Sistemas De Freios Abs

TRABALHO INTERDISCIPLINAR DIRIGIDO IV

INSTITUTO POLITÉCNICO – CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA

SISTEMA DE FREIOS ABS

CURSO: Engenharia Mecânica Professor: Marcelo Spindola

Breno Henrique Souza da Silva, Darlan Ferreira de Lima, Davi Pedrosa Braga, Guilherme Magno de Souza Araújo, Henrique Estanillau, Jozemar Aparecido dos Santos, Patrick Roland Gurgel Vieira.

Resumo: Este artigo descreve o funcionamento do sistema de freios ABS, mostrando sua importância na redução de acidentes através de dados e comparações com sistemas de freios convencionais.

Palavras chaves: freios ABS, freios convencionais.

Introdução

Um dos principais sistemas de segurança nos veículos são os sistemas de freios, que surgiram com o objetivo de desacelerar parcial ou totalmente um veículo em movimento conforme as condições de tráfego, requisitos técnicos e legais. Com o passar dos anos, foi observado que alguns dos principais fatores causadores de acidentes nas estradas e trechos urbanos estão diretamente associados às derrapagens e ao travamento das rodas em frenagens de emergência, quando o motorista tenta evitar uma colisão. Quando ocorre o travamento das rodas, especialmente das rodas dianteiras, o motorista perde a dirigibilidade do veículo, que segue em linha reta, ainda que o mesmo tente desviar do obstáculo ou manter o veículo em curso. Para evitar a ocorrência do travamento e consequentemente, ter uma desaceleração rápida em um menor espaço possível foram desenvolvidos freios automáticos, que auxiliam na ação de frenagem, onde destaca-se o sistema antibloqueio denominado ABS (Antilock Brake System) [1]. A principal função do dispositivo é garantir que o automóvel obedeça à trajetória determinada pelo motorista, permitindo que o veículo desvie de eventuais obstáculos e reduza o espaço de frenagem. Este artigo tem o objetivo de explicar o funcionamento dos freios ABS, sua eficiência e sua importância na redução de acidentes.

Sistemas de frenagem

Desde o primeiro acidente envolvendo um automóvel, surgiu a necessidade de se criar um sistema capaz de parar totalmente ou parcialmente um veículo em determinadas situações. Diversos tipos de freios foram desenvolvidos entre os quais se tem os freios a tambor e os freios a disco, ambos tendo como objetivo a eficiência nas seguintes funções:

• Parar o movimento do veiculo em qualquer situação casual.

• Reduzir a velocidade do veiculo em movimento, aumentando a taxa de desaceleração do mesmo.

• Manter a velocidade do veiculo impedindo o a aceleração não desejada em declives.

• Manter o veículo estacionado quando está completamente parado. [2]

A figura 1 mostra as principais grandezas físicas presentes na roda de um veículo de passeio hipotético, equipado com freios hidráulicos, inicialmente animado de uma

velocidade na direção do eixo longitudinal “x” de módulo (x), e que trafega sobre

pavimento plano e em linha reta, ao ser submetido a uma frenagem (MB), que o levará até a condição de total imobilidade.

Figura 1 – Roda sob frenagem no plano e em linha reta.

Na roda ilustrada na figura 4.2, (Ri) representa a resultante de inércia do movimento

acelerado de translação; (m) a massa total do veículo; (b) é a aceleração; (Ra) a

resistência aerodinâmica; (x) a velocidade longitudinal do veículo; (U) a velocidade

tangencial do pneu; (M) o eixo de rotação da roda; (I) é a inércia do conjunto roda e

partes rotativas que compõem seu eixo; (MB) o torque do freio; (Mdb) o torque devido ao arraste do motor; (Mt) é o torque devido às perdas da transmissão; (ω) a velocidade angular da roda; (W) a força peso; (RR) representa a resistência ao rolamento na roda; (FSR) a força imposta à roda pelo solo durante a frenagem; (F) a força de frenagem; (RG) a resistência devida ao efeito de inclinação do solo; (FRS) é a força imposta ao solo pela roda durante a frenagem; (Wb) o peso dinâmico sobre o eixo; (rdyn) o raio dinâmico do pneu; (CG) o centro de gravidade; (CP) é o centro de pressão aerodinâmica; (H) a altura do CG; e (Ha) a altura do CP.

O movimento global da roda (dianteira ou traseira) da figura 1 pode ser convertido em equivalente rotacional acelerado, sendo válido aplicar-se a segunda Lei de Newton, e calcular a somatória dos momentos atuando no ponto “M”, como segue:

(1)

Onde, cada parcela da equação (1) contribui para a desaceleração do veículo [2].

Porém, em situações de aderência reduzida, por exemplo, pista molhada, alta velocidade e a aplicação da força máxima de frenagem, acarretam em imediato travamento das rodas.

O ABS é um sistema eletrônico integrado ao sistema convencional de freios, que impede o travamento das rodas nas frenagens de emergência, garantindo a estabilidade e a dirigibilidade do veículo [1]. O sistema controla a pressão de frenagem aplicada às rodas, qualquer que seja a força exercida pelo motorista no pedal de freio a fim de permitir que o veículo mantenha o rolamento dos pneus durante todo o tempo, até a parada total, ignorando o tipo e as condições do piso. Porém, o sistema ABS só pode intervir para a eficiência da frenagem após verificar os primeiros efeitos de um deslizamento inicial do pneu, uma vez que não é possível avaliar previamente as condições de aderência do veículo. Nesse momento, o sistema capta os valores de desaceleração, aceleração e deslizamento de rodas através de sensores específicos. Esses valores chegam à central eletrônica de controle onde são confrontados de forma contínua e rápida com valores ideais, previstos para cada condição de frenagem. Se a central detectar uma tendência ao travamento de uma ou mais rodas, ativa imediatamente a regulagem, comandando a modulação da força de frenagem por meio da ação de uma série de eletro válvulas e bomba de recuperação. Essa modulação da frenagem é feita em ciclos extremamente