Análise da perda de eficiência de discos de freio em altas temperaturas

Abstract

Com o passar dos anos, os veículos estão cada vez mais evoluídos quanto a capacidade de alcançar altas velocidades. Um conjunto extremamente importante que deve seguir a tendência é o sistema de frenagem. Inúmeros acidentes são causados pelo seu mau funcionamento e mau uso deste sistema, por isso, existem algumas variáveis que devem ser estudadas individualmente para que as soluções a serem desenvolvidas possam trazer mais segurança. Uma das variáveis em questão é a temperatura pois, a partir dela, poderia ocorrer: o fenômeno conhecido como "Efeito Fade" (Fade = perda da eficiência de frenagem devido ao aumento da temperatura), assim como, alterações estruturais dos componentes mecânicos dos sistemas de frenagem. Para analisar a influência de esta variável, foram realizados ensaios exploratórios de frenagem no Laboratório de Tribologia da Universidade de Brasília, utilizando um dinamômetro inercial que permite simular diversas condições de frenagem de um sistema de freio a disco veicular. Foram realizados ensaios de frenagens cíclicas, em discos de freio sólidos com duas composições químicas diferentes: ferro fundido da classe 250 (Fe250) e ferro fundido ligado com titânio (FeTi). Os ensaios foram simulados em uma situação hipotética onde um veículo viajando a 80Km/h aciona os freios até alcançar 70Km/h, depois os libera, retomando novamente a velocidade de 80Km/h, para que então haja um novo acionamento do freio até 70Km/h, e assim sucessivamente. Durante as frenagens foram monitoradas e registradas, em tempo real: a temperatura na pastilha de freio, a força de atrito (pastilha – disco) e o número de ciclos de frenagem. Os resultados mostraram uma diminuição da força de atrito (coeficiente de atrito) com o aumento da temperatura, nas duas composições de disco utilizadas. Além disso, por causa do forte odor gerado no decorrer dos ensaios, foi construída uma câmara para coletar os gases emitidos. Os gases coletados foram analisados, qualitativamente - via espectroscopia de infravermelho (FTIR) - e os resultados mostraram a presença de CO2, CO, CH4 e Benzeno na sua composição. Gases que são considerados perigosos para a saúde humana, podendo contribuir para o desenvolvimento de doenças crônicas, incluindo leucemia e câncer.