Tecnologia e funcionamento das pinças de travão

As pinças de travão são componentes essenciais do sistema de travagem do veículo. A sua principal tarefa é converter energia hidráulica em energia mecânica. Esta transformação ocorre quando a pressão hidráulica do cilindro mestre atua sobre os pistões da pinça, gerando a força necessária para pressionar as pastilhas contra o disco e diminuir a velocidade ou parar o veículo

Tipos de pinças de travão: flutuante e fixa

Pinças flutuantes

As pinças flutuantes são caracterizadas por pistões (geralmente um ou dois) localizados num lado da pinça.

Os pistões empurram uma das pastilhas diretamente contra o disco, enquanto a outra pastilha é empurrada pelo movimento do corpo da pinça flutuante, que desliza sobre guias especiais.

As pinças flutuantes são normalmente utilizadas em veículos de gama baixa a média e em veículos comerciais ligeiros (LCV). São geralmente feitas de ferro fundido de grafite esferoidal.

Pinças fixas

As pinças fixas caracterizam-se por um único corpo rigidamente fixado ao sistema de suspensão do veículo.

Abrigam dois ou mais pistões, que agem de forma oposta nas pastilhas de travão. Em alguns casos, são utilizados “pistões diferenciados”, ou seja, pistões de tamanhos diferentes na mesma meia-caixa.

As pinças fixas são utilizadas em veículos de gama média a alta e desportivos e são geralmente feitas de ligas de alumínio.

Por outras palavras, podemos dizer que as pinças flutuantes são menos caras e têm uma pegada menor. São robustas e podem ser acionadas por diferentes sistemas. Pelo contrário, as pinças de travão fixas são mais leves, desgastam-se de forma mais uniforme, têm menos binário residual e são mais orientadas para o design.

Pinças de uma e duas peças

As pinças fixas podem ser feitas num único bloco (monobloco) ou em duas peças separadas. As pinças monobloco, sendo feitas a partir de uma única fundição, oferecem uma melhor relação massa/deslocamento de fluido e flexibilidade de forma devido à ausência de parafusos ou cavilhas. Também ocupam menos espaço radial, pois não têm “conical draft”.

Por outro lado, as pinças de duas peças são mais fáceis de fabricar e montar porque não necessitam de ferramentas especiais para serem maquinadas.

O funcionamento correto das pinças de travão depende de uma série de fatores, incluindo a qualidade de fabrico dos componentes, a montagem correta e a escolha dos materiais. A suavidade do pistão, a qualidade do revestimento e a absorção volumétrica (ou seja, o volume de líquido de travões que é absorvido durante a travagem devido à deformação da pinça) são outros fatores decisivos para alcançar uma resposta rápida e precisa do sistema de travagem.

Os principais componentes das pinças de travão

As pinças de travão são compostas por vários componentes:

Corpo da pinça: Deve resistir ao stress, assegurar que as pastilhas estão assentes no disco e acomodar as sedes dos pistões.
Cilindros: Abrigam o pistão e fornecem vedação hidráulica, permitindo que o pistão se mova suavemente durante a travagem.
Pistões: Transformam a pressão hidráulica em força mecânica, aplicando-a diretamente nas pastilhas. São feitos de materiais termicamente isolantes para limitar a transmissão de calor da pastilha para o líquido de travões. Também são concebidos para não se deformarem a altas temperaturas e para serem compatíveis com o líquido de travões.
Guias deslizantes: Permitem um movimento relativo entre o corpo da pinça e o suporte fixo, garantindo que a força de travagem é aplicada uniformemente.
Vedantes: Garantem a vedação do líquido de travões e permitem que o pistão volte à sua posição original após a travagem (função roll-back), apesar de estar sujeito a pressões de até 350 bar e temperaturas entre -40 °C e +200 °C. Da mesma forma, mas na direção oposta, estes vedantes especiais devolvem o pistão à sua posição de trabalho correta se a deformação lateral do disco o empurrar para trás (função knock-back). Isto garante que o curso de travagem não é superior ao nominal. O vedante do pistão também deve ser compatível com o líquido com o qual entrará em contacto durante o funcionamento (EPDM para líquidos de travão DOT, HNBR para óleos minerais).

Tampas de poeira: Protegem o cilindro do pistão da sujidade e humidade, evitando danos e corrosão.
Molas da pastilha de travão: Devolvem as pastilhas à sua posição de repouso após a travagem. A mola também mantém as pastilhas aderidas aos seus respetivos pistões. É feita de aço inoxidável ou aço mola com um revestimento anti-corrosão.
Parafuso de purga: Permite a purga, permitindo que o ar escape da pinça.
Fastening ears: Estes componentes fixam a pinça de travão ao suporte do cubo. Podem ser radiais ou axiais, dependendo dos requisitos de construção.
Orifícios radiais: Permitem o uso de discos de maior diâmetro, limitam a deformação sob binário e promovem um desgaste mais uniforme das pastilhas.
Orifícios axiais: São mais fáceis de perfurar porque são paralelos, e também permitem a montagem de pinças flutuantes.

Linhas

Outros componentes importantes são as linhas que alimentam as pinças de travão. As linhas podem ser flexíveis, feitas de tranças de borracha e metal e/ou tubos metálicos rígidos.

As linhas mais adequadas são escolhidas de acordo com os requisitos de construção e desempenho. Por exemplo, as linhas de travagem em veículos de elevado desempenho podem consistir num segmento de tubo rígido próximo da pinça, seguido de uma mangueira flexível. Esta solução é adotada porque o tubo rígido proporciona um isolamento térmico adequado para proteger a peça flexível das altas temperaturas provenientes da pinça.