Análise abrangente de sapatos de freio

1. Visão geral dos sapatos de freio

O Sapato de freio é um componente crucial no sistema de frenagem automotivo e geralmente é aplicado em sistemas de frenagem de tambor. Sua forma é de meia-lua ou em forma de crescente, composta principalmente por um corpo de sapato de metal (também chamado de placa traseira) e materiais de atrito presos a ele. Nos sistemas de frenagem das rodas traseiras de muitos modelos mais antigos de veículos, carros econômicos e alguns caminhões, o método de freios de bloqueio combinado com sapatos de freio ainda desempenha um papel importante. ​

2. Princípio de trabalho dos sapatos de freio

Processo de frenagem

Quando o motorista entra no pedal do freio, uma série de processos de frenagem complexos, porém precisos, são iniciados imediatamente. A pressão dentro do cilindro mestre do freio aumenta, levando o fluido do freio a ser transmitido através das linhas de freio para os cilindros de escravos em cada roda (em um sistema de freio de tambor, eles são os cilindros da roda). Depois que o cilindro da roda é submetido a pressão, o pistão empurra para fora, afastando os sapatos de freio em direção à parede interna do tambor de freio. O material de atrito nos sapatos de freio está em contato próximo com a parede interna do tambor de freio rotativo em alta velocidade, e uma força de atrito poderosa é gerada instantaneamente. Essa força de atrito pode converter rapidamente a energia cinética rotacional das rodas em energia térmica, reduzindo assim efetivamente a velocidade de rotação das rodas e alcançando o objetivo de desacelerar ou até parar o veículo. ​

(2) retornar ao processo de posição

Quando o motorista libera o pedal do freio, a pressão dentro do sistema de frenagem retorna gradualmente ao normal. Nesse ponto, a mola de retorno instalada entre os sapatos de freio e a placa traseira começa a funcionar. A mola de retorno, confiando em sua própria energia potencial elástica, puxa rapidamente os sapatos de freio de volta à sua posição estacionária inicial, fazendo com que os sapatos de freio se separem da parede interna do tambor de freio. Isso permite que as rodas girem livremente novamente e o veículo retorna ao seu estado de direção normal. ​

3. Componentes de sapatos de freio

Materiais de atrito

O material de atrito é a parte do sapato de freio que entra em contato diretamente com o tambor do freio e gera atrito. É um elemento -chave que determina o desempenho da frenagem. Geralmente é feito misturando uma variedade de materiais resistentes ao calor, resistente ao desgaste e com um alto coeficiente de atrito. Os componentes comuns incluem grafite, pós de metal (como cobre, ferro, chumbo etc.), fibras de cerâmica e algumas fibras orgânicas, etc. Diferentes tipos de materiais de atrito variam em efeito de frenagem, resistência ao desgaste, geração de ruído e emissões de poeira. Por exemplo, as placas de fricção feitas de materiais orgânicas são relativamente silenciosas quando a frenagem, mas sua taxa de desgaste é relativamente rápida. As placas de atrito semi-metálicas têm melhor desempenho de dissipação de calor e uma vida útil mais longa, mas podem gerar ruído considerável durante a frenagem. ​

(2) Corpo de sapatos (placa traseira)

O corpo do sapato, como a estrutura de suporte dos sapatos de freio, geralmente é feito de materiais de metal, como formados por placas de aço. Ele não apenas fornece uma base de adesão estável para o material de atrito, mas também retém a enorme pressão e força de cisalhamento entre o material de atrito e o tambor de freio durante o processo de frenagem. A qualidade de projeto e fabricação do corpo do sapato está diretamente relacionada à força e confiabilidade geral dos sapatos de freio, garantindo que nenhuma deformação ou dano ocorra sob operações de frenagem frequentes e de alta intensidade. ​

(3) Corrigindo e conectando componentes

Pinos de âncora: os pinos de ancoragem são usados ​​para consertar firmemente uma extremidade da placa do sapato de freio na placa traseira do freio, fornecendo um ponto de apoio giratório estável para a frenagem. Os pinos de ancoragem geralmente são feitos de materiais metálicos de alta resistência, com excelente resistência ao desgaste e resistência à fadiga para garantir que eles não se soltem ou fracassassem durante o uso a longo prazo. ​

