Articoli | 28 Maggio 2020 | Autore: Giorgio Spolverini

Impianto frenante: la sicurezza passa (anche) di qui

Come tutte le tecnologie, anche l’impianto frenante si evolve, garantendo ancora di più massima sicurezza di marcia. Addio molto presto a tamburi e ganasce quindi, mentre dischi e pastiglie di qualità evolvono per materiali e tecnologia, con l’arrivo delle auto ibride e a guida autonoma…

Se è vero che le auto ibride ed elettriche conquisteranno il mondo, così come un giorno il cambio manuale lo si potrà ricordare (e godere) solo guidando nel weekend un’auto d’epoca, perché quelle nuove saranno mosse prevalentemente dall’automatico, si prevede che a dischi e pastiglie freno spetterà senz’altro un extra lavoro.

In aggiunta, con tutte le nuove tecnologie e accessori ormai presenti anche su una utilitaria, le auto di oggi e domani continueranno anche ad aumentare di peso.
Inoltre, i CV saranno sempre di più per via dell’aumento di peso. Per questo, si adegua pure l’impianto frenante, che sarà sempre più potente per garantire la necessaria sicurezza e impiegherà prevalentemente dischi e pastiglie per arrestare il veicolo nel minor spazio possibile.

Come per il cambio manuale infatti, si prevede a breve la scomparsa dei freni a tamburo, peraltro attualmente ancora utilizzati.
 

Disco vs tamburo

Il funzionamento dell’impianto frenante a disco è sempre quello: è composto da un disco metallico (o carbo-ceramico), una pinza e le pastiglie; azionando il pedale del freno, la pompa idraulica permette alla pinza freno di agire sulle pastiglie, che entrando a contatto con il disco generano una forza d’attrito tale che frena il veicolo fino al totale arresto.

Il freno a disco sta così prendendo definitivamente il posto del freno a tamburo: quest’ultimo, pur garantendo una frenata efficiente, è più soggetto al surriscaldamento e può ridurre le prestazioni fino a deformarne la struttura. Per la sua forma infatti, il freno a tamburo presenta minori capacità di dissipazione del calore.
L’impianto è composto da un cilindro (tamburo) e da due ganasce ricoperte da materiale d’attrito azionate da un cilindretto che alla lunga potrebbe usurarsi perdendo olio che potrebbe depositarsi sulle fasce frenanti del tamburo con le relative conseguenze.

Il freno a tamburo, per questo, non lo si trova più sull’assale anteriore delle moderne vetture, ma semmai su quello posteriore delle auto più leggere e di fascia più economica.
 

La manutenzione che serve

Insieme con i pneumatici e le sospensioni, l’impianto frenante è tra le parti più importanti per garantire la sicurezza di marcia del veicolo. Tutti i componenti sono soggetti a usura e per questo se ne raccomanda una manutenzione periodica.

L’efficienza dei freni è altresì legata alle condizioni di dischi e pastiglie, quando il loro consumo supera i limiti consentiti. Verificarne lo stato è semplicissimo e tale operazione andrebbe effettuata ogni qual volta l’auto di un cliente entra in officina: basta smontare le ruote e alle volte neanche questo, a seconda della presenza o meno di cerchi in lega dal disegno tale che permette di vedere il loro stato.
Le pastiglie freno, in particolare, non sono altro che placche a base metallica resistenti alle più alte temperature sulle quali è incollato il materiale d’attrito. In base alla composizione di quest’ultimo, può essere privilegiata la forza frenante o la durata delle pastiglie.

Questa è infatti la principale differenza tra una pastiglia e un’altra, che le suddivide in due principali categorie: pastiglie dure e pastiglie morbide. Per consigliare le pastiglie più adatte all’esigenza del cliente automobilista, conviene comprendere che utilizzo fa della propria vettura. Le pastiglie dure necessitano di alte temperature per lavorare al meglio e sono adatte in genere alle auto più performanti. Per contro, presentano una durata breve. Le pastiglie morbide invece durano di più, scaldano meno, ