Por que os freios automotivos são acionados dentro das rodas e não nos eixos?

Na maioria dos automóveis (talvez todos?), Os freios a tambor ou a disco estão posicionados no final dos eixos, dentro da roda. Isso aumenta a massa não suspensa , o que reduz o desempenho do manuseio.

Não seria tão eficaz mover os freios para dentro, posicionando-os nos próprios eixos, em algum lugar sob o chassi entre os braços da suspensão? Parece que isso teria o mesmo efeito, mas eliminaria a contribuição dos freios para a massa não suspensa.

Eu já vi isso acontecer em karts com um sólido eixo traseiro. O fato de os automóveis terem acionado sistemas de suspensão exige a colocação dos freios dentro das rodas? Existem outras desvantagens de engenharia em jogo?

Essa idéia nem é viável em um carro com tração dianteira. Não existe um "eixo dianteiro" nas articulações da direção em que os freios dianteiros possam ser montados, e as únicas partes rotativas do eixo traseiro são os eixos que seguram as rodas.

Presumivelmente, em um kart com tração traseira, em princípio, você pode colocar os freios traseiros em qualquer lugar do eixo entre o diferencial e as rodas.

De qualquer forma, a redução da massa não suspensa seria limitada. Se uma roda em um eixo passa por uma colisão vertical, o movimento vertical do ponto médio no eixo é metade da roda. Se as duas rodas passarem por uma saliência vertical de formato semelhante, todo o eixo se moverá da mesma forma que as rodas.

Em um carro, os freios também ocupariam espaço e exigiriam uma folga maior entre o eixo e o piso do corpo da carroceria - e provavelmente também seria mais difícil de acessar para manutenção.

Eu fiz mais algumas pesquisas, e acontece que esse é realmente um conceito testado e verdadeiro:

https://en.wikipedia.org/wiki/Inboard_brake

Outros respondentes foram precisos em suas avaliações, principalmente na dificuldade de atendimento, que parece ser a principal razão pela qual eles não são mais populares. O acesso aos freios é mais difícil e requer elevação ou macaco, e a substituição de um rotor requer a desmontagem do eixo (muito mais difícil do que remover uma roda).

Além disso, alguns profissionais:

• reduz o peso não suspenso
• reduz a exposição a contaminantes ambientais
• elimina forças de torção nos componentes da suspensão durante a frenagem

e contras:

• mais difícil de esfriar
• aumenta a complexidade; as rodas não acionadas requerem eixos dedicados à frenagem, e geralmente são necessários canais / dutos de refrigeração

Os contras parecem superar os profissionais, já que as principais vantagens estão relacionadas ao desempenho, mas as desvantagens tornam essa abordagem praticamente inviável para o uso do desempenho (ou seja, esportes a motor). As equipes de corrida tendem a trabalhar com freios com frequência e podem precisar trocar rapidamente os componentes dos freios durante os treinos ou corridas, o que não é possível com os freios internos.

Eu me pergunto se isso pode voltar com as corridas de veículos elétricos (EV) devido à menor demanda de freios de fricção pelo uso da frenagem regenerativa. Eu posso imaginar um conjunto de pastilhas que duram uma corrida inteira; nesse caso, uma equipe de corrida pode trocá-las entre as corridas e eliminar a necessidade de acesso rápido.

1. Seria mais difícil reparar / reparar
2. O eixo de um carro típico reside dentro de um tubo externo e a área de superfície do eixo é muito menor que a área de um rotor ou tambor típico.
3. A taxa de dissipação de calor provavelmente seria menor que os freios convencionais.