O desenvolvimento contínuo do setor automotivo resultou em maiores exigências para os sistemas de freios dos veículos.
As razões para isso são complexas. Por um lado, os veículos estão se tornando cada vez mais potentes e, portanto, mais rápidos; por outro lado, devido ao número crescente de componentes para maior segurança e conforto, eles também estão se tornando mais pesados. Isso significa que os sistemas de freio precisam se tornar cada vez mais resistentes. Outro aspecto que não pode ser ignorado são os modernos sistemas de suspensão dos veículos. Embora eles ofereçam um nível mais alto de conforto e uma melhor dinâmica de direção, eles só permitem tolerâncias muito menores para os componentes individuais.
Enquanto um veículo com braços no eixo dianteiro costumava ter uma tolerância de aproximadamente 100 μm (0,10 mm) para a excentricidade lateral, isso foi reduzido para menos da metade desse valor com a moderna suspensão multi-link.
Além do desgaste normal de um disco de freio, as seguintes reclamações são possíveis:
- trepidação do freio - trepidação térmica, trepidação a frio, variação de espessura
- trepidação de marcas estacionárias
- ruído
- ação de frenagem insuficiente
- discos de freio com rachaduras
- discos de freio com ranhuras
Neste artigo, queremos analisar mais detalhadamente a questão da trepidação do freio.
Alguns veículos tendem a ser mais propensos à trepidação do freio devido à alta pressão sobre o sistema de freio.
Esse fenômeno pode ter várias causas. Portanto, é necessário verificar cuidadosamente o veículo e o sistema de freios para identificar a falha e corrigi-la permanentemente.
Um equívoco amplamente aceito é que os discos de freio precisam ter um leve desalinhamento para que as pastilhas possam se soltar do disco novamente após a frenagem. No entanto, esse definitivamente não é o caso.
Todos os discos de freio fabricados pela TRW são calibrados e balanceados individualmente para evitar a distribuição desigual de peso em velocidades mais altas e para evitar sobrecarregar a suspensão.
Juddering refere-se a vibrações rotacionais do volante que ocorrem durante a frenagem e geralmente são acompanhadas por um ruído estrondoso. Dependendo da causa, esses fenômenos são divididos em trepidação térmica, que ocorre durante a desaceleração de altas velocidades, e trepidação a frio, que pode ocorrer em qualquer velocidade.
Guia de instruções
Disco de freio com transferência de material
A "trepidação térmica" pode ser descrita da seguinte forma:
- Um ruído de estrondo em uma faixa de frequência entre 100 e 250 Hz. A intensidade do ruído pode variar durante a desaceleração, mas não afeta a frenagem.
- Vibrações no volante e uma pulsação no pedal do freio.
A intensidade da trepidação do freio durante a frenagem depende da força de frenagem ativa no momento (força do pedal). Os efeitos do hot judder geralmente podem ser identificados por uma disposição circular de pontos nas superfícies de atrito do disco de freio. Os picos de temperatura locais durante a frenagem resultam em uma transferência de material da pastilha de freio para o disco de freio e/ou uma mudança permanente na estrutura do material de fundição do disco de freio. Qualquer material transferido geralmente é removido novamente durante a frenagem normal. As alterações estruturais locais, também chamadas de formação de martensita, são mais duras do que a estrutura básica do material do disco e só podem ser removidas por meio de usinagem. Ao reparar um disco com pontos de martensita, é importante remover completamente as áreas endurecidas sem atingir ou ficar aquém da espessura mínima do disco de freio. Entretanto, para evitar riscos, o ideal é que o disco seja substituído.
Disco de freio com "pontos quentes"
Na maioria dos casos, a trepidação é causada por vários fatores, o que dificulta a identificação clara da causa principal. Portanto, é necessário proceder passo a passo ao identificar a causa:
- Primeiro, determine se a trepidação está vindo do eixo dianteiro ou traseiro.
- Em seguida, verifique os componentes do freio, começando pelo pedal de freio e, depois, o booster de freio, o cilindro mestre, as linhas de freio, as mangueiras de freio até os freios das rodas. Por motivos de segurança (ação de frenagem irregular), as pastilhas e os discos de freio, os tambores e as sapatas de freio sempre devem ser substituídos em conjuntos completos de eixos. Além disso, as rodas devem ser verificadas quanto ao balanceamento, à excentricidade axial, à excentricidade radial e à condição da banda de rodagem dos pneus.
- Em seguida, verifique as configurações do eixo, a suspensão da roda, os componentes da direção e as suspensões da roda e ajuste ou conserte-os conforme necessário.
Defeito na suspensão da roda
A "trepidação a frio" ocorre durante a frenagem normal e pode ser identificada por pulsação no pedal do freio, flutuações de torque no volante e/ou vibração dos componentes do eixo e do chassi.
A característica que a diferencia da "trepidação térmica" é que a trepidação a frio pode ocorrer praticamente toda vez que o freio é acionado, independentemente da temperatura, e tem uma faixa de frequência muito mais baixa (cerca de 5 a 50 Hz). Esses ruídos podem ser mais altos ou mais baixos, dependendo da velocidade.
