Disco de travão | HELLA

Geral

Desde a introdução dos travões de disco no automóvel, o disco de travão é um componente importante na construção automóvel.

O disco de travão forma, juntamente com o calço do travão, um conjunto de fricção e tem de resistir a cargas extremas.

Ambos os componentes fornecem o binário de travagem necessário para desacelerar ou imobilizar um veículo a motor. O disco de travão transfere este binário de travagem para o cubo da roda e, a partir daí, para a jante.

Devido à carga térmica no travão de roda, o disco de travão também tem a tarefa de dissipar a carga térmica resultante.

Material

Os discos de travão estão expostos a elevadas cargas mecânicas durante a travagem. Para além de forças de pressão, forças de tração e forças centrífugas, também têm de suportar cargas térmicas. Para obter os melhores resultados em todas as situações de travagem, a composição do material do disco de travão e do calço do travão têm de corresponder. Dependendo do tipo de veículo e da área de aplicação, os discos de travão podem ser feitos de ferro-gusa, aço inoxidável, carbono ou cerâmica. A maioria é feita de ferro-gusa, cujas propriedades são melhoradas através da adição de uma grande variedade de materiais. A adição de molibdénio e crómio melhora a resistência à rutura térmica e a resistência ao desgaste da liga. A capacidade de absorção térmica é melhorada através do aumento do teor de carbono.

Por razões de custos, os discos de travão em cerâmica ou carbono são utilizados no desporto motorizado ou em veículos de gama alta. Além do baixo peso, da longa vida útil e do bom comportamento de resposta, outra vantagem é o aumento da resistência do material.

Contudo, devido à menor capacidade de dissipação do calor, estes discos de travão necessitam de calços de travão especiais que compensam esta “falha”.

Modelos

Durante o processo de travagem, através da fricção, a energia de movimento é transformada em energia térmica. Até 90% dessa energia transformada é absorvida pelo disco de travão e transmitida para o ar ambiente.

Em condições extremas, os travões de roda podem alcançar temperaturas de até 700 °C. Além dos esforços mecânicos, os discos de travão são expostos às influências ambientais, sujidade, água e sal. Durante a fase de fabrico, todos estes fatores devem ser considerados pelo fabricante dos discos de travão e exigem diferentes modelos de discos de travão. Basicamente, é feita uma distinção entre discos de travão sólidos e discos de travão com ventilação interna (Fig.1).

Um disco de travão sólido é feito de uma peça de ferro fundido e tem apenas um anel de fricção. Uma vez que os discos de travão sólidos só podem dissipar o calor de forma lenta, são normalmente instalados no segmento de veículos pequenos. No caso de veículos pesados ou de alta cilindrada, são utilizados principalmente no eixo traseiro, que é sujeito a menos esforços em termos de desempenho de travagem. Por serem mais fáceis de dosear, substituem por vezes o travão de tambor.

Devido à sua massa maior, os discos com ventilação interna têm uma melhor capacidade de absorção térmica e arrefecem mais rapidamente pelos canais radiais ventilados (Fig. 2). Esses canais radiais estão localizados entre os dois anéis de fricção. Através da rotação do disco de travão é produzido um efeito de ventilador, que produz uma corrente de ar contínua que percorre o disco de travão.

Uma vez que a distribuição dinâmica da carga sobre os eixos significa que as maiores forças de travagem ocorrem no eixo dianteiro, os discos de travão ventilados são geralmente instalados no eixo dianteiro. Assim, é garantido um elevado desempenho de travagem em condições extremas. Dependendo do tipo de veículo, aplicação ou motorização, os discos de travão com ventilação interna também podem estar instalados no eixo dianteiro e traseiro.

Além disso, os discos de travão sólidos e com ventilação interna podem ser munidos de ranhuras ou furos axiais. O pó da abrasão do travão, água e sujidade são acumulados nas ranhuras e projetados para fora através do movimento rotativo. Os furos axiais aumentam a dissipação do calor, mas não têm qualquer efeito de autolimpeza porque o pó da abrasão do travão pode acumular-se nos furos.

Fig. 1

Abb.2

Variantes

Dependendo do design do veículo ou do sistema de travagem, os discos de travão instalados no eixo traseiro de um veículo podem, ao mesmo tempo, ter um tambor do travão para o dispositivo do travão de mão integrado no prato do disco.

