Abstract
RESUMO Sistemas de freio têm a finalidade de reduzir ou manter a velocidade de um veículo, levá-lo à imobilidade ou mantê-lo imóvel. O princípio básico dos sistemas de freios por atrito é a conversão da energia cinética do veículo em energia térmica. Neste estudo, buscou-se analisar os parâmetros de operação de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se um banco de ensaios baseado no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR 6143/1995. Optou-se por conduzir um Experimento fatorial completo 2³, em que os três fatores de controle considerados (tipo de disco de freio, tipo de pastilha e o valor da pressão de acionamento da manete de freio) foram alterados deliberadamente em dois níveis cada. Analisou-se as propriedades dos materiais envolvidos novos e após um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar o desempenho do sistema de freio durante o processo de frenagem, analisaram-se duas variáveis de resposta simultaneamente: coeficiente de atrito e temperatura final. A partir dos experimentos, o desempenho tribológico mais satisfatório ocorreu para os materiais constituintes do par de atrito, disco e pastilhas, assentados, e um menor valor de pressão de acionamento da manete de freio. Já para a temperatura, o melhor resultado ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor de pressão. Com o intuito de encontrar a melhor combinação dos níveis de cada fator que otimize o desempenho global destas duas variáveis resposta, foi proposta uma técnica de otimização de múltiplas respostas. Como resultado, obteve-se os níveis assentados do par de atrito e o menor valor de pressão como os capazes de otimizar as duas variáveis resposta simultaneamente. Por fim, o banco de ensaios foi adaptado com um motor de maior potência, o que possibilitou evidenciar e esclarecer mais sobre o efeito brake fade.
Highlights
Most satisfactory tribological performance occurred for the constituent materials of the friction pair, disc and pads, set, and a lower value of brake lever drive pressure
As for the temperature, the best result occurred for the materials of the new friction pair and a lower pressure value
In order to find the best combination of levels of each factor that optimizes the overall performance of these two response variables, a multiple response optimization technique was proposed
Summary
Segundo TALATI e JALALIFAR (2009) [20] freios são, essencialmente, mecanismos que convertem o tipo de energia. NEIS (2012) [13] menciona que as variáveis que influenciam no desempenho (desgaste e atrito) dos materiais de fricção utilizados para frenagem são composição química e microestrutura tanto do disco quanto da pastilha, velocidade de deslizamento entre o par de atrito, pressão de contato, filme de fricção, histórico térmico e de carga do material, temperatura e rugosidade do disco, além das condições ambientais de realização dos testes. Segundo SANDERS et al (2001) [19], máquinas de ensaios de frenagem possibilitam que as propriedades dos materiais de fricção sejam medidas com maior precisão, minimizam o custo de máquina e permitem que o material de fricção seja ensaiado antes que o sistema de freio seja projetado. Desta forma, sistemas de freio dimensionados sob criteriosas avaliações quanto aos principais parâmetros que influenciam a frenagem podem contribuir para que um sistema de freio não falhe quando submetido a condições extremas de aplicações, como em uma frenagem de emergência
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