veículo. Binário de Inércia (6) - É originado pelo movimento de rotação das rodas. Existem ainda outros conceitos que convém relembrar e que influenciam de sobremaneira a eficácia da travagem. Deslizamento - O deslizamento por travagem pode ter valores compreendidos entre os 0 e 100%. Uma roda que gire livremente sem qualquer esforço de travagem tem um deslizamento de 0%. Uma roda bloqueada, tem um deslizamento de 100%. Coeficiente de atrito - O coeficiente de atrito é um factor que nos dá a quantidade de força de apoio (peso) que pode ser transformada em força de travagem. Se esse coeficiente fosse 1, toda a força de apoio poderia ser transformada em força de travagem, mas essa situação raramente ocorre em situações reais. O coeficiente de atrito não é constante, depende do piso, dos pneus, da temperatura, etc. Deste modo, a força da travagem também é variável, sendo o seu valor dependente de muitos factores (velocidade, piso, temperatura, pneus, etc.). De seguida apresenta-se o processo de travagem de um veículo ao longo do tempo: Progressão temporal do processo de travagem (Fig. 2.2): 1. Início da travagem (sem levar em conta a duração da decisão e da reac- ção do condutor). O processo de travagem inicia-se com o accionamento do pedal do travão. 2. Tempo de reacção. O tempo de reacção é necessário para ultrapassar a folga no sistema de travões (por exemplo, a folga no revestimento do tra- vão).
  • 18. Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.4 Força de Travagem e Factores Influentes 3. Duração de limiar. A duração de limiar é o período de tempo durante o qual a força de travagem aumenta e atinge a sua magnitude final. 4. Duração de travagem a fundo. A maior força de travagem actua neste período de tempo. 5. Duração total da travagem. A duração total é o tempo que decorre entre o início da travagem (1) e o fim da força de travagem. Se o veículo pára antes do fim da força de travagem, o começo da paragem (6) marca o fim do processo de travagem. 6. Fim do processo de travagem. Fig. 2.2 Progressão temporal do processo de travagem Registo das medições do processo de travagem (Fig. 2.3): 1. Início da travagem. 2. Duração da reacção.
  • 19. Sistemas de Travagem Hidráulicos 2.5 Força de Travagem e Factores Influentes 3. Duração de limiar. 4. Duração da travagem a fundo. 5. Duração total da travagem. 6. Fim do processo da travagem. 7. Valor médio da duração da travagem a fundo. 8. Unidade de tempo de 1 segundo. 9. Valor máximo de desaceleração. Fig. 2.3 Registo das medições do processo de travagem Nota: O eixo das abcissas representa o valor, em percentagem, da duração de cada processo em relação à duração total da travagem, o eixo das ordenadas representa o tempo em segundos.
  • 20. Sistemas de Travagem Hidráulicos 3.1 Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral 3 – FUNCIONAMENTO DO SISTEMA DE TRAVAGEM HIDRÁULICO EM GERAL O efeito básico do sistema hidráulico de travões baseia-se na aplicação da lei de Pascal, que diz que a pressão que actua sobre um líquido dentro de um recipiente é propagada uniformemente em todos os sentidos (Fig. 3.1). O pistão intermédio (2) submete o líquido a uma carga de 100 N. Em cada um dos quatro pistões restantes (1) (de superfícies equivalentes) actua uma força de 100 N. Simultaneamente, o pistão intermédio (2) recolhe o equivalente à soma dos quatro cursos dos pistões restantes (3). 1. Pistões (4 unidades) 2. Pistão sob carga 3. Soma dos quatro cursos dos pistões 4. Curso do pistão Fig. 3.1 Lei de Pascal Os componentes principais de qualquer sistema de travagem hidráulico, são: Bomba principal do travão. Bomba do travão da roda.
  • 21. Sistemas de Travagem Hidráulicos 3.2 Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral Pedal do travão. Sistema de tubos. Travão da roda. Podemos então considerar duas partes que compõem o sistema de travagem hidráulico, uma operativa e outra de comando. De seguida vamos descrever com mais pormenor cada uma dessas partes, recorrendo para isso ao auxilio da figura 3.2. Parte operativa do sistema Sobre cada roda dianteira, existe uma pinça (2.3) munida de um cilindro que comporta um pequeno pistão (2.4). No interior desta pinça encontram-se duas placas de suporte dos calços para a fricção de travagem (2.6), um disco de travão (2.1), solidário com a roda, de cada um dos lados desse disco estão colocadas os calços de travão (2.7). Sobre cada roda traseira, dois calços de travão (2.15) encontram-se dentro de um tambor (2.10) solidário com a roda. Um cilindro, fixo à base do tambor, comporta dois pistões (2.13), na extremidade de cada um dos quais existe um suporte para os calços de travão (2.14). Parte de comando do sistema A acção do condutor sobre o pedal do travão é ampliada por um servofreio antes de ser transmitida à bomba principal de travagem, esta é responsável pela introdução no circuito de um fluído sob pressão. Este é incompressível, ou seja quando submetido a uma força de pressão não sofre qualquer variação de volume. Em cada roda um cilindro/pistão aplica essa pressão sobre os suportes dos calços de travão, que por sua vez actuam sobre o tambor. O circuito hidráulico é composto por canalizações rígidas e por canalizações flexíveis. Este circuito está na maior parte dos casos disposto em diagonal (Fig. 3.3) e é composto por dois circuitos independentes que comandam respectivamente, uma roda dianteira e uma roda traseira diagonalmente opostas. Desta forma a falha de um dos circuitos, não implica a perda total dos travões, salvaguardando a segurança do veículo e seus ocupantes.
  • 22. Sistemas de Travagem Hidráulicos 3.3 Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral Fig. 3.2 O sistema de travagem hidráulico Nomenclatura: 1 - Sistema Principal 2 - Parte operativa: Travões Dianteiros (AV) 2.1 - Disco 2.2 - Cubo da roda 2.3 - Pinça flutuante 2.4 - Pistão de comando do calço com vedante e guarda-pó 2.5 - Manga-guia 2.6 - Placas de fixação das pastilhas do travão. 2.7 - Pastilha do travão 2.8 - Pino de fixação Travões Traseiros (AR) 2.9 - Tambor 2.10 - Base do tambor 2.11 - Alojamento do pistão 2.12 - Parafuso de sangria 2.13 - Pistão com vedante e guarda-pó 2.14 - Maxilas dos travões 2.15 - Calço do travão 2.16 - Mecanismo de fixação 2.17 - Molas de pressão 2.18 - Dispositivo de regulação automático 3 - Parte de comando: 3.1 - Pedal do travão 3.2 - Haste de comando 3.3 - Servofreio 3.4 - Conduta de vácuo 3.5 - Curva de Depressão 3.6 - Haste de comando da biela do pistão 3.7 - Corpo da bomba 3.8 - Depósito de expansão 3.9 - Tampa do depósito 4 - Travão de estacionamento 4.1 - Alavanca do comando 4.2 - Cabo dianteiro com compensador 4.3 - Cabos traseiros 4.4 - Alavancas oscilantes 4.5 - Interruptor da luz avisadora
  • 23. Sistemas de Travagem Hidráulicos 3.4 Funcionamento do Sistema de Travagem Hidráulico em Geral Os travões traseiros de tambor têm afinação automática; assim, consegue-se manter um valor constante de folga entre os calços de travão e a superfície do tambor. Independentemente do desgaste dos calços, o curso do pedal mantém-se constante. Travão de estacionamento A posição da alavanca de comando, definida pelo condutor, é transmitida através de um compensador e de cabos a cada um dos travões traseiros. A fixação da alavanca de comando, assegura um esforço constante de aplicação dos calços de travão sobre os tambores. Na maioria dos modelos automóveis o reajuste do travão é efectuado manualmente, directamente no cabo traseiro ou no cabo do compensador por meio de um dispositivo de ajuste. Alguns casos há, que a alavanca de comando do travão de estacionamento dispõe de um mecanismo automático de reajuste. Tubagens de comando As canalizações de comando do sistema de travões hidráulico são como as veias no sistema de circulação sanguínea do corpo humano e tal como neste há um conjunto de factores a ter em conta para permitir uma boa circulação. Nunca devem estar submetidos próximos de fontes de calor, deve-se evitar que tenham demasiadas curvas pronunciadas, devendo-se usar sobretudo canalizações de aço e reduzir ao mínimo as canalizações flexíveis. 1. Circuito dos travões 1, à direita na dianteira e à esquerda na traseira 2. Circuito dos travões 2, à esquerda na dianteira e à direita na traseira. Fig. 3.3 Sistema de travões de dois circuitos em diagonal
  • 24. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.1 Tipos de Travões 4 - TIPOS DE TRAVÕES 4.1 - TRAVÕES DE TAMBOR O travão de tambor (Fig. 4.1 e 4.2) é um tipo de travão por fricção, onde as forças são aplicadas na superfície interna de um tambor que está acoplado à roda. Este tipo de travão é constituído por um tambor, unido ao cubo da roda através de parafusos e por sua vez, à jante da roda. Este tambor é normalmente construído em ferro fundido. É frequente encontrar tambores com alhetas ou nervuras que melhoram a sua rigidez e facilitam o seu arrefecimento. 1. Sentido de rotação em frente 2. Calço dianteiro 3. Dispositivo de regula- ção automática 4. Calço traseiro 5. Maxila do travão Fig.4.1 – Travão de tambor Contra a superfície interna do tambor actuam as maxilas, sendo a sua recuperação para a posição de repouso efectuada por molas helicoidais. As maxilas estão cobertas pelos calços (elemento que contacta com o tambor) e fixas ao prato. Na sua parte superior está alojada a bomba auxiliar que provoca o movimento de abertura das maxilas. Na parte inferior está o fulcro (ou articulação) em torno do qual as maxilas abrem e fecham.
