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por James Walker, Jr. of scR motorsports

Elsewhere on this website we have discussed (in painful detail some would add) the importance of front-to-rear bias, or brake balance, and how its optimization can lead to better brake performance. No entanto, um fator crítico no estabelecimento de viés – a válvula de proporção da pressão de frenagem mecânica – foi deixado de fora da discussão. Afinal de contas, só se pode tomar tanto dessa conversa de viés de freio em uma sessão.

Dito isso, estamos de volta para compartilhar as complexidades de como a pressão de freio é distribuída para a frente e para trás do veículo. Mais importante ainda, esperamos que você tire o entendimento de que substituir, modificar ou apenas mexer na sua válvula de dosagem pode fazer mais mal do que bem. Embora não seja bem magia negra, há muitas oportunidades para colocar o sistema em desordem sem sequer o saber.

Consequentemente, oferecemos este rápido olhar sobre estes dispositivos e os seus irmãos mecânicos. Uma pequena quantidade de conhecimento pode trazer benefícios surpreendentes, não sendo o menor deles evitar surpresas desagradáveis.

Controle da pressão de travagem traseira

Em geral, existem três formas de lidar com a pressão de travagem traseira: deixá-la em paz, torná-la proporcional à pressão de travagem dianteira, ou controlá-la de uma forma que combine estas duas estratégias.

Estratégia 1: Deixe-a sozinha

Se nenhum dispositivo fosse usado para modificar a pressão do freio traseiro, então como mostrado na Figura A, a pressão do freio dianteiro e a pressão do freio traseiro seriam sempre iguais. Naturalmente, esta é a maneira mais fácil de lidar com o problema, mas para evitar o viés traseiro em todas as condições, o freio traseiro em si precisaria ser absolutamente minúsculo.

Como você pode imaginar, esta não é uma solução realista e não é encontrada no mundo real.

Estratégia 2: Proporção real

Proporção real, como mostrado na Figura B, resultaria em pressões de freio traseiras serem linearmente proporcionais às pressões de freio dianteiras em todas as condições. Por mais irônico que possa parecer, “válvulas dosadoras” não fornecem este tipo de controle, pois não são os dispositivos puramente proporcionais que seu nome implicaria.

Este tipo de regulação de pressão é certamente possível de se obter, mas normalmente requer cilindros mestres tandem e uma ligação de reação ajustável, a mesma configuração encontrada em quase todos os carros de corrida construídos propositadamente hoje em dia.

Em veículos assim equipados, a relação de proporção é obtida através de uma combinação de selecção do diâmetro do pistão do cilindro principal e o ajuste de uma ligação de reacção mecânica que liga os dois cilindros principais. Também conhecida como barra de polarização, a geometria da ligação determina a distribuição da força da frente para a retaguarda proveniente do conjunto do pedal do travão. O benefício significativo desta configuração é que uma barra de polarização pode ser concebida de tal forma que o condutor pode ajustar a relação de proporcionalidade frente-traseira enquanto à velocidade.

No exemplo mostrado abaixo, um ajuste da barra de polarização de 0,010 polegadas resulta num aumento da força do cilindro de entrada principal dianteiro de 125lb para 133lb. Ao mesmo tempo, a força de entrada do cilindro principal traseiro diminui de 125lb para 117lb.

Controlo do condutor em tempo real sobre a polarização faz ajustamentos para alterar as condições da via ou a carga de combustível praticamente sem esforço. A complexidade deste design torna-o altamente impraticável para uso na via, mas na pista simplesmente não pode ser batido para facilidade de ajuste.

Estratégias de Combinação – A Válvula Proporcionadora Mal Nomeada

Válvulas Proporcionadoras Convencionais devem realmente ser referidas como “reguladores de força de frenagem” ou “válvulas reguladoras de pressão de frenagem”. Embora seu nome possa implicar um verdadeiro controle proporcional, na realidade elas fornecem uma combinação do controle encontrado nas Figuras A e B.

Up para certas pressões, estas válvulas permitem uma pressão igual para os freios dianteiro e traseiro (à la Figura A). No entanto, uma vez atingido um ponto de pressão predefinido (600 psi no exemplo), a pressão dos travões traseiros continua a aumentar, mas a uma velocidade (ou inclinação) inferior à pressão dos travões dianteiros. A Figura C mostra-nos isto muito claramente.

Olhando para os diagramas, pode-se ver que é possível projectar tanto um sistema Tipo B como um sistema Tipo C que, em última análise, dão o mesmo balanço de travagem no ponto de desaceleração máxima. (Note que as figuras B e C geram 950 psi de pressão na linha de frenagem traseira quando a pressão na linha de frenagem dianteira é de 2000 psi.)

