ELI5: Como funcionam os travões?

Na série "Explain it like I'm 5" (ELI5), abordamos temas complexos de uma forma que até uma criança de 5 anos compreenderia. Para nos guiar nesta viagem, recorremos ao talento de Gareth Thomas, Engenheiro Sénior da Polestar, que conta com inúmeros anos de experiência no mundo dos travões.Tal como na edição anterior desta série, começamos com um simples curso intensivo sobre física. Quando um carro se desloca, as rodas têm energia sob a forma de movimento, o que também se designa por energia cinética. Se carregar no pedal do travão do seu automóvel, os travões aplicam fricção às rodas, ou seja, comprimem o disco do travão, convertendo a energia cinética em energia térmica. A energia cinética do carro em movimento é convertida em calor devido a esta fricção, tal como se esfregássemos as mãos quando estamos com frio. Esta dissipação de calor permite parar o automóvel.Embora ao longo da história automóvel tenham existido inúmeras versões de sistemas de travagem, todas elas têm em comum a necessidade de fricção. Não há travagem sem fricção. Algumas das primeiras versões de travões eram apenas pedaços de madeira que exerciam pressão sobre a roda. Embora estivessem longe de ser ideais, pois provocavam um desgaste significativo na roda, continuavam a funcionar devido ao atrito que conseguiam criar.

Tambores e travões hidráulicos

Ora, como é que se aplica fricção à roda sem a danificar? Os cérebros brilhantes dos construtores de travões do início do século XX encontraram a solução engenhosa de fixar um tambor à roda. O tambor tinha no interior dois calços resistentes ao calor que eram pressionados contra o tambor. Uma vez que o tambor estava ligado à roda, o abrandamento do tambor provocava o abrandamento da roda. Desta forma, o problema do desgaste da roda ficou resolvido, mas ainda havia mais algumas falhas na estrutura de travagem.Os automóveis antigos dependiam de um sistema complexo de cabos e fios para transmitir a pressão do pedal para as rodas. Ao carregar no pedal, o cabo do travão ligado à roda era puxado. No entanto, havia dois problemas com este sistema. Para além da tendência de os fios se partirem, a precisão necessária para obter a mesma pressão de travagem em todas as rodas era um enorme desafio. A tensão insuficiente dos fios fazia o carro guinar quando se carregava no travão.A solução para este problema surgiu com a invenção dos travões hidráulicos. O circuito dos travões hidráulicos são tubos que ligam o sistema de travagem aos tambores localizados na roda. Estes tubos estão cheios de líquido dos travões que não pode ser comprimido, permitindo assim transmitir a força criada ao carregar no pedal do travão sem qualquer perda de potência. Ao utilizar líquido dos travões pressurizado, ao carregar no travão, a pressão é enviada para todo o circuito dos travões em simultâneo. Na década de 1950, os travões hidráulicos eram os únicos sistemas de travagem utilizados nos automóveis.Agora, conseguimos converter a energia cinética da roda em energia térmica de uma forma controlada, graças aos tambores e ao circuito hidráulico dos travões. Mas o que acontece com toda a energia térmica que nos resta?

Discos e pinças

Os travões que aquecem demasiado são desastrosos para a travagem. Se sobreaquecerem, deixam de conseguir converter a energia cinética em calor e ocorre a "fadiga dos travões" (uma perda de eficácia de travagem devido ao sobreaquecimento). A solução é simples: deitar fora os tambores e substituí-los por discos e pinças.O disco de travão assenta na roda e passa por dentro da pinça do travão. Enquanto os travões de tambor empurram para fora, os travões de disco funcionam por compressão. A pinça aperta o disco, o que cria… Sim, adivinhou, fricção.  Quanto maior for a combinação do disco e da pinça, melhor será a força de travagem.Os travões de disco também são superiores na dissipação de calor. Essa dissipação faz-se de várias formas. Em primeiro lugar, a pinça não está fechada dentro de um tambor, o que permite a saída do calor. Em segundo lugar, os orifícios concebidos nas rodas permitem a saída do ar quente. Em terceiro lugar, as condutas de arrefecimento dos travões, que são pequenos túneis que vão da parte da frente do automóvel até à parte de trás dos travões, permitem que o ar fresco arrefeça os travões. É como sentar-se em frente a uma ventoinha para se refrescar num dia quente.Embora os travões de disco ofereçam um poder de travagem superior, os travões de tambor não são de modo algum maus ou inseguros. Os travões de disco são muito mais caros de fabricar e substituir do que os travões de tambor. Podem também sofrer de corrosão quando não são utilizados com frequência ou se o carro ficar estacionado durante muito tempo. Como um travão de tambor é um sistema totalmente fechado, não sofre a mesma corrosão. Os travões de tambor também podem funcionar como travões de estacionamento, simplificando o sistema de travagem.

Desgaste das peças

Uma abordagem fundamental para garantir que os seus travões duram o máximo de tempo possível é evitar colocar demasiada energia no sistema. Ou seja, em vez de travar com mais força e mais tarde, tente acionar os travões mais cedo e com menos força. Desta forma, é enviada menos pressão através do sistema de travagem e reduz-se a fricção entre o travão e o disco, o que significa que a energia se dissipa de forma mais suave.Nos meses mais frios, algumas pessoas acham que o travão de mão "congela" se o carro ficar estacionado no exterior em condições muito frias. Para evitar isto, estacione o carro numa garagem, se possível, onde as temperaturas ligeiramente mais quentes podem evitar que tal aconteça.Esperamos que este curso intensivo lhe tenha ensinado um pouco mais sobre travões. Se ainda não se fartou, pode premir a seta abaixo para saber mais sobre os nossos travões e sobre o nosso parceiro de renome mundial, a Brembo.