  • 25. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.2 Tipos de Travões 4.2 - Vista explodida de um travão de tambor Funcionamento Quando o veículo está em deslocamento, a roda gira conjuntamente com o tambor. O condutor ao accionar o pedal de travão vai fazer actuar a bomba auxiliar, através do circuito hidráulico, que empurra as maxilas de encontro à superfície interna do tambor. 1 - Mola retratora superior 2 - Barra de pressão 3 - Cunha 4 - Mola de apoio 5 - Bomba da roda 6 - Porca 7 - Prato do tambor 8 - Parafuso sextavado interior 9 - Pino de fixação 10 - Prato da mola 11 - Mola de compressão 12 - Mola para a alavanca de afinação 13 - Mola retratora inferior 14 - Alavanca do travão de estacionamento 15 - Calço de travão 1 14 11 10 13 12 15 6 9 3 8 7 5 2 4
  • 26. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.3 Tipos de Travões A força de travagem resultante é derivada da fricção existente entre os calços da maxila e a superfície interna do tambor. Quando o condutor alivia o pedal de travão, o circuito hidráulico perde pressão e as molas de recuperação colocam de novo as maxilas no estado de repouso. Se prestarmos atenção a todo este sistema de travagem, rapidamente nos podemos aperceber que existirá sempre uma maxila que exercerá maior pressão no tambor do que a outra. Por esta razão, as maxilas têm uma posição correcta de montagem visto que a espessura do calço varia conforme a aplicação que terá. À maxila que exerce maior força de travagem (a da esquerda ou primária, 2 fig. 4.1) dá-se o nome de autotravadora, à maxila que exerce menor força de travagem (a da direita ou secundária, 4 fig. 4.1) dá-se o nome de hipotravadora. Para repartir equitativamente os esforços em ambas as maxilas e em toda a sua superfície (para obter um maior poder de travagem), recorre-se a diversas disposições, tais como: Utilização de calços com diferentes coeficientes de atrito. Utilização de calços com espessuras variáveis. Accionamento das maxilas com forças desiguais. Modificação dos dispositivos de fixação ao prato. Modificação dos dispositivos de comando (bombas das rodas) das maxilas. Modificar os dispositivos de fixação das maxilas, tem como objectivo assegurar uma melhor centragem das maxilas contra o tambor.
  • 27. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.4 Tipos de Travões Ao adoptar, em vez de um fulcro, uma biela que estabelece uma ligação rígida entre as duas maxilas, o efeito de cunha na maxila primária pode ser aproveitado para distribuir a travagem entre as duas maxilas. Ou seja, o efeito de cunha na zona superior da maxila primária faz deslocar a sua zona inferior, empurrando a zona inferior da maxila secundária para fora, provocando nesta, também o efeito de cunha. Nas figuras 4.3, 4.4 e 4.5 estão representados alguns exemplos de modificações do dispositivo de fixação das maxilas. Fig. 4.3 - União de cada maxila ao prato medi- ante um balancin Colocando, igualmente um batente regulável a unir as maxilas ao prato, mas na parte superior do tambor e recorrendo a uma mola (r2) para manter as maxilas em contacto com o batente. Fig. 4.5 Fig.4.4 - Colocando um batente regulável a unir as maxilas ao prato.
  • 28. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.5 Tipos de Travões Outro tipo de modificação consiste em alterar os dispositivos de comando das maxilas. Assim, são colocadas duas bombas dos travões das rodas (corpo simples ou duplo) uma na parte superior e outra na parte inferior provocando o efeito de cunha em ambas as maxilas. Como mostra a figura 4.6. 1. Bomba superior de corpo simples 2. Bomba inferior de corpo simples r1 e r2. Molas de recuperação Fig. 4.6 Outra solução aplicada ao dispositivo de comando das maxilas encontra-se representada na figura 4.7, na qual as maxilas são apertadas contra o tambor nos dois sentidos, para isso as maxilas são accionadas por dois cilindros de duplo efeito e o seu movimento é limitado por dois batentes. Este sistema permite o mesmo efeito de travagem nos dois sentidos. Fig. 4.7
  • 29. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.6 Tipos de Travões Os calços de travão devem possuir as seguintes características: Elevado coeficiente de atrito; Grande resistência à pressão e ao desgaste. Sistemas de Regulação dos Travões de Tambor O desgaste produzido pela fricção entre os calços e o tambor durante as travagens faz com que os calços fiquem cada vez mais distantes do tambor na posição de repouso, implicando um tempo de resposta superior desde o accionamento do pedal. Para suplantar este inconveniente torna-se necessário regular periodicamente a distância entre estes dois componentes. No sistema manual, a existência de duas cames no prato de fixação permite a regulação da folga. Esta operação é realizada com alguma frequência e o acesso para regulação é efectuado pela parte posterior do prato, sendo assim possível proceder à regulação sem desmontar a roda. Actualmente, a maior parte dos veículos com este sistema de travagem possui um sistema de regulação automático (Fig. 4.8), que actua através de um pontal de pressão e de um mecanismo de excêntricos dentado. Após a desmontagem e a montagem dos travões de tambor, o mecanismo de regulação automática deve ser recuado. A regulação dos calços é levada a cabo após a montagem do tambor do travão e após o accionamento repetido do pedal do travão. 1. Sentido de rotação em frente 2. Calço traseiro 3. Pontal de pressão 4. Mecanismo de excêntricos dentados 5. Calço dianteiro Fig. 4.8 - Dispositivo de regulação automático
  • 30. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.7 Tipos de Travões Características de um tambor Devido à sua forma, o tambor resiste a forças radiais resultantes da aplicação das maxilas e da força centrífuga. O material de que é feito o tambor deve estar adaptado ao revestimento dos calços dos travões, com uma dureza adequada. O tambor deve, igualmente, dissipar rapidamente o calor produzido durante uma travagem para o ar ambiente, pelo que o metal utilizado para a fabricação dos tambores deve ter uma boa condutividade térmica. 4.2 - TRAVÕES DE DISCO No final dos anos 50 foram introduzidos na indústria automóvel os travões de disco, que acabaram por substituir os travões de tambor. Desta forma, grande parte dos veículos actuais estão dotados de travões de disco, pelo menos nas rodas dianteiras, visto que se obtém uma maior força de travagem. Os travões de disco são melhores que os travões de tambor no que respeita à sensibilidade e ao custo de manutenção. O problema de fadiga que os travões de tambor têm, devido à incapacidade de dissipar todo o calor gerado quando se procede a travagens consecutivas, é substancialmente reduzido nos travões de disco porque estes estão mais ventilados e a dilatação do disco devido à temperatura auxilia ainda mais a eficácia de travagem devido ao aproximar deste com as pastilhas. Os travões de disco são constituídos essencialmente por um disco fixo no cubo da roda e uma pinça onde se alojam as pastilhas que se comprimem contra o disco e efectuam a travagem. Tipos de discos Existem dois tipos de discos, os maciços e os ventilados (Fig. 4.9). Os discos maciços são os mais usualmente utilizados visto satisfazerem as exigências de travagem normais.
  • 31. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.8 Tipos de Travões Os discos ventilados são montados em veículos com grandes solicitações de travagem (mais potentes) visto disporem de condutas de ar interiores que criam um efeito de ventilação e consequente arrefecimento. São normalmente montados apenas nas rodas dianteiras, devido a estas terem de suportar cerca de 75% de potência total de travagem, mas alguns veículos dispõem de discos ventilados nas 4 rodas. Fig.4.9 – 1.Disco do travão maciço 2. Disco de travão ventilado O material utilizado na construção dos discos de travões deve possuir uma boa condutibilidade térmica, uma elevada resistência ao aparecimento de fissuras de origem térmica e à corrosão, uma boa resistência mecânica e uma boa homogeneidade. Actualmente junta-se o aço ao cromo para obter uma alta resistência às fissuras e à corrosão, para além disso o cromo proporciona um bom acabamento às superfícies de atrito em contacto. Neste tipo de travão, o disco é submetido em ambas as faces a forças iguais, evitando assim o empeno do disco e o desgaste irregular das pastilhas. Este equilíbrio de forças pode ser obtido através de três tipos de pinças: Pinça fixa Pinça flutuante Pinça deslizante
  • 32. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.9 Tipos de Travões Pinça fixa O sistema de travagem com pinça fixa (Fig. 4.10) já prati- camente não se utiliza nos mo- dernos veículos ligeiros. Este tipo de pinça possui êmbolos de ambos os lados do disco. Com o accionamento do tra- vão, o circuito hidráulico exer- ce pressão sobre os êmbolos, deslocando-os de encontro ao disco com pressões de contac- to iguais. Pinça flutuante Estas pinças apenas possuem êmbolos de um dos lados. Quando o pedal de travão é ac- cionado, o êmbolo vai actuar a pastilha de encontro ao disco; por reacção, o corpo da pinça desloca-se no sentido con- trário, comprimindo também a pastilha existente no lado contrário ao do êmbolo contra o disco, como mostra a figura 4.11, em que: Pinça deslizante Estas são as pinças (Fig. 4.12) mais usualmente utilizadas nos veículos ligeiros. Trata-se de um aperfeiçoamento da pinça flutuante do travão de disco, com uma profundidade de montagem muito limitada no aro da roda. Diferenciam-se das anteriores porque nem todo o conjunto se desloca. A pinça é constituída pelo alojamento do pistão e pelo suporte do alojamento do pistão, também são fabricados alojamentos de pistão com pistões duplos. A - Pinça fixa montada. B - Princípio de funcionamento da pinça fixa. Fig.4.10 - Pinça fixa do travão de disco A - Travão de disco com pinça flutuante montada B - Principio de funcionamento Fig. 4.11 Pinça flutuante do travão de disco
  • 33. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.10 Tipos de Travões 1. Tampa de protecção ; 2. Perno guia; 3. Alojamento do pistão; 4. Vedante do pistão 5. Pistão; 6. Guarda-pó; 7. Pino de fixação; 8. Suporte do alojamento do pistão; 9. Calços do travão; 10. Abraçadeira elástica. Fig.4.12 - Vista explodida de uma pinça deslizante O suporte do alojamento está montado no suporte da manga de eixo (travões das rodas dianteiras) ou na manga de eixo (travões das rodas traseiras) e aloja os calços dos travões. A fixação do alojamento do pistão no suporte é feita por meio de pinos de fixação. No momento do accionamento do travão, o óleo entra no cilindro do alojamento e empurra o pistão contra o calço interior que por sua vez vai contra o travão de disco em rotação. Esta pressão provocada pelo óleo age não só sobre o pistão, mas também sobre a base do cilindro e desta forma o alojamento do pistão desliza simultaneamente sobre o perno-guia na direcção inversa, enquanto o calço exterior se desloca com a mesma força no sentido do disco do travão, partindo do lado da rua. Quando o travão é solto, a folga entre as pastilhas e os discos é reconstituída por meio da força de retrocesso do anel vedante do pistão.