Pinos de articulação: os pinos de articulação estão instalados na outra extremidade dos sapatos de freio. Eles permitem que os sapatos de freio balançam de forma flexível ao redor dos pinos de articulação quando empurrados pelo cilindro da roda, aderindo intimamente à parede interna do tambor de freio para alcançar a função de frenagem. Enquanto isso, após a liberação do freio, os sapatos de freio podem retornar suavemente à sua posição original através dos pinos de articulação. O design do pino do pivô precisa garantir sua rotação flexível, além de suportar uma certa força lateral. ​

Springs de retorno: As molas de retorno são componentes importantes que garantem que os sapatos de freio retornem à posição original rapidamente após a conclusão da frenagem. Geralmente é conectado entre dois sapatos de freio ou entre os sapatos de freio e a placa traseira do freio. Usando a força elástica da mola, ele supera o atrito residual e outras resistências entre os sapatos de freio e o tambor de freio, puxando rapidamente os sapatos de freio de volta à posição inicial para se preparar para a próxima frenagem. O coeficiente elástico e a durabilidade da mola de retorno têm um impacto significativo na velocidade e confiabilidade da resposta do sistema de frenagem. ​

Mecanismo de Ajustador: Com o uso contínuo de sapatos de freio, o material de atrito se desgastará gradualmente, resultando em um aumento no espaço entre os sapatos de freio e o tambor de freio. Para garantir a estabilidade do efeito de frenagem, um mecanismo de ajuste está equipado no sistema de frenagem. O mecanismo de ajuste pode ajustar automaticamente ou manualmente a lacuna entre os sapatos de freio e o tambor de freio de acordo com a condição de desgaste dos sapatos de freio, garantindo que o sistema de frenagem sempre possa manter um bom desempenho ao longo da vida útil dos sapatos de freio. Os mecanismos de ajuste comum incluem braços de ajuste automático e parafusos de ajuste manual, etc.

4. Tipo de sapato de freio

Sapatos de freio orgânico

Os materiais de atrito dos sapatos de freio orgânicos são compostos principalmente de fibras orgânicas naturais ou sintéticas (como fibras de aramida, fibras de celulose, etc.), ligantes de resina e alguns aditivos auxiliares. Esse tipo de sapato de freio oferece excelente conforto de frenagem e gera ruído extremamente baixo durante a frenagem, proporcionando um ambiente de direção silencioso para motoristas e passageiros. Além disso, os sapatos de freio orgânico causam menos desgaste no tambor do freio, que é propício para prolongar a vida útil do tambor de freio. No entanto, devido à resistência ao calor relativamente ruim dos materiais orgânicos, durante frenagem frequente ou de alta intensidade, os materiais de atrito são propensos à degradação do desempenho devido ao superaquecimento, resultando em uma diminuição no efeito de frenagem. Portanto, os sapatos de freio orgânicos geralmente são adequados para veículos com altos requisitos para conforto de frenagem e condições de condução relativamente suaves, como carros de passageiros urbanos, etc.
​
(2) sapatos de freio semi-metal

O material de atrito dos sapatos de freio semi-metálicos contém uma grande quantidade de componentes metálicos, como pó de ferro, pó de cobre, arame de aço, etc., e também adiciona uma certa proporção de fibras orgânicas e outros materiais auxiliares. A adição de componentes de metal dotam de sapatos de freio semi-metálicos com excelente desempenho de dissipação de calor e um alto coeficiente de atrito. Durante a frenagem, eles podem gerar rapidamente uma força de frenagem poderosa e diminuir efetivamente a distância de frenagem. Além disso, a resistência ao desgaste dos sapatos de freio semi-metálicos também é superior à dos sapatos de freio orgânicos, e sua vida útil é relativamente mais longa. No entanto, devido às características dos materiais metálicos, os sapatos de freio semi-metálicos tendem a gerar ruído considerável durante a frenagem e causam desgaste relativamente maior no tambor do freio. Portanto, os sapatos de freio semi-metálicos são frequentemente usados ​​em veículos com requisitos altos para o desempenho da frenagem e frequentemente precisam viajar sob cargas pesadas ou em alta velocidade, como caminhões e SUVs. ​

