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O que é o fading dos freios?

Muitos motoristas já perceberam que os freios “ficam mais fracos” após uma situação no qual foram muito solicitados, como uma descida de serra. O efeito se destaca nos modelos mais antigos, equipados com sistemas menos eficientes.

Os engenheiros chamam este fenômeno de fading, ou simplesmente perda de eficiência de frenagem. Objeto de muita pesquisa pelos fabricantes, o sistema de freios recebeu mais novidades tecnológicas.

Este artigo descreve como ele ocorre e as novas tecnologias desenvolvidas pelos departamentos de pesquisa e desenvolvimento para reduzi-lo.

O QUE É FADING?

O fenômeno do fading consiste na redução da eficiência de frenagem causada pelo aquecimento dos componentes móveis dos sistema de freios – no caso, discos e pastilhas na variante a disco, e lonas nos tambores nos tipos a tambor.

Uma frenagem eficiente depende do atrito entre pastilhas e discos, ou das lonas nos tambores. O aquecimento dos componentes prejudica o atrito entre si, aumentado a distância de frenagem, reduzindo a segurança e eficiência.

Em modelos mais antigos, geralmente equipados com freios dianteiros e traseiros a tambor, a capacidade de frenagem pode ser anulada totalmente por curtos períodos de tempo, até que o sistema se resfrie e a capacidade de restabeleça. No popular: o fading pode fazer o veículo ficar sem freio.

Os veículos mais modernos entregam boa confiabilidade na grande maioria dos casos. O fading se apresenta de modo mais crítico apenas em situações especiais, como descida de serra de modo inadequado e na pilotagem em pista, ambas com uso severo do sistema de freios.

COMO FUNCIONAM OS TESTES DE FADING

Os testes de campo para veículos comuns, realizados pelos fabricantes e fornecedoras de  sistemas de freios se compõem de uma série de dez frenagens de 80 km/h a 0, com potência total e em sequência.

Naturalmente, o aquecimento do sistema gera distâncias maiores após cada passagem. A aferição dos aumentos nos espaços de parada avalia a resistência do sistema contra o fading.

Exemplo: imagine dois veículos, (1) e (2). O veículo (1)  faz a primeira passagem de 80 km/h a 0 em 25 metros e a décima em 32 metros, enquanto o segundo faz a primeira frenagem em 26 metros e a última em 31 metros.

O veículo (1) freia em menor espaço nas medições obtidas em testes como os de revistas especializadas, mas o fading de seus freios se mostra bem maior, com distância 18,75% maior, ante 16,12% do modelo (2) após a décima passagem.

Ao avaliar a capacidade de frenagem, mesmo os autoentusistas consideram apenas a distância de parada – de 80 km/h a zero – negligenciando o efeito do fading, como no caso acima. Pelo critério padrão, o modelo (1) parece melhor, mas o (2) se mostra mais seguro devido à menor perda de eficiência.

No passado os sistemas de frenagem padeciam de baixa eficiência, em sua maioria, especialmente os equipados apenas com lonas, como já explicado no item acima. Não raro, perdiam toda sua capacidade de ação e deixavam o veículo completamente sem freio na sexta ou sétima passagem.

A introdução dos freios a disco sólido e ventilado contribuiu substancialmente para o melhor desempenho nas reduções de velocidade, especialmente as mais bruscas. Claro que a redução de eficiência ocorre, mas sem prejudicar o funcionamento do sistema de modo a comprometer a segurança, excetuando os exemplares sem manutenção em dia e/ou de baixa qualidade.

FREIOS A DISCO, O MAIOR SALTO TECNOLÓGICO

Na década de 1950, uma inovação nasceu nas pistas: o freio a disco. A grande vantagem deste sistema, em relação aos modelos a tambor, reside na redução drástica do fading, devido à maior facilidade em dissipar o calor, principal causa da perda de eficiência do sistema.

