Freio de estacionamento elétrico

Aqui poderá encontrar informações básicas úteis e dicas valiosas relacionadas com a temática do freio de estacionamento elétrico ou eletromecânico de veículos.

O freio de estacionamento elétrico está ganhando terreno em cada vez mais modelos de veículos. Além da proteção do veículo contra deslocamento, ele permite ainda outras funções de conforto. Nessa página, apresentamos-lhe o funcionamento de duas variantes do sistema. Além disso, aqui poderá descobrir como proceder em caso de falha e o que devem os profissionais prestar atenção durante os trabalhos de reparo no freio de roda.

Aviso de segurança importante As seguintes informações técnicas e dicas práticas foram elaboradas pela HELLA, com o intuito de apoiar as oficinas profissionalmente nos trabalhos do dia a dia. As informações disponibilizadas nesse site somente devem ser usadas por pessoal especializado e devidamente qualificado.

 

Freio de estacionamento eletromecânico (EMF): PRINCÍPIOS BÁSICOS

O freio de estacionamento eletromecânico (EMF) ou "freio de mão eletrônico" pode ser encontrado em cada vez mais veículos de passageiros modernos. Ele aumenta o conforto e oferece inúmeras funções adicionais.

A título de exemplo, analisaremos aqui o sistema no BMW Série 7 (E65) e no Audi A8 (4E..).

Funções do freio de estacionamento eletromecânico

O freio de estacionamento eletromecânico tem a função de proteger o veículo imobilizado contra um deslocamento inadvertido. Além disso, ele cumpre com as disposições legais de possuir um segundo sistema de frenagem independente no veículo e funções de segurança e conforto adicionais.

Distinção

No modelo BMW e Audi, os dois sistemas se diferenciam sobretudo na estrutura. No Audi A8, o EMF atua diretamente sobre as pastilhas do freio do eixo traseiro através de um motor elétrico e um fuso. A BMW usa um atuador eletromecânico para acionar os cabos de aço que acionam o freio a tambor Duo Servo.

ESTRUTURA EM UM AUDI: ESTRUTURA

O mecanismo do freio de estacionamento na Audi é composto por um motor de corrente contínua, uma engrenagem oscilante e um fuso. Os componentes estão diretamente instalados nas pinças do freio traseiras e permitem a transformação do movimento giratório do motor em pequenos movimentos ascendentes do êmbolo do freio. O motor de corrente contínua aciona a engrenagem oscilante através de uma transmissão por correia.

 

Aqui é também efetuada a primeira redução da rotação do motor de tração. A rotação é reduzida para 1:3 pela transmissão do acionamento por correia. A rotação é novamente reduzida através da engrenagem oscilante. Na saída da caixa de mudanças, a rotação foi graduada por um fator de 147 para a rotação de acionamento do motor de corrente contínua. Através de um fuso, que é diretamente acionado pela engrenagem oscilante, é realizada a conversão de um movimento giratório em um movimento ascendente.

 

No êmbolo de freio está situado um cilindro que pode efetuar movimentos vaivém no êmbolo. Para que o cilindro não possa girar dentro do êmbolo, ele foi sujeito a uma retificação plana em dois locais. Na extremidade dianteira do cilindro está comprimida uma porca que se desloca na rosca do fuso, assim que o fuso girar. O número de rotações do motor de corrente contínua é medido através de um sensor Hall e transmitido ao módulo de comando, o qual pode calcular o curso ascendente a partir dessa informação.

 

Assim que o freio de estacionamento for acionado, a porca é deslocada para a frente através do movimento giratório do fuso. O cilindro pressiona, então, juntamente com o êmbolo do freio, as pastilhas do freio no disco do freio.

 

Caso o freio de estacionamento seja solto, a porca gira para trás no fuso e o êmbolo do freio é descarregado. Devido à resiliência do anel de vedação, o êmbolo do freio se desloca para trás, tal como após um processo de frenagem normal.

 

Todo o sistema é adicionalmente composto por um módulo de comando com um sensor do ângulo de inclinação integrado, pelas lâmpadas de controle e pelo interruptor de acionamento no console central.

 

Para ativar o freio de estacionamento, o interruptor de acionamento é puxado; para liberar o freio, o interruptor é pressionado. O freio de estacionamento ativado é indicado através da lâmpada de controle no painel e no interruptor de acionamento. Uma particularidade aqui é a possibilidade de ativar o freio de estacionamento também com a ignição desligada. Porém, o freio somente pode ser solto com a ignição ligada.

