Tuning & tecnica: Travões

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Funcionamento

Os travões de um automóvel funcionam pela conversão de energia mecânica em calor. A força de pressão das pastilhas contra os discos faz com que o carro trave. A força é conseguida através da pressão hidráulica criada ao se accionar o pedal do travão.

Quanto melhor for a tal conversão de energia mecânica em calor, mais depressa se consegue parar o carro.
Nem todos os carros possuem um bom sistema de travagem. Bons travões requerem bons materiais e componentes de boa qualidade, e estes custam muito dinheiro! Apenas alguns fabricantes de automóveis equipam os seus veículos com o estado da arte em sistemas de travagem e fazem questão em colocar o que de melhor existe para poder parar o carro no mais curto espaço, e o melhor exemplo destes últimos é a Porsche. Por outro lado, um bom sistema de travagem não deve apenas para rapidamente um carro, como deve manter as características de travagem ao fim de uma utilização intensiva dos travões (resistência à fadiga). Normalmente os construtores investem mais em aceleração positiva do que negativa. Um correcto dimensionamento da potência de travagem entre o eixo dianteiro e traseiro é importante para se evitar que por exemplo as rodas de trás bloqueiem antes das da frente e levem a problemas de estabilidade.

Tuning dos travões

No tuning, a segurança é um dos pontos fundamentais. Muitas vezes este item é esquecido por quem se interessa mais pela estética. Alguns modelos de automóveis têm insuficiências no sistema de travagem. Outros, embora tenham sistemas bem dimensionados, esse dimensionamento é feito para a potência prevista para o carro tal como sai da fábrica. Nestes e noutros casos é importante que se procedam a alterações a este nível. Um bom sistema de travagem permite travar mais tarde e com mais segurança, mesmo em condições extremas de utilização onde os travões são muito solicitados. E porque não dizê-lo, a travagem também pode proporcionar sensações espectaculares ao volante... imaginem uma travagem de 200km/h até 0 num Porsche GT3.
Os travões não devem ser deixados de parte ao modificar um carro, pois se o carro vai andar mais, também mais depressa vai ter que parar. O que é que se pode fazer então para que o carro fique a travar melhor? As possibilidades são variadas e depende de vários factores.

De seguida deixa-se uma lista de algumas alterações que poderão ser feitas:

• Colocar pastilhas mais performantes.
• Trocar os discos por uns de maior diâmetro.
• Aplicar discos diferentes
• Usar líquido de travagem resistente a fadiga.
• Converter os tambores traseiros para discos.
• Usar tubos de travagem de malha de aço.
• Trocar o sistema de travagem por um kit completo.

Intervenentes na travágem

Discos: a área e a capacidade de arrefecimento são o mais importante. Quanto maior for a superfície dos discos melhor será a travagem e a capacidade de absorção de calor. O material também tem um papel importante. Em competição usam-se por vezes discos em carbono e mais recentemente a cerâmica. O peso dos discos tem um papel importante na dinâmica do carro.
Pastilhas: a superficie de contacto e o material usado são o mais importante. Devem ter um coeficiente de atrito elevado e a capacidade de absorver calor tem um papel importantíssimo na travagem. Devem manter as suas características mesmo quando a alta temperatura, tendo uma boa resistência à fadiga.
Maxilas: quanto maior for a força exercida melhor será a travagem. Também absorvem algum calor durante a travagem. Existem maxilas com mais do que um embolo o que melhora a força exercida pelas pastilhas contra os discos.
Líquido de travão: transfere a força aplicada pelo pedal do travão através de tubos ao êmbolos da maxila. Quanto maior a pressão aplicada ao êmbolo melhor será a travagem. Existem vários tipos de líquido, e não se devem misturar líquidos diferentes. O organismo que regula as normas é o Departament Of Transportation (DOT), dai os líquidos serem denominados DOT 3, DOT 4 ou DOT 5.
Tubos de travão: não devem aumentar a secção com o calor pois dessa forma a pressão transmitida não será igual à recebida. Normalmente este efeito detecta-se nos carros ao travar quando o pedal fica mais "esponjoso"! Muitas vezes usam-se tubos de malha de aço para não deixar que isso aconteça.

Discos ventilados

Nos discos ventilados existe um espaço no meio do disco que permite que o ar entre e ajuda a arrefecer os discos quando mais solicitados, melhorando assim a eficiência dos mesmos. Hoje em dia quase todos os carros vêm de série com discos ventilados à frente.
Discos perfurados

Este tipo de discos permite um maior movimento do ar e por conseguinte um maior arrefecimento dos discos. Por outro lado diminuem a superfície do disco, sendo menor o atrito que se consegue e a absorção de energia.

