Entendendo o Sistema de Freio Hidráulico

Com o entendimento do sistema de frenagem em automóveis, discutir o tipo hidráulico é muito necessário, pois é amplamente utilizado. O sistema de frenagem usa fluido hidráulico para transmitir o pedal do freio ou força de nível para as sapatas finais do tambor ou pinça de disco para que a frenagem prevaleça.

Em um sistema de freio hidráulico, a força mecânica do pedal do freio é transmitida e convertida em pressão hidráulica com a ajuda do cilindro mestre. Isso será explicado mais adiante.

O sistema de freio hidráulico funciona com o princípio da lei de pascal. As leis afirmam que sempre que a pressão é aplicada no fluido, ele viaja uniformemente em todas as direções. Hoje veremos a definição, funções, construção, aplicações, componentes, diagrama, tipos, funcionamento, bem como vantagens e desvantagens do sistema de freio hidráulico.

O que é sistema de freio hidráulico?

Um sistema de freio hidráulico é um mecanismo de frenagem que usa fluido de freio para transmitir força ao sistema. A pressão de transferência de fluido do mecanismo de controle para o mecanismo de frenagem.

O sistema de freio hidráulico é amplamente utilizado em veículos de quatro rodas de baixa velocidade, como o Tata Ace. Funciona com o tipo tambor, enquanto o tipo disco é usado em quase todos os carros. Também é usado em algumas bicicletas. Os bakes hidráulicos de ação simples são usados ​​nos freios das rodas dianteiras de alguns pulsares enquanto os freios hidráulicos de ação dupla são usados ​​em quase todas as condições mencionadas acima.

Funções do sistema de freio hidráulico

Abaixo estão as funções do sistema de frenagem hidráulica no sistema automotivo:

• O freio hidráulico gera uma força muito alta em comparação com a frenagem mecânica.
• A frenagem final é rápida e eficaz, por isso é usada em veículos de alto desempenho.
• O desgaste por fricção que ocorre no sistema de frenagem mecânica é muito reduzido a um nível ideal no sistema de frenagem hidráulica.
• As chances de falha do freio são reduzidas no sistema de freio hidráulico em comparação com os tipos mecânicos, devido à conexão direta entre o atuador (pedal ou alavanca do freio) e o disco ou tambor do freio.
• O sistema de freio hidráulico é muito fácil de consertar devido à sua menor complexidade em comparação com os freios mecânicos.

Construção

A construção de um sistema de freio hidráulico envolve o arranjo da seguinte parte:

Pedal de freio ou nível, uma haste, que também é conhecida como haste de acionamento, um conjunto de cilindro mestre que transporta o conjunto do pistão. É composto por um ou dois pistões, uma mola de retorno, uma série de juntas ou anéis de vedação e um reservatório de fluido. A construção de um sistema de frenagem hidráulico contém linhas hidráulicas reforçadas e o conjunto da pinça de freio consiste em um ou dois pistões ocos de alumínio ou aço cromado. É conhecido como pistões de pinça. Há um conjunto de pastilhas de freio termicamente condutoras e um rotor, que também é conhecido como disco de freio ou tambor preso a um eixo.

Um fluido de freio à base de glicol-éter encheu o sistema para transmitir a força às quatro rodas. Embora outros fluidos também possam ser empregados. De repente, os fabricantes começam a projetar veículos de passageiros com freios a tambor nas quatro rodas. Convencionalmente, o freio a disco é usado na roda dianteira, enquanto os freios a tambor são empregados na roda traseira.

Os freios a disco têm melhor dissipação de calor e maior resistência ao desbotamento, além de serem mais seguros que os freios a tambor. É por isso que os freios a disco nas quatro rodas aumentaram muito ao longo do ano. Além disso, os freios hidráulicos oferecem uma retirada de pastilha mais rápida e consistente ao soltar o pedal.

Aplicativos

A aplicação comum de freios hidráulicos que o tornam popular é porque é usado em veículos. O sistema é amplamente utilizado devido às suas grandes vantagens. Vários tipos de indústrias de transporte e material circulante, como aeroespacial, transporte pesado, marítimo e sistema fora de estrada, também fazem grande uso do sistema de frenagem hidráulica. O sistema também é projetado em equipamentos industriais como máquinas-ferramentas, bombas, transportadores, motores, robótica e automação. O grande uso é porque o sistema de frenagem mecânica não pode oferecer melhor e é significativamente mais fácil de modular.

