28 dezembro 2008

Válvula reguladora de pressão dos freios


Antes de iniciarmos a explicação sobre esse dispositivo do sistema de freios, vamos ver alguns conceitos:

:: Inércia

Um corpo em repouso só inicia o movimento se uma força atuar sobre ele. A tendência de um corpo em repouso é permanecer em repouso.

Por outro lado, se um corpo estiver em movimento, só conseguimos fazê-lo parar aplicando uma força sobre ele. Se o corpo estiver a uma certa velocidade, tende a manter-se nessa velocidade.

Chamamos de inércia a essa propriedade que os corpos têm de tentar manter o seu estado de repouso ou de movimento. Exemplos dessa propriedade são muito comuns, mas vamos discutir apenas o caso do veículo que está a uma certa velocidade e é obrigado a frear.

A figura acima mostra um típico exemplo de inércia. Numa frenagem brusca, o corpo do motorista tende a manter a mesma velocidade.

Inclinação durante a frenagem

Um veículo que está a uma certa velocidade freia bruscamente. Se o chassis e a carroceria não estivessem convenientemente presos aos eixos, sua tendência seria de continuar na mesma velocidade.

Na realidade o conjunto chassis e carroceria só não continua na mesma velocidade pelo fato de estar preso ao eixo. Por isso, apenas inclina-se para a frente.

:: Distribuição de esforços

Em conseqüência da inclinação para a frente, a distribuição de esforços é alterada. Há um aumento da força nas rodas dianteiras e uma diminuição nas rodas traseiras. Suponha, por exemplo que, em condições normais de marcha, metade do peso de um veículo estivesse nas rodas traseiras e metade nas dianteiras.

No caso de uma freada brusca, essa distribuição passaria a ser por exemplo a indicada na figura. Essa diminuição de peso nas rodas traseiras faz com que elas sejam freadas com mais facilidade que as da frente. É como se os freios tivessem que segurar um veículo mais leve atrás do que na frente. Assim sendo, uma dada pressão hidráulica no sistema pode causar o travamento das rodas traseiras enquanto as dianteiras continuam livres.

Estabilidade direcional

Quando um veículo não está freado, é muito mais fácil empurrá-lo para a frente do que para os lados. As rodas estabelecem portanto uma direção na qual o movimento é mais fácil. É para isso que elas existem.

Mas quando as rodas estão travadas, a dificuldade de movimentar o veículo para a frente ou para o lado é praticamente a mesma. É como se a roda não existisse. O veículo só se movimenta derrapando. E a dificuldade para forçar a derrapagem é aproximadamente a mesma em qualquer direção.

Por isso, se acontecer de, numa frenagem brusca, as rodas traseiras travarem, o carro perde o controle. Não há mais uma direção preferencial de movimento. As rodas traseiras tanto podem derrapar de frente como de lado. Quando as rodas derrapam de lado, dizemos que o carro deu um "cavalo de pau".

Para que isso possa ser evitado, é necessário que se distribua o esforço de frenagem de forma diferenciada, ou seja, maior esforço na dianteira e menor na traseira.

:: Válvula reguladora de pressão

A válvula reguladora de pressão é instalada no circuito hidráulico entre o cilindro mestre e os freios do eixo traseiro.

Tem como finalidade a redução na pressão no freios traseiros em relação aos dianteiros.

Com essa redução de pressão evita-se o travamento das rodas traseiras quando o eixo "perde" peso em função da transferência de cargas. Lembre-se, numa frenagem, parte da carga no eixo traseiro tende a se transferir para o eixo dianteiro em função da inércia.

:: Tipos de válvula

Os tipos mais comuns de válvula reguladora de pressão são as válvulas sensível à pressão e a válvula sensível à carga. No primeiro tipo, o acionamento da válvula se dá em função da pressão hidráulica no circuito. Na segunda, o acionamento depende da carga do veículo.