Os gases formados pela fricção das pastilhas nos discos e as partículas que se criam também passam a ter um local para sair e quanto mais "limpa" for a superfície de contacto melhor será a eficiência do travão. Estes discos têm outra vantagem e é o facto de serem ligeiramente mais leves. Devido às vantagens e desvantagens que estes têm é preciso avaliar se realmente são necessários, mas em geral fica-se a ganhar com discos deste tipo. Por outro lado ficam bem esteticamente quando vistos através da jante. Com chuva, estes discos tem um comportamento muito melhor, pois permitem escoar a água muito mais rapidamente.
nota: este problema dos gases e das partículas que se gera no momento da travagem não é importante em condução normal, mas em competição, onde cada segundo conta para o resultado final este fenómeno já é relevante, assim como em menor escala em condução desportiva.

Discos ranhurados

Este tipo de discos tem ranhuras na superfície, o que ajuda a criar a tal superfície "limpa" e permite que os gases que se criam durante a travagem se dissipem mais rapidamente. A superfície do disco não fica muito reduzida devido a esses "rasgos" o que tem vantagens, como já se explicou. Outra vantagem é que duram mais do que os perfurados. Normalmente estes tipos de discos são preferíveis em relação aos perfurados.

Discos mistos

Também existem discos perfurados e com ranhuras, tendo as vantagens e desvantagens de ambos os tipos de discos. A maior parte dos fabricantes disponibiliza este tipo de discos.
Pastilhas

Há pastilhas constituídas por diversos materiais ou compostos. Podem ter características para serem usadas em estrada ou em pista. Devem ter grande resistência à fadiga. Muitas vezes a sua alteração pode resultar num aumento significativo da performance de travagem. Outros aspectos que é preciso estar à alerta é saber se precisam de estar quentes para ter a capacidade de travagem ideal. Também são factores a considerar o nível de desgaste que podem provocar nos discos, se produzem muito ou pouca sujidade, o que é importante para manter as jantes limpas, a nível de vibração e a estabilidade à medida que a temperatura das mesmas aumenta. Nos anos 80 as pastilhas continham normalmente materiais com compostos minerais (os arbestos - cuja utilização deixou de se fazer não pelo comportamento, mas devido ao facto de serem altamente cancerígenos), hoje em dia são usados compostos semi-metálicos.
Liquido dos travões

Devido às temperaturas altas a que operam, principalmente em carros com sistemas de travagem majorados ou muito solicitados, o líquido "standard" não é recomendado. Um dos parâmetros usados na classificação dos líquidos é a temperatura de ebulição ("dry boiling point"). Quanto maior for, melhor será a resistência à fadiga. Se o líquido absorver outro tipo de líquidos ou se criar gases, o dry boiling point altera-se e o líquido perde as suas características. O pedal pode tornar-se mais esponjoso.

 

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Tubos de travão

São feitos normalmente em borracha, com conectores de aço ou alumínio nas extremidades. Quase todos os carros são fornecidos com este tipo de tubos e raramente tem falhas.

Normalmente o upgrade que se faz a este item é a troca por tubos de malha de aço ou do tipo Aeroquip. Estes tubos são feitos em Teflon que tem uma série de vantagens em relação à borracha, nomeadamente, não expandem com a pressão e o calor e não se deterioram com a idade. É também mais resistente às altas temperaturas e quimicamente inerte, o que o torna um material compatível com os líquidos do travão. Contudo o Teflon é frágil e tem que ser protegido fisicamente para não partir. Normalmente usa-se uma malha de aço para envolver o Teflon. Tradicionalmente este tipo de tubo era usado na aeronáutica pela Aeroquip Corporation daí que muitas vezes se conheçam estes tubos por este nome. Este tipo de tubos pode ou não ter a aprovação da DOT, quando passam os testes de stress mecânico e outras normas a que estão obrigados. As vantagens deste tipo de tubos são a capacidade de manter a pressão do pedal pois não expandem. Para além disto tem um aspecto mais desportivo e ficam mais protegidos mecanicamente.
Condutas de ar

Manter os travões dentro de certos limites de temperatura é importante quando estes são severamente utilizados. Nestes casos devem melhorar a quantidade de ar que chega aos travões para que estes arrefeçam mais depressa, retirando rapidamente o ar quente e os gases que se geram. Com umas condutas de ar bem dimensionadas pode-se prevenir ou retardar o efeito de sobreaquecimento dos travões e melhorar a sua longevidade. Em competição pode significar a diferênça entre ganhar ou perder uma corrida. Em condições normais de utilização, normalmente não desempenham um papel tão importante.
Kits completos

