Veja como funciona o freio das motos e quais tipos existem
Caio da Luz de Freitas
Engenheiro de Aplicações
Uma das principais preocupações dos motociclistas quando se fala em pilotar uma moto é a segurança. Independentemente das razões que motivam a compra: paixão, sentimento de liberdade, economia ou agilidade, a segurança é sempre determinante na hora de escolher o modelo!
Com a evolução dos motores e conjuntos de transmissão, as motos têm alcançado velocidades máximas impressionantes e desacelerar tem se tornado cada vez mais desafiador para as fabricantes.
Além das demandas devido à otimização do powertrain, sempre foram premissas dos projetos de freio: parar em espaço reduzido, menor tempo e em condições de pista variadas.
Antes de entender mais sobre como funciona o freio das motos, vamos explorar um pouco sobre seu comportamento dinâmico durante situações de frenagem.
Transferência de carga
Já parou no semáforo e, quando acelerou, percebeu que a moto tentou empinar? Ou precisou frear bruscamente e viu que a roda traseira saiu do chão? Isso acontece porque algumas forças são geradas em torno do centro de gravidade da moto devido à interação dos pneus com o solo, distribuição de massa, curso de suspensão e deformações em geral.
Como assim?
As forças aplicadas em cada roda variam de acordo com a situação que você está enfrentando. Quando você acelera sua moto, o pneu está empurrando a estrada para trás enquanto o asfalto empurra a moto para frente. Quanto maior o torque e o atrito entre o pneu e a pista, maior a força que tenta levantar a frente da moto.
Representação gráfica da força resultante na moto durante aceleração positiva.
Já nos casos de frenagem, quando a aceleração é negativa (desaceleração), o efeito contrário acontece de modo a sobrecarregar mais a roda dianteira. Além disso, existe a inércia sobre o CG (centro de gravidade) da moto que também influencia para agravar o trabalho do freio dianteiro.
Ilustração das forças decorrentes da transferência de carga em frenagem.
Independente do estilo da sua moto, peso e distância entre rodas, a transferência de carga em frenagem sempre traz esse efeito, exigindo mais da roda dianteira do que da traseira. É por isso que as motos, em geral, possuem sistemas de freio mais eficientes nas rodas da frente, com freio a disco – simples ou até duplos, já que serão mais demandados quando o assunto é parar a moto.
Tipos de freio de moto
Diversos fatores colaboram com a desaceleração da moto, tais como arrasto aerodinâmico, atrito no motor, câmbio, transmissão e rolamentos, além da resistência a rolagem entre os pneus e o asfalto. Mesmo com todas estas forças contribuindo para reduzir a velocidade, ainda não é suficiente para que a moto consiga parar em espaços curtos e repentinamente.
Então, para que o piloto possua controle sobre o freio e a performance de frenagem desejada seja atendida, as fabricantes têm desenvolvido sistemas de freio cada vez mais eficientes e seguros. Dentre os conjuntos que equipam as motos atualmente, podemos citar o freio a tambor e o freio a disco como principais soluções.
Freio a tambor
O freio a tambor é um sistema que está presente em grande parcela da frota circulante e equipa, geralmente, motos de baixa ou média cilindrada.
Pode ser acionado por cabo – nos casos de acionamento do conjunto dianteiro pelo manete do guidão – ou por uma haste presa ao pedal de freio, para acionamento do sistema de freio traseiro.
O conjunto consiste em duas sapatas que possuem, na maioria das aplicações, revestimento composto por fibras sintéticas, metais e resina, com alta dureza e coeficiente de atrito. Ao acionar os freios, estas superfícies, conhecidas como lonas de freio, entram em contato com a parede interna do cubo de roda, conhecida como tambor. O atrito entre a lona e o tambor é responsável por desacelerar a roda em questão.
Moto equipada com freios a tambor (dianteiro e traseiro).