No entanto, também se pode ver que os sistemas Tipo C – aqueles que usam válvulas de proporção – podem nos aproximar do equilíbrio ótimo em níveis de desaceleração mais baixos. Este benefício é relativamente inútil numa aplicação de corrida, uma vez que o veículo está sempre a operar em desacelerações máximas, mas é de grande vantagem na rua.

Em tantas palavras, a válvula dosadora permite-nos conduzir pela cidade sob condições optimizadas de equilíbrio de travagem (bom para a vida útil do travão dianteiro) mas também mantém tudo sob controlo quando precisamos de travagem máxima (bom para a estabilidade).

Devido ao seu tamanho compacto e custo relativamente baixo, estes dispositivos podem ser encontrados em quase todos os veículos que necessitam de redução da pressão de travagem traseira para alcançar uma óptima inclinação de travagem. Os típicos carros de passageiros e carros de corrida baseados na produção enquadram-se perfeitamente nesta categoria.

Válvulas Proporcionadoras do Sentido de Altura

Válvulas Proporcionadoras de alguns veículos vão um passo mais longe, pois o ponto do joelho no gráfico pode variar com a quantidade de peso no eixo traseiro. Efectivamente, à medida que o peso do eixo traseiro aumenta, uma ligação entre o eixo e a carroçaria é comprimida. Esta ligação actua sobre uma came dentro da válvula dosadora, o que aumenta a pré-carga na mola da válvula dosadora. O resultado final é que mais travagem traseira (viés) é permitida à medida que o peso é adicionado ao eixo traseiro, ajudando a tirar partido do aumento de tracção agora disponível nos pneus traseiros. A Figura D ilustra esta relação muito claramente.

Então, pode-se ajustar a válvula de proporção?

Acreditar ou não, em quase todos os casos as válvulas OEM estão bem ajustadas ao sistema de freio original e não devem ser adulteradas, pois não há peças no interior que possam ser modificadas por proprietários ambiciosos. Infelizmente, algumas são ajustáveis externamente, por isso a tentação de mexer está mesmo ali à nossa frente!

Um ponto a ponderar é que, por serem um dispositivo mecânico, as válvulas doseadoras devem ser concebidas como um melhor compromisso para utilização em todas as condições. Cenários de veículos de alta velocidade, baixa velocidade, totalmente carregados e vazios devem ser avaliados e incluídos no desenho da válvula de dosagem.

Obviamente, se você modificou o seu veículo de uma forma que impacte a inclinação da frente para trás, você pode estar se destacando no campo da esquerda! Como uma atualização do nosso artigo sobre viés, vamos apresentar novamente as listas de modificações que podem influenciar o viés de frente para trás.

Factores que irão aumentar o viés frontal:

• Diâmetro do rotor dianteiro sem folga
• Coeficiente de atrito das pastilhas de freio dianteiras sem folga
• Diâmetro(s) do pistão da pinça dianteira sem folga
• Diâmetro do rotor traseiro sem folga
• Coeficiente de atrito das pastilhas de freio traseiro sem folga
• Diâmetro(s) do pistão da pinça traseira sem folga
• Diâmetro do centro de gravidade inferior (i.e. veículo rebaixado)
• Mais peso no eixo traseiro (i.e. carregado)
• Menos peso no eixo dianteiro
• Menos pneus pegajosos (limite de desaceleração inferior)

Factores que irão aumentar a inclinação traseira:

• Diâmetro do rotor traseiro sem folga
• Coeficiente de atrito das pastilhas de travão traseiro sem folga
• Diâmetro(s) do pistão da pinça traseira sem folga
• Diâmetro do rotor dianteiro sem folga
• Coeficiente de atrito das pastilhas de travão dianteiras sem folga
• Diâmetro(s) do pistão da pinça dianteira sem folga
• Centro de gravidade mais elevado (i.e. veículo elevado)
• Pneus sem peso no eixo traseiro (isto é, sem carga)
• Mais peso no eixo dianteiro
• Mais pneus pegajosos (limite de desaceleração mais elevado)

Modificações de proporção

Podemos iniciar esta secção declarando claramente que não deve modificar a sua válvula de proporção. Mas, que diversão seria essa? Com toda a seriedade, fazer alterações na válvula dosadora para efetuar viés de freio deve ser deixado para aqueles com as ferramentas e dispositivos de medição adequados, mas se você ajustou seu veículo além do reconhecimento, esta pode ser sua única solução para restaurar uma sensação de viés adequado ao seu sistema de freio.

Começaremos aqui com três das regras mais básicas em relação à instalação e seleção da válvula dosadora.

1. Se tiver a necessidade profunda de instalar a sua própria válvula doseadora ajustável, avisamos que NUNCA devem ser instaladas se a unidade de fábrica ainda estiver instalada. As válvulas doseadoras em série entre si podem fazer coisas desagradáveis e imprevisíveis!