As características de condução e as alterações ao nível de potência, jantes e suspensão podem obrigar a optar-se por um sistema de maior capacidade de travagem. Um kit de maior diâmetro e com outras maxilas mais potentes proporciona uma maior capacidade de travagem, maior resistência térmica, pedal mais firme, etc. Existem várias marcas que propõe sistemas completos de travagem compreendendo discos, pastilhas, tubos de malha de aço, liquido de travões e maxilas, ou apenas alguns destes componentes. Estes sistemas podem ser bastante caros conforme a qualidade e eficiência desses kits. Um exemplo são os kits propostos pela Brembo, uma das referências em travões de alta performance. No entanto muitas outras marcas proporcionam este tipo de kits.

Fadiga

Por fadiga entende-se a perca de eficácia de travagem devido ao excessivo stress térmico. Podem-se diferenciar 3 tipos diferentes de fadiga, cada uma com as suas características específicas.
Fadiga das pastilhas: quando a temperatura entre a pastilha e o disco excede a capacidade das mesmas, então a pastilha perde capacidade de fricção, devido a uma película que se pode criar à superfície da pastilha que acaba por funcionar como "lubrificante", não tendo as mesmas capacidade de travar. O pedal pode continuar firme mas o carro não vai travar tão rapidamente. Normalmente não acontece de um momento para o outro, é um sintoma progressivo, e a travagem pode ser compensada, travando-se antes. Para contornar isto, usam-se pastilhas com um coeficiente de fricção mais elevado e com maior resistência e estabilidade com a temperatura.
Fadiga do liquido: quando o liquido de travagem ferve, criam-se bolhas de gases. Como estes gases são compressíveis, o pedal pode tornar-se mais macio ou esponjoso. O curso do pedal aumenta. Isto pode ser evitado trocando mais frequentemente o liquido e usando-se líquidos com pontos de ebulição mais elevados. Este tipo de fadiga surge gradualmente.
Green Fade: é o tipo de fadiga mais perigosa e que se manifesta mais rapidamente. Surge devido À troca de componentes como as pastilhas. Existem algumas resinas e outros materiais que fazem parte da constituição das pastilhas e que se encontram na sua superfície e formam uma espécie de película. Se as pastilhas não forem correctamente "acamadas", quando forem solicitadas de forma mais firme, pode acontecer que não haja fricção suficiente para a força de travagem pretendida. Isto pode acontecer mesmo passado muitos kilometros de utilização. O grande problema é que pode apanhar o condutor desprevenido, pensando que o material é novo e que está em perfeitas condições de utilização, quando não é esse o caso. Este problema reduz-se, através de um processo de adaptação das pastilhas novas. Cada fabricante possui normalmente as suas especificidades para este processo e fornecem normalmente a informação ao cliente. Basicamente consiste em efectuar períodos de travagens progressivas e depois deixar arrefecer os travões, repetindo o processo várias vezes.
Travões em Carbono

É um sistema em que tanto os discos como as pastilhas são fabricados em carbono. São usados em competição. Tem como grande vantagem a redução do peso, a capacidade térmica elevada e a estabilidade com a temperatura. As desvantagens são o preço e uma menor capacidade de travar a frio.
Travões em Cerâmica

É uma das tecnologias em desenvolvimento actualmente. Provavelmente nunca será usada em carros do dia-a-dia. A Porsche e a Mercedes oferecem sistemas deste tipo de série (Porsche Carrera GT) ou como opcionais (alguns modelos da AMG). A maior vantagem deste sistema é a redução do peso não suspenso e a temperatura de funcionamento, que nunca ultrapassa os 200º C. Ao mesmo tempo, um sistemas destes produz menos partículas e tem pouco desgaste e pode durar 200 000km. As desvantagens são o resultante das vantagens devido às características físicas. O calor gerado nas travagens são transferidos para outros componentes do sistema, como as maxilas e o líquido de travão, o que obriga a ter pastilhas maiores e liquidos específicos. Mesmo os rolamentos estão sujeitos a maiores temperaturas e tem que ser protegidos. O preço é, como devem estar a imaginar o principal problema.
Estética

Pois é, melhora-se a segurança do carro e ao mesmo tempo está a tornar-se o carro mais bonito. Fica impecável ver nos carros uns discos de grandes dimensões perfurados com maxilas pintadas. Quanto mais preencherem o espaço interno da jante melhor. Hoje em dia os adeptos do tuning têm olhado mais para os travões e consideram sempre melhorar o sistema de travagem.