(3) sapatos de freio de cerâmica

Os sapatos de freio de cerâmica são um tipo de sapatos de freio de alto desempenho que emergiram gradualmente nos últimos anos com o desenvolvimento da tecnologia de material. Seus materiais de atrito são compostos principalmente de fibras de cerâmica, partículas de cerâmica e uma pequena quantidade de materiais de metal ou orgânicos. Os materiais de cerâmica possuem resistência ao calor extremamente alta, resistência ao desgaste e estabilidade, o que permite que os sapatos de freio cerâmicos mantenham excelente desempenho de frenagem, mesmo em ambientes de alta temperatura, e é menos provável que experimente o desbotamento da frenagem. Enquanto isso, os sapatos de freio de cerâmica geram menos ruído durante a frenagem e têm emissões de poeira mais baixas, tornando -as mais ecológicas. Além disso, devido à alta dureza dos materiais de cerâmica, os sapatos de freio de cerâmica causam desgaste mínimo no tambor do freio, o que pode prolongar significativamente a vida útil do tambor de freio. No entanto, o custo de fabricação dos sapatos de freio de cerâmica é relativamente alto e seu preço também é bastante caro. Atualmente, eles são usados ​​principalmente em alguns modelos de luxo de ponta ou carros esportivos de alto desempenho. ​

5. Inspeção e manutenção de sapatos de freio

(1) Ciclo de inspeção

Sob condições normais de direção, é recomendável realizar uma inspeção abrangente dos sapatos de freio a cada 5.000 a 10.000 quilômetros. No entanto, se o veículo frequentemente viajar em condições ruins de rodovias (como estradas congestionadas urbanas com iniciantes e paradas frequentes, estradas montanhosas etc.) ou se o estilo de direção for bastante agressivo, o ciclo de inspeção deve ser abreviado adequadamente e a frequência de inspeção aumentou para garantir que os sapatos de freio estejam sempre em boas condições de trabalho. ​

(2) Métodos de inspeção

Inspeção visual: Primeiro, os pneus do veículo precisam ser removidos para observar claramente a condição de aparência dos sapatos de freio. Verifique se existem fenômenos anormais, como desgaste desigual, rachaduras, descascamento ou carbonato na superfície do material de atrito dos sapatos de freio. Em circunstâncias normais, o material de atrito dos sapatos de freio deve usar uniformemente e ter uma superfície lisa. Se diferenças significativas na espessura do material de atrito forem encontradas em diferentes partes, ou se ocorrem rachaduras profundas ou descascamento em larga escala, indica que os sapatos de freio foram danificados e precisam ser substituídos em tempo hábil. ​

Medição da espessura: use uma ferramenta dedicada de medição de espessura do sapato de freio (como uma pinça) para medir a espessura restante do material de atrito do sapato de freio. A espessura padrão para substituir os sapatos de freio pode variar entre diferentes modelos de veículos. De um modo geral, quando a espessura restante do material de atrito é inferior a 2-3 milímetros, é aconselhável considerar a substituição dos sapatos de freio. Além disso, é necessário prestar atenção à medição da espessura nos dois lados dos sapatos de freio para garantir um desgaste uniforme dos dois lados. Se a diferença de espessura em ambos os lados for muito grande, pode ser que haja uma falha no sistema de frenagem e são necessárias mais inspeções e reparos. ​

Verificação de retorno: Durante a inspeção dos sapatos de freio, também é necessário verificar a condição de retorno dos sapatos de freio. Os sapatos de freio podem ser empurrados manualmente para observar se podem ser estendidos com flexibilidade para fora e retornar suavemente à sua posição original. Se os sapatos de freio ficarem presos durante o processo de empurrar, ou não retornarem à sua posição original no tempo ou corretamente, pode ser devido a uma mola de retorno danificada, pinos de articulação enferrujada ou outros componentes. É necessário reparo ou substituição oportuna. ​

Inspeção do tambor de freio: Ao inspecionar os sapatos de freio, a inspeção do tambor do freio não deve ser negligenciada. Observe se existem problemas como desgaste irregular, sulcos e deformação na parede interna do tambor do freio. Se as ranhuras profundas ou a deformação severa aparecerem na parede interna do tambor do freio, isso afetará a adesão entre os sapatos de freio e o tambor do freio, reduzindo o desempenho da frenagem. Neste momento, o tambor de freio precisa ser reparado ou substituído. ​