Funções:

O freio de estacionamento eletromecânico cumpre as seguintes funções:

  • Freio de estacionamento
  • Função dinâmica de frenagem de emergência
  • Assistente de partida adaptativo
  • Controle de desgaste das pastilhas de freio

O freio de estacionamento

Se o veículo for desligado e o freio de estacionamento ativado, o sistema ajusta automaticamente a força de tensão necessária para prevenir um deslocamento inadvertido. Se o veículo for desligado em uma subida superior a 30%, é exibido um aviso de atenção no display de instrumentos. Se os discos de freio esfriarem durante a imobilização, o módulo de comando tensiona novamente o freio de forma automática. Isso é realizado através de um modelo de simulação no módulo de comando, através do qual é determinada a temperatura momentânea do disco de freio.

A função dinâmica de frenagem de emergência

Essa função é ativada pelo acionamento do interruptor. Nesse caso, o funcionamento do interruptor corresponde ao mesmo de uma alavanca do freio de mão normal. Enquanto o interruptor estiver sendo acionado, o veículo frena; assim que o interruptor for liberado, a frenagem é interrompida. O atraso máximo é de 8 m/s.

A frenagem com o freio de estacionamento somente é realizada a partir de velocidades abaixo de 8 km/h. Se a velocidade for superior, a frenagem é efetuada pelo sistema ESP, que distribui a pressão de frenagem por todas as quatros rodas de freio. Simultaneamente, se o pedal do acelerador estiver acionado, o torque do motor é reduzido e o sistema de controle de velocidade, eventualmente ligado, é desligado. Para evitar erros de operação (acionamento pelo acompanhante), a frenagem de emergência é desativada, assim que o motorista acelerar novamente.

O assistente de partida adaptativo

Essa função permite efetuar a partida em subidas, sem solavancos e sem que o veículo se desloque para trás. Para usar o assistente de partida de forma ideal, o módulo de comando necessita de outras informações. Para isso, o barramento CAN é usado para considerar informações sobre a posição da marcha engatada, a posição do pedal do acelerador e o torque do motor, bem como o sensor do ângulo inclinado integrado no módulo de comando. O freio de estacionamento é acionado consoante essas informações. O motorista não pode desativar essa função.

O controle de desgaste das pastilhas de freio

O controle da espessura da pastilha é realizado em intervalos de aprox. 500 km. Para isso, o veículo se deve encontrar imobilizado, o freio de estacionamento deve estar solto e a ignição desligada. O módulo de comando desloca a pastilha de freio da posição final (posição zero) contra o disco de freio. A partir do valor medido pelo sensor Hall, o módulo de comando calcula o percurso realizado pela pastilha de freio, calculando assim a espessura da pastilha. Nos veículos nos quais o freio de estacionamento é raramente usado, o controle do desgaste das pastilhas de freio pode ser mais preciso do que nos veículos em que o freio de estacionamento é frequentemente usado.

ESTRUTURA EM UM BMW: ESTRUTURA

O mecanismo do freio de estacionamento em um BMW Série 7 não atua diretamente sobre as pastilhas de freio traseiras, tal como em um Audi, mas sobre o freio a tambor Duo Servo. Esse mecanismo está situado dentro dos discos de freio traseiros. A unidade de acionamento está situada no assoalho do porta-malas, entre o alojamento da roda sobressalente e a parede traseira, atrás do banco traseiro.

A unidade de acionamento é composta pelos seguintes componentes:

O motor elétrico, um fuso, a mola helicoidal, a barra de equilíbrio, as polias inversoras do cabo, as engrenagens de plástico e os cabos de aço.

 

Se o freio de estacionamento for acionado, o motor elétrico aciona o fuso através das engrenagens de plástico. Através da rosca no fuso, a barra de equilíbrio é deslocada para a frente e para trás no fuso, para uma compensação à direita/à esquerda. Depende se o freio deve ser acionado ou solto. Na barra de equilíbrio estão fixadas as polias do cabo através de alavancas de ligação. Nas polias do cabo são engatados os cabos de aço para o lado direito e esquerdo. Se a barra de equilíbrio se deslocar no fuso durante o acionamento do freio de estacionamento, as polias do cabo giram para dentro e acionam os cabos de aço, que apertam o freio a tambor Duo Servo.

