Quanto tempo duram as pastilhas de freio?

As duas almofadas na parte superior da foto têm cerca de 2 milímetros de espessura e estão muito gastas. A almofada inferior, recém-retirada da caixa, tem 12 milímetros de espessura. O envidraçamento das almofadas antigas (um problema típico), reduziu a sua capacidade de atrito. Veja mais fotos de freios. Foto de Eric Baxter

A vida útil de um determinado conjunto de pastilhas de freio depende de um amplo conjunto de variáveis, que vão desde o estilo pessoal de direção até as leis impessoais da física. Mecânicos e fabricantes têm uma faixa de milhagem vagamente acordada de cerca de 30.000 a 70.000 milhas (48.280 a 112.654 quilômetros), mas histórias de almofadas que duram apenas 100 milhas (160,9 quilômetros) a incríveis 100.000 milhas (160.934 quilômetros) abundam.

Esses números abrangentes são compreensíveis. As pastilhas vêm em uma variedade de tipos e composições - de compósitos a metálicos e cerâmicos - e são acopladas a uma variedade ainda mais surpreendente de sistemas de freio e rotores, todos os quais afetam a vida da pastilha. Adicionados à mistura estão calor, pressão e fricção em quantidades que surpreenderiam a maioria dos motoristas. Na verdade, os freios, especialmente as pastilhas, são alguns dos componentes de trabalho mais difíceis do seu carro.

Para o propósito deste artigo, trataremos apenas de pastilhas de freio, ou seja, as pastilhas usadas em freios de pinça em vez de freios a tambor. As almofadas usadas nos freios a tambor são chamadas de "tênis". Eles têm a mesma finalidade e muitas vezes são construídos com o mesmo material ou similar, mas funcionam de uma maneira ligeiramente diferente.

Vamos começar abordando a questão da longevidade observando do que as pastilhas de freio são feitas ou seu material de atrito. As almofadas geralmente vêm em quatro tipos: orgânicas, semimetálicas, metálicas e sintéticas. Cada um desses tipos tem suas próprias características que devem ser comparadas com a vida útil da pastilha de freio:

• Orgânico: Feito de fibras não metálicas unidas em um material composto. O material é então tratado com modificadores de fricção, incluindo grafite, metais em pó e até cascas de nozes. Os enchimentos são adicionados para reduzir o ruído e afetar a transferência de calor, entre outros fatores.
• Semimetálico: Esta almofada é uma mistura de material orgânico e metais - variando de aço e ferro a cobre - moldados e unidos para formar a almofada. Essas almofadas são mais duras e resistentes ao calor.
• Metálico: Este material, formado por uma variedade e mistura de metais ligados por pressão, já foi usado extensivamente em corridas. Os avanços na composição das almofadas orgânicas e semimetálicas tornaram as almofadas metálicas quase obsoletas.
• Sintético: Isso é o que geralmente é chamado de almofadas de cerâmica. Essas almofadas são feitas de um composto de material não orgânico e não metálico, geralmente fibra de vidro e fibras de aramida. Essas almofadas pesam cerca de metade do peso de uma almofada média, são mais fortes, têm melhor poder de parada a frio e quente e duram muito mais do que uma almofada média. Eles também custam cerca de duas vezes mais.

Para os materiais de almofada acima, o melhor poder de parada é encontrado nas almofadas orgânicas. Mas esse mesmo poder de parada significa que mais material da almofada é gasto durante uma parada. Por causa disso, as almofadas orgânicas duram menos tempo, em média. As almofadas semimetálicas, as que estão agora na maioria dos carros, são mais duras e duram mais, mas não param tão efetivamente quanto as orgânicas. O mesmo vale para as pastilhas de cerâmica, embora essas pastilhas geralmente durem mais se o motorista estiver disposto a pagar o preço e tiver uma distância de parada um pouco maior.

E como os pads significam parar, é hora de dar uma olhada na massa. A realidade da massa ou, especificamente, parar uma determinada massa - como um carro - nos leva à física por trás do desgaste do absorvente..

Esta foto mostra um conjunto típico de freio a disco com rotor, pastilhas e pinça. Este conjunto foi substituído depois que o compasso travou e as almofadas se desgastaram até quase nenhuma espessura. O calor deformou o rotor e impediu que os freios funcionassem com eficácia. Foto de Eric Baxter

Basicamente, um sistema de freio converte a energia cinética de um carro em energia térmica por meio de dispositivos de fricção - ou seja, as pastilhas. A quantidade de energia cinética em ação em um carro é determinada por seu peso (eu uso isso de forma intercambiável com a massa, mas os dois não são exatamente iguais), sua velocidade e o quanto a velocidade muda. Do ponto de vista da física, a energia cinética é calculada multiplicando o peso do carro pelo quadrado de sua velocidade. O produto é então dividido por 29,9 e o resultado é a quantidade de energia cinética em libras-pé.

