Curso Básico Freios ABS

Freios ABS

Índice:

Introdução .........................................................................................................2

O que é uma transmissão automática.............................................................3

Conversor de torque.........................................................................................4

Conjunto planetário ou epicicloidal................................................................7

Alavanca seletora..............................................................................................9

Freios................................................................................................................10

Embreagem unidirecional...............................................................................11

Fluído hidráulico..............................................................................................13

Bomba de óleo.................................................................................................14

Corpo de válvula..............................................................................................14

Governador ou (Regulador Centrifugo).........................................................16

Cápsula de vácuo............................................................................................16

Válvula de aceleração......................................................................................17

As divisões das pressões...............................................................................18

Unidade de controle........................................................................................19

Sensores...........................................................................................................20

Atuadores.........................................................................................................26

Embreagem conversor de torque...................................................................27

Diagnóstico......................................................................................................28

Telemetria.........................................................................................................30

AutoTec – Centro Tecnológico Automotivo Página 1

Freios ABS

Prefácio:

O objetivo deste curso sobre o sistema de freios ABS, “Anti-lock BrakingSystem” é apresentar e familiarizá-lo com os princípios e componentes básicos.

Está publicação descreve o funcionamento e técnicas de manutenção nossistemas de freios ABS, fornecendo informações sobre as características enotas com incidência especial nas reparações de serviços.

Os trabalhos de reparações, ajustes e teste SEMPRE devem ser executadosde acordo com as instruções e os dados técnicos dos Manuais de Serviços.


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Introdução:

O principal objetivo do ABS, “Anti-lock Braking System” é evitar o travamentodas rodas e garantir que o veiculo obedeça à tragetória determinada pelomotorista durante uma frenagem de pânico, permitindo o desvio de eventuaisobstáculos e reduzindo o espaço de parada do veículo.

Segundo testes realizados pelos fabricantes de ABS, essa redução de espaçode parada pode chegar a 23% em uma velocidade de 80 km/h.


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A história do ABS

O ABS é reconhecido como uma das principais inovações tecnológicas para asegurança do veículo. Desenvolvido em 1929 por Gabriel Voisin para indústriaaeronáutica e posteriormente incorporada na indústria automotiva pelaempresa alemã Bosch, teve seu início em 1978 para aplicação automotiva e osresultados na redução de acidentes ampliaram tanto na sua aplicação que já setornou um item de série obrigatório para os modelos fabricados a partir de 2014de acordo com a Resolução 311/2009 do Contran.

Gabriel Voisin


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Principios de funcionamento

Seu funcionamento se da quando é aplicado um esforço considerável sobre opedal do freio em situações de emergência e os sensores de velocidades deroda percebem uma tendência de travamento, então o ABS assumeautomaticamente o controle da pressão hidráulica no circuito de cada uma dasrodas, de maneira a proporcionar a condição ideal de frenagem. O controle dapressão é feito pelas válvulas eletromagnéticas por meio de comandoselétricos emitidos pela Unidade de Comando Eletrônico, atuando de modo aproporcionar três situações distintas no funcionamento hidráulico de cadacircuito: manutenção da pressão, redução de pressão e aumento de pressão.

Manutenção da pressão

Nesta fase a Unidade de Comando Eletrônico fecha a solenoidecorrespondente a roda com tendência ao travamento, desta forma isola apressão hidráulica do cilindro mestre com a roda em questão, que semalteração da pressão pode sair da região de instabilidade e inibir o seutravamento.

Redução de pressão Nesta fase, a roda está com pressão excessiva e com grande tendência aotravamento e somente a fase de manutenção não é suficiente, é necessárioretirar fluído (diminuir a pressão) da linha hidráulica entre o cilindro-mestre e ocilindro de roda ou pinça de freio em questão. A válvula solenoidecorrespondente continua fechada mas não é a ação eficiente. É nesta fase queentra em ação um atuador do sistema, a bomba de recalque ou recirculação,que irá literalmente empurra fluido de freio no contra fluxo, empurrando fluidocontra a força exercida no pedal, o que caracteriza a vibração ou pulsação nopedal do freio.

Aumento da pressão

Nesta última fase, a Unidade de Comando Eletrônico faz uma modulação, é adiminuição e aumento da pressão do sistema. Não é necessário acionar abomba de recirculação, mas a solenoide correspondente fica abrindo efechando para adequação e controle da roda com tendência ao travamento.Todas estas ações ocorrem em milissegundos, e muitas destas ações sãoseguidas uma das outras, sempre para controlar cada uma das rodas doveículo. Podemos ter em uma sequência de frenagem do veiculo a ação dediminuição, aumento e manutenção da pressão hidráulica muitos próximos.

As válvulas solenoides, que ficam dentro da unidade hidráulica, são do tipo NA,normalmente aberta, sempre pensando na segurança do sistema, ou seja, que


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o veiculo funcione bem mesmo com o sistema ABS excluso, com falhas, afrenagem do veículo ficará normal, como se o mesmo não tivesse o sistemaantiblocante de freio.

