I freni: approfondimento tecnico.

Freni a disco su Acura NSX

Molto spesso si discute della potenza di un'auto, ma ciò che ti permetterà di tornare a casa sano e salvo, sono i suoi freni.

Quando si parla di freni, in ambito automobilistico, ci si riferisce ai freni a tamburo o a disco. Oggi esamineremo il secondo caso, ormai il più diffuso e quello che garantisce le prestazioni migliori.

FRENI A DISCO

Schema impianto frenante a disco

Il principio di funzionamento dei freni a disco, si basa sull'attrito tra due superfici e la coppia resistente generatasi.

L'impianto frenante e costituito dal disco freno solidale alla ruota e dalla pinza freno solidale, invece, al telaio della vettura.

Quando l'auto è in corsa il disco freno è in rotazione assieme alla ruota. Al momento della frenata, i pistoncini con le pastiglie presenti sulla pinza, premono sul disco. Così, si crea una forza resistente sul disco che poi si traduce in una coppia resistente che contrasta l'inerzia della vettura. Il risultato? 
L'auto rallenta e si ferma perchè la coppia di rotazione è vinta da una coppia resistente che ferma il disco freno.

Tutto relativamente semplice, ma se la frenata è troppo brusca incominciano i problemi e l'ABS ne è la soluzione.

ABS PER LA SICUREZZA

Come dicevamo, una frenata molto brusca e violenta può causare dei problemi: l'inerzia dell'auto può infatti sopraffare quella d'attrito degli pneumatici. La vettura così scivola sul terreno, priva di controllo perchè i freni hanno portato al bloccaggio della ruota.

L'ABS (Antiblockiersystem) è formato da un sensore o Encoder e da una pompa idraulica collegata al freno. Quando l'Encoder rileva che la ruota è andata al bloccaggio, rilascia il freno per permettere alla ruota di riacquistare trazione. Il rilascio durare un'attimo, perchè l'imput di frenata proveniente dal guidatore, andrà a chiudere la pinza freno sul disco.

Tale processo va avanti finchè gli pneumatici tornano ad avere aderenza o, al più tardi, finchè la vettura non è ferma.

Si precisa che l'ABS rilascia solamente il freno, per la sua chiusura è necessario l'applicazioni di forza sul pedale da parte del conducente.

TIPI DI DISCHI FRENO

I dischi freni, ad uso automobilistico, si distinguono per materiale, forma e superficie d'attrito.

Dischi freno carboceramici
- Ferrari

I dischi sono generalmente fabbricati in ghisa o acciaio. Ma nel caso di dischi per impianti freno ad alte prestazioni si possono utilizzare altri materiali, anche compositi.

Questo è il caso dei dischi in carbonio e di quelli carboceramici. Sebbene lavorino in modo diverso, hanno entrambi il vantaggio di essere potenti e resistenti alla fatica (fading). Quelli carboceramici hanno lo svantaggio di usurarsi in fretta, per questo sono utilizzati solo in ambito di competizioni.

Dischi autoventilati

La principale distinzione circa la forma dei dischi è: pieni o autoventilati.

I dischi pieni sono i più diffusi, quelli autoventilati i più performanti. I dischi autoventilati sono costituiti da due facce, nello spazio tra le due, non c'è materiale pieno ma, vi sono ricavati dei canali. Tali canali alleggeriscono il disco, abbassano la temperatura dei dischi stessi aumentandone la resistenza al fading, o fatica.

Dischi forati e baffati

La superficie dei dischi può essere liscia, forata e o baffata.

Nel secondo e terzo caso sulla superficie del disco sono praticati dei fori, o dei "canali" detti baffi. Lo scopo di entrambi è il medesimo e NON è quello di raffreddare il disco. La loro funzione è quella di "strappare" il materiale usurato dalle pastiglie per espellerlo dagli impianti. Una mancata espulsioni dei residui unita alle elevate temperature può portare alla vetrificazione del disco: ovvero la modifica permanente del disco con perdita di prestazioni. 

E LE PINZE?

La grossa differenza nelle pinze freno in ambito automobilistico sta nel numero di pistoncini e pastiglie. 

Altri differenza si trovano nella disposizione e nella lunghezza dei pistoncini come nello riempimento delle pastiglie.

Avere freni affidabili è essenziali sia in pista che in strada, ed occhio all'usura delle pastiglie.