Em automóveis de passeio, sua popularização ocorreu nos anos 1970 e passou a equipar a totalidade dos modelos em menos de 20 anos. Para o motorista comum, o freio a disco resolveu um problema que preocupava a maioria: a perda de eficiência em situações de maior solicitação do sistema; o qual foi mitigado com sucesso.

Condutores habilitados há mais de quarenta anos e/ou que dirigem modelos clássicos frequentemente conhecem muito bem os cuidados necessários para frear um automóvel com freios a tambor, como a modulação do pedal adequada, as “puxadas” para os lados e o maior tempo de recuperação do sistema após grandes solicitações.

ASSISTÊNCIAS ELETRÔNICAS DE FRENAGEM

Todos os motoristas compreendem que os freios ABS (anti blocking system, sistema antitravamento, em inglês) tornam os veículos mais seguros. A lacuna nesta percepção reside no desconhecimento sobre seu modo de funcionamento, em conjunto com as demais assistências correlatas.

Duas grandes causas de acidentes originadas das frenagens são as mudanças de direção – as “puxadas” para a esquerda ou direita ao pressionar o pedal – e o travamento das rodas. Ambas alongam os espaços de parada e provocam a perda do controle direcional do veículo, as principais causadoras de colisões.

Os cursos de formação de condutores não ensinam aos alunos as técnicas para frear corretamente em automóveis sem assistências eletrônicas, tais como modulação do pedal e como manter o controle do veículo em frenagens bruscas.

Excetuando os condutores que recebem treinamento avançado ou de pilotagem, as assistências trazem grande aumento na segurança por preservar a segurança dos ocupantes e por reduzir o esforços de frenagem que causam o fading.

FREIOS DE CERÂMICA E DE CARBONO

Muito mais resistentes ao fading, sistemas de freios fabricados em materiais especiais como cerâmica e fibra de carbono equipam modelos de competição e superesportivos há cerca de vinte anos.

Em condições de autódromo, sua eficiência se mostra superior aos tradicionais componentes em aço e a perda de eficiência é muito reduzida. A contrapartida mora na necessidade de passar por aquecimento para atingir a temperatura de trabalho.

Quando frios, sua capacidade de frenagem é muito baixa e não funcionam adequadamente. Encontra-se na internet grande quantidade de relatos sobre acidentes envolvendo modelos como Porsche, Ferrari e Lamborghini equipados com discos de cerâmica ou fibra de carbono, ocorridos por “pilotos” descuidados que esqueceram de aquecer os freios.

Equipam apenas carros esportivos e dificilmente chegarão aos modelos comuns, devido ao seu alto custo de fabricação e manutenção, sempre na casa dos cinco dígitos; e da necessidade de aquecimento, a qual os torna pouco práticos para o uso urbano.

DICAS PARA REDUZIR O FADING

fading causou grande preocupação até meados da década de 1980, quando os freios a disco passaram a equipar a maioria dos veículos. O receio de “perder o freio” deixou de aterrorizar os condutores e aqueles que não guiaram modelos somente com freios a tambor desconhecem este problema.

Mesmo assim, algumas situações podem causar a perda de eficiência do sistema de freios e comprometer seu funcionamento e durabilidade. Estes dois cuidados reduzem o fading em modelos antigos e o eliminam nos modernos, aumentando sua vida útil:

Usar o freio-motor em descidas e serras

A situação de maior esforço para os freios ocorre em longas descidas e/ou em caso de necessidade de freadas bruscas em declives muito inclinados. Nos veículos mais novos, o motorista percebe a perda de eficiência após seis ou sete freadas bruscas nestas condições, ou ao manter o sistema aplicado por mais de cinco minutos de forma contínua.

Freios a discos ventilados recuperam sua eficiência após dois ou três minutos de repouso, posto que a força de frenagem se concentra de 70% a 80% nas rodas dianteiras. Os departamentos de engenharia fazem assim para facilitar o controle direcional, posto que mais força nos conjuntos traseiros podem fazer o veículo perder o controle direcional e “rabear”, causando acidentes.

Por outro lado, esta concentração da força nos conjuntos dianteiros agrava o fading. Em modelos com freios a tambor, essas condições de uso podem ser suficientes para anular a capacidade de frenagem, a qual demora alguns minutos para retornar, dada a menor capacidade de dissipação de calor gerado por esta variante.

A melhor solução consiste no uso do freio-motor – o uso de uma marcha mais curta para deter o ganho de velocidade em declives. O esforço efetuado pelo sistema de freios se reduz pela metade com o emprego de ambos, combinados.

Acelerar e frear de modo progressivo

Em situações de uso normal, a condução ideal recomenda usar o mínimo de aceleração e frenagem possíveis. Esta boa prática gera dupla economia, de combustível e freios, e preserva a capacidade de frenagem em 100%.

POTÊNCIA DO MOTOR E DOS FREIOS

Ao dimensionar um sistema de freios de um automóvel comum, os engenheiros definem que a potência de frenagem deve ser três vezes maior que a do motor, dado que os espaços de frenagem são muito mais reduzidos em comparação aos de aceleração.

Supondo um modelo de 100 cavalos de potência, o qual seja submetido ao teste de aceleração e frenagem em sua capacidade total, ele atingirá os 80 km/h em pouco mais de cem metros, mas deve voltar à imobilidade em menos de 30 metros.

Como as acelerações acontecem em distâncias três vezes maiores em relação às frenagens, a potência de frenagem deve ser o triplo em comparação à do motor. Assim, automóveis de 100 cavalos de potência devem ter “freios de 300 cavalos”, capazes de desacelerar o veículo em um terço da distância.

Este número vale para automóveis leves. Veículos pesados ou esportivos obedecem a critérios mais rigorosos, podendo entregar potência de frenagem até dez vezes maiores que as do propulsor.

FREIOS: UM DOS ITENS QUE MAIS EVOLUÍRAM

Os motoristas com décadas de CNH menos atentos possuem uma vaga lembrança do fading e desconhecem este termo técnico, pois se acostumaram com sistemas de freios cada vez melhores a cada troca de modelo.

As diferenças mais notáveis entre um modelo clássico e um zero quilômetro estão na estabilidade e capacidade de frenagem. Imaginemos um jovem que guiou carros com freio a disco apenas, como um VW Polo, e dirija seu antepassado Fusca pela primeira vez em sua vida.

Certamente, ele se queixará das folgas na direção e do pedal de freio pouco progressivo. Ao pressioná-lo, nada ocorre no começo do curso, para frear bruscamente após aplicar um pouco mais de força. Em seguida, o veículo puxa para um dos os lados e exige modulação do pedal (duro) para voltar à rota.

Após três frenagens mais bruscas, o freio “começa a ficar fraco” e precisa de algum tempo para recuperar a eficiência. O cálculo das distâncias de frenagem se mostram uma dificuldade ao dirigir um antigo pela primeira vez, as quais são bem maiores e causam grande estranhamento.

Em resumo. Uma tarefa simples como frear um VW Polo de 60 km/h a zero se torna altamente complexa em um modelo 60 anos mais antigo. No modelo 2018, basta pressionar o pedal suavemente e a parada ocorrerá sem sustos.

Em seu antepassado de 1958, o motorista precisa iniciar o processo dez metros mais cedo e aplicar contra-esterços no volante para manter a rota em linha reta, assim como modular a pressão no pedal para evitar o travamento das rodas.

No Polo, o motorista raramente se lembra do sistema de freios, enquanto no “besouro” ele demanda atenção contínua em razão do fading e controle direcional.

fading é desconhecido pela geração atual de condutores, à exceção dos adeptos do antigomobilismo e/ou track days. Outrora, já foi objeto de grande atenção e preocupação  dos motoristas, com pavor de “ficar sem freio” e foi causa de milhares de acidentes.

A tecnologia libertou o motorista e hoje a questão se restringe aos departamentos de engenharia.

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