  • 34. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.11 Tipos de Travões 1. Perno-guia 2. Pressão hidráulica 3. Calço interior do travão 4. Travão de disco 5. Calço exterior do travão 6. Anel vedante do pistão 7. Alojamento do pistão 8. Pistão. Fig.4.13 - Principio de funcionamento da pinça deslizante Sistema de regulação da folga entre as pastilhas e os discos Quando o condutor pisa o pedal de travão, a bomba envia óleo contra o pistão das pinças, empurrando-o de encontro às pastilhas que efectuam a travagem. Quando o condutor solta o pedal de travão, a pressão no pistão cessa e a recuperação das pastilhas é feita pelo vedante do pistão que, uma vez deformado, volta à sua posição de repouso, arrastando consigo o pistão da bomba. No entanto, as pastilhas ficam sempre a roçar ligeiramente no disco. Desta forma, quando se volta a pisar o pedal, produz-se imediatamente uma força de travagem pelo que não necessita de um mecanismo de regulação para aproximar as pastilhas do disco. A título demonstrativo estão representados nas figuras 4.14 e 4.15, respectivamente um esquema de uma pinça com 6 pistões usada na competição automóvel, nomeadamente nos stock cars e de uma pinça com 4 pistões.
  • 35. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.12 Tipos de Travões Fig. 4.14 Fig. 4.15
  • 36. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.13 Tipos de Travões Vantagens e desvantagens De todas estas características podemos deduzir que os travões de disco apresentam algumas vantagens em relação aos travões de tambor. No entanto, dado que nas rodas traseiras o esforço de travagem é menor e o travão de mão actua nessas rodas, ainda se adopta frequentemente travões de tambor nas rodas traseiras. As vantagens do travão de disco são: O equilíbrio das pressões em ambas as faces do disco suprime toda a re- acção sobre os eixos do veículo; A dilatação do disco devido ao aumento de temperatura, tende a diminuir a folga entre o disco e as pastilhas; O disco encontra-se ao ar livre, logo, o arrefecimento é facilitado; Menor peso total, em alguns casos muito significativo; Maior facilidade de substituição das pastilhas. Apesar de ter muitas vantagens também apresenta algumas desvantagens: Menor eficácia de travagem, para o mesmo diâmetro, devido às menores superfícies de travagem. Esta desvantagem é eliminada com a utilização de êmbolos de maiores dimensões ou em maior número e discos de maior di- âmetro; Nível de ruído mais elevado, dado que, sendo as pressões aplicadas supe- riores, implica a utilização de materiais mais duros.
  • 37. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.14 Tipos de Travões 4.3 - TRAVÕES DE ESTACIONAMENTO O travão de estacionamento é um sistema totalmente independente dos anteriores e actua normalmente nas rodas traseiras mediante um conjunto de alavancas tirantes e cabos de aço. É utilizado quando se deseja imobilizar o veículo por algum tempo, visto que, sendo um sistema totalmente mecânico, não necessita de pressão hidráulica para actuar. Pode também ser utilizado como travão de emergência se o sistema de travagem normal falhar. São três os tipos de travão de estacionamento normalmente instalados nos veículos actuais: Travões de tambor Travões de disco Travões de disco combinados com travões de tambor Travão de estacionamento aplicado a travões de tambor É composto essencialmente por (Fig. 4.16): Uma alavanca de comando Cabos dianteiros, cabos traseiros Compensador Alavanca oscilante do travão de estacionamento junto à pastilha traseira do travão. Interruptor das luzes avisadoras de travão de estacionamento accionado.
  • 38. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.15 Tipos de Travões Na maioria dos veículos, o registo deste tipo de travão é manual, directamente no cabo traseiro ou no cabo do compensador, por meio de um dispositivo de ajuste. 1. Alavanca de comando do travão de estacionamento; 2. Interruptor das luzes avisado- ras; 3. Cabo dianteiro; 4. Compensador; 5. Batente; 6. Cabos traseiros; 7. Travões de tambor; 8. Pastilha traseira; 9. Alavanca oscilante; 10. Porca de ajuste da alavanca; 11. Êmbolo de afinação (exemplo 1) ; 12. Pino de fixação; 13. Casquilho de afinação (exemplo 2) ; 14. Manga de afinação (exemplo 3). Fig. 4.16 - Sistema de travão de estacionamento aplicado a travões de tambor Ao puxar a alavanca de comando, o interruptor avisador solta-se acendendo desta forma a luz avisadora de travão de estacionamento accionado, no painel. Igualmente, o cabo dianteiro puxa os dois cabos traseiros que actuam cada um deles sobre a alavanca oscilante de cada tambor traseiro, ficando desta forma o veículo travado, uma vez que a alavanca de comando possui um segmento dentado que fixa a sua posição mantendo o carro travado até nova intervenção do condutor sobre a alavanca, para o destravar.
  • 39. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.16 Tipos de Travões Travão de estacionamento aplicado a travões de disco O travão de disco com pinça deslizante do eixo traseiro reúne num só conjunto o travão de pé hidráulico e o travão de estacionamento mecânico. O funcionamento do travão de pé é idêntico ao funcionamento da versão com pinça deslizante; no que diz respeito ao accionamento mecânico do travão de estacionamento, a pinça está equipada com uma alavanca móvel com um eixo, quando o travão de estacionamento é accionado, a alavanca age através do eixo e de um excêntrico sobre o parafuso de afinação do pistão e este pressiona o calço interior do travão contra o disco do travão, vencendo a pressão das anilhas de mola. Através do alojamento do pistão móvel, também o calço exterior é pressionado contra o disco do travão. 1 – Alavanca móvel 2 – Pistão 3 – Parafuso de afinação 4 – Anilhas de mola 5 – Excêntrico Fig.4.17 - Travão de estacionamento integrado na pinça deslizante de um travão de disco
  • 40. Sistemas de Travagem Hidráulicos 4.17 Tipos de Travões Travão de estacionamento aplicado a travões de disco combina- dos com travões de tambor Neste caso, pouco utilizado, o disco do travão e o tambor constituem uma unidade, o accionamento do travão de pé hidráulico é feito por meio de uma pinça fixa. O accionamento do travão de estacionamento de tambor é feito por meio de um cabo e de uma alavanca oscilante, como anteriormente descrito para o travão de tambor. A figura 4.18 mostra um travão combinado de disco e tambor. Fig. 4.18 – 1.Unidade do travão de disco/tambor 2. Pinça desli- zante do travão de pé 3. Calços do travão de estacio- namento.
  • 41. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.1 Bombas 5 – BOMBAS 5.1 – BOMBAS PRINCIPAIS DO TRAVÃO A bomba de travões principal tem como função primária proporcionar a devida pressão de funcionamento ao circuito para o óleo poder actuar os êmbolos dos travões e, ainda, a de diminuir instantaneamente a pressão no circuito ao soltar o pedal de travão. Asbombasdetravõeshojemaisusualmenteutilizadaspossuemcircuitosedepósitosindependentes para assegurar a travagem do veículo no caso de falha de um dos circuitos. No caso de as bombas apenas possuírem um circuito, se houvesse uma fuga de óleo, a travagem através do pedal de travão estaria irremediavelmente comprometida e teria de se utilizar o travão de mão. Com circuitos independentes, no caso de falha de um dos circuitos, o outro assegura a travagem, embora não sendo tão eficaz. Estes circuitos podem actuar de diferentes formas: Circuito primário Circuito secundário Rodas dianteiras Rodas traseiras Roda dianteira esquerda Roda traseira direita Roda dianteira direita Roda traseira esquerda Roda dianteira direita Roda traseira esquerda Roda dianteira esquerda Roda traseira direita 4 Rodas Rodas dianteiras Bomba principal de travão de circuito único A figura 5.1 mostra uma bomba principal de travão de um cilindro. Esta é composta por um cilindro (1) dentro do qual se encontra um pistão oco (2) que forma uma câmara de compensação (B) e está solidário a uma biela de comando (3). A parte superior do cilindro comunica com um depósito (4) através de um orifício de alimentação (5) e de um orifício de dilatação (6).
  • 42. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.2 Bombas No extremo oposto ao comando encontra-se um orifício (7), ligado ao circuito de alimentação dos travões, que é regulado pela válvula de duplo efeito (8) mantida na sua sede através da mola (9) em que no outro extremo se encontra um batente (10) contra o pistão. O pistão tem pequenos furos que permitem a comunicação entre os compartimentos (A) e (B) e no extremo da biela uma junta de estanquicidade (12). Fig. 5.1 Em repouso, o orifício de dilatação está aberto e a biela (3) não está em contacto com o pistão, entre o extremo da biela (3) e do pistão (2) deve existir um espaço livre (a) de 1 mm no mínimo. Quando o condutor acciona o pedal, a biela entra em contacto com o pistão empurrando-o para a esquerda. O curso morto dura até ao momento em que o orifício (6) é fechado. Continuando o seu movimento para a esquerda, o pistão pressiona o óleo nas tubagens que o vai deslocar os êmbolos das bombas das rodas, através da válvula (8). Durante o movimento de aproximação, a pressão em (A) é ligeiramente superior à tensão da mola (9). Quando os calços entram em contacto com os discos ou com os tambores, a pressão cresce e é exercida a força de travagem.
