Na indústria automobilística os engenheiros devem escolher o tipo de freio a ser empregado visando um bom desempenho, baixo custo e durabilidade do sistema, de acordo com o projeto e suas limitações. Atualmente os tipos de freio mais utilizados são o freio a tambor e a disco.’
Freios a tambor
Os freios a tambor, compostos basicamente pelo tambor, sapatas, pistões e molas de retor no, funcionam da seguinte forma: no momento em que o pedal de freio é acionado pelo motorista, a pressão é transmitida pelo fluido de freio até o cilindro que contém os pistões, os quais empurram as sapatas, em direção oposta, contra a superfície interna do tambor que gira em conjunto com a roda do carro. Ao entrarem em contato com a superfície do tambor, as lonas, presas às sapatas, produzem atrito, convertendo a energia cinética (ou energia de movimento) do carro em calor, proporcionando a frenagem do veículo.
Freios a disco
Os freios a disco, diferentemente dos freios a tambor, possuem um disco (preso ao cubo da roda) o qual é comprimido em suas faces por pastilhas, gerando o atrito necessário para frear o carro. As pastilhas, por sua vez, são montadas dentro das pinças (ou calipers) junto com os pistões que as empurram contra o disco, no momento em que o pedal de freio é acionado.
Vantagens e desvantagens
Freio a tambor:
este tipo de freio apresenta como vantagens o menor custo relativo; o efeito de servo action (aumento da capacidade de frenagem devido ao torque produzido pelo próprio movimento de rotação do tambor na sapata principal); a facilidade de inserir um sistema de freio de estacionamento. As desvantagens do freio a tambor são a dilatação térmica (que ocasiona o aumento do tambor, provocando maior curso do pedal); baixa dissipação da energia absorvida (refrigeração do sistema), o que proporciona alta temperatura de trabalho; acúmulo de sujeira dentro do tambor, entre outras. Essas desvantagens propiciam uma maior possibilidade de Brake Fading (perda da capacidade de frenagem) em relação ao freio a disco.
Freio a disco: este tipo de freio corrige as desvantagens do freio a tambor, pois dissipa melhor a energia absorvida devido à exposição ao fluxo de ar; não acumula sujeira; não há aumento de curso do pedal devido à dilatação do disco. Além disso, as pinças distribuem melhor a pressão aplicada ao disco, reduzindo o desgaste das pastilhas, em comparação às lonas das sapatas, e também possui maior facilidade de manutenção e montagem. Como desvantagem, esse tipo de freio apresenta um custo mais elevado e não há o efeito de servo action.
Vale lembrar que a força produzida pelos freios não dependem do seu tipo, mas sim de como os pistões e as pastilhas (ou sapatas) que os compõem foram dimensionados.
Para escolher o tipo de freio a ser utilizado, o engenheiro deve considerar um aspecto muito importante do projeto: o tipo de veículo. Neste caso, são avaliadas as condições as quais o veículo será submetido, ou seja, se o veículo será de passeio, corrida, transporte de carga ou off-road. No caso dos veículos de passeio de pequeno porte, são utilizados freios a disco na dianteira e a tambor na traseira, pois é necessária uma frenagem mais precisa na frente (devido à transferência de peso durante a frenagem) e um sistema de baixo custo atrás, pois é menos necessitado (em relação aos esforços que precisa produzir). Já os veículos de corrida visam o alto desempenho, proporcionado por frenagens precisas, estáveis e que envolvem grandes variações de velocidade, para isso, são utilizados freios a disco na dianteira e na traseira, devido principalmente à sua superioridade térmica.
No atual projeto do protótipo da nossa equipe, o FR-15, foram utilizados freios a disco, com intuito de obter maior desempenho nas provas dinâmicas da competição Fórmula SAE, que exigem uma boa performance deste sistema, devido ao grande número de curvas nos circuitos nos quais o protótipo é avaliado.