Uma aplicação mais prática é esta: dois carros viajam a 30 milhas por hora (48,3 quilômetros por hora). Um pesa 2.000 libras (907,2 kg), o outro 4.000 libras (1.814 kg). O carro mais leve está gerando 60.200 libras-pé (81.620 newton-metros) de energia cinética, o carro mais pesado está gerando 120.400 libras-pé (163.240 newton-metros) de energia cinética.

Nosso carro teórico está viajando e gerando torque e essencialmente nada está acontecendo até que o motorista pise no freio. Então, um monte de coisas acontecem. Os freios devem superar a inércia dinâmica (o carro em movimento) e impor a inércia estática (fazer o carro parar). Ele faz isso transformando a energia cinética em energia térmica ou calor - e gera muito. As almofadas no carro menor indo a 60 milhas por hora (96,6 quilômetros por hora) atingirão cerca de 450 graus Fahrenheit (232,2 graus Celsius) durante uma parada de emergência. Isso, é claro, pode afetar a vida útil do pad. Ou, em termos mais simples, toda vez que um motorista para ou freia, as pastilhas se desgastam, esquentam e morrem um pouco.

A parte final desta longa equação sobre a vida útil dos eletrodos não tem nada a ver com os eletrodos diretamente. Lembre-se de que as almofadas devem ser pressionadas contra um rotor para diminuir a velocidade do carro. Isso é feito usando um conjunto de calibradores, e as almofadas são pressionadas contra um rotor.

Um rotor pode parecer uma simples peça de metal, mas foi projetado especificamente para funcionar com pinças e almofadas. A massa do rotor, bem como as aletas de calor embutidas, ajudam a dissipar parte da energia térmica desenvolvida durante a frenagem e prolongar a vida útil das pastilhas. A superfície também tem um acabamento específico que é suave o suficiente para estender a vida útil da pastilha, mas áspera o suficiente para permitir uma frenagem eficaz.

Da mesma forma, os calibradores devem funcionar para aplicar corretamente o pistão e pressionar as almofadas quando necessário e também liberar quando não for necessário. Um calibrador preso ou emperrado pode significar que uma almofada está em contato pressurizado constante ou muito frequente com um rotor. Isso aumenta a energia térmica e o desgaste prematuro da almofada.

As variáveis ​​na vida de uma pastilha de freio são tão amplas que definir uma vida útil específica é quase impossível - embora 30.000 a 50.000 milhas (48.280 a 80.467 quilômetros) para pastilhas semimetálicas seja uma boa estimativa. Até mesmo o tipo de transmissão de um carro pode afetar a vida útil do pad. Os motoristas da transmissão manual que sabem como mudar para controlar a velocidade terão uma vida útil mais longa do freio do que os motoristas da transmissão automática. No outro extremo do espectro, as pessoas que freiam, ou freiam com muita força, costumam ver sua vida útil reduzida pela metade quando uma simples mudança no estilo de direção pode economizar dinheiro.

Dada essa variedade, a melhor maneira de lidar com a vida útil da pastilha é verificá-la durante as trocas de óleo de rotina. Um conjunto de medidores de pastilha de freio pode ser usado para medir o desgaste, e uma boa oficina pode lhe dizer quanto material de fricção você deixou na pastilha e quanto tempo deve durar. Muitos pads também possuem indicadores sonoros. Um pequeno pedaço de metal, geralmente um clipe de mola, preso a uma das almofadas. Quando a almofada se desgasta, os clipes esfregam contra o rotor e fazem um barulho estridente.

Independentemente de quanto tempo as pastilhas de freio típicas possam durar, sempre preste atenção aos sinais de problemas de freio - potência fraca, perda de potência quando os freios esquentam ou puxando para um lado ou outro durante a frenagem. Todos esses sinais são uma indicação de que as pastilhas de freio estão estragando, e os freios são essenciais para o bom funcionamento de um carro.

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Fontes

• Baxter, Eric. Técnico de freios certificado pela Chrysler - Nível 3. Julho de 2010.
• Chamberlain, Kenneth. Técnico de Freios Certificado pela Chrysler - Nível 4. Entrevista Pessoal. Realizado de 6 a 8 de julho de 2010.
• Erjavec, Jack. "Freios automotivos". Delmar Learning. 2004. (julho de 2010)