  • 43. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.3 Bombas Quando o condutor tira o pé do pedal do travão, o pistão da bomba volta imediatamente para a sua posição de repouso devido à acção da mola (9). Cria-se uma depressão no compartimento (A), devido à passagem pelos orifícios do pistão e à volta do mesmo, de uma parte do óleo contido no compartimento (B). No final do curso, o pistão põe a descoberto o orifício (6), a mola (9) está regulada de maneira tal que provoca nas canalizações uma pressão residual na ordem dos 0,7 a 0,9 bar com a finalidade de evitar qualquer entrada de ar no circuito de travagem. Bomba principal de travão de dois circuitos A figura 5.2 representa os vários componentes de uma bomba principal do travão de dois circuitos: 1. Depósito de expansão do óleo dos travões; 2. Retentor secundário; 3. Retentor de vácuo; 4 . Mola de compressão; 5. Retentor de mola; 6. Retentor principal; 7. Anilha de enchimento; 8. Pistão intermédio; 9. Retentor de separação; 10. Mola de compressão; 11. Anel vedante; 12. Parafuso ba- tente; 13. Manga batente; 14. Parafuso de união; 15. Anilha batente; 16. Anel intermédio; 17. Anel de freio 18. Biela do pistão. Fig. 5.2 - Representação geral de uma bomba principal de travão de dois circuitos
  • 44. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.4 Bombas Na posição de repouso da bomba principal do travão de dois circuitos (Fig. 5.3), o óleo encontra-se distribuído entre os orifícios de compensação, os orifícios de retorno e as câmaras de pressão. O óleo dos travões não está sob pressão. Quando o pedal do travão é actuado pelo condutor (Fig. 5.4), a biela do pistão é deslocada no sentido do pistão intermédio. O retentor principal passa pelo orifício de compensação e fecha a câmara de pressão do circuito de travões 1. O óleo de travões fica sob pressão. 1. Câmara de pressão do circuito de travões; 2. Pistão intermédio; 3. Orifício de com- pensação; 4. Câmara de pressão do circuito de travões; 5. Biela do pistão. Fig. 5.3 Ambos os circuitos dos travões em repouso Essa pressão a que fica sujeito o óleo dos travões, actua sobre o pistão intermédio e empurra-o também para a direita. Depois do retentor principal do pistão intermédio passar pelo orifício de compensação, é estabelecida a mesma relação de pressão em ambas as câmaras de pressão (circuito de travões 1 e circuito de travões 2).
  • 45. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.5 Bombas 1. Câmara de pressão do circuito de travões; 2. Pistão intermédio; 3. Orifício de compensação; 4. Câmara de pressão do circuito de tra- vões; 5. Biela do pistão. Fig.5.4 – Accionamento de ambos os circuitos dos travões Este tipo de bomba permite accionar um dos circuitos de travagem, no caso de avaria do outro, garantindo a travagem a viatura, embora em condições um pouco mais difíceis. No caso de uma avaria no circuito de travões 1 (Fig. 5.5), ao pressionar o pedal do travão, a biela do pistão desloca- se para a esquerda. Devido à fuga existente no circuito 1, o óleo deste circuito de travões não pode ser submetido a pressão. A força muscular exercida sobre o pedal do travão pelo condutor, é então mecanicamente transmitida pela biela do pistão ao pistão intermédio. O circuito de travões 2 permanece assim operacional. 1. Circuito de travões 2. Pistão intermédio 3. Circuito de travões 4. Biela do pistão. Fig. 5.5 Avaria no circuito de travões 1
  • 46. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.6 Bombas No caso de se verificar uma fuga no circuito de travões 2 (Fig. 5.6), não é possível criar pressão sobre o óleo dos travões deste circuito ao ser pressionado o pedal do travão. O circuito de travões 1 permanece plenamente operacional. De notar que em caso de avaria de um dos circuitos de travagem, o curso do pedal dos travões torna-se mais longo e a distância de travagem aumenta notoriamente. 1. Circuito de travões 2. Circuito de travões Fig. 5.6 Avaria no circuito de travões 2 5.2 – BOMBAS DOS TRAVÕES DAS RODAS A função das bombas dos travões das rodas é transmitir às maxilas dos travões a pressão criada na bomba principal do travão de dois circuitos. Este tipo de bombas poderá ser de simples ou de duplo efeito, sendo estas últimas aquelas que possuem dois pistões que accionam as duas maxilas, no caso dos travões de tambor. As bombas dos travões das rodas simples são usadas em alguns tipos de travões de tambor como o da figura 4.6 do capítulo 4 deste módulo, bem como nos travões de disco, estando incorporadas nos jogos de pinças. No caso dos travões traseiros de tambor, actualmente são usadas quase exclusivamente as de duplo efeito e é sobre estas que vamos debruçar o nosso estudo. Bombas dos travões das rodas de duplo efeito Este tipo de bombas são compostas por dois pistões opostos (1) de igual diâmetro (Fig. 5.7) ou de diâmetros diferentes (Fig. 5.8). A estanquecidade consegue-se através de retentores (2) aplicados contra os pistões devido ao efeito de uma mola (3).
  • 47. Sistemas de Travagem Hidráulicos 5.7 Bombas Na parte superior do cilindro da bomba encontra-se um orifício obturável (4) que permite evacuar o ar especialmente depois do enchimento do circuito de travões, permitindo assim a sua sangragem. Durante a travagem, o óleo injectado pela bomba principal para as bombas das rodas provoca a separação dos pistões destas ultimas, que por sua vez vão actuar sobre os calços dos travões através da peça (5). As extremidades do cilindro estão protegidas com borrachas guarda-pó (6). 1. Pistões 2. Retentores 3. Mola 4. Parafuso de purga 5. Hastes 6. Borrachas guarda-pó Fig. 5.7 Bombas dos travões das rodas com pistões de igual diâmetro Fig. 5.8 Bombas dos travões das rodas de pistões com diâmetros diferentes
  • 48. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.1 Servofreios 6 - SERVOFREIOS A missão do servofreio é facilitar a acção de travagem, permitindo que para uma certa intensidade de travagem requerida, o condutor tenha de desenvolver um menor esforço sobre o pedal de travão. Os servofreios têm vindo a ser utilizados em casos em que o esforço exigível ao condutor para travar o veículo ultrapassa o aceitável, o que se passa quando o peso total em carga do veículo ultrapassa um certo valor, ou então em veículos ligeiros equipados com travões não muito eficazes mas de grande estabilidade. O servofreio está fixo a um suporte na antepara do compartimento do motor e encontra-se ligado ao pedal do travão por meio da haste de accionamento do diafragma. A bomba principal do travão de dois circuitos está aparafusada ao servofreio. O principio de funcionamento normal dos servofreios é por diferença de pressão de ar, que poderá ser uma fonte de vácuo ou uma fonte de ar comprimido, neste segundo caso o ar é fornecido por um compressor accionado pelo motor da viatura ou por um motor eléctrico, situação usada especialmente em veículos pesados. No entanto nos veículos ligeiros, a alimentação do servofreio é feita através da depressão criada pelo motor ou então através de uma bomba de vácuo. Nos veículos a gasolina, a depressão necessária para o funcionamento do servofreio é retirada do colector de admissão, enquanto que nos veículos Diesel, como não existe uma depressão significativa no colector de admissão, é necessária uma bomba de vácuo para o accionamento do servofreio. Nos automóveis utilizam-se fundamentalmente dois tipos de servofreios. O Mastervac, colocado entre o pedal e a bomba principal, e o Hidrovac, colocado entre a bomba principal e as bombas dos travões das rodas. Nenhum dos tipos de servofreio apresenta vantagens em relação ao outro, sendo a sua aplicação decidida exclusivamente devido a efeitos de construção. Princípios físicos do funcionamento dos servofreios Consideremos, figura 6.1, um cilindro (1) contendo um pistão (2) e uma mola (3) O pistão divide o cilindro em duas câmaras A e B, representando por P1 e P2 as pressões do ar em cada uma das câmaras, por S a superfície do pistão e por T a tensão da mola, suponhamos que P1 é superior a P2, a força F desenvolvida pelo dispositivo é S x (P1 - P2) – T é portanto função da diferença de pressões sobre as duas faces do pistão.