A principal causa da trepidação a frio é a variação da espessura dos discos de freio (consulte XZS107). Além disso, peças de rolamento defeituosas e desequilíbrios nas rodas também podem aumentar o efeito, como ocorre com a trepidação térmica.
Razões para variações na espessura
Defeitos de excentricidade radial devido à instalação incorreta causam contato local entre a pastilha e o disco durante cada rotação da roda ao dirigir, mesmo sem acionar o freio. Embora as forças de contato sejam relativamente baixas nesse caso, ocorre perda de material (diferença de espessura) no respectivo ponto do disco de freio, o que causa trepidação a partir de certa magnitude.
Imagem: Disco de freio com variação de espessura (1) Pastilha de freio (2) Disco de freio (3) Desgaste/ variação de espessura
Fatores que influenciam a variação de espessura
As variações de espessura podem ocorrer durante a condução como resultado de "washouts", que são causados pelo contato parcial das pastilhas de freio. As pastilhas ou os pistões levemente emperrados costumam ser a causa.
Outras causas são a instalação incorreta (sujeira, corrosão, torque excessivo da chave de impacto etc.), as condições de uso, o estilo de direção do motorista e as condições de tráfego.
Variações de espessura podem ser geradas em viagens longas em autoestradas com frenagem muito leve, o que leva a trepidações. Na maioria dos discos de freio, isso pode ser regenerado com alguns ciclos de frenagem mais fortes.
O motorista perceberá um pedal de freio pulsante e independente da temperatura (trepidação a frio).
Os efeitos das variações de espessura podem variar muito de um modelo de veículo para outro e dependem dos fatores de transmissão de potência descritos e da capacidade de amortecimento das peças do eixo, da direção e do chassi.
Medição de um disco de freio
A excentricidade axial dos discos de freio é verificada nos freios instalados e é realizada com um relógio comparador (precisão de medição de pelo menos 0,01 mm) aproximadamente 10-15 mm abaixo do raio externo do disco.
O valor medido não deve exceder 50 μm (0,05 mm) ou 100 μm (0,10 mm) em veículos mais antigos, medido em várias rotações da roda.
É possível obter um resultado satisfatório posicionando o disco de freio no cubo em relação aos furos de fixação de forma a criar o menor valor de medição. Se necessário, isso deve ser otimizado por meio da troca/combinação de componentes influentes (cubo, disco de freio, rolamento).
Medição do cubo da roda
Além disso, é preciso tomar um cuidado excepcional com relação à condição limpa e impecável das superfícies de contato e dos assentos (consulte XZS103). Conforme mencionado acima, o cubo também pode ser responsável pelo desvio excessivo do disco e deve ser medido com referência ao desvio radial. Nesse caso, um valor máximo de 30 μm (0,03 mm) pode ser aceito como valor de referência; isso se refere ao raio externo mensurável. Para desvios maiores, o cubo da roda/rolamento da roda deve ser examinado e substituído, se necessário.
Medição da variação de espessura de um disco de freio
Na produção, as variações de espessura do anel de fricção no disco de freio só podem ser medidas com precisão por meio de equipamentos especiais. No entanto, isso também pode ser feito na oficina com precisão suficiente por meio de um micrômetro de precisão, que tem uma precisão de medição de +/- 0,001 mm. Essa medição deve ser feita em oito pontos da circunferência, a uma distância de aproximadamente 10 mm do raio de atrito externo. Dependendo do tipo de veículo, espessuras irregulares de 12 a 15 μm (0,012 a 0,015 mm) já podem causar trepidação. Portanto, esses valores não devem ser excedidos. Informações de serviço XZS107descreve como calcular a variação de espessura.
Cubo de roda sem lacuna de luz visível
Cubos de roda empenados e sujos levam a:
- discos de freio empenados
- trepidação do freio
- disco de freio com carga em apenas um lado
- distribuição desigual da temperatura
- maior desgaste das juntas esféricas e dos rolamentos das rodas
- risco de os parafusos da roda se soltarem (consulte XZS103)
Cubo de roda com lacuna de luz visível
Outra etapa do teste é verificar a superfície de contato do cubo da roda.
Use uma régua para verificar de forma rápida e fácil a superfície de contato do cubo da roda. Se for visível uma pequena folga, substitua o cubo da roda imediatamente. O disco de freio só pode ser instalado sem preocupações se o cubo da roda tiver uma superfície uniforme.
Cubo de roda com graxa excessiva
O mesmo efeito ocorre se, depois de substituir os discos de freio, for aplicada muita graxa no cubo da roda após a limpeza. O disco de freio não se apoia uniformemente no flange e ocorre um leve desvio do disco. Isso aumenta com o tempo até que o motorista perceba os sintomas mencionados acima.
Além disso, recomendamos a realização de alguns testes da mesma forma como descrito na seção "trepidação térmica". Isso inclui o status de funcionamento do freio a disco, os rolamentos da roda, a suspensão da roda e os componentes da direção, bem como o ajuste do eixo dianteiro. As informações acima ilustram que as causas de um desvio radial excessivo e, portanto, da geração de variações de espessura não são muito fáceis de detectar. Muitas vezes, apenas os discos e as pastilhas de freio são substituídos nos veículos afetados, embora a medição dos componentes e a possível substituição dos mesmos possam localizar e eliminar a falha em grande parte.
É bom saber
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