Análise dos mecanismos de freio desgaste das pastilhas de freio em ensaio de bancada

Abstract

O trabalho analisa os mecanismos de desgaste em pastilhas de freio, incluindo processos físicos e químicos em dois tipos de pastilhas, considerando o material particulado (MP) como o principal contribuinte para a poluição do ar, com impactos significativos na saúde. Durante a utilização, a matriz polimérica das pastilhas de freio sofre desgaste devido ao aumento das tensões e temperaturas nas áreas circundantes. Esse desgaste é um processo complexo que inclui fusão, liga mecânica e tribooxidação, levando à formação de um filme de óxido duro chamado platô. A vida útil do platô é finita, influenciada por desgaste, geração de calor e tensões mecânicas, diminuindo sua estabilidade. A rugosidade do disco de freio induz movimentos e vibrações nos platôs, propiciando a propagação de fissuras. A estrutura, junto com a partícula original, perde suporte na matriz, levando eventualmente à ruptura do platô do sistema. Testes foram realizados em um sistema de freio a disco da moto G 310 GS no Laboratório de Sistemas Veiculares da UFSC. Medidas de massa, espessura e rugosidade foram feitas antes e após os experimentos, com o propósito de monitorar o desgaste na pastilha de freio. Foram realizadas análises detalhadas dos platôs nas pastilhas de freio, utilizando técnicas avançadas como a Microscopia Metalográfica e o programa Fiji. A microscopia possibilitou o estudo da estrutura, enquanto o Fiji permitiu análises quantitativas, incluindo medidas de área relativa, número médio e perímetro médio dos platôs. O estudo revelou variações significativas na massa e espessura das pastilhas de freio, além de mudanças notáveis na rugosidade durante os experimentos

The paper examines the wear mechanisms in brake pads, encompassing physical and chemical processes in two types of pads, considering particulate matter (PM) as the main contributor to air pollution, with significant impacts on health. During usage, the polymeric matrix of brake pads undergoes wear due to increased stresses and temperatures in the surrounding areas. This wear is a complex process involving fusion, mechanical alloying, and tribooxidation, leading to the formation of a hard oxide film called a plateau. The lifespan of the plateau is finite, influenced by wear, heat generation, and mechanical stresses, reducing its stability. The roughness of the brake disc induces movements and vibrations in the plateaus, facilitating the propagation of fissures. The structure, along with the original particle, loses support in the matrix, eventually leading to the rupture of the system’s plateau. Tests were conducted on a disc brake system of the G 310 GS motorcycle at the Vehicle Systems Laboratory of UFSC. Mass, thickness, and roughness measurements were taken before and after the experiments, aiming to monitor wear in the brake pad. Detailed analyses of the plateaus in the brake pads were performed using advanced techniques such as Metallographic Microscopy and the Fiji program. Microscopy enabled the study of the structure, while Fiji allowed quantitative analyses, including measurements of relative area, average number, and average perimeter of the plateaus. The study revealed significant variations in the mass and thickness of the brake pads, along with notable changes in roughness during the conducted experiments.