Componentes do sistema de freio hidráulico

Abaixo estão os componentes do sistema de freio hidráulico e suas funções:

Freio a tambor:

Os freios a tambor são um pequeno tambor redondo projetado com um conjunto de sapatas de freio nele. As sapatas de freio são apoiadas em uma placa traseira que é fixada à carcaça do eixo com parafusos. Ele gira junto com as rodas e resiste à rotação da roda quando o pedal do freio é pressionado. As sapatas se movem em direção ao tambor para que ocorra a frenagem.

Freio a disco:

Os freios a disco são projetados com um rotor de metal em forma de disco aparafusado ao cubo da roda. O rotor de metal gira dentro da roda. À medida que o pedal do freio é pressionado, as pastilhas de freio são pressionadas contra o disco, fazendo com que o veículo ou dispositivo reduza a velocidade.

Pedal de freio:

Assim como é comum nos automóveis terem pedal de freio para acionar os freios, o sistema de frenagem hidráulico também utiliza tal. O pedal é conectado ao mestre do cilindro usando um cordão mecânico ou haste de ligação.

Cilindro mestre:

O cilindro mestre é a parte que converte a força aplicada do pedal em pressão hidráulica. A função da peça é desenvolver pressão, equalizar a pressão necessária para a frenagem e também prevenir contaminantes como água e ar. Os componentes do cilindro mestre incluem carcaça, reservatório, pistão, copo de borracha, pressão, válvula de retenção, etc.

Cilindro da roda:

Um cilindro de roda no sistema de freio hidráulico ajuda a converter a pressão hidráulica em pressão mecânica. em seu funcionamento, empurra as sapatas de freio em direção ao tambor. O cilindro da roda é categorizado em dois, que incluem um cilindro de roda escalonado e um cilindro de roda de pistão único.

Linhas ou mangueiras de freio:

Linhas de freio ou mangueiras ajudam na transferência de fluido de alta pressão entre diferentes componentes. a diferença entre os dois é que as linhas de freio são rígidas na construção, feitas com tubos de aço de parede dupla. Estas mangueiras de freio são flexíveis e podem ser movidas. Os fluidos hidráulicos passam pelo componente quando o pedal do freio é pressionado.

Líquido de freio:

Os fluidos de freio são os meios pelos quais a pressão é transferida para os cilindros das rodas. Os fluidos de freio hidráulico devem ter um baixo ponto de congelamento, tolerância à água, lubrificação, não corrosividade, viscosidade adequada e alto ponto de ebulição.

diagrama do sistema de frenagem hidráulica: 

Especificações

Abaixo está a especificação de desempenho a ser considerada ao escolher um sistema de freio hidráulico:

• Classificação de torque - é a classificação de torque máximo para o freio que deve ser igual ou superior ao requisito de aplicação.
• Potência – é a capacidade máxima ou potência nominal do freio.
• Velocidade – Esta especificação se aplica apenas a freios rotativos, que é a classificação máxima de velocidade rotativa.
• Pressão máxima – o limite máximo de pressão para freios hidráulicos.
• Configuração do eixo – como o freio será montado (em linha, paralelo ou em ângulo reto.

Tipos de sistema de freio hidráulico

Abaixo estão os vários tipos de sistema de freio hidráulico:

Os sistemas de freios hidráulicos são classificados em duas bases; A base do mecanismo de contato de fricção e a base da distribuição da força de frenagem.

A base do contato de atrito é de dois tipos, que inclui;

• Freio a tambor ou freios hidráulicos de expansão interna
• Freios a disco ou freios hidráulicos externos.

A base de distribuição de força também possui dois tipos de freio hidráulico como;

• Freios hidráulicos de ação simples
• Freios hidráulicos de dupla ação.

Estes serão explicados em detalhes na seção de princípios de funcionamento.

Princípio de funcionamento

Como existem vários tipos de sistemas de freios hidráulicos, explicaremos o funcionamento, pois eles variam. Desde o freio a tambor e a disco até os freios hidráulicos de ação simples e dupla.

