Avaliação do Desempenho Tribológico e Térmico de Materiais de Atrito Durante o Processo de Frenagem

Abstract

RESUMONeste artigo, buscou-se verificar os parâmetros de operação de um sistema de freio a disco para motocicletas utilizando-se uma bancada de ensaios baseada no procedimento Krauss, descrita pela norma ABNT NBR 6143/1995 [1]. Optou-se por conduzir um Experimento Fatorial 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. Buscou-se analisar as propriedades dos materiais envolvidos novos e após um determinado tempo de uso, denominado materiais assentados. Para avaliar o desempenho do sistema de freios durante o processo de frenagem, analisaram-se quatro variáveis de resposta simultaneamente: temperatura final, coeficiente de atrito, desaceleração e momento da força de frenagem. Foram utilizadas técnicas de Planejamento de Experimentos Fatoriais para analisar os dados coletados. Como resultado, o desempenho tribológico mais satisfatório aconteceu para os materiais constituintes do par de atrito, disco e pastilhas, assentados, e um maior valor de pressão de acionamento da manete de freio. Já para a temperatura, o melhor resultados ocorreu para os materiais do par de atrito novo e um menor valor de pressão. Por fim, foi proposta uma técnica de otimização com o intuito de encontrar a melhor combinação dos níveis de cada fator que otimize o desempenho global das múltiplas variáveis resposta. Palavras-chave: Material de atrito, Frenagem, Sistemas de Freio ABSTRACTIn this paper, we sought to verify the operating parameters of a disc brake system for motorcycles using a bench testing based on Krauss procedure described by the ABNT NBR 6143/1995 [1]. It was decided to conduct an experiment Factorial 2³, in which the three control factors considered (type of brake disc, type of chip and the value of the brake lever on working pressure) have changed on two levels each. It sought to analyze the properties of new materials involved, and after a certain time of use, called settlers materials. To evaluate the performance of the brake system during the braking process, we analyzed four response variables simultaneously: final temperature, coefficient of friction, deceleration time and braking force. Factorial Design of Experiments techniques were used to analyze the collected data. As a result, the most satisfactory tribological performance happened to the pair of materials constituting the friction disk and pads, setting, and an increased brake lever of the actuation pressure value. As for the temperature, best results occurred for the friction pair new materials with lower pressure. Finally, it proposed an optimization technique in order to find the best combination of the levels of each factor to optimize the overall performance of multivariable response

Friction material wear: Effects and interactions between service brake temperature, lining contact pressure, and vehicle speed

“…Pinto et al 29 conducted an experiment factorial 2 3 , in which the three control factors considered (brake disc, chip, and the brake lever on working pressure) have changed on two levels. Some authors [12][13][14][15]17 also evaluated brake mass loss concerning the brake service temperature, pressure, and vehicle speed; nevertheless, these three variables were not evaluated together to determine the worst response in dynamometer tests.…”

Influence of Contact Plateaus Characteristics Formed on the Surface of Brake Friction Materials in Braking Performance through Experimental Tests

“…According to Machado Pinto et al [ 1 ], automobiles and transportation vehicles have undergone several changes and improvements over the years, aiming to provide more comfortable and safer locomotion. These technological advances experienced by the automotive sector have allowed vehicles to become increasingly faster and with higher load-carrying capacities, which has also led to the need for the design and manufacture of more efficient brakes.…”