O novo sistema de disco duplo fornece alto torque específico, com grandes melhorias no controle térmico, o que proporciona benefícios em termos de peso, packaging e NVH
A Delphi desenvolveu uma tecnologia revolucionaria que, ao que tudo indica, deverá ajudar a solucionar muitos dos desafios atuais da engenharia de frenagem.
Com base numa arquitetura de discos duplos flutuantes com pistão único, o Módulo de freio Max Torque fornece uma grande capacidade de torque específico, com melhoras substanciais no controle térmico, proporcionando benefícios em termos de peso, packaging e NVH (Noise Vibration & Harshness / refinement – Ruídos, Vibração e Aspereza / refinamento).
“A solução tradicional para suportar aumento de peso e velocidade do veículo é a de incrementar o sistema convencional de frenagem, com a colocação de discos de tamanho maior (muitas vezes exigindo rodas maiores) e materiais avançados, porém esta é uma solução cara, que causa um impacto negativo em muitas outras áreas da engenharia automobilística,” explica Chris Baylis, Diretor de Engenharia do Centro de Inovações da Delphi em Leamington.
“O sistema Módulo de freio Max Torque resolve esses problemas e representa a primeira mudança significativa em tecnologia de aplicação de frenagem desde o início do uso em grande escala dos freios a disco há mais de 50 anos.”
O sistema Módulo de freio Max Torque utiliza dois discos flutuantes sobre o cubo. Um pistão hidráulico aplica uma força de frenagem por meio das pastilhas que atuam nas faces de cada disco, criando quatro superfícies de atrito.
A nova tecnologia pode fornecer uma força de torque 1,7 vezes maior que a fornecida por um sistema convencional de disco simples do mesmo diâmetro efetivo, ou um torque similar utilizando disco de diâmetro reduzido.
O uso e o rendimento são equivalentes ao produto tradicional de hoje e a arquitetura de discos flutuantes elimina os problemas com batimento lateral.
O conceito de discos duplos também fornece quatro superfícies de resfriamento, sem que haja necessidade de aletas ou de ranhuras de resfriamento, reduzindo substancialmente a fadiga térmica nos freios e sobre os componentes montados no cubo.
Este melhor controle térmico permite aos engenheiros automobilísticos lançar mão de várias opções para melhorar outros aspectos do sistema de frenagem.
Ao aumentar as oportunidades de otimizar a combinação de disco de freio, curso do pedal, tamanho do servo freio e material de atrito, o Módulo de freio Max Torque permite que o sistema tenha um custo e um desempenho que estejam exatamente de acordo com as exigências do mercado, sem prejudicar a dirigibilidade.
Por exemplo, com quatro superfícies de atrito, o Módulo de freio Max Torque exige cerca de metade da pressão necessária em relação a um freio a disco convencional.
Isto pode ser utilizado para reduzir significativamente o tamanho do servo-freio a vácuo ou para reduzir o esforço sobre o pedal e seu curso.
Um servo-freio reduzido pode baixar o peso em até 1 kg e ampliar o restrito espaço debaixo do capô para aumentar a flexibilidade do packaging.
Por outro lado, o diâmetro do disco poderia ser reduzido em até 25 mm, o que permitiria o uso de rodas menores (levando a uma substancial redução de custo), altura maior da banda dos pneus (importante para veículos fora-de-estrada) e uma redução significante na massa do conjunto de roda.
O controle térmico superior do Módulo de freio Max Torque, e o fato dele causar um mínimo de Variação da Espessura do Disco – DTV – que é devida ao desgaste irregular dos discos, fornece também um excelente desempenho de ruído e vibração (NVH).
Isto ajuda a resolver problemas de garantia.
“Os discos flutuam no eixo e, por isso, seu contato com as pastilhas é sempre uniforme. O Módulo de freio Max Torque não causa os problemas relacionados com o desgaste ou com o acúmulo de tolerância que pode causar as vibrações e os ruídos dos sistemas convencionais,” afirma Baylis.
O Módulo de freio Max Torque foi submetido a diversas condições de uso para avaliar seu desempenho em testes conduzidos pela organização independente AMS (Auto Motor und Sport) utilizando uma BMW X5 equipada com o sistema.
No teste de 12 paradas, que cada vez mais está se tornando um padrão europeu, o veículo mostrou um desempenho excepcional em termos de uniformidade do espaço de frenagem.
Os testes da Delphi mostram que, em uma aplicação típica de alto desempenho com um veículo utilitário esportivo, o Módulo de freio Max Torque elimina a necessidade de várias especificações para o sistema de freios.
Dessa forma ele reduz a temperatura máxima de operação em mais de 100ºC, melhorando o refinamento e pode oferecer tanto a redução do curso do pedal em até 25 mm (devido ao menor volume de fluído necessário para atuar) como a redução do servo-freio em cerca de 40 mm.
A economia no peso total do veículo poderia chegar a 7 kg, dependendo da especificação do sistema e do nível de integração.
O sistema completou mais de 1,5 milhão de quilômetros em testes com 20 veículos para garantir a uniformidade de funcionamento, de acordo com as especificações em qualquer tipo de pista ou modo de uso, durante toda a vida do veículo.
Foram mostrados às montadoras dois sistemas totalmente adaptados: um montado num pequeno carro europeu do segmento B e outro em utilitário esportivo grande, de alto desempenho.
O primeiro apresenta o pistão integrado ao conjunto da suspensão, enquanto que o último possui uma arquitetura com pistão separado que poderia ser instalado como parte de uma adaptação no veículo.
O Módulo de freio Max Torque pode ser fabricado com os materiais e processos existentes e a Delphi tem se esforçado para encontrar formas de reduzir ainda mais os custos e a complexidade do sistema.
Um exemplo é o cubo da roda sobre o qual são montados os discos, formando uma unidade, especialmente projetada, na qual o rolamento da roda pode ser encaixado sob interferência.
No futuro, será feita a introdução de outros materiais de liga leve, o que deverá promover maiores reduções de massa.
O Módulo de freio Max Torque pode ser fornecido isoladamente, ou integrado nos módulos de suspensão do veículo e entregue utilizando as mais recentes técnicas de fornecimento sequenciado (SILS – Supply in Line Sequence).
Pode também ser integrado com outros sistemas da linha de produtos Delphi de tecnologia de frenagem controladas eletronicamente, inclusive com o uso das tecnologias para estabilidade mais recentes do tipo “Traxxar” ou com sistemas equivalentes de outros fornecedores.
Na verdade, a necessidade de fornecer uma ativação dos freios que seja rápida, efetiva e de alta resolução para esses sistemas é um dos fatores que a Delphi acredita levará à sua adoção.
“O Módulo de freio Max Torque proporciona uma gama incrível de benefícios, tanto para o fabricante quanto para o proprietário do veículo,” conclui Baylis.
“Com o Módulo de freio Max Torque teremos um produto original de fábrica, que permitirá aos clientes da Delphi introduzir uma verdadeira solução de futuro em termos de frenagem de carro.”
A Delphi confirma que as discussões com os fabricantes de veículos estão bem adiantadas e que o sistema poderá entrar em produção até 2006.
