Sistema de freio a tambor

Introdução

Os freios a tambor funcionam a partir do mesmo princípio dos freios a disco: sapatas exercem pressão contra uma superfície giratória. Neste sistema, a superfície é chamada tambor.

Figura 1 - localização dos freios a tambor

Muitos carros têm freios a tambor nas rodas traseiras e freios a disco nas dianteiras. Os freios a tambor têm mais peças que os freios a disco, sendo também mais difíceis de reparar, porém são mais baratos para fabricar e incorporam facilmente um mecanismo de freio de estacionamento.
Nesta edição, aprenderemos exatamente como o sistema de freio a tambor funciona, examinaremos a configuração de estacionamento e que tipo de manutenção os freios a tambor necessitam.

Figura 2 - freio a tambor com ele no lugar

Figura 3 - freio a tambor sem o tambor

O freio a tambor

O freio a tambor pode parecer complicado, e pode poderá parecer complicado quando você abre um. Vamos desmontá-lo e explicar o que cada peça faz.

Figura 4 - as partes de um freio a tambor

Como o freio a disco, que tem duas pastilhas, o freio a tambor tem duas sapatas de freio e um cilindro de freio com pistão, mas o freio a tambor também tem um mecanismo de regulagem, um mecanismo de freio de estacionamento e muitas molas.
Primeiro, o básico: a Figura 5 mostra apenas as peças que fornecem a força de frenagem.



 
Figura 5 - freio a tambor em operação Quando você pisa no pedal de freio, os pistões empurram as sapatas de freio contra o tambor. Isto é muito direto. Então, por que precisamos de todas aquelas molas?

É aqui que fica um pouco mais complicado. Muitos freios a tambor são auto-acionados. A Figura 5 mostra que as sapatas tocam no tambor. Há uma espécie de ação de cunha que tem o efeito de pressionar as sapatas no tambor com mais força.

A força extra de frenagem fornecida pela ação de cunha permite aos freios a tambor usarem pistões menores do que os freios a disco. Mas, por causa da ação de cunha, as sapatas têm que ser afastadas do tambor quando os freios são liberados. Essa é a razão para algumas molas. Outras são necessárias para manter as sapatas no lugar e retornar o braço de ajuste depois de ele ter atuado.

Regulador de freio

Para que os freios a tambor funcionem corretamente, as sapatas de freio devem permanecer perto do tambor sem tocá-lo. Se elas se afastarem demais (quando estão desgastadas, por exemplo), o pistão necessitará de mais fluido para cobrir essa distância, e o pedal de freio vai ficar com maior curso quando você acioná-lo. Por isso, a maioria dos freios a tambor têm regulagem automática.

Figura 6 - mecanismo de regulagem

Agora acrescentemos as peças do mecanismo de regulagem. A regulagem usa o princípio do auto-acionamento mencionado acima.






Figura 7 - regulagem automática do freio a tambor em operação    Na Figura 7 você pode ver que, com o desgaste das lonas, aumenta o espaço entre a sapata e o tambor. Cada vez que o carro pára estando dando ré, a sapata é fortemente espremida contra o tambor. Quando o intervalo fica grande o bastante, a alavanca da regulagem se move o suficiente para avançar a engrenagem da regulagem em um dente. O ajuste tem uma rosca, como um parafuso, e desenrosca um pouco quando gira, encompridando-se para preencher a folga. Quando a sapata do freio gasta um pouco mais, o ajuste pode avançar novamente, sempre mantendo as sapatas perto do tambor.
Alguns carros têm uma regulagem que é acionada quando o freio de estacionamento é usado. Tal tipo de regulagem pode levar o freio a se desajustar quando o freio de estacionamento não é usado por longos períodos de tempo. Então, se você tem regulagem deste tipo, tem que usar seu freio de estacionamento pelo menos uma vez por semana.

O freio de estacionamento

O freio de estacionamento em um carro precisa ser acionado por uma fonte de força diferente daquela usada pelo sistema de frenagem primário. O formato do freio a tambor permite um mecanismo de atuação com um simples cabo.

 Clique para ver um cabo de freio emergencial em ação.

Figura 8 - freio de emergência em operação   

Quando o freio de estacionamento é ativado, um cabo puxa a alavanca que, por sua vez, força as duas sapatas a se separarem.

Manutenção

A manutenção mais comum exigida pelos freios a tambor é a troca das lonas de freio. Alguns freios a tambor têm um furo de inspeção na parte de trás para você verificar quanto material resta na lona sem precisar remover o tambor. Elas devem ser trocadas quando chegarem a 1 mm dos rebites. Se a lona é colada (sem rebites) à sapata, como em praticamente todos os carros hoje, são as sapatas que precisam ser trocadas, mas quando restar 1,5 mm de material de atrito.

Foto cortesia de uma loja local AutoZone Figura 9 - sapata de freio

Como nos freios a disco, às vezes surgem sulcos profundos nos tambores. Se uma lona de freio gasta for usada por muito tempo, os rebites que a fixam à sapata podem ser os causadores desses sulcos. Um tambor bastante sulcado pode, muitas vezes, ser reparado mediante retífica. Tanto quanto freios a disco têm uma espessura mínima permitida, freios a tambor têm um diâmetro máximo permitido. Como a superfície de contato é dentro do tambor, quando se remove material dele, seu diâmetro fica maior.

Figura 10 - freio a tambor

Freio a disco continuação

Freios auto-ajustáveis

O freio a disco de pinça flutuante de um pistão é auto-centrante e auto-ajustável. A pinça é capaz de deslizar de um lado para o outro e se move para o centro cada vez que os freios são usados. Considerando ainda que não há mola para afastar as pastilhas do disco, elas sempre ficam em leve contato com ele (a vedação de borracha do pistão e qualquer empeno no disco podem afastar as pastilhas a uma pequena distância do disco). Isto é importante porque os pistões nos freios têm diâmetro muito maior do que os do cilindro-mestre. Se os pistões de freio se retraem para dentro dos seus cilindros, isso pode exigir diversas aplicações do pedal do freio para bombear fluido suficiente ao cilindro de freio, de modo que as pastilhas de freio readquiram contato com o disco.


Auto-ajuste do freio de disco Os carros mais antigos tinham pinças com dois ou quatro pistões. Um pistão (ou dois) em cada lado do disco empurrava a pastilha naquela direção. Este sistema foi amplamente eliminado porque os carros projetados com apenas um pistão são mais baratos e mais duráveis.

Sistema de freio do freio a disco

Localização dos freios a disco no veiculo.

Localização dos freios a disco

Os principais componentes de um freio a disco:

•  Pastilhas de freio
• Pinça, que serve de alojamento do pistão
• Disco de freio

Componentes do freio a disco

O freio a disco é muito parecido com o freio de uma bicicleta. Os freios de uma bicicleta têm um pinça, que comprime as sapatas de freio contra o aro de roda. Em um freio a disco, as pastilhas de freio comprimem o disco, em vez da roda, e a força é transmitida hidraulicamente em vez de através de um cabo. O atrito entre as pastilhas e o disco reduzem a velocidade deste último.
Um carro em movimento tem uma certa quantidade de energia cinética e os freios têm que remover esta energia do carro para que possam fazê-lo parar. Como é que os freios fazem isso? Cada vez que você freia o carro, os  freios convertem a energia cinética em calor, gerado pelo atrito entre as pastilhas e o disco.  Por isso, na maioria dos freios a disco dos carros, os discos são ventilados.

Ventilação do freio a disco

Os freios a discos ventilados têm um conjunto estruturas  entre os dois lados do disco, que também servem como canais de ventilação para prover o resfriamento.