  • 49. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.2 Servofreios Fig. 6.1 Principio de funcionamento dos servofreios No que diz respeito à pressão do ar, existem os servofreios de depressão ou vácuo, e os servofreios de pressão, consoante o valor da pressão esteja compreendido entre a pressão atmosférica e uma pressão inferior, ou entre a pressão atmosférica e uma pressão superior. Do ponto de vista do seu funcionamento, distinguem-se os servofreios nos quais os compartimentos A e B estão à pressão atmosférica com o servofreio em repouso, nos quais a travagem se consegue diminuindo ou aumentando a pressão num dos compartimentos e os servofreios nos quais os compartimentos A e B estão em repouso, sob pressão ou em depressão. Nestes, a travagem consegue-se aumentando a pressão do ar num dos compartimentos no caso destes estarem em depressão e diminuindo a pressão do ar num dos compartimentos no caso destes estarem sob pressão. Existem portanto, quatro tipos de servofreios nos quais a evolução da pressão no compartimento activo A está indicada na tabela seguinte (Fig. 6.2) e esquematizada na figura 6.3. Tipo Pressão em repouso Pressão em travagem A em depres- são I. Aspiração II. Entrada de ar P=1 P >1 P<1 P >1 A sob pressão III. Admissão IV. Escape P=1 P >1 P>1 P=1 Tab 6.1
  • 50. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.3 Servofreios Fig. 6.3 Esquematização dos vários tipos de actuação de um servofreio Servofreio do tipo I: Em repouso o compartimento B está permanentemente em comunicação com a atmosfera o que também acontece com o compartimento A, graças ao distribuidor D, durante a travagem, o distribuidor isola A do ar atmosférico e seguidamente, põe-no em comunicação com o vácuo (Fig. 6.4). Servofreio do tipo II : Em repouso o compartimento B está permanentemente em comunicação com o vácuo (pressão inferior à atmosférica), bem como o compartimento A, graças ao distribuidor D, durante a travagem, o distribuidor isola A da fonte de vácuo e põe-no imediatamente em comunicação com o ar atmosférico (Fig. 6.5). Fig. 6.4 Fig. 6.5
  • 51. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.4 Servofreios Servofreio do tipo III: Em repouso o compartimento B está em permanente comunicação com o ar atmosférico, assim como o compartimento A graças ao distribuidor D, durante a travagem, o distribuidor isola A do ar atmosférico e põe-no imediatamente em comunicação com a fonte de ar comprimido (Fig. 6.6). Servofreio do tipo IV : Em repouso o compartimento B está permanentemente em comunicação com o ar comprimido, bem como o compartimento A graças ao distribuidor D. Durante a travagem, o distribuidor isola A do ar comprimido e põe-no imediatamente em comunicação com o ar atmosférico (Fig. 6.7). Fig. 6.4 Fig. 6.5 Servofreio Mastervac Quando as características construtivas do veículo o permitem, instala-se um servofreio deste tipo acoplado à bomba. A figura 6.8 ilustra a constituição de um servofreio Mastervac.
  • 52. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.5 Servofreios 1. Diafragma ; 2. Conduta de vácuo; 3. Válvula de disco; 4. Conduta de ar do exte- rior; 5. Filtro do ar do exterior (pressão atmosférica) ; 6. Câmara de actuação ; 7. Câmara da bomba ; 8. Câmara de vácuo; 9. Mola de compressão; 10. Conduta de vácuo; 11. Pedal do travão Fig. 6.8 Servofreio Mastervac Funcionamento Com o travão não actuado (Fig. 6.9 A), a conduta de ar do exte- rior (4) está fechada e a câmara de vácuo (8) está ligada à câ- mara de actuação (6) por meio da válvula de disco aberta (3). A mesma pressão existe de am- bos os lados do diafragma (1), a mola de compressão mantém o diafragma (1) na sua posição de partida. Fig.6.9 – Funcionamento de um servofreio Mastervac
  • 53. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.6 Servofreios Quando o pedal do travão é pressionado (Fig. 6.9 B) (11) a conduta de vácuo (2) entre a câmara de vácuo (8) e a câmara de actuação (6) é fechada. Durante a progressão do movimento abre-se a conduta de ar do exterior (4) e a pressão antes do diafragma (1) começa a aumentar na câmara de actuação (6). Devido ao vácuo existente na câmara de vácuo (8) e à pressão atmosférica existente na câmara de actuação (6), é criada uma diferença de pressão, que acentua a pressão exercida pelo pé em direcção à bomba principal do travão. Qualquer variação mínima da força muscular exercida pelo pé sobre o pedal do travão (11) causa um aumento ou uma diminuição da diferença de pressão entre os dois lados do diafragma (1). Na posição de travagem a fundo, a diferença de pressão (vácuo/pressão atmosférica) que age sobre o diafragma atinge valores máximos. Assim, consegue-se alcança a maior assistência possível. A Posição de travão não actuado B Posição de travagem a fundo 1. Diafragma 2. Conduta de vácuo 3. Válvula de disco 4. Conduta de ar do exterior 5. Filtro do ar do exterior (pressão atmosférica) 6. Câmara de actuação 7. Câmara da bomba 8. Câmara de vácuo 9. Mola de compressão 10. Conduta de vácuo 11. Pedal do travão. Fig.6.9 O vácuo provém do sistema de admissão nos motores a gasolina e da bomba de vácuo nos motores Diesel.
  • 54. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.7 Servofreios No interior da conduta de vácuo (10) existe uma válvula unidireccional que impede a fuga de vácuo do servofreio, tornando possível com o motor desligado efectuar 3 a 5 travagens. Esta válvula também evita que os vapores de gasolina cheguem ao diafragma do servofreio, destruindo-o ou danificando-o. Servofreio Hidrovac Este tipo de servofreio (Fig. 6.10) é composto por um cilindro (1) provido de um pistão (2), em que a biela (3) acciona no seu extremo (4) um cilindro secundário (5) unido às bombas dos travões das rodas pela canalização (6). O distribuidor é constituído por uma membrana (7) unida a um pistão (8) que, através de (9), está submetido à pressão hidráulica do cilindro primário sobre o qual actua o comando dos travões e uma válvula (10). Em repouso, os compartimentos A e B do cilindro estão ambos em vácuo através da canalização (11), devido à acção da mola (12) o pistão ocupa a posição o mais à esquerda possível bem como o pistão (13) do cilindro secundário. Quando o condutor actua o pedal do travão, a pressão hidráulica é transmitida do cilindro primário para o cilindro secundário e actua directamente sobre os travões através da canalização (6) e sobre o pistão B. A membrana (7) desloca-se para a direita contra a válvula (10) e isola o compartimento A da fonte de vácuo. Seguidamente, a válvula (10) é empurrada para a direita e coloca em comunicação o compartimento A com o ar atmosférico através da canalização (14), que possui um filtro de ar. O pistão (3) desloca-se para a direita e empurra o pistão (13), a pressão na canalização (6) é devida à acção da extremidade (4) sobre o pistão (13) e à pressão do óleo no cilindro primário que se transmite através da canalização. Quando o pistão (13) se coloca à direita, o volume V no cilindro secundário aumenta e a pressão sobre o pistão (8) diminui, a menos que esta diminuição não seja compensada por uma acção suplementar do condutor sobre o pedal. Por consequência, se o condutor mantém invariável a sua acção sobre o pedal, a membrana (7), empurrada pela mola da válvula, desloca-se lentamente para a esquerda e fecha a entrada de ar atmosférico em (14). O pistão (3) imobiliza-se diminuindo assim a pressão no cilindro secundário, neste momento o sistema está em equilíbrio e toda a redução ou aumento da eficácia de travagem não pode ser outra se não aquela devida à redução ou ao aumento do esforço exercido pelo condutor. A acção do servofreio é então sempre proporcional à do condutor.
  • 55. Sistemas de Travagem Hidráulicos 6.8 Servofreios Fig. 6.10 - Esquema representativo do funcionamento de um servofreio Hidrovac No caso de falha dos servofreios, a travagem não está impedida de ser efectuada porque o servofreio não interrompe em nenhum instante a transmissão de forças ou a passagem de óleo no circuito. Senão, vejamos: No servofreio Mastervac, o contacto entre o pedal do travão e o êmbolo da bomba é constante através de sucessivas hastes e êmbolos. No servofreio Hidrovac, a passagem de óleo também está sempre assegu- rada dado que, em caso de avaria, a mola de recuperação empurra o pistão (2) para a esquerda. No entanto, apesar de mecanicamente ser possível efectuar a travagem, já não o é, ou torna-se muito difícil, no contexto físico, visto que seria necessária uma força extraordinária aplicada pelas pernas do condutor no pedal.
  • 56. Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.1 Limitadores e Reguladores de Travagem 7 – LIMITADORES E REGULADORES DE TRAVAGEM Quando se trava um veículo, a maior parte do peso do veículo transfere-se para o eixo dianteiro, deixando o eixo traseiro com menos aderência. Por esta razão, a força de travagem não deve ser de igual intensidade em ambos os eixos. Ainda que se utilizem pistões das bombas das rodas de maiores dimensões, torna-se necessário utilizar reguladores de travagem que corrijam a pressão aplicada nesses pistões, bem como limitadores dessa mesma pressão. O regulador ideal anularia todo o risco de bloqueio das rodas, permitindo ainda obter o maior índice de desaceleração. Dependendo da sua estrutura funcional, os reguladores e limitadores de travagem realizam funções diferentes, podendo ser classificados em dois grandes grupos: Os que actuam em função da desaceleração. Os que actuam em função da carga do veículo (mais utilizados em veículos de mercadorias). No caso de reguladores ou limitadores da pressão de travagem que actuem em função da desaceleração, a modificação da pressão pode ser conseguida mediante uma esfera colocada sobre um plano inclinado ou pode ser realizada mediante uma massa suspensa, cuja posição varia segundo o valor da desaceleração. No caso de reguladores ou limitadores da pressão de travagem que actuem em função da carga do veículo, podem-se utilizar as variações de distância entre o chassi e o eixo devidas à carga. De seguida vamos apresentar alguns exemplos de equipamentos deste tipo que são montados nos veículos actuais. Válvula de repartição da carga Na maior parte dos casos, este tipo de válvulas são montadas directamente no eixo traseiro dos veículos. Encontram-se fixadas no painel do piso do veículo e ligadas ao corpo do eixo por meio de alavancas e hastes de accionamento. No caso de veículos com distribuição de circuitos de travões do tipo eixo dianteiro/eixo traseiro, é suficiente um simples regulador da força de travagem.