Válvula sensível à pressão

Como foi mencionado na página anterior, este tipo de válvula atua de acordo com a pressão hidráulica no circuito do eixo traseiro.

Essa válvula possui uma mola calibrada, que se comprime assim que se atinja uma determinada pressão no circuito. Veja o gráfico abaixo:

Assim que os freios são acionados, a pressão nos dois eixos (dianteiro e traseiro) aumentam por igual. Ao se atingir 20 kgf/cm2 ocorre o ponte de redução no eixo traseiro. Observe que, quando a pressão no circuito dianteiro chega a 50 kgf/cm2, a pressão no eixo traseiro está em 35 kgf/cm2.

Posição aberta: A mola principal mantém o êmbolo no fundo da carcaça onde o pino de poliéster se apóia mantendo-se afastado da vedação. O fluido tem a passagem livre para o eixo traseiro e a pressão é igual nos dois eixos.



Posição fechada: O êmbolo é dotado de duas faces distintas, ambas guarnecidas por gaxetas. A área menor é voltada para os freios dianteiros e a maior para os freios traseiros. Quando o sistema é pressurizado as duas faces do êmbolo recebem a mesma pressão. Mas essa pressão atuando em áreas diferentes, geram forças diferentes.

Quando a diferença dessas forças for suficiente para vencer a mola, o êmbolo será empurrado para trás, movimentando a vedação em direção ao pino. O fluxo de líquido para o eixo traseiro é interrompido no momento em que a vedação se apóia no pino.

Posição de equilíbrio: Partindo da posição fechada, à medida que a pressão no cilindro aumenta, a pressão sobre o lado maior permanece constante, enquanto não há passagem de fluido pela vedação. Mas a pressão sobre a área menor aumenta até que a força deste lado consegue empurrar o êmbolo de volta para o fundo. Se a vedação está aberta, o líquido do circuito traseiro volta a ser comprimido. A força sobre a face maior também aumenta até conseguir fechar novamente a vedação.

Para haver esse novo fechamento da vedação, o aumento de pressão no circuito será menor do que no dianteiro, pois, a pressão no lado traseira atua atua sobre uma área maior. Assim, quando a vedação voltar a fechar, a pressão no circuito traseiro será menor que no dianteiro.




Válvula sensível à carga

Vimos que a função da válvula reguladora de pressão do freio é evitar o travamento das rodas do eixo traseiro. Vimos também que este travamento se dá pela diminuição da carga no eixo traseiro durante a frenagem.

Essa diminuição é menor estiver carregado. A válvula sensível à carga, como o próprio nome indica, controla a pressão no circuito traseiro em função da carga do veículo, ou seja, se tem ou não maior carga no eixo traseiro, principalmente no porta-malas.

A válvula é instalada próximo ao eixo e é ligada à suspensão do veículo através de uma mola externa.

A instalação da mola é feita de modo que quanto maior é a carga, maior é a tensão na mola.

Funcionamento: Quando o freio é acionado, a pressão hidráulica do sistema dianteiro atua sobre o êmbolo. Para que o circuito traseiro seja pressurizado, o fluido precisa passar pela abertura. Para que isso aconteça, a pressão no circuito traseiro deve vencer a mola. A medida que a carga do veículo aumenta, cresce a pressão do fluido que passa para o circuito traseiro.

Embora utilizamos as palavras "sensível à carga", não significa que esta válvula somente irá atuar com a existência de bagagens no porta-malas. Mesmo com o veículo vazio, não se esqueça que durante o processo de frenagem, parte da carga do eixo traseiro passa para o dianteiro, conseqüentemente a traseira do veículo fica mais leve, facilitando o travamento das rodas. É nesse momento que a válvula entra em funcionamento, reduzindo a pressão hidráulico no circuito deste eixo.

A válvula sensível à carga normalmente é utilizado nas StationWagon "peruas", uma vez que seu porta-malas permite maior quantidade de carga.



Válvula sensível à carga



Um comentário:

Cleyton disse...

Cadê as fotos??