Relatório técnico do subsistema de freios de um projeto BAJA Tucuruí

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE TUCURUÍ
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
EQUIPE BAJA TUCURUI
FREIOS
EVILY CASTRO
JADSON JEAN
JOELITON VEIGA
LUAN XAVIER
ROMÁRIO BRITO
RELATÓRIO DO SUBSISTEMA DE FREIOS
TUCURUÍ
2022

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1 INTRODUÇÃO
Este sistema é responsável por promover controle de velocidade e parada do veículo em
caso de necessidade ou de emergência sendo evidente a necessidade de um bom funcionamento
dele, especialmente quando se trata de segurança. Deve-se ainda buscar estabilidade direcional
e manutenção da dirigibilidade.
2 SISTEMA ADOTADO
O estudo do dimensionamento dos componentes do Sistema foi fundamentado
predominantemente a partir da bibliografia “Brake Design and Safety - Rudoulf Limpert” e
“Uma Introdução Quase Estática de Veículos Automotores – Lauro Nicolazzi” que possibilitou
os cálculos dos esforços de frenagem e posteriormente a seleção de elementos que suprem o
sistema.
Os freios a disco empregados às 4 rodas, foram selecionados por atenderem os requisitos
impostos no regulamento, além de serem compatíveis com o protótipo em termos de dimensão,
manutenção e por atenderem com excelência a todas as expectativas quanto ao bom
funcionamento. Além de proporcionar também eficácia e ter simples construção, o que permite
menor ocupação de espaço e menor massa acrescentada ao veículo. Entre acessórios, peças,
componentes ideais e as limitações financeiras, buscou-se pelos já existentes no mercado que
pudessem suprir aos requisitos do projeto, com exceção do pedal de acionamento freio. Este foi
o único componente do sistema que foi fabricado pela equipe. Projetado de acordo com as
limitações de espaço disponíveis, mas sempre almejando estar dentro das recomendações da
literatura de referência, força requerida na faixa de 400N e curso de máximo valor equivalente
a 80mm e relação de pedal dentro da faixa de 4.0 a 6.5.
Para o acionamento, este é feito através de um sistema hidráulico, que proporciona
amplificação de pressão entre a entrada, no pedal de freio, e a saída, nas pinças, reduzindo o
esforço do piloto para frear o veículo.
3 COMPONENTES DO SISTEMA
3. 1 Cilindro Mestre
O regulamento exige circuitos independentes para permitir a função parcial em um dos
eixos (dianteiro ou traseiro), mesmo que uma parte do sistema vaze ou falhe. Dentre as opções
de construção deste sistema, optou-se por utilizar apenas um cilindro mestre contendo duas

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câmaras internas. Neste cilindro mestre, cada câmara é responsável de forma independente por
alimentar o circuito. Isso economiza espaço para a instalação de todo o conjunto de
acionamento dos freios e elimina a dificuldade de montagem do conjunto no cockpit. É possível
distribuir pressões em proporções diferentes para os eixos dianteiros e traseiros, suprindo os
efeitos da dinâmica veicular de frenagem através do auxílio da válvula reguladora de pressão
(modelo WilWood 260-2419).
Figura 1 – Cilindro Mestre Bosch 12/16 – 3 saídas
Fonte: Autoria Própria
3.2 CIRCÚITOS HIDRÁULICOS
Cilindro mestre com duas câmaras e três saídas, o circuito hidráulico é construído com
duas saídas para o eixo dianteiro e uma saída para o eixo traseiro, divididas em duas saídas
(uma para cada roda). O que configura o circuito de forma “I”. Os tubos que compõem o circuito
entre a câmara do cilindro mestre e as pinças de freio são tubos metálicos utilizados nos
circuitos de freios de automóveis. Isso garante que nenhuma perda de pressão ocorra em
condições difíceis. Os tubos metálicos oferecem grande ductilidade e permitem que os vários
pontos do cockpit sejam conduzidos de forma confortável para a equipe e em conformidade
com os regulamentos.

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Figura 2 – Ilustração dos tubos metálicos utilizados
3.3 PINÇAS E DISCOS DE FREIO
Seguindo a configuração dos circuitos hidráulicos, nas rodas dianteiras usaremos os
discos da motocicleta Honda NXR-Falcon 400 (figura 3), e nas rodas traseiras usaremos um
par de discos da motocicleta Suzuki Bruman 125 (figura 4).
Figura 3 – Modelagem 3D via software SolidWorks do disco Traseiro Brugman 125
Fonte: Autoria Própria

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Figura 4 – Modelagem 3D via software SolidWorks do disco dianteiro Honda NXR-Falcon
400
Uma pinça é uma estrutura presa à manga do eixo, que aloja as pastilhas e tem a função
de pressionar o disco de freio. O sistema opera usando um pistão hidráulico interno. Neste
projeto, será utilizado a pinça de freio da motocicleta Honda NXR-Falcon 400 (figura 5).
Figura 5 – Pinça de freio da motocicleta NXR-Falcon 400 utilizada no protótipo
Fonte: Internet
3.4 VÁLVULA REGULADORA DE PRESSÃO
A função de uma válvula reguladora de pressão, como o nome sugere, é regular a
pressão no circuito. Tais válvulas são instaladas no circuito que estabelece a conexão entre o
cilindro mestre e o eixo traseiro com o movimento da carga, conforme visto no princípio de
frenagem da dinâmica veicular descrito em diversas referências, para reduzir a pressão e se ter
controle total do veículo. Isso é impresso na roda traseira e dá uma grande vantagem ao fazer
os cálculos de dimensionamento do sistema de frenagem. Isso permite que o protótipo obtenha
um sistema de frenagem mais eficiente. Isso porque, uma vez instalada, a válvula evita que as

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rodas traseiras travem prematuramente após a transferência da carga para o eixo dianteiro,
garantindo a estabilidade em linha reta.
Usaremos no protótipo a Válvula modelo WilWood 260-2419 conforme ilustrado na
figura 6.
Figura 6 – Válvula reguladora de pressão modelo WilWood 260-2419.
4. CONCLUSÃO
Todos os componentes do sistema são comercialmente fáceis de se obter, além de seus
custos-benefícios serem vantajosos. Para o protótipo projetado pela equipe, todos eles irão
cumprir com seus objetivos, além de fornecer segurança em qualquer situação.

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REFERENCIAS
NORTON, Robert L. Projeto de máquinas – uma abordagem integrada, 4ª edição. São
Paulo, Bookman Editora Ltda. 2013.
SHIGLEY, Joseph E. Projeto de engenharia mecânica, 7ª edição. São Paulo, Bookman
Editora Ltda. 2005.
LIMPERT, R. Vehicle system components: design and safety. United States: N. p., 1982.
Web.
NICOLAZZI, L.C., ROSA, E. da, LEAL, L.C.M. Introdução à modelagem quase-estática de
veículos automotores de rodas. Brasil: Publicação interna do GRANTE - Depto de
Engenharia Mecânica da UFSC. 2001.