Motos de menor cilindrada usam este modelo, já que as velocidades máximas que atingem são inferiores e a performance de desaceleração ainda consegue ser atendida. Além disso, os freios a tambor possuem baixo custo e facilidade de manutenção, visto que os acionamentos são mecânicos.
Por outro lado, esse tipo de conjunto traz algumas desvantagens devido ao fato do sistema no cubo de roda ser fechado, que dificulta a limpeza – fundamental para funcionamento ideal dos freios – e impossibilita a fácil verificação de desgaste do material consumível das sapatas.
O sistema fechado também traz complicações à temperatura de trabalho do freio a tambor, que perde eficiência, já que altas temperaturas prejudicam o atrito necessário entre as partes em movimento e influenciam para menor efetividade em acionamentos repetitivos.
Freio a disco
Assim como o freio a tambor, o princípio de funcionamento do freio a disco também é o atrito. Este segundo conjunto é composto por um disco, geralmente metálico, preso à roda e uma pinça de freio presa a bengala ou balança da moto. Cabe à pinça abrigar as pastilhas de freio: elementos que, assim como as lonas, possuem comumente fibras sintéticas, metais e resina para garantir alto atrito.
Na ação do freio, as pastilhas entram em contato com o disco, de forma a pressioná-lo para desacelerar a roda a qual está preso. Essa pressão colocada sobre as pastilhas em contato com o disco é responsável por reduzir a velocidade da moto.
Moto equipada com freios a disco (dianteiro e traseiro).
O acionamento do sistema a disco é feito de forma hidráulica utilizando o fluido de freio. O piloto aciona o freio através do manete (para a pinça dianteira) ou pedal (para o conjunto traseiro), que atua um cilindro mestre.
O cilindro mestre transforma o movimento mecânico de alavanca em pressão hidráulica na linha de freio. Essa pressão chega às pinças e, através do movimento de êmbolos, empurra as pastilhas para que parem o disco através da fricção do contato.
Abastecimento do fluido de freio no reservatório que alimenta o sistema.
O sistema hidráulico utilizado pelas motos equipadas com freio a disco demanda atenção, já que é necessário verificar o nível de fluido e possíveis vazamentos. Ainda assim, permite controle dos freios com maior precisão e acionamento com mais rapidez.
Além do menor tempo de resposta – o que reduz o espaço de frenagem necessário, comparado às motos equipadas com freio a tambor – os sistemas que utilizam disco apresentam melhores condições de ventilação, tornando-o mais eficiente e resistente à fadiga e falha por altas temperaturas.
A alta eficiência dos sistemas a disco que equipam as motos atualmente se tornou possível devido a evolução dos conjuntos disponíveis até os dias atuais. Veja a seguir alguns dos componentes que sofreram alterações:
Pastilha
A principal preocupação das pastilhas de freio está associada ao seu composto. Deve-se considerar dois fatores durante a escolha da pastilha ideal para seu uso e tipo de moto: eficiência e desgaste.
A eficiência da pastilha de freio está relacionada à potência de frenagem do elemento, ou seja, quão eficiente é a desaceleração da moto. Já o desgaste reflete a vida útil do componente. Ambos os aspectos estão geralmente correlacionados: quanto mais eficiente a pastilha escolhida, mais rápido ela irá se desgastar.
Atualmente, podemos encontrar muitos compostos, sinterizados ou orgânicos, com performance que variam de acordo com a aplicação. Algumas pastilhas possuem foco em pista, com coeficiente de atrito ideal em altas temperaturas, enquanto outras foram feitas para uso urbano, com melhor faixa de desempenho em baixa e média temperatura. A escolha da pastilha de freio deve sempre levar em consideração as recomendações do fabricante, adaptável a rigorosidade de uso.
Pinça
Apesar dos conjuntos de freio a disco estarem se tornando cada vez mais populares entre as motocicletas, ainda existem muitas diferenças nas pinças de freio. Sobretudo as que equipam motos de baixa cilindrada vs alta cilindrada e peças para competição.
