Estudo da influência de fibras naturais e cerâmicas no fenômeno de stick-slip em materiais de fricção automotivos

Abstract

Os sistemas de freios são um dos principais componentes em um veículo, e sua qualidade na operação é imprescindível. Dentre esses sistemas, dependo do material de fricção utilizado, podem surgir ruídos de baixa frequência devido às vibrações causadas em frenagens de baixa velocidade ou na iminência de partida do veículo. Estas vibrações estão associadas ao fenômeno do stick-slip, processo de agarramento e deslizamento que acontece entre a pastilha de freio e o disco. Frente às tendências de materiais de fricção ecológicos, este trabalho teve como objetivo estudar a aplicação de fibra natural, analisando o fenômeno de stick-slip. Para isso, foi comparada a ocorrência do stick-slip em uma pastilha de freio na qual utilizou fibra de Grewia Optiva em sua formulação, com uma pastilha com fibra cerâmica, material largamente utilizado como pastilha de freio. Também foi ensaiado uma formulação comercial para comparação. No trabalho, foram mensurados parâmetros relacionados ao stick-slip, com base em ensaios tribológicos. Com os parâmetros mensurados, observou-se que a pastilha comercial não apresentou stick-slip. Também se concluiu que a pastilha com fibra natural obteve coeficientes de atritos semelhantes à pastilha com fibra cerâmica, mas com menor presença de stick-slip, apresentando-se como um potencial uso como material de fricção.

Brake systems are one of the main mechanisms in a vehicle, and their quality in operation is essential. Among these systems, depending on the friction material used, low-frequency noises may arise due to vibrations caused by low-speed braking or when the vehicle is imminent to the movement. These vibrations are associated with the stick-slip phenomenon, a process of gripping and sliding that takes place between the brake pad and the disc. Faced with the trends of eco-friendly brake friction materials, this work aimed to study the application of natural fiber, analyzing the stick-slip phenomenon. For this, it was compared the occurrence of stick-slip in a brake pad in which Grewia Optiva fiber was used in its formulation, with a ceramic fiber pad, a material widely used as a brake pad. A commercial formulation was also tested for comparison. During the work, parameters related to the stick-slip were measured, based on tribological tests. According to measured parameters, it was observed that the commercial brake pad did not present a stick-slip. It was also concluded that the brake pad with natural fiber obtained friction coefficients similar to the brake pad with ceramic fiber, but with less presence of stick-slip, presenting itself as a potential ingredient for friction materials.