 

Se o freio de estacionamento for solto, o motor elétrico gira o fuso no outro sentido. A barra de equilíbrio é deslocada para trás e as polias do cabo giram para fora. Os cabos de aço são puxados para trás e o freio de estacionamento se libera. A força de retorno é alcançada pelas molas de retorno no freio a tambor Duo Servo.

 

A mola helicoidal está instalada para que a carga do freio de estacionamento, no estado acionado, não seja completamente aplicada nas engrenagens de plásticos. A mola helicoidal está instalada no fuso. Se o freio de estacionamento se encontrar acionado e o fuso tiver alcançado a posição de parada, a força de retorno tenta girar o fuso no sentido oposto. Graças a esse movimento giratório oposto, os primeiros enrolamentos da mola helicoidal são pressionados para fora, contra a carcaça. Assim, o fuso é mantido em sua posição e as forças de retorno são absorvidas pela mola helicoidal. Assim que liberar o freio de estacionamento, o fuso é acionado pelo motor elétrico, levando consigo a extremidade oposta da mola helicoidal. Desse modo, a mola é girada para dentro e solta da carcaça.

 

Para evitar corrosão nos tambores do freio e nas pastilhas, bem como para conseguir sempre a melhor eficácia possível, o sistema realiza uma primeira frenagem no modo de condução. Essa rotina de primeira frenagem é realizada aprox. uma vez por mês ou a cada 1.000 km. O processo de primeira frenagem é realizado automaticamente pelo sistema, sem que o motorista se aperceba do mesmo. Durante o processo de frenagem, o freio de estacionamento é acionado com aprox. 20% da força atuadora máxima. O desgaste provocado por esse processo de frenagem é extremamente reduzido. Com aprox. 300 processos de primeira frenagem, as pastilhas de freio se desgastem, no máximo, 0,5 mm.

O BMW Série 7 dispõe também de outras funções, que assistem o motorista em determinadas situações.

Essas funções incluem:

  • A função Hill Hold, que assiste o motorista com a partida em aclives. O veículo é frenado e liberado, prevenindo assim um deslocamento para trás em aclives.
  • A função de parada automática, que frena o veículo, por exemplo, na frente de um semáforo, para prevenir um deslocamento em marcha lenta. Isso alivia o motorista que não tem que estar sempre acionando o freio de estacionamento.


A diferença em relação ao Audi é que essas funções são assumidas pelo DSC (=Controle Dinâmico de Estabilidade). O freio de estacionamento eletromecânico somente está ativo com o motor desligado.

 

O DESBLOQUEIO DE EMERGÊNCIA: DICAS PRÁTICAS

Os dois veículos possuem um desbloqueio de emergência, que permitem ao motorista ou à oficina desbloquear o freio em caso de falha do sistema.

Para isso, o Audi dispõe de uma chave Torx especial nas ferramentas de bordo. Em caso de emergência, a roda tem que ser desmontada. Com um lado da chave Torx é possível desaparafusar completamente o motor elétrico da pinça do freio, juntamente com a engrenagem oscilante. Com o outro lado, é possível girar o fuso para trás.

 

O BMW também possui uma haste de desbloqueio nas ferramentas de bordo. Ela é inserida por um tubo de guia em uma engrenagem, na unidade de ajuste. Girando a haste de desbloqueio no sentido oposto do relógio, é possível liberar o freio com o auxílio de uma chave fixa e do cabo da chave de fenda.

 

Importante:
Em caso de ausência de alimentação de tensão (bateria vazia), é possível que o veículo não se desloque mesmo com o freio solto. Nesse caso, o bloqueio de estacionamento da caixa de mudanças automática ainda se encontra acionado. Esse bloqueio também pode ser solto através de um desbloqueio de emergência.

 

Para isso, na área esquerda para os pés, abrir a tampa do desbloqueio de emergência. Puxando a cinta vermelha é aberta e bloqueada uma alavanca. O bloqueio de estacionamento está agora desbloqueado.

 

Após um desbloqueio de emergência, o freio de estacionamento eletromecânico é novamente colocado em funcionamento do seguinte modo:
O veículo deve imobilizar e a ignição tem que estar ligada. Acionar o interruptor para o freio de estacionamento eletromecânico três vezes em intervalos de aprox. 5 segundos. O sistema começa com o processo de inicialização. A posição de liberação é inicializada. Em seguida, é apertado o freio e a posição de frenagem é inicializada. A luz de controle acende em vermelho no display. O freio é solto e fica novamente operacional. A luz de controle apaga do display.