Além da fixação da pinça, que pode ser flutuante ou fixa, outras características também variam junto à performance. São elas: rigidez da peça (bipartida ou não), material e a quantidade de êmbolos. Portanto, todos estes aspectos influenciam o funcionamento do conjunto e interferem na sensibilidade do piloto.
Disco
Como o próprio nome já diz, o disco de freio é fundamental nesse sistema e tem grande influência na eficiência dele. Isso porque, além do tamanho do disco estar diretamente ligado à potência de frenagem do conjunto, outros fatores como geometria, material e espessura contribuem com a refrigeração e efetividade do sistema.
Para atender as mais distintas demandas de performance e custo que cada modelo e tipo de uso exige, os discos de freio podem ser confeccionados de materiais diversos, desde ligas de aço ou alumínio até carbono. Além do material, a configuração dos discos também apresenta variações distintas, desde formato até elementos que favoreçam a ventilação e limpeza da pastilha.
Princípio básico: Atrito
Como vimos, o atrito é fundamental para o funcionamento do conjunto de freio, independente se a tambor ou a disco. A fricção entre os materiais é necessária e desejada, porém pode trazer graves problemas à frenagem caso alguns cuidados não sejam levados em consideração.
Calor
O atrito entre as lonas de freio e o tambor, ou entre as pastilhas e o disco, é responsável por parar a moto, transformando a energia cinética do movimento em energia térmica. Isso faz com que a temperatura das peças em contato aumente em curto espaço de tempo, de forma a aquecer as outras partes do sistema.
Temperaturas excessivas podem causar no freio um efeito chamado de fade, que é percebido pelo piloto quando a habilidade de frenagem é reduzida. Isto é, os componentes do sistema de freio não são capazes de desacelerar a moto dentro de espaço e tempo apropriado. Para conseguir parar, quando possível, é preciso pressionar o pedal ou manete com mais força e por mais tempo.
Tal efeito pode acontecer com a vitrificação dos componentes – que perdem a capacidade de atrito – gerada pelo modo de pilotagem agressivo. Mas também pode acontecer por conta do dimensionamento incorreto do sistema para tal aplicação, acionamento repetitivo em descidas e serras extensas, ou acionamento indevido do freio enquanto em movimento, como descansar o pé no pedal durante a pilotagem.
Independente da causa, a dissipação de calor inadequada aumenta o desgaste do sistema, contribuindo para a ebulição do fluido, nos casos de freio a disco. Como toda a linha de acionamento e pinças são alimentadas pelo fluido de freio, as altas temperaturas acabam aquecendo também o fluido, que pode ter seu desempenho afetado.
Vale dizer ainda que a performance do fluido de freio está associada à sua temperatura de trabalho, por isso o produto deve atender a especificação do fabricante quanto à temperatura de ebulição e viscosidade.
Apesar do atrito entre as pastilhas e o disco gerar calor que favorece o desgaste, mal funcionamento das peças e ebulição do fluido, a fricção é primordial para que o comportamento do sistema de freio apresente a performance esperada.
Dessa forma, a falta de fricção ou o coeficiente de atrito inferior influencia diretamente na eficiência do freio da sua moto. Sujeira, água, lama, areia, óleo ou qualquer outro elemento contaminante entre a pastilha e o disco diminuem o atrito entre as partes e, consequentemente, a potência de frenagem da moto, demandando maior espaço e tempo para desaceleração.
Para evitar imprevistos quando precisar frear, é importante manter seus discos de freio limpos, principalmente depois de realizar a manutenção na linha hidráulica e sangrar o sistema, já que o fluido de freio também pode afetar na redução de velocidade.
O uso do MOTUL BRAKE CLEAN proporciona a melhor limpeza do resquício de fluido, partículas das pastilhas que vão se acumulando e outras impurezas indesejadas. Sua fórmula desengordurante de secagem rápida é capaz de dissolver óleo e graxa sem precisar esfregar, para facilitar a manutenção e garantir a segurança dos freios de sua moto.
Aplicação do MOTUL BRAKE CLEAN no disco de freio.
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