  • 57. Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.2 Limitadores e Reguladores de Travagem Em veículos com distribuição diagonal do sistema de travões é montada uma válvula de repartição da carga com duas unidades de controlo separadas mas idênticas ou então são montadas paralelamente, no mesmo alojamento, duas unidades de controlo idênticas. A figura 7.1 mostra estes dois tipos de montagens. 1.Unidade(s) de controlo; 2. Alavanca de apoio exterior; 3.Alavanca/haste(s) de accionamento; 4. Parafuso de afinação; 5. Mola de tensão (A) ou mola de compressão (B) e 6. Corpo do eixo. Fig. 7.1 A. Duas unidades de controlo separadas B. Duas unidades de controlo num único alojamento. As unidades de controlo da válvula funcionam hi- dráulica e independentemente uma da outra. O princípio de funcionamento de uma válvula de re- partição de carga consiste em cada uma das uni- dades de controlo reduzir a pressão de travagem dos travões das rodas traseiras, a pressão de comutação é controlada de forma variável, em fun- ção do estado de carga do eixo traseiro, por meio de uma alavanca exterior (2) (Fig. 7.2 ) e de uma mola de tensão ou de compressão (5). Fig. 7.2 - Principio de funcionamento de uma válvula de repartição de carga
  • 58. Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.3 Limitadores e Reguladores de Travagem Válvula reguladora da pressão Esta válvula é um regulador da pressão de travagem com um ponto de comutação determinado com rosca e é, na maior parte das vezes, aparafusada directamente na ligação roscada de saída para os travões das rodas traseiras na bomba principal do travão de dois circuitos (não obstante, pode também ser montada em qualquer outro local do sistema). No caso de uma distribuição diagonal dos circuitos de travões, é montada em ambos os circuitos uma válvula reguladora da pressão para o eixo traseiro. A fim de evitar confusão, as roscas das válvulas são de diâmetros diferentes (Fig. 7.3). A pressão de comutação a partir da qual é activada a acção da válvula é determinada por meio de uma mola de compressão integrada, que actua sobre o pistão de controlo. Em caso de ultrapassagem da pressão de comutação, é reduzida a pressão do óleo que atinge os travões das rodas traseiras. Funcionamento Na posição inicial, o pistão de controlo (11) (Fig. 7.4) é deslocado para a direita contra a união aparafusada (14) por influência da força da mola de compressão (9). A sede da válvula é pressionada também pela força da mola de compressão (4) contra o disco de aço. Nesta válvula, as pressões de entrada (1) e de saída (13) são idênticas até ser alcançada a pressão de comutação. 1. Válvula de um dos circuitos de travões (rosca de 12 mm) 2. Válvula de um dos circuitos de travões (rosca de 10 mm) Fig. 7.3 - Válvula reguladora da pressão do travão
  • 59. Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.4 Limitadores e Reguladores de Travagem 1. Pressão de entrada 2. Alojamento 3. Sede da válvula 4. Mola de compressão 5. Disco de aço 6. Anel vedante 7. Manga-guia 8. Manga espaçadora 9. Mola de compressão 10. Anilha de localização 11. Pistão de controlo 12. União aparafusada 13. Pressão de saí- da. Fig.7.4 - Posição inicial Na posição inicial e no início do accionamento dos travões, a pressão do óleo dos travões gerada na bomba principal do travão actua de forma não controlada sobre os cilindros dos travões das rodas por meio das passagens na sede da válvula (2) e do orifício do pistão de controlo (3). Se a pressão de entrada (1) continua a aumentar, a pressão de saída (4) é reduzida numa determinada proporção em relação à pressão de entrada (1). Pouco antes de alcançar a pressão de comuta- ção determinada, o pistão de controlo (11) é comprimido contra a mola de compressão (9), fe- chando assim a passagem entre a sede da vál- vula (3) e o pistão de controlo (11). O aumento posterior da pressão à entrada (1) causa a aber- tura e o fecho da passagem (Fig. 7.5). Com a re- dução de pressão de entrada (1), a válvula limita- dora da pressão de travagem volta à sua posição inicial. 1. Pressão de entrada 2. Sede da válvula 3. Pistão de controlo 4. Pressão de saída (para as bombas dos tra- vões das rodas traseiras) Fig. 7.5 - Vista em corte da válvula reguladora da pressão de travagem em comutação
  • 60. Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.5 Limitadores e Reguladores de Travagem Válvula limitadora da pressão do travão em função da desaceleração As válvulas limitadoras da pressão do travão em função da desaceleração (válvula G), uma por cada circuito de travões, estão montadas no painel do piso antes do eixo traseiro e formam um determinado ângulo com o plano horizontal do veículo (Fig. 7.6). 1. Duas válvulas limitadoras da pressão dos travões 2. Tubagens vindas da bomba principal dos travões 3. Tubagens que levam o óleo para o eixo traseiro 4. Sentido do movimento do veículo. Fig. 7.6 - Local de montagem da válvula limitadora da pressão do travão (válvula G) As válvulas fazem com que, a partir de uma desaceleração de cerca de 0,5 G, a pressão para os travões das rodas traseiras aumente mais lentamente do que a pressão para os travões das rodas dianteiras. O ângulo de montagem pré-estabelecido determina o ponto de actuação das válvulas (início da redução da pressão dos travões para os travões das rodas traseiras). Com o accionamento dos travões, o óleo dos travões passa pela esfera (4) (Fig. 7.7) através do orifício (2) e da anilha de passagem (3), através do orifício (8) para a câmara do pistão e daqui, através do orifício (6), para as bombas dos travões das rodas. Com o aumento da pressão e quando a desaceleração atinge cerca de 0,5 G, a esfera desloca-se pelo plano inclinado, determinado pelo ângulo de montagem diminuindo a secção de passagem do óleo ou mesmo tapando o orifício (8). Começa assim o início da redução da pressão de travagem das rodas traseiras, com a redução da desaceleração (ao soltar o pedal do travão) a esfera rola contra a anilha de passagem (3) voltando tudo à situação inicial.
  • 61. Sistemas de Travagem Hidráulicos 7.6 Limitadores e Reguladores de Travagem 1. Ângulo de montagem; 2. Orifício de entrada; 3. Anilha de passagem; 4. Esfera; 5. Anilha de sangria; 6. Orifício de saída; 7. Pistão; 8. Orifício do pistão; 9. Sentido do movimento Fig.7.7
  • 62. Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.1 Óleos para Travões e Materiais Utilizados 8 - ÓLEOS PARA TRAVÕES E MATERIAIS UTILIZADOS Óleos para travões O líquido utilizado no sistema de travagem accionado hidraulicamente é conhecido por óleo de travões. É ele que desempenha o papel mais importante no accionamento do sistema de travagem e deve garantir o correcto funcionamento dos travões em quaisquer condições. Por esta razão, os óleos de travões utilizados nos automóveis devem possuir características muito específicas e principalmente oferecer uma grande estabilidade às pressões e temperaturas a que estão constantemente submetidos. Actualmente, podemos dividir os óleos de travões emtrêstipos,“LHM”(citröen), que são lubrificantes minerais de muito baixa viscosidade comuns para o sistema de travagem circuitos hidráulicos das suspensões e servo-direcção. Óleos “Convencionais”, formulados com compostos radicais possuindo álcool (glicol) – polietilenoglicol ou polipropilenoglicol; e óleos “Silicones”, fluídos sintéticos a que se adicionam pequenas quantidades de aditivos para limitar a degradação por efeito da temperatura e neutralizar as substâncias corrosivas. Um óleo de travões deve possuir as seguintes características: Possuir uma temperatura de ebulição elevada, normalmente entre 230 e 240ºC; Baixas aptidões higroscópicas, ou seja, baixa capacidade de absorver humi- dade, visto que, se a quantidade de água superar os 3%, a temperatura de ebulição do óleo desce entre 80 a 90ºC, implicando a substituição do liquido. Possuir propriedades anticorrosivas que impeçam reacções químicas entre o óleo e os restantes componentes do circuito. Por esta razão nunca se deve misturar um óleo mineral com outro sintético. Adequada viscosidade de modo a assegurar a vedação de pistões e bombas das rodas. Fluidez nas baixas temperaturas para assegurar a necessária velocidade de resposta do sistema de travagem em qualquer condição ambiental.
  • 63. Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.2 Óleos para Travões e Materiais Utilizados Adequado poder lubrificante para um regular movimento das peças sem provocar desgastes. Compatibilidade e miscibilidade com outros fluídos para travões com as mesmas especificações. Ter baixa toxicidade e irritabilidade. Não ser nocivo para os elastómetros. Resistir à oxidação. Ter boas propriedades dieléctricas. Ser quimicamente estável à mais alta temperatura e inerte face aos outros componentes com que contacta. Os óleos de travões utilizados actualmente apresentam uma ligeira degradação no decurso dos primeiros meses de utilização devido às propriedades higroscópicas que ainda possuem, mas decorrido algum tempo de utilização obtém-se uma estabilização da taxa de humidade, pelo que não se torna necessário proceder a uma troca sistemática de óleo. Quanto à miscibilidade destes diferentes produtos, os produtos à base de glicol não são miscíveis com os restantes lubrificantes (ex: óleos para motor ou para transmissões) nem com os óleos de travões silicones, no entanto são miscíveis entre si independentemente do seu nível de especificação (DOT 3, DOT 4, etc.) Os fabricantes aconselham a troca periódica de óleo sempre que estejam cumpridos 80.000Km ou decorridos 2 anos, dada a função vital de segurança que desempenha o óleo de travões e sobretudo devido à sua perda de propriedades com a absorção de humidade. A tabela da página seguinte indica-nos os valores limites de alguns parâmetros, para três categorias de óleos de travões estabelecidos pela Federal Motor Vehicle Society Standart. Não se encontra referenciada nesta tabela as antigas especificações SAE J1703, norma pouco exigente que deixou de ser utilizada como referencial.
