Como funciona o Freio a Tambor ?

tamb1Equipando grande parte da frota dos carros fabricados no Brasil, o freio a tambor é um sistema antigo, no entanto muito durável e funcional, qualidades que ainda o seguram no mercado.
O sistema básico de um freio a tambor consiste de duas sapatas, um cilindro de freio, tambor, espelho, molas, um regulador e o sistema de freio de emergência (o popular freio de mão.). Todos esses componentes trabalham juntos, de modo que a falha ou quebra de qualquer um deles pode acarretar a perca de frenagem.

Componentes:

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Espelho: Também chamado de Back-plate, o espelho tem a função de alinhar o conjunto, ora as sapatas e o cilindro mestre estão fixos ao espelho e este precisa estar alinhado para prover o ponto ideal de contato de contato entre sapata e o tambor de freio, caso o espelho esteja desalinhado o ponto fica comprometido, ocorrendo desgaste prematuro de algumas das sapatas.

Sapatas e Lonas: As sapatas alojam as lonas de freio. As lonas feitas de amianto têm como característica a sua estabilidade de atrito durante sua vida útil, as lonas duram mais que as pastilhas de freio e causam o mínimo de desgaste do material de fricção. Outra característica marcante da lona de freio é a resistência ao Fade, que é a perda de eficiência em virtude das altas temperaturas entre tambor e lona, a lona consegue se recuperar rapidamente.

Disposição das sapatas:
  1. Fixas: O conjunto é fixo ao espelho.

Fixo – Simplex: O seu uso é generalizado em veículos leves. Composto por um cilindro de roda de duplo efeito que promove a auto energização.

Fixo – Duplex: O conjunto é munido de dois cilindros de roda de efeito simples e também desempenham a auto energização, porém apenas para frente.

2.  Flutuante: As sapatas estão dispostas de maneira à sempre desempenhar a auto energização em ambas, proporcionando um desgaste mais uniforme nas duas sapatas. O curso do pedal de freio é mais longo nesse tipo de conjunto.

Auto – Energização:  Ao acionar o freio a tendência é que as sapatas girem com o tambor, o que não acontece por que elas estão fixas no espelho, porém a força com que a sapata primária é acionada se soma com a força de arrasto e o contrário ocorre na secundária, ambas força de arrasto e de acionamento se anulam fazendo com que a mesma não desempenhe o devido contato com o tambor, logo apenas a sapata primária desenvolve auto energização.

Cilindro de freio:  Tem a função de acionar as sapatas via pressão hidráulica do fluído de freio. Em geral é feito de ferro fundido e é composto por pistão, gaxetas de vedação e mola centralizadora. O cilindro de freio possui também tipos diferentes, são eles: Efeito simples, duplo efeito, duplo efeito com diâmetros diferenciados.

Efeito Simples:  Composto apenas por um pistão, o pistão através do fluído pressurizado faz o movimento de avanço e retorno.

Efeito Duplo:  São dois pistões de mesmo tamanho, um para cada sapata.

Duplo efeito com diâmetros diferenciados: É usado em conjuntos em que apenas uma sapata é provida de auto energização, logo o lado do cilindro mestre que possui maior diâmetro está ligado a sapata que não dispõe de auto energização para que uma maior força seja aplicada na mesma.

Molas: Chamadas de molas de retorno, pois trabalham para retornar as sapatas a sua posição inicial depois de desaplicada a pressão no pedal de freio.

Tambor: Feito de ferro fundido, no entanto ele possui uma pequena percentagem de carbono na sua composição. Acontece que por causa desse carbono e devido ao tambor ter uma lenta dissipação do calor, esses pontos de carbono tendem a subir em direção à maior temperatura, ou seja, a superfície de atrito, formando “bolinhas” azuladas. Quando a temperatura cai essas bolinhas tornam – se extremamente duras, pois o pico de temperatura foi tão alto que praticamente causou uma “têmpera”. Devido a esse fenômeno ocorrem trepidações na frenagem.

A função principal do tambor é formar a superfície de atrito com a qual a lona de freio ira ser comprimida.  O tambor também serve como tampa para o sistema evitando entrada de poeira ou qualquer outro detrito, porém ele não é vedado e com certeza será atingido em passagens inundadas. Rolamentos de roda também estão alojados no tambor.

