fundamentos para o projeto de componentes de máquinas

12.4 - CONSIDERAÇÕES SOBRE FREIOS EM VEÍCULOS
Um freio de fricção transforma a energia cinética em calor, entretanto, devido ao projeto
dos veículos, esse calor dissipado não é distribuído igualmente a todas as rodas. O calor
dissipado em cada freio será uma função da distribuição estática e dinâmica do peso sobre as
rodas e do design do sistema de freio. A carga dinâmica será dependente do design do veículo
(distribuição estática do peso, a altura do centro de gravidade e a base do volante) e da
desaceleração. A soma das forças durante a frenagem, mostra que a desaceleração do veículo
em porcentagem da aceleração da gravidade g é menor ou igual ao coeficiente de fricção entre
o pneu e o chão. Esse coeficiente de fricção dependerá do tamanho e da construção do pneu,
da superfície do chão, e do escorregamento relativo entre o pneu e o chão.
Se o peso está uniformemente distribuído da direita para a esquerda, a carga dos pneus
da frente e de trás (LF e LR) pode ser escrita como:
Onde:
LF = W(F = μh/d)
LR = W(R = μh/d)
F: carga estática da roda da frente = dR/d;
R: carga estática da roda de trás = dF/d;
d: base da roda;
dF: distância do centro de gravidade à roda da frente;
dR: distância do centro de gravidade à roda de trás;
μ: coeficiente de fricção;
h: distância vertical do chão ao centro de gravidade.
Essa expressão pode ser usada para estimar a mudança no carregamento devido às
forças de fricção no chão durante a frenagem. Uma transferência de peso significativa ocorrerá
para veículos altos e curtos. Para veículos baixos e longos, porcentagens menores do peso
serão transferidas.
O balanço da frenagem entre a frente e a traseira é um fator importante no projeto. O
sistema de freio poderia ser projetado de forma que os freios da frente produzam um torque 4
vezes maior que o de trás. Entretanto, em condições molhadas, o coeficiente de fricção reduz
bastante, resultando em um balanço no sistema de freio de 80% na frente e 20% atrás que
causaria um escorregamento das rodas da frente. Se o sistema de freio fosse balanceado para
uma desaceleração dinâmica de distribuição de peso mais baixa, as rodas de trás
escorregariam primeiro durante a desaceleração máxima para condições secas.
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