  • 64. Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.3 Óleos para Travões e Materiais Utilizados ESPECIFICAÇÕES Parâmetro Limite de especificações FMVSS 116 (1) (1) DOT3 DOT4 DOT5.1 DOT5 Temperatura mínima de ebulição, ºC 205 230 260 260 Temperatura mínima de ebulição no fluido humidificado, ºC 140 155 180 180 Viscosidade máxima a -40ºC, mm2/s 1500 1800 900 900 Temperatura mínima de vapor lock no fluido tal qual, ºC 200 225 - 255 Temperatura mínima de vapor lock no fluido humidificado, ºC 180 210 - 235 (1) - FMVSS - Federal Motor Vehicle Society Standart DOT – Department of Transportation Materiais de fricção utilizados Actualmente, na fabricação de tambores para facilitar a dispersão do calor e para reduzir o peso não amortecido, dá-se preferência aos tambores de ligas leves, no interior dos quais se monta ou se produz na própria fundição um anel de fricção em ferro fundido cinzento de granulação fina. Dum modo geral, os ferros fundidos utilizados para o fabrico dos anéis internos para os tambores têm as características médias indicadas na tabela da página seguinte. Por vezes, para aumentar as características mecânicas destes anéis, especialmente quando se trata de tambores com grande diâmetro, recorre-se ao ferro fundido, ao níquel, ao cromoníquel e ao ferro fundido esferoidal.
  • 65. Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.4 Óleos para Travões e Materiais Utilizados Composição centesimal Características mecânicas médias C Si Mn S P R kg/mm2 E Tracção kg/mm2 E Compressão kg/mm2 HB Kg/mm2 Peso especif. kg/mm3 3,4 mín. 1,1 1,7 0,6 0,9 0,14 máx. 0,20 26 10000 12000 250 7,5 Para reduzir ao mínimo a folga entre os revestimentos e o tambor, é necessário que o acabamento da superfície interna do anel seja muito rigoroso. É assim possível obter uma acção de travagem eficaz e uniforme, sem se produzirem incómodas vibrações durante a travagem. A superfície exterior do tambor possui quase sempre alhetas de arrefecimento, obtidas no acabamento oficinal ou por fundição. O diâmetro do tambor deve ser escolhido de modo a deixar um espaço suficiente em relação às jantes, para haver uma boa ventilação do próprio tambor e para impedir que o calor se transmita ao pneu. A fabricação de maxilas para os travões de tambor, pode ser por moldagem à pressão da chapa de aço, ou por fundição de aço, ferro fundido ou de ligas leves. Estas últimas são as mais preferidas porque, além da vantagem do menor peso, têm ainda a possibilidade de conferirem ao conjunto tambor-maxila-calço um comportamento quase constante quando varia a temperatura. Com efeito, deve ter-se presente que, durante a travagem, como o material de que são fabricados os calços ou revestimentos de atrito das maxilas é mau condutor de calor, o tambor aquece e dilata-se em grau superior aos calços, daqui resulta que, com o travão a quente, se verificará um curso maior do pedal e se os calços apresentarem grande desgaste, pode acontecer que não se consiga obter a necessária acção de travagem. Se se empregarem maxilas de ligas leves, acontece que a maior dilatação destas últimas quase compensa a do anel de ferro fundido do tambor. Consequentemente, não se verificarão diferenças sensíveis nas folgas quando varia a temperatura e o curso do pedal permanecerá praticamente o mesmo. Uma boa liga leve, à base de alumínio-cobre, muito utilizada no fabrico de maxilas, é a indicada na tabela seguinte.
  • 66. Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.5 Óleos para Travões e Materiais Utilizados Composição centesimal Características mecânicas médias Cu Fe Si Mg Mn Al R kg/mm2 E Compressão kg/mm2 HB Kg/mm2 A % 3,7 4,2 0,5 máx. 0,5 máx. 0,3 0,7 0,1 Rest. 38 42 7250 100 125 14 20 A liga referida é sujeita ao seguinte tratamento térmico: Recozedura completa que abrange um aquecimento a 400 ºC, durante 24 horas, seguido de um arrefecimento lento no forno, até à temperatura de uns 200 ºC. Após a recozedura, esta liga adquire uma boa plasticidade. Com a finalidade de se evitar o rápido desgaste da extremidade do calço que entra em contacto com o pistão de comando e da extremidade que desliza sobre o corpo do cilindro, é necessário aplicar chapas apropriadas de aço duro, cementado e temperado, nas extremidades do calço, especialmente se este for de liga leve. As dimensões da secção transversal devem ser determinadas de modo que o calço, sujeito ao máximo de esforço de travagem, resista com uma larga margem de segurança, sem apresentar grandes cedências elásticas. Por isso, o calço apresenta algumas nervuras e é perfilado de modo a que se aproxime de um sólido com igual resistência à flexão, como se vê na figura 8.1. Os revestimentos de atrito para os travões de tambor são habitualmente constituídos por aglomerados de fibras de amianto (mais tarde substituído por Ferodo, por não ser nocivo à saúde humana), entrançadas com fios ou fragmentos metálicos. A introdução de metais tem a finalidade de aumentar a resistência à tracção do aglomerado, de facilitar a dispersão do calor e de reduzir a chiadeira e o desgaste do tambor. A fabricação de pastilhas para travões de disco, a maioria dos fabricantes fazem pastilhas em três categorias diferentes, macias, médias e duras. A diferença entre as pastilhas macias, médias e duras e suas aplicações, é a seguinte:
  • 67. Sistemas de Travagem Hidráulicos 8.6 Óleos para Travões e Materiais Utilizados 1 – Chapa correspondente ao local de contacto do pistão de comando; 2 – Orifício para a ligação da mola; 3 – Perno sobre o qual actua o excêntrico para o ajuste da folga calço-tambor; 4 – Chapa de apoio e deslizamento sobre o corpo do cilindro de comando. Fig. 8.1 - Calço para travões de tambor Relativamente às pastilhas macias, a sua constituição é apropriada para carros que têm dificuldades em obter uma travagem eficiente a altas temperaturas, geram um bom poder de travagem mas com um tempo de duração muito curto. Este tipo de pastilhas é normalmente usado em carros de peso leve ou em que os travões são pouco solicitados e consegue-se passar longos períodos sem travar. Estas pastilhas desenvolvem a máxima fricção imediatamente após a aplicação dos travões, sem causarem um elevado desgaste dos discos. As pastilhas de dureza média, são concebidas com grande resistência, desgaste razoavelmente baixo e não necessitam da aplicação de excessiva pressão sobre o pedal, para se obter uma travagem eficiente. Este é o tipo de pastilhas mais comum, que se encontram instaladas nos nossos veículos; o coeficiente de atrito é estável mesmo num leque bastante largo de temperaturas, originando uma travagem bastante uniforme. Não provocam grande desgaste dos discos e têm uma duração superior em cerca de 30 a 50%, relativamente às pastilhas macias. As pastilhas duras demoram mais a atingir a sua potência de travagem máxima, porque são concebidas para trabalhar a temperaturas muito elevadas. São normalmente utilizadas em veículos sujeitos com muita frequência a grandes travagens (fortes acelerações seguidas de fortes travagens em curtos espaços em automóveis de modelo desportivos ou veículos de competição). Com estas pastilhas é exigida ao condutor a aplicação de uma maior pressão sobre o pedal para obter uma travagem eficiente.
  • 68. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.1 Manutenção do Sistema de Travagem 9- MANUTENÇÃO DO SISTEMA DE TRAVAGEM 9.1- DIAGNÓSTICO E REPARAÇÃO DE AVARIAS Um condutor de um veículo pode apresentar ao mecânico uma série de defeitos no sistema de travões do seu veículo. No entanto é raro o condutor que saiba exactamente a causa dessa avaria. De seguida apresentam-se as possíveis causas de avaria nos dois tipos de travões, assim como as reparações a efectuar para cada avaria. TRAVÕES DE TAMBOR 1. O pedal do travão chega até ao piso do veículo: isto acontece quando o movimento total do pedal do travão não é suficiente para travar o veículo. Esta situação pode ocorrer quando um dos circuitos de travagem falha, deixando de se exercer força de travagem sobre duas das rodas do veículo. É possível que, neste caso, o condutor continue a conduzir o veículo mesmo com um dos circuitos fora de serviço, o que faz com que a força de travagem resultante da aplicação do pedal do travão a fundo, não seja suficiente para travar o veículo e por consequência a distância de travagem aumenta. Estas anomalias podem ser provocadas por um mau ajuste nos tambores ou nas maxilas dos travões, por calços destas gastos, por entrada de ar no circuito de travões, por falta de óleo de travões ou por deterioração da bomba principal dos travões. 2. Um dos travões está a roçar: isto significa que os calços dos travões não se separam o suficiente do tambor quando o condutor solta o pedal do travão. Esta situação é possível que aconteça devido a um ajuste incorrecto do calço, devido a um tubo do circuito de travagem obstruído, o que faz com que a pressão na bomba da roda não diminua quando o condutor solta o pedal de travão, devido a um pistão que tenha ficado preso no interior de uma das bombas das rodas ou devido à perda de elasticidade de uma das molas de recuperação das maxilas de travão. 3. Todos os travões roçam: quando isto acontece, pode ser devido ao curso insuficiente do pedal dos travões. Neste caso, os pistões das bombas das rodas não conseguem retroceder completamente. Uma situação similar a esta pode acontecer quando se aplica óleo mineral ao sistema de travões. A obstrução do respirador do depósito de óleo dos travões também pode ser a causa do roçar dos travões, uma vez que a pressão dentro do depósito impede o alívio da pressão no circuito de travões.