Funcionamento do sistema de freio hidráulico a tambor

No tipo de freio hidráulico, o acionamento do pedal do freio é fixado ao pistão de um cilindro mestre por uma biela. Isso, por sua vez, empurra o pistão do cilindro mestre para dentro do cilindro mestre, funcionando como um sistema de injeção ou seringa médica.

O pistão dentro do cilindro mestre comprime o fluido de freio, que então oferece a conversão de energia mecânica em pressão hidráulica. Este fluido de freio altamente comprimido se move dentro do freio, que então transfere a pressão hidráulica do cilindro mestre para o tambor de freio. Assim que o fluido de freio de alta pressão entra no cilindro do tambor ou no cilindro da roda, o movimento do pistão do cilindro ocorre devido à alta pressão. Isso, por sua vez, expande as sapatas de freio estacionárias presas a ela.

A expansão das sapatas de freio faz com que o contato de atrito entre as sapatas e a lona do tambor (a parte rotativa do tambor) converta a energia cinética do veículo em energia térmica, o que faz a frenagem acontecer.

Funcionamento do freio hidráulico a disco:

O funcionamento do freio hidráulico a disco é muito semelhante aos tipos hidráulicos de tambor, mas com uma pequena diferença. A diferença começa onde o fluido de freio de alta pressão entra nas linhas de freio.

Os fluidos de freio de alta pressão entram na pinça de disco das linhas de freio que causam o movimento no pistão do cilindro da pinça. O pistão do cilindro da pinça causa o movimento da pastilha de freio que está presa ao pistão dentro da pinça.

O movimento das pastilhas de freio faz com que ele se fixe com o rotor do disco giratório. Esses componentes entram em contato por atrito entre si. Isso faz com que ocorra a conversão da energia cinética do veículo em energia térmica, o que faz com que o veículo pare ou desacelere.

Trabalho de freios a tambor e disco de ação simples e dupla:

Os componentes dos freios hidráulicos de ação simples e dupla são os mesmos. Seja o freio de ação simples do tipo tambor ou o freio de ação simples do tipo disco, não há diferença. Bem, podem ocorrer diferenças no cilindro mestre usado para decidir a distribuição da força de frenagem. Por exemplo, em bicicletas, frenagem de roda única ou frenagem de roda dupla, em veículos, frenagem de duas rodas ou frenagem de todas as rodas.

O funcionamento do tipo de tambor de ação simples do sistema de frenagem é exatamente como o princípio mencionado acima. isso é para o sistema de freio hidráulico de tambor. em seu trabalho, roda única ou rodas pf simples obtêm a força de frenagem.

No freio hidráulico de dupla ação, o fluido de freio de alta pressão do cilindro mestre é fornecido em duas direções. ou seja, na bicicleta, ambas as rodas e carros nas quatro rodas devido ao cilindro mestre em tandem.

Uma frenagem hidráulica de disco de ação simples também funciona da mesma forma que o tipo de frenagem de disco explicado acima. A roda ou um único par de rodas obtém a força de frenagem. Enquanto isso, o freio hidráulico a disco de dupla ação distribui o fluido de alta pressão do cilindro mestre em duas direções. por exemplo, na bicicleta, tanto as rodas quanto os carros nas quatro rodas devido ao cilindro mestre em tandem.

Esta explicação é para os freios hidráulicos de ação simples e dupla.

Assista ao vídeo abaixo para saber mais sobre como o sistema de freio hidráulico funciona:

Vantagens e desvantagens do sistema de freio hidráulico

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios do freio hidráulico em automóveis:

• Oferece esforço de frenagem igual para todas as quatro rodas.
• A força aplicada pode ser aumentada ou diminuída alterando o tamanho do pistão e do cilindro.
• Há menos desgaste porque não há juntas.

Desvantagens:

As limitações do sistema de freio hidráulico incluem:

• Vazamento de fluido de freio que pode danificar as sapatas de freio.
• A presença de bolsas de ar pode destruir todo o sistema.

Em conclusão, o sistema de frenagem hidráulico é melhor para a escolha de frenagem para automóveis e outras aplicações mecânicas. Neste artigo, aprendemos em detalhes sobre o sistema, que inclui definição, funções e construção. Também vimos as aplicações, componentes, tipos e princípios de funcionamento do sistema de freio hidráulico.

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