Recomendações ao condutor

Sempre que falamos da fase de diminuição de pressão no sistema, que ocorrecom o acionamento da bomba de recirculação, uma recomendação é muitoimportante, o condutor não se assustar com a forte vibração no pedal de freio.Esta vibração é causada pelo fluido no contra fluxo, o condutor acionamento opedal, e por sua vez o cilindro-mestre empurrando o fluido, e a bomba derecalque empurrando fluido no sentido contrário para diminuição da pressão.Se o condutor se assustar neste momento, e no reflexo retirar o pé do pedal defreio para novo acionamento em seguida, estará perdendo centésimos desegundo que pode significar uma colisão ou mesmo um atropelamento, poisnesta ação aumentará o espaço de frenagem.Portanto, devemos orientar os nossos Clientes condutores sobre esta ação,que em veículos com ABS mesmo com a vibração no pedal de freio, continuaracionando o pedal de freio.


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Unidade hidráulica

Está localizada entre o cilindro mestre e a tubulação que distribui o fluido defreio para as rodas. Assim, o componente passa a ser responsável pelocontrole da distribuição individual da pressão hidráulica para cada circuito defreio. As suas válvulas internas e a bomba de recirculação são controladas pelaUnidade de Comando Eletrônico, também chamado de ECU e acionadasquando o ABS modular a pressão do fluido. A unidade hidráulica pode ser de 1,3 ou 4 canais de controle. Cada canal refere-se à tubulação de roda ou eixocontrolado. A grande maioria dos sistemas de ABS é de 4 canais, onde há umcontrole individual por roda do veículo. A unidade hidráulica pode ou não estarincorporada à ECU e geralmente está bem próxima ao cilindro mestre de freio.Nos dutos de saída de fluido possui a seguinte descrição:


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Unidade de Comando Eletrônico ou ECU

A Unidade de Comando Eletrônico do ABS está programada para receber ossinais dos sensores das rodas ou eixos e compará-los com a determinação deseu software e também para comandar as válvulas da unidade hidráulica, abomba de recalque (recirculação), a lâmpada de anomalia no painel deinstrumentos, registrar os códigos de falhas apresentados e se comunicar como scanner automotivo ou via códigos de piscadas. Dependendo do tipo de açãonecessária, a ECU modula a pressão do sistema de 7 a 10 vezes por segundo.Pode estar sozinha ou incorpora com a unidade hidráulica do sistema.


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Circuito elétrico

Composto por chicote elétrico, fusível e relés, são componentes necessáriospara o correto funcionamento do sistema, para a comunicação entrecomponentes e circuitos de segurança. Muitos relés de ABS são soldados naunidade de comando eletrônica, que em casos de falhas requer a troca daunidade completa.


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Sensores

Estão localizados próximos das rodas (há casos em que estão no eixo traseiro)e têm a função de enviar à ECU os sinais de rotação das rodas ou eixos. Estessensores podem ser passivos ou ativos.

Sensores de ABS passivos

Os sensores de ABS passivos tendem a serem maiores, menos precisos e sócomeçam a funcionar depois de a roda atingir uma determinada velocidade derotação mínima e seu sinal é analógico. A utilização destes sensores emveículos modernos é, por isso, cada vez mais rara.

Sensor Indutivo

O campo magnético existente no imãpermanente relaciona tanto o indutor(enrolamento), como os dentes da roda fônica(dentada), feito em aço carbono depropriedades magnéticas. Quando o dente daroda dentada estiver diante do sensor, o fluxomagnético é máximo, graças à propriedade doaço da roda dentada. Por outro lado, quandoem frente ao sensor se apresenta umacavidade, o fluxo magnético é mínimo,formando uma onda senoidal (sinal analógico)


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1. Ímã permanente2. Estrutura3. Núcleo de ferro4. Bobina5. Entreferro6. Roda dentada com intervalo de referência = ausência de um dente7. Sinal Senoidal

A distância entre o sensor e a roda dentada é fixa, normalmente está entre 0,2 a 1,5 mm, e pode ser medida com calibrador de lâminas, a resistência elétrica pode estar entre 800 a 2500 ohms.

Sensores de ABS ativos

Os sensores de ABS ativos são denominados "ativos" porque requerem umafonte de alimentação externa para começar a funcionar. Diversos princípiosfuncionais aplicam-se aos sensores de ABS ativos. Existe uma diferença entresensores Hall e sensores magneto-resistivos. Os sensores Hall são altamenteprecisos, necessitam de uma instalação extremamente precisa e sãorelativamente sensíveis à sujeira. Os sensores magneto-resistivos sãopraticamente insensíveis à sua posição de instalação. Podem ser instalados adistâncias relativamente grandes do anel magnético e mesmo assim continua atransmitir um sinal confiável, tem sua fabricação com baixo custo e transmitemsinais mais precisos a partir de 0 km/h.