2. Se tiver a necessidade de instalar a sua própria válvula doseadora regulável, avise que NUNCA devem ser instaladas em linha com os travões dianteiros. O efeito seria fazer com que o seu veículo fique com a polarização traseira antes de poder dizer “sobreviragem do terminal”. A pressão da linha de freio dianteira deve ser sempre deixada sozinha – apenas as pressões traseiras devem ser consideradas para a dosagem.

3. Em todos os casos, o equilíbrio básico do sistema de freio precisa estar perto de ser otimizado para começar. Esta é a única maneira que uma válvula dosadora pode ser efetivamente utilizada. Você nunca deve assumir que a simples adição de uma válvula dosadora irá atender a todas as condições de inclinação traseira, já que mesmo as melhores válvulas dosadoras devem estar bem ajustadas ao veículo alvo.

Seleção da válvula dosadora

Selecionar a válvula dosadora ajustável correta para o seu veículo implica não apenas selecionar o ponto adequado em que a inclinação limite começa (o ponto de joelho), mas também selecionar a taxa adequada em que a pressão da linha de freio traseiro aumenta após esse ponto (a inclinação). Quase todas as válvulas de dosagem ajustáveis actualmente no mercado têm um ponto de joelho ajustável (o ponto em que a pressão da linha de travagem traseira começa a ser controlada), mas uma inclinação fixa (a taxa a que se constrói para além do ponto de joelho). Enquanto um parâmetro é ajustável, ambos são críticos para o desempenho do sistema. Note que na Figura E as duas curvas têm o mesmo ponto de joelho, mas as inclinações variam muito.

Então como se seleciona o ponto e a inclinação do joelho direito? Sem os recursos de teste e medição de um grande fabricante de automóveis, é quase impossível dizer. Claro, você poderia experimentar e errar o caminho para uma solução que você acredita ser apropriada, mas sem testar sob todas as condições de carga, velocidade e condições da estrada, pode haver uma condição de operação apenas esperando para morder você.

Em resumo, se você se encontrar pensando, “Eu me pergunto como eu escolheria a válvula de dosagem certa para o meu carro…” você provavelmente não deveria mudá-la você mesmo.

Proporção Eletrônica: No Tampering Allowed

Como uma pequena barra lateral da válvula de dosagem mecânica discutida aqui, há um movimento em andamento para substituir a função da válvula de dosagem pelo hardware que executa a função ABS. Embora esta ainda não seja a norma, a maioria dos carros de alto desempenho já tem esta característica como equipamento padrão e pode-se prever com razoável certeza que a tendência continuará.

Baseado nas informações coletadas dos quatro sensores de velocidade das rodas ABS, os algoritmos de Proporção Traseira Dinâmica (DRP) ou Distribuição Eletrônica de Força de Freio (EBD) calculam a razão de deslizamento dianteiro-traseiro dos quatro pneus. Então, dados os limiares e parâmetros predefinidos, o hardware do ABS pode intervir e modificar automaticamente a pressão de travagem das rodas traseiras.

Porque o DRP e o EBD são baseados no deslizamento real das rodas e não na pressão da linha de travagem, este tipo de proporcionalização traseira é mais flexível e adaptável às modificações que se podem fazer no seu veículo. Também é menos caro, pois o OEM pode agora remover a válvula de dosagem mecânica do veículo e substituir a sua função por outro hardware já a bordo.

Naturalmente, o OEM não quer que os proprietários se metam com a sua dosagem da frente para trás, e como resultado não há maneira do entusiasta reprogramar o DRP ou EBD para se adequar aos seus desejos. Naturalmente, se a inclinação original do veículo da frente para trás estiver em primeiro lugar, não há necessidade de reprogramar de qualquer forma.

Plan Wisely

Em resumo, há mais na válvula de dosagem do que se encontra a olho nu. Você deve fazer todas as tentativas para planejar cuidadosamente e selecionar suas modificações de freio para que você seja capaz de reter e colher os benefícios da válvula de dosagem de estoque. Em outras palavras, preste atenção (e não se afaste muito) ao viés de fábrica em primeiro lugar e você estará à frente do jogo.

Se por outras razões você for for forçado a sucatear o estoque e substituí-lo por uma unidade aftermarket, esteja ciente de que a seleção e ajuste não são para os não iniciados. Embora haja mais de uma maneira de alcançar o equilíbrio ideal no ponto de máxima desaceleração, sem a quantidade certa de know-how você pode estar fazendo concessões sob condições de frenagem parcial que não estavam presentes com o hardware de fábrica.

Again, lembre-se que simplesmente adicionar ou substituir uma válvula de dosagem pode não ser suficiente para remediar cenários de viés de cesto. O planejamento adequado e o projeto inicial devem assegurar que o viés do veículo base seja apropriado desde o início, permitindo que a válvula de dosagem seja usada corretamente como um dispositivo de ajuste fino.