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Técnica

Como funciona o ABS, o controle de tração e o controle de estabilidade do seu carro?

Antigamente se você quisesse parar seu carro de metal duro, carburado e sem eletrônica em piso molhado era preciso ter muita intimidade com o pedal de freio. Na época se você quisesse saltar na frente do cara ao lado no semáforo com seu vêoitão, era preciso ter a manha do acelerador. Esmagar o pedal só seria possível se você tivesse um diferencial blocante. E por último, se você precisasse desviar de algum maluco no meio da rodovia, era preciso ter braço para domar o possante. Não era fácil como domar um Mustang Boss em Forza Motorsport.

Hoje temos sistemas anti-travamento para os freios, controle de tração para as arrancadas e controle de estabilidade para manter o carro firme em qualquer situação. Esses sistemas revolucionaram a indústria automotiva, tornando os veículos mais seguros e, em alguns casos, mais competentes na pista. Mas você já se perguntou como eles funcionam?

Sistema de freios anti-travamento (ABS)

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A ideia básica por trás do ABS se resume à diferença entre o atrito cinético e o atrito estático. Imagine que você está tentando arrastar uma caixa pesada. Você a empurra com o máximo de força possível até que ela finalmente sai do lugar. Já percebeu que você precisa de muito menos força para continuar arrastando a caixa do que precisou para tirá-la do lugar? Esta é a diferença entre o atrito estático (entre dois objetos que não estão em movimento) e o atrito cinético.

Os coeficientes de atrito estático são maiores que os coeficientes de atrito cinético. Quando você aciona os freios do seu carro, você espera que seu carro pare por meio da redução de velocidade das rodas devido ao atrito estático (ou atrito de rolamento), e não pelo atrito cinético (atrito de escorregamento). Isso geralmente maximiza a força de atrito e pode reduzir as distâncias de frenagem, especialmente em superfícies pavimentadas.

Um ABS comum usa quatro sensores de velocidade da roda, uma bomba hidráulica, quatro válvulas hidráulicas e um módulo de controle. O controlador monitora a velocidade de cada roda usando sensores de velocidade, geralmente os dispositivos conhecidos como “roda fônica”. Se o módulo controlador perceber que uma ou mais rodas estão girando em velocidade de desaceleração incompatível com a desaceleração do veículo (o que significa que ela está perto do travamento), ele atua a válvula hidráulica na linha de freios para reduzir a pressão aplicada àquelas roda, fazendo com que elas voltem a girar para produzir atrito de rolamento e parar o carro em distâncias mais curtas.

Quando a velocidade de desaceleração da roda é normalizada, o sistema usa a bomba para pressurizar novamente a linha de freio, aplicando carga àquele freio novamente. Se o controlador identificar uma desaceleração incompatível novamente, ele ativa a válvula e o ciclo se repete cerca de 15 vezes por segundo.

Programa eletrônico de estabilidade (ESP)

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O  ESP é uma derivação do ABS. Ele aplica a força de frenagem individualmente em cada roda de acordo com a necessidade e reduz a força do motor para ajudar o motorista a manter o controle do carro. O ESP foi lançado na década de 1990 pela Mercedes, e hoje equipa praticamente todos os carros modernos devido à sua capacidade de reduzir drasticamente o risco de acidentes de carro. O Insurance Institute for Highway Safety dos EUA (IIHS) diz que um terço de todos os acidentes fatais daquele país poderiam ter sido evitados pela presença desta tecnologia, hoje obrigatória nos veículos vendidos por lá.

Os seis principais componentes do ESP são: sensores de rotação/velocidade das rodas, módulo de controle, sensor de ângulo do volante, sensor ângulo de viragem, acelerômetro e um modulador hidráulico. Este modulador é o mesmo usado pelo ABS, o que significa que o ESP acrescenta apenas o acelerômetro e os sensores de ângulo de viragem e do volante.

Para compreender como funciona esse sistema, imagine que você está viajando pela rodovia a 100 km/h. Você desvia para a esquerda para não atropelar um cachorro. O que acontece logo em seguida? O sensor de ângulo de viragem sabe para onde seu carro está apontando, o sensor de ângulo do volante sabe para onde as rodas estão apontadas, o acelerômetro determina se seu veículo está deslizando e os sensores de rotação das rodas monitora a velocidade de cada roda.

Se você girar o volante abruptamente para a esquerda, seu veículo sofrerá um leve sub-esterço. É a Primeira Lei de Newton pura. Como os pneus dianteiros não terão tração suficiente, eles deslizarão e o carro continuará a trajetória inicial, em linha reta. O módulo de controle reconhece a discrepância entre a trajetória pretendida (pois o módulo leu o sensor de ângulo de volante) e a trajetória percorrida pelo carro em sub-esterço (comunicada pelo sensor de ângulo de viragem) e envia um sinal à unidade hidráulica, que aumenta a força de frenagem para a roda traseira esquerda. Isso faz o carro rotacionar para a esquerda (a resposta desejada). Se necessário, o módulo de controle também pode reduzir a potência do motor enviando um sinal para fechar a borboleta do acelerador.

Se o carro estivesse em uma situação de sobre-esterço (aquela que nós mais gostamos), o módulo de controle aplicaria a frenagem à roda dianteira externa para manter o veículo sob controle. É por isso que você não consegue fazer handbrake turns, ou o pêndulo com carros equipados com ESP. Assim que você soltar a traseira do carro, ele irá frear as rodas dianteiras e matar a aceleração — e você vai ficar com cara de bobo.

Controle de tração (TC)

Profile, driver's side, tires smoking, 2008 Dodge Challenger SRT8

 

O controle de tração funciona de modo semelhante ao controle de estabilidade. Se o veículo não consegue tracionar em determinadas situações uma roda irá girar mais que a outra. Esta é a natureza de um diferencial aberto: a roda com menos tração recebe a maior parte da potência. Isto não é muito bom em situações de baixa aderência.

É aqui que entra o controle de tração. Ele monitora a velocidade das rodas usando os sensores do ABS. Se uma roda está deslizando, o controle de tração reduz a força do motor (fechando a borboleta e/ou cortando a ignição) para recuperar a capacidade de tração. Se necessário o controle de tração também aciona os freios à roda sem tração. Isso ajuda a transferir a força para a outra roda (que agora tem mais “tração) dependendo das condições da superfície.

[Fotos: WeAreFamous (burnout), Nathan Addams (Peugeot)]

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