Sensor Hall

O princípio de medição chama-se "efeito de Hall".Detecção sem contatos, por campo magnético. Oelemento sensível do sensor chama-se circuitointegrado Hall. Este elemento está integrado nosensor junto a um ímã permanente por trás docircuito integrado Hall que funciona como umcampo magnético. O campo magnético penetrano circuito integrado Hall e na roda dentada. Se aroda dentada rodar o campo magnético tende amudar. O circuito integrado mede as variações nocampo e processa as alterações em uma ondaquadrado (sinal digital). O sinal não depende da

velocidade. Por esse motivo a detecção do sinal é muito confiável mesmo a 0km/h.

1. Roda dentada2. Conector3. Sinal de saída4. Ímã permanente


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5. Campo magnético6. Circuito integrado Hall

Sensor Hall com Anel Codificador Magnético

Este é o mesmo princípio que o da roda dentada,mas o campo magnético é mais fácil de serdetectado devido ao campo magnético existenteno anel magnético. Não existe nenhum ímãpermanente por trás do circuito integrado Hall.Isto permite que o sensor seja construído comdimensões extremamente pequenas. Para sepoupar mais espaço, também é possível integrar

o anel magnético no rolamento da roda.

1. Anel magnético2. Circuito integrado Hall3. Estrutura

Sensor AMR Magneto-Resistivo

O sensor é instalado por cima do anel magnéticoe mede o campo magnético em diferentessentidos de rotação. A partir desta alteração épossível determinar a velocidade e a direção derotação. O princípio subjacente a isto é o efeitomecânico quântico criado por camadas dematerial ferromagnético e não ferromagnético.Em resumo, a resistência aumenta ou diminuibastante, e um sinal pode ser detectado comprecisão.

1. Sensor2. Resistência alterada


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3. Anel magnético4. Campo magnético

Com sensor ligado ao sistema, utilizando um multímetro digital deve-se medirentre os terminais negativo do sensor e a massa (negativo da bateria), girandoa roda com a mão, um valor de tensão entre 0,7V e 1,7V.Caso o sensor esteja alimentado e não há geração de sinal, retire-o do lugar emovimente um imã próximo à extremidade sensora, para localizar a causa dafalha: sensor ou anel magnético.

Opcionalmente o sensor pode ser testado na bancada

Coloque um resistor de 120 Ohm em série com o sensor, conectando-o entre opino de sinal do sensor e o negativo da fonte, veja foto abaixo. Alimente osensor com uma fonte de 12V. Com um multímetro ou osciloscópio meça aqueda de tensão no resistor, passando um imã próximo à ponta sensora.


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Fluído de freio

Tem a função de transmitir e multiplicar o esforço sobre o pedal de freio,através da pressão hidráulica para o acionamento dos freios nas rodas.

Por ser submetido a materiais de atrito, devem ter propriedades físico-químicasque impeçam sua evaporação mesmo em altas temperaturas, razão de vitalimportância para manter o bom funcionamento do circuito. Tem que satisfazermuitas exigências e pode variar somente de modo limitado, numa grandevariedade de condições de trabalho, mantendo suas características tanto emalta e baixa temperatura.

São fluídos neutros (não atacam quaisquer componente do sistema).

É um fluído Higroscópico, ou seja, absorve umidade da atmosfera.


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Propriedades físico-químicas


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Diferença entre os fluídos de freio

Obs: se o sistema de freio estiver contaminado com aproximadamente 1% deágua o ponto de ebulição do fluído de freio se reduz em 50ºC.

Manutenção

Procedimento de sangria

O procedimento de sangria nos sistemas de ABS deve-se proceder de formacontrária ao sistema de freio convencional, sendo em um procedimento em “Z”assim como mostra a figura abaixo, e nunca com o procedimento debombeamento do cilindro mestre e sim com auxilio de uma bomba de pressãoauxiliar.Evitando que se solte materiais presos a parede do cilindro mestre.

Procedimento de troca de pastilhas


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O sistema ABS é mais delicado com relação à sujeira e elementoscontaminantes no circuito hidráulico. Uma pequena partícula pode deixar osistema inoperante, por isso exige cuidados especiais. Durante a troca depastilha, por exemplo, é necessário retroceder o pistão da pinça de freio,garantindo que não entre fluido de freio em direção da unidade hidráulica. Paraisso, faça o seguinte procedimento:

Obstruir o flexível onde passa o fluido do freio com a pinça apropriada, abrir osangrador e deixar drenar o fluido que está no êmbolo, portanto contaminado.Fazer isso em cada uma das rodas. Finalizar a instalação das pastilhas defreio, completar com fluido novo, conforme a especificação no reservatório,realizando a sangria em todas as rodas.

Diagnósticos eletrônicos

Os diagnósticos eletrônicos devem ser efetuatos com auxilio de scannersautomotivo, multimetros, canetas de polaridades, ociloscopios e jumpers paracodigos de piscadas.


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