  • 69. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.2 Manutenção do Sistema de Travagem 4. O veículo desvia-se para um dos lados quando se trava: se isto acontecer significa que a pressão de travagem é mais forte de um lados do veículo. Este desequilíbrio de pressões surge quando, algum dos revestimentos dos travões está embebido em óleo devido a fugas na bomba da roda, quando as maxilas dos travões estão desajustadas ou quando os calços estão desgastados desigualmente, quando as bombas das rodas estão defeituosas ou as tubagens do circuito obstruídas, impedindo uma acção uniforme de travagem em todas as rodas. Poderá ser também devido a um prato de fixação solto ou ao uso de diferentes tipos de calços, a um mau alinhamento do eixo dianteiro ou à rotura de uma mola. 5. Pedal esponjoso: A existência de ar no circuito de travagem é a razão mais provável para que isto aconteça, embora o desgaste dos calços também possa originar o mesmo efeito. O ar pode entrar no sistema se o orifício de respiração estiver obstruído (Fig. 9.1), a existência de ar no seio do óleo origina um vazio parcial no sistema durante o curso de retorno dos pistões da bomba principal dos travões, o que faz com que o ar seja encaminhado para a parte exterior dos pistões, tal como indicam as setas na figura 9.1, entrando assim em todo o circuito de travagem. O ar pode também entrar no sistema se os retentores da bomba principal dos travões tiverem fuga e não mantiverem a pressão no sistema. É muito provável também, que a causa da entrada de ar no sistema seja a insuficiência de óleo de travões na bomba principal, se o nível descer a baixo do orifício de passagem, o sistema hidráulico absorverá ar, quando o pistão avança no processo de travagem. Fig. 9.1 Ar no interior da bomba principal de travões
  • 70. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.3 Manutenção do Sistema de Travagem 6. Pedal demasiado duro: a necessidade de uma excessiva pressão para actuar o pedal pode ser motivada por um inadequado ajuste das maxilas dos travões ou pelo uso de calços inadequados, por vezes, quando os calços estão demasiado húmidos devido por exemplo, a chuva intensa, não travam bem, obrigando o condutor a exercer maior pressão sobre o pedal do travão. Outra causa possível de um mau poder de travagem e consequente endurecimento do pedal do travão, é a excessiva temperatura, depois de uma utilização excessiva dos travões estes aquecem muito, o que reduz fortemente o seu rendimento, por vezes os calços ficam de tal forma danificados que têm de ser substituídos. Por outro lado, os tambores podem ficar com a sua superfície interna de tal maneira polida que provoque uma má travagem, neste caso os tambores terão de ser esmerilados para rectificar este defeito. 7. Travões ruidosos: isto acontece se o desgaste dos calços for tal que estes entrem em contacto com o tambor ou no caso de calços rebitados, a cabeça do rebite entre em contacto com o tambor. 8. Fuga de óleo de travões: pode haver perda de óleo de travões, se a bomba principal dos travões tiver fugas, se existirem fugas nas bombas das rodas ou se as uniões das tubagens estiverem soltas ou deterioradas. Uma causa possível das fugas nas bombas das rodas é a instalação incorrecta das hastes que actuam sobre a extremidade dos calços de travões. Qualquer tipo de fugas, sejam nas bombas das rodas sejam na bomba principal, ou em qualquer outro órgão, obrigam à desmontagem, reparação ou substituição deste componentes. 9. Os travões não realizam a sua afinação automática: esta condição pode dever-se ao parafuso de ajuste estar moído, ou à alavanca de ajuste estar desencaixada da roda dentada ou também a uma instalação incorrecta do elemento tensor. Torna-se necessário desmontar o travão para encontrar e corrigir a avaria. 10.A luz avisadora do painel acende, quando se trava (circuito duplo): isto é sinal de que um ou os dois circuitos de travagem estão em falha. Devem ser examinados ambos os circuitos afim de se detectar a avaria, é perigoso continuar a conduzir nestas condições, mesmo que o veículo esteja a travar, já que só travam metade das rodas. É possível que a válvula reguladora da pressão ou a própria lâmpada de aviso estejam avariadas, bem como o nível de óleo de travões esteja demasiado baixo.
  • 71. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.4 Manutenção do Sistema de Travagem 11.Vibrações no pedal de travão: o principal motivo que origina esta situação é a ovalização dos tambores, que obriga à sua substituição para posterior rectificação. TRAVÕES DE DISCO 1. Curso excessivo do pedal do travão: qualquer motivo que origine um movimento excessivo das pinças origina também um curso excessivo do pedal. Por exemplo, se o disco apresentar um empeno excessivo, obrigará a um maior curso dos pistões nas bombas das rodas quando se aplicam os travões. O empeno do disco pode ser medido com a ajuda de um comparador (Fig. 9.2). As pastilhas deformadas ou desgastadas, um vedante dos pistões deteriorado ou um rolamento da roda solto, podem ser igualmente causa desta avaria. Além disto, a presença de ar nas tubagens, um nível baixo do óleo de travões ou a utilização de óleo não apropriado, são igualmente causas de um pedal de travões esponjoso e de um maior curso deste. Um mau funcionamento do servofreio também origina um aumento excessivo do curso do pedal de travagem. Fig. 9.2 - Medição do empeno de um disco de travão, com um comparador 2. Pedal do travão a vibrar quando se trava: esta situação será provavelmente originada por um excessivo empeno dos discos ou por um rolamento da roda solto.
  • 72. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.5 Manutenção do Sistema de Travagem 3. Excessivo esforço de travagem: é possível que o servofreio tenha um defeito de funcionamento. Para além disto, se as pastilhas estão desgastadas ou têm óleo sobre elas, provocam uma acção de travagem anormal o que leva o condutor a exercer uma elevada pressão sobre o pedal do travão. Quando os pistões das bombas das rodas se encontram presos, é necessário efectuar um maior esforço sobre o pedal do travão. 4. Os travões não se libertam quando o condutor deseja: isto pode significar a existência de algum encravamento na haste do pedal ou um mau funcionamento do servofreio que motive o encravamento dos pistões das pinças. 5. O pedal é actuado até ao fundo sem que a viatura trave: Se as pinças dos travões tenham sido submetidas a intervenções de serviço, é possível que os pistões tenham sido colocados muito recuados dentro das pinças o que origina a falta de travões. Por este motivo depois de qualquer operação de serviço praticada nos travões de disco, deve-se bombear várias vezes o pedal do travão e atestar correctamente o depósito da bomba principal, antes de colocar o veículo em andamento. Este bombear do pedal coloca os pistões na sua posição normal dentro das pinças, evitando assim qualquer falha de travões. Também outras condições podem impedir a acção de travagem quando se pressiona o pedal, como ar no circuito, fugas nos retentores dos pistões das pinças, fugas nos parafusos de sangria, fugas nas uniões das tubagens ou na bomba principal dos travões. Todos estes sintomas cujas possíveis causas estivemos a analisar, são transmitidos pelo condutor do veículo ou então são descobertos pelo mecânico que faz a manutenção ao carro, graças à sua experiência profissional ou graças ao elevado índice de deficiência que esse defeito provoca no normal funcionamento da viatura, que torna obvia a sua existência. No entanto, existem no mercado equipamentos que nos ajudam a avaliar o estado do sistema de travagem em geral de determinada viatura e em particular, avaliar a capacidade de travagem de cada roda e comparar os valores obtidos com os máximos recomendados por lei. Estes tipos de equipamentos facilitam-nos a detecção e o diagnóstico das avarias, levando-nos a actuar exactamente nos locais do sistema de travagem que estão realmente necessitados. Vamos agora analisar um pouco mais pormenorizadamente um destes equipamentos, quer como utilizá-lo quer como interpretar os seus resultados.
  • 73. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.6 Manutenção do Sistema de Travagem Equipamento de diagnóstico do sistema de travões de uma viatura Este tipo de equipamento é normalmente constituído por vários órgãos (Fig. 9.3): - 1 computador. - 1 impressora. - 2 ou 4 pratos de travagem ou rolos de travagem. - 1 teclado. - 1 balança. - 1 comando remoto. - 1 medidor do desvio lateral do carro durante a travagem. - 1 medidor da força sobre o pedal. Fig. 9.3 Aspecto geral de um equipamento de diagnóstico de sistemas de travagem O monitor da máquina apresenta-nos 5 “menus”: um para introdução das características de peso e de valores de desaceleração dos travões de serviço e do travão de estacionamento indicadas pelo construtor do carro em causa (1); outro para testar o travão de estacionamento para carros com este travão a accionar as rodas da frente (2); outro para testar os travões de serviço (3); outro para testar o travão de estacionamento para carros com este travão a accionar as rodas traseiras (4); e outro para mostrar os resultados finais (5) (Fig. 9.4).
  • 74. Sistemas de Travagem Hidráulicos 9.7 Manutenção do Sistema de Travagem Consoante o carro que vamos testar, entramos no menu (1) (Fig. 9.5), introduzimos o peso bruto do veículo ou confirmamos o peso medido pela máquina, bem como os valores da desaceleração para os travões de serviço e para o de estacionamento. No entanto, podemos optar por não introduzir nada neste menu e neste caso a máquina considera o peso que mediu e toma como valores de referência da desaceleração os valores máximos das normas Alemãs. Fig. 9.4 Menu principal Fig. 9.5 Menu número 1 Se quisermos agora testar os travões de serviço, vamos posicionar o carro em frente dos pratos e alinhado com estes, pressionar o número (3) no comando, aparece a palavra DRIVE UP no monitor, de imediato arrancamos e assim que as rodas da frente cheguem aos pratos destas travamos a fundo, no caso da nossa máquina estar equipada com rolos em vez de pratos, coloca- se o carro sobre estes, carrega-se (3), os rolos começam a rodar e assim que a máquina avisar travamos a fundo. Assim que o teste termina, com a imobilização do carro, o monitor mostra os resultados começando primeiro pelo desvio lateral do carro durante a travagem (Fig. 9.6). Este desvio é um fenómeno dinâmico, que só se consegue medir em movimento, o desvio máximo é expresso em metros por quilómetro e está graduado numa escala de 0 a 9 em que todos os valores são aceitáveis até ao 6 m/km e a partir deste exigem intervenção. Fig. 9.6 Desvio lateral Fig. 9.7 Resultados do teste aos travões de serviço