Sistema de freio: elementos e como funciona
O sistema de freio resolve um problema de força: o seu pé não tem como parar um carro de uma tonelada sozinho. Por isso a força aplicada no pedal é multiplicada três vezes antes de chegar à roda — por alavanca, por vácuo e por hidráulica.
E há uma decisão de projeto que quase ninguém conhece: o sistema é duplo. Se metade dele falhar, a outra metade ainda para o carro.
Como o sistema de freio multiplica a força
- O pedal é uma alavanca. A distância entre o ponto de apoio e o pé faz a força chegar amplificada ao outro lado.
- O servo freio entra em seguida. Ele usa o vácuo do motor — ou uma bomba própria, em diesel e elétricos — para empurrar o pistão junto com você. É por isso que o pedal fica pesado como pedra quando você pisa com o motor desligado.
- A hidráulica faz o resto. O cilindro mestre gera pressão no fluido, e como líquido não comprime, essa pressão chega inteira às quatro rodas. Pistões de área maior nas pinças convertem pressão em muita força.
Aí o atrito entra em cena, porque é ele que efetivamente para o carro: pastilha contra disco, transformando a energia do movimento em calor. Frear é jogar energia fora na forma de calor, e todo o resto do sistema existe para permitir isso de forma controlada.
Os elementos do sistema de freio
- Pedal — a alavanca inicial, com um curso projetado para dar sensibilidade.
- Servo freio, ou hidrovácuo — multiplica a força usando a diferença de pressão. Falhou, o pedal endurece e a frenagem exige força enorme.
- Cilindro mestre — converte movimento em pressão hidráulica. Os sinais de falha estão em cilindro mestre de freio vazando.
- Reservatório e fluido — o fluido transmite a pressão e é higroscópico, ou seja, absorve umidade e perde ponto de ebulição com o tempo. Os tipos estão em fluido de freio DOT 3, DOT 4 e DOT 5.
- Tubulações e flexíveis — levam a pressão até as rodas. Mangueira ressecada incha e engole parte da pressão.
- Pinça e pistão — apertam a pastilha contra o disco.
- Pastilhas e discos, detalhados em como funcionam as pastilhas de freio.
- Tambor, lonas e sapatas, em quem tem freio a tambor atrás — veja freios a tambor e lona e sapata de freio.
- Freio de estacionamento, mecânico por cabo ou eletrônico, tratado em freio de estacionamento eletrônico.
- Módulo ABS, a camada eletrônica por cima de tudo isso, explicada em como funciona o freio ABS.
Por que o circuito é duplo
O cilindro mestre tem duas câmaras independentes, porque cada uma alimenta um circuito próprio. Se um vazar, o outro continua funcionando.
A divisão costuma ser feita de duas formas, já que o arranjo depende da tração do carro:
- Em X — cada circuito atende uma roda dianteira e a traseira do lado oposto. É o arranjo mais comum em carros de tração dianteira, porque mantém frenagem equilibrada mesmo com metade do sistema fora.
- Em H — um circuito para o eixo dianteiro e outro para o traseiro.
Com um circuito perdido, o pedal desce bem mais e a frenagem fica bem mais fraca — mas o carro para. Se o pedal afundar de repente, é exatamente esse cenário: reduza com o motor, use o freio de estacionamento com cuidado e pare em segurança.
Como a frenagem é distribuída entre os eixos
O eixo dianteiro faz a maior parte do trabalho, uma vez que o peso se transfere para a frente na freada. Travar a traseira antes da dianteira é perigoso, já que a traseira solta gira o carro.
Para evitar isso existe uma limitação da pressão traseira — por válvula mecânica nos carros mais antigos, e pelo EBD eletrônico nos atuais, que distribui a frenagem conforme a carga e a aderência. As siglas estão em ABS, ESP e EBD.
A manutenção do sistema de freio
- Fluido no prazo, em geral a cada dois anos, conforme o manual. Fluido velho ferve na descida de serra e o pedal vai ao fundo.
- Pastilhas e discos medidos, e não avaliados no olho — o intervalo típico está em quanto tempo duram as pastilhas de freio.
- Pinos de guia lubrificados com graxa específica, para a pinça deslizar e a pastilha gastar por igual.
- Flexíveis inspecionados quanto a trinca e ressecamento, porque mangueira inchada engole pressão.
- Sangria correta após qualquer abertura do circuito, conforme sangria no sistema de freio.
- Freio de estacionamento testado de vez em quando, porque cabo parado enferruja e trava.
Os sinais de que algo está errado
- Pedal esponjoso ou que afunda — ar, fluido velho ou vazamento, tratado em pedal do freio borrachudo.
- Pedal muito duro, porque aí a suspeita recai sobre o servo freio ou a mangueira de vácuo.
- Ruído ao frear, cujo significado varia — veja freio fazendo barulho.
- Trepidação no volante ao frear — disco empenado, assunto de disco de freio empenado.
- Carro puxando para um lado na freada — pinça travada de um lado.
- Nível do reservatório caindo — ou pastilha gasta, ou vazamento. Veja fluido de freio vazando.
Perguntas rápidas
Como funciona o sistema de freio do carro?
O pedal amplia a força por alavanca, o servo freio soma a assistência a vácuo e o cilindro mestre converte tudo em pressão hidráulica. Essa pressão chega às pinças, que apertam as pastilhas contra os discos e transformam movimento em calor.
Para que serve o servo freio?
Para multiplicar a força do pé usando o vácuo do motor ou uma bomba própria. Sem ele o pedal fica extremamente duro, o que se percebe ao pisar no freio com o motor desligado.
Por que o sistema de freio é duplo?
Por segurança. O cilindro mestre tem duas câmaras independentes que alimentam circuitos separados, em X ou em H, de modo que a falha de um deles ainda deixa o outro capaz de parar o veículo.
Por que o freio dianteiro desgasta mais?
Porque o peso se transfere para a frente durante a frenagem, e o eixo dianteiro executa a maior parte do trabalho. A pressão traseira é limitada de propósito, para a traseira não travar antes e girar o carro.
De quanto em quanto tempo trocar o fluido de freio?
Em geral a cada dois anos, seguindo o manual do veículo. O fluido absorve umidade do ar com o tempo, e isso derruba o ponto de ebulição, o que faz o pedal ir ao fundo em uso severo como descida de serra.