MANUTENÇÃO E REPARO: DICAS PARA A OFICINA

Em um Audi A8, para substituir as pastilhas de freio traseiras, é necessário usar um equipamento de diagnóstico adequado. Antes de ser possível desmontar as pastilhas de freio, é necessário deslocar o cilindro totalmente para trás, através da função "Ajuste básico" com o equipamento de diagnóstico.

Somente depois é possível pressionar o êmbolo do freio para trás. Após a substituição das pastilhas de freio, o cilindro é novamente deslocado para o êmbolo do freio com a função "Ajuste básico". Na função "Adaptação" é, em seguida, inserida a espessura das novas pastilhas de freio.

No BMW, a substituição da sapata do freio pode ser realizada sem um equipamento de diagnóstico.

Importante

É importante realizar um ajuste básico após a substituição das sapatas do freio ou dos discos do freio traseiros. Para isso, desenroscar um prisioneiro da roda em cada lado. Girar a roda direita, para que a rosca do prisioneiro da roda se encontre na posição das "7 horas" e a roda esquerda na posição das "5 horas".

Com uma chave de fenda adequada, girar o parafuso de ajuste através do furo, até já não ser possível girar a roda. Em seguida, desapertar 10 pontos de fixação do parafuso de ajuste. Repetir o processo no outro lado. Enroscar novamente os prisioneiros da roda e apertar com o torque de aperto prescrito.

CONTROLE DE FUNCIONAMENTO NO DINAMÔMETRO PARA TESTE DE FREIO: CONTROLE

Para controlar a ação do freio de estacionamento eletromecânico, tem que ser possível testar o freio em um dinamômetro para teste de freio.

O Audi A8 reconhece automaticamente esse teste. Assim que as rodas traseiras girarem, no dinamômetro de teste, com uma velocidade constante de 3–9 km/h, o modo de teste é detectado pelo módulo de comando após 3 segundos. É essencial que o borne 15 (ignição) se encontre ligado. O módulo de comando altera o comportamento de fechamento do freio de estacionamento para que, a cada acionamento do interruptor, o êmbolo seja ligeiramente deslocado para fora e o freio feche um pouco mais.

No BMW Série 7, o freio de estacionamento somente pode ser testado com o motor parado e a ignição ligada. Se o interruptor for acionado, o freio de estacionamento fecha relativamente rápido e não pode ser acionado de forma lenta e contínua, tal como em um freio de estacionamento manual.

Atenção!

O veículo pode saltar dos rolos de teste.

ERROS NO FREIO DE ESTACIONAMENTO ELÉTRICO: DETECÇÃO DE ERROS

Em caso de erros no freio de estacionamento eletromecânico, começar pelo teste no dinamômetro para teste de freio. No dinamômetro de teste é possível detectar se a função de frenagem é limitada ou nula. Se for detectada uma função defeituosa no dinamômetro, realizar uma inspeção visual.

Prestar especial atenção às pastilhas do freio / sapatas do freio, aos cabos do freio (BMW) e eventuais vazamentos (Audi). Se as pastilhas do freio / sapatas do freio estiverem em ordem e não existir qualquer vazamento ou danos nos cabos do freio, controlar, em seguida, o sistema mecânico.

Se o interruptor do freio de estacionamento for acionado com o veículo imobilizado e o motor desligado, é possível escutar o processo de fechamento. No BMW é possível observar o processo de fechamento, após a abertura da unidade de acionamento. Caso não se detecte qualquer erro na inspeção visual e no controle do sistema mecânico ou se a unidade de acionamento / servomotores não forem acionados, será necessário um equipamento de diagnóstico adequado para realizar mais controles.

Com o equipamento de diagnóstico também é possível consultar a memória de erros, tal como em outros sistemas elétricos. Consoante o equipamento de diagnóstico, é possível apresentar o funcionamento/estado de comutação de componentes individuais através de blocos de valores de medição (valores reais) ou acionar os componentes através do diagnóstico dos atuadores e controlá-los relativamente ao seu funcionamento.

Em caso de um reparo, observar as instruções de reparo, os valores de controle e torques de aperto específicos do fabricante do veículo. Após um reparo bem-sucedido, excluir a memória de erros e realizar um controle de funcionamento no dinamômetro para teste de freio.

Aviso importante

O controle de funcionamento do freio de estacionamento eletromecânico somente pode ser realizado em um dinamômetro de rolos. Um dinamômetro para teste de placas não é adequado para esse caso.

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