Tipos de tambor:

 

tamb3Tambor aletado: Muito usado no passado e pouco usado atualmente, sua grande sacada é ter aletas como nos motores a ar, que possuem a mesma função: Refrigerar. Ele refrigera pela sua área de troca de calor ser maior provendo um arrefecimento eficiente.

Tambor com molas: Tambor com molas tem como objetivo amortecer as vibrações transmitidas ao pedal durante a frenagem de pequena e média intensidade.

Regulador automático: Ao pisar no pedal de freio, este precisa responder prontamente. Contudo as lonas sofrem desgaste com o uso, e então aquela pequena distância entre ela e o tambor fica maior, se a distância aumenta o cilindro mestre precisa compensa – la com mais fluído, e então o pedal de freio fica com maior curso. Para evitar esse inconveniente foi incorporado um sistema de regulagem automática para compensar o desgaste das sapatas, quando em virtude desse desgaste a distância da sapata para o tambor aumentar, o braço de regulagem avança a engrenagem do regulador automático em um dente que por meio de um parafuso que vai deslocando a sapata para próximo do tambor de acordo com seu desgaste, ou seja, à medida que ela se desgasta o regulador vai compensando essa distância, porém até certo ponto. Chega um momento em que não há mais condições de freio no tambor devido ao desgaste já crítico da lona, o correto é preventivamente fazer uma vistoria no sistema lixando ambas as lonas e tambores, caso a lona esteja muito desgastada (o limite é de 1 mm em relação aos rebites.) e mesmo o assim continuar sendo usada o desgaste chegará ao nível dos rebites que encostaram no tambor arranhando-o, depois disso só com a retífica, porém essa prática não é aconselhável, então a troca do tambor é o correto.tamb4

 

Tipos de regulagem:

Regulagem única: Possui um coeficiente de desgaste já fixo no sistema, a regulagem só ocorre se o desgaste ultrapassar este valor. Utilizado em freios a tambor do tipo Fixo.
Regulagem progressiva: Esse sistema não corrige o desgaste no momento em que ele ocorre e sim quando o carro é freado em movimento de ré, depois disso a alavanca avança o dente e aproxima as lonas do tambor.
Regulagem por freio de estacionamento: Só ocorre o ajuste se acionar o freio de estacionamento.
Regulagem progressiva (sapatas flutuantes.): Neste sistema não basta apenas andar de ré, o carro precisa ser brecado para que ocorra o ajuste. Depois de ultrapassado o coeficiente de desgaste o regulador já avança um dente, porém só aproximam do tambor quando se freia o carro de ré, ao soltar o freio à mola de retorno pressiona a alavanca girando o parafuso do

 

Freio de estacionamento: Não sei ao certo se o freio de estacionamento por lei deve ser acionado mecanicamente independente do sistema principal (até onde eu conhecia o sistema tinha que ser independente e mecânico.), pois já conheço carros em que ele é acionado por um botão. Mas no geral ele é um sistema mecânico independente que consiste de um cabo metálico que está ligado a uma alavanca que está conectada a uma das sapatas. Quando puxamos a alavanca do freio o cabo é acionado e força as sapatas contra o tambor.tamb5

Funcionamento do sistema:

O princípio é o mesmo do freio a disco, quando o veículo está em movimento ele acumula muita energia cinética, para reduzir a velocidade ou imobilizá-lo é preciso dissipar essa energia. Os freios executam essa tarefa através do atrito (de contato entre lona/tambor.), o pistão do cilindro de freio empurra as duas sapatas contra o tambor que devido ao grande atrito vai reduzir sua velocidade, porém ao desacionar o pedal de freio as sapatas precisam retornar a sua posição inicial, essa função é delegada as molas que puxam a sapata para sua posição de repouso, e então toda aquela energia é transformada em calor e depois o tambor troca de calor com o meio.

É importante frisar que o sistema possui também, molas para o braço de ajuste do regulador. Mesmo sabendo como ele funciona, sabemos também que o freio a disco não é tão bom, então, fica sempre a pergunta: Por que eles ainda são fabricados?

 

Auto entusiasta, piloto virtual, técnico em Manutenção e Mecânica Automotiva, estudante de Engenharia Mecânica. Automobilista nato!

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