ANÁLISE DAS CAUSAS DO FADING NOS SISTEMAS DE FREIO

Ministério da Educação

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

PROJETO DE TRABALHO DE DIPLOMAÇÃO

ANÁLISE DAS CAUSAS DO FADING NOS SISTEMAS DE FREIO

ALUNO: Nome do Aluno

ORIENTADOR: Nome do Orientador

Ponta Grossa – ANO

1. INTRODUÇÃO

A Primeira Lei de Newton, ou lei da Inércia diz que a tendência dos corpos, quando nenhuma força é exercida sobre eles, é permanecer em seu estado natural, ou seja, repouso ou movimento retilíneo e uniforme, então, quando um veículo está se movendo, a aplicação de uma força é necessária para pará-lo.

Em um veículo essa função de parar o movimento está sobre o freio o qual atua em razão do atrito entre a parte fixa na estrutura do veículo e a parte móvel que gira com as rodas. O atrito resultante do contato dessas peças gera uma força cujo calor – que dissipa no ar – se converte em energia mecânica e imobiliza o carro.

Dados históricos contam que os primeiros sistemas de freio consistiam em uma alavanca e um bloco de madeira e foram utilizados em automóveis com rodas de aro de aço. O condutor puxava uma alavanca que pressionava um bloco de madeira contra as rodas, reduzindo a velocidade do automóvel. Apesar de eficaz, esse sistema tornou-se inviável quando o pneu de borracha foi introduzido. A partir daí começaram surgir experiências e estudos mais aprofundados na busca de descobrir a necessidade de um material apropriado para exercer este contato, tal ponto de resistir ao desgaste e ao calor sob grande pressão.

No entanto, mesmo com novas teorias desenvolvidas e a manutenção em dia, os sistemas de freio ainda apresentam falha em situações extremas de uso. A falha descrita não significa defeito, mas uma perda de eficiência momentânea gerada devido ao superaquecimento dos materiais de atrito (pastilhas e lonas).

Essa perda de eficiência por superaquecimento ocasiona um efeito chamado em inglês de fade ou fading. O substantivo fading representa desvanecimento, sumiço lento, esmaecimento.

O efeito fading, o qual será tratado neste projeto, pode acontecer em qualquer sistema de freio em condições extremas e está relacionado aos materiais de atrito utilizados. No entanto, pouco se conhece sobre as características dos materiais empregados na composição das pastilhas de freio e através do respectivo projeto, pretende-se realizar um estudo através da análise destes materiais e assim esclarecer dúvidas sobre a escolha do melhor material a se utilizar.

2. OBJETIVOS

Orgânica, semi-metálica, metálica, sinterizada ou carbono- São tipos de materiais de fricção utilizados nas pastilhas de freio as quais são formados pela compactação à quente de diferentes pós com variadas granulometrias. Cada um tem diferentes características que afetam o coeficiente de atrito, a durabilidade da pastilha e do disco de freio, assim como o barulho e o pó gerados na frenagem, entre outros.

O volume da participação de cada componente é distinto para cada fórmula e ajustado a fim de conferir diferentes propriedades de desempenho, durabilidade, conforto, entre outros. Sendo assim, o presente trabalho tem o objetivo realizar a análise microestrutural a análise individual, bem como determinar experimentalmente as propriedades físicas básicas destes materiais de fricção.

Posteriormente, estas propriedades serão correlacionadas com o comportamento de cada material de atrito em relação ao efeito fade.

As propriedades físicas a serem determinadas para os materiais de pastilhas de freio serão: dureza, densidade, porosidade, resistência mecânica, compressibilidade a frio, compressibilidade a quente, transmissão térmica, resistência à compressão, resistência à tração, resistência interna ao cisalhamento, módulo de elasticidade, frequências de ressonância, índice de amortecimento, coeficiente de atrito em diferentes condições de frenagem e taxas de desgaste. Medições irão incluir verificações do efeito do aumento da temperatura na variação de algumas das propriedades citadas.

Os materiais de pastilhas de freios inclusos nesta verificação experimental serão selecionados e analisados de duas aplicações distintas, como por exemplo: materiais para pastilhas de freio dianteiras originais de veículos de passeio compradas na concessionária autorizada e pastilhas de freio dianteiras de baixo custo compradas no mercado de autopeças de reposição.

Além da composição química bastante distinta serão realizados estudos da influência de alteração de parâmetros do processo de fabricação nas propriedades físicas do material de atrito, bem como a comparação entre custo e benefício na escolha de um material original adquirido na concessionária autorizada e pastilhas de baixo custo compradas no mercado paralelo os quais serão considerados e analisados no fim do respectivo trabalho.

3. METODO

Pretende-se realizar o trabalho de diplomação inicialmente com uma ênfase especial à etapa de revisão bibliográfica envolvendo a estrutura do sistema de freio, com a indicação de seus princípios de funcionamento bem como dos seus principiais componentes,

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