Do mesmo modo, alguns fabricantes também integram rolamentos das rodas e anéis de impulso do sistema de travagem antibloqueio (Fig. 3) nos discos de travão. Ambos os modelos requerem um maior grau de cuidado por parte do técnico durante a reparação. Para melhorar a proteção anticorrosiva, os discos de travão são parcialmente revestidos. Este disco de travão pode estar revestido com um revestimento inoxidável, completamente ou apenas na parte exterior do anel de fricção. Simultaneamente, é melhorado o aspeto visual na área da jante aberta do travão de roda. Se o disco de travão estiver completamente revestido, aconselha-se a realização de vários ciclos de travagem/acondicionamento moderados, até o calço do travão e o disco de travão se adaptarem um ao outro e a camada de revestimento tiver completamente desaparecido no anel de fricção.

Fig.3

Indicação de erro — Vibrações de travagem

Trata-se de vibrações de baixa frequência no veículo, causadas pela travagem.

Aqui, é feita uma distinção entre vibrações a frio e vibrações a quente.

As vibrações a frio são percetíveis por uma instabilidade do volante, flutuações da força de travagem ou um pedal do travão pulsante. A causa para tal é uma diferença de espessura do disco de travão, que se deve a um desgaste irregular e que pode ser verificado com o travão solto. O desgaste do anel de fricção causado pela excentricidade lateral resulta num contacto periódico do disco de travão com o calço do travão durante a rotação. As vibrações a quente são causadas pela deformação do disco de travão reversível, associada a um aquecimento irregular do disco de travão. Um sobreaquecimento pode fazer com que o anel de fricção do disco de travão se deforme de forma inadmissível para fora ou para dentro. Esta situação é agravada por zonas de calor localizadas (Fig. 4) no disco de travão. Esta situação pode ser causada por um disco de travão subdimensionado, calços de travão gastos ou pela utilização de produtos para travões que não cumprem as especificações do fabricante.

Fig.4

Desgaste e verificação

Os discos de travão estão sujeitos a um desgaste natural devido às elevadas cargas térmicas e mecânicas e ao impacto ambiental adicional. O estado do sistema de travagem deve, portanto, ser verificado regularmente e no âmbito da revisão especificada pelo fabricante. O limite de desgaste do disco de travão é definido pelo fabricante sob a forma de uma espessura mínima do anel de fricção. Este valor é gravado em milímetros, na margem externa (Fig. 5) do disco de travão. O valor é calculado de modo que, em condições de condução normais e respeitando os intervalos de substituição indicados, ainda possa ser montado um conjunto de calços de travão após essa espessura ser alcançada. Caso não haja qualquer informação por parte da oficina, é aconselhável que os discos e calços de travão sejam substituídos.

As verificações adicionais são a concentricidade (excentricidade do disco) e a diferença de espessura (diferentes espessuras de disco) do disco de travão.

A verificação da concentricidade de discos de travão é efetuada no estado montado (Fig. 6). A medição é efetuada com um relógio comparador posicionado cerca de 10 a 15 mm abaixo do raio externo do disco. Os desvios, medidos em várias rotações da roda, não deverão ultrapassar os 0,070 mm em veículos novos e, devido às maiores tolerâncias, os 0,10 mm em veículos antigos. Esta verificação apenas é fidedigna em discos de travão novos. Em caso de desvios, deve ter-se em consideração o estado do cubo da roda e do rolamento, que poderão ser uma possível fonte de avarias adicional.

A medição da diferença de espessura do anel de fricção de um disco de travão só pode ser medida com exatidão com aparelhos especiais. Para obter uma precisão suficiente, pode ser utilizado um parafuso micrométrico que tenha uma precisão de medição de ± 0,001 mm. Neste caso, as medições devem ser efetuadas em 12 a 15 pontos na circunferência e aprox. 10–15 mm abaixo do raio de fricção exterior. Consoante o tipo de automóvel, uma diferença de espessura de 0,012 mm a 0,015 mm já pode provocar o aparecimento de vibrações. Por essa razão, estes valores não podem ser ultrapassados em discos novos.

Fig. 5

Fig. 6

Aviso de manutenção

Para assegurar um funcionamento perfeito, são recomendados os seguintes avisos:

• Os discos de travão devem ser sempre trocados aos pares
• Montar os discos de travão novos sempre com calços de travão novos
• A superfície de apoio do cubo da roda deve estar plana, limpa e livre de rebarba, ferrugem e danos.
• Se necessário, prestar atenção ao sentido de rotação dos discos de travão com ventilação interna
• Remover completamente a proteção anticorrosiva com um produto de limpeza adequado.
• Ter atenção ao binário de aperto prescrito
• Uma vez que os discos de travão e os calços de travão têm de se adaptar, inicialmente deve-se utilizar o sistema de travagem de forma moderada. Respeitar as especificações do fabricante
• Nos primeiros 100 km, evitar travagens bruscas desnecessárias
• Observar o folheto informativo específico do produto
• Respeitar as instruções de montagem do fabricante automóvel
• A reparação no sistema de travagem apenas deve ser efetuada por pessoal treinado