(3) Pontos -chave para manutenção

Mantenha limpo: use regularmente o limpador de ar comprimido ou freio para remover poeira, manchas de óleo e outras impurezas da superfície dos sapatos e tambores de freio. As manchas de poeira e óleo podem reduzir o coeficiente de atrito dos sapatos de freio, afetando o desempenho da frenagem. Ao mesmo tempo, eles também podem acelerar o desgaste de sapatos e tambores de freio. Durante o processo de limpeza, tenha cuidado para evitar que o agente de limpeza entre em contato com outras partes de borracha do sistema de freio para evitar o envelhecimento e os danos às peças de borracha. ​

Evite sobrecarga: tente evitar dirigir o veículo em um estado sobrecarregado por um longo tempo, pois a sobrecarga aumentará a carga no sistema de frenagem e causará desgaste excessivo dos sapatos de freio. Ao carregar mercadorias ou transportar passageiros, as operações devem ser realizadas estritamente de acordo com a capacidade de carga nominal do veículo para garantir sua segurança de direção. ​

Hábitos de direção corretos: o desenvolvimento de bons hábitos de direção é crucial para prolongar a vida útil dos sapatos de freio. Evite frenagem repentina frequente e frenagem contínua prolongada. Tente usar a frenagem preditiva, diminua a velocidade com antecedência e frenda suavemente. Além disso, durante a direção, as engrenagens devem ser usadas razoavelmente para utilizar o efeito de frenagem do motor para ajudar na frenagem e reduzir a frequência do uso do sistema de frenagem. ​

Substituição oportuna: Uma vez que o desgaste excessivo, os danos ou outras condições anormais são encontradas nos sapatos de freio, novos sapatos de freio devem ser substituídos em tempo hábil. Ao substituir os sapatos de freio, é necessário escolher peças genuínas que correspondam ao modelo e especificações do veículo e instale -as e depalhadas pelo pessoal de manutenção profissional para garantir o desempenho e a segurança do sistema de freios. Ao mesmo tempo, depois de substituir os sapatos de freio, a execução apropriada deve ser realizada para evitar dirigir vigoroso ou acionar pesado durante o período de execução.

6. Impacto de falhas de sapatos de freio
​
(1) O desempenho da frenagem diminui

Quando os sapatos de freio são gravemente usados ​​ou com mau funcionamento, o atrito entre eles e o tambor de freio diminui significativamente, resultando em um declínio no desempenho da frenagem. Quando um veículo freios, pode precisar de uma distância de frenagem mais longa para parar, o que pode causar acidentes de trânsito graves em uma emergência. Além disso, o declínio no desempenho da frenagem também pode se manifestar à medida que o veículo sai do curso durante a frenagem, ou seja, o veículo muda para um lado durante a frenagem. Isso é causado pelo desequilíbrio da força de frenagem entre os sapatos de freio de ambos os lados. ​

(2) ruído anormal de frenagem

Em circunstâncias normais, o sistema de frenagem produzirá apenas um leve som de atrito quando estiver funcionando. However, when there are problems with the brake shoes, such as the friction material being completely worn out, surface cracks or hardening, or foreign objects being mixed with the brake drum, it will cause abnormal noises during braking, such as sharp screams, shrill friction sounds or dull impact sounds, etc. These abnormal noises not only affect the comfort of drivers and passengers, but may also be a signal of serious faults in the braking system, which requires timely inspection e reparo. ​

(3) Pedal de freio anormal

Os sapatos de freio com defeito também podem causar sensações anormais no pedal do freio. Por exemplo, o pedal do freio pode ficar macio e, quando pressionado, pode não haver resistência óbvia e a distância de viagem pode aumentar. Isso se deve à lacuna excessiva entre os sapatos de freio e o tambor do freio, que requer o fluido de freio para encher mais espaço na tubulação. Além disso, quando o pedal do freio é deprimido ou liberado, pode haver tremores ou vibrações. Isso pode ser devido ao desgaste desigual dos sapatos ou falhas de freio em outros componentes do sistema de frenagem, resultando em força de frenagem instável. ​

(4) Outros componentes do sistema de frenagem estão danificados

Se a culpa dos sapatos de freio não for tratada com o tempo, também pode causar danos a outros componentes do sistema de frenagem. Por exemplo, os sapatos de freio excessivamente usados ​​podem causar ranhuras e deformações na parede interna do tambor de freio, afetando assim a vida útil do tambor de freio e exigindo sua substituição. Ao mesmo tempo, as falhas dos sapatos de freio também podem exercer pressão e desgaste adicionais em componentes, como cilindros de roda e linhas de freio, aumentando o custo de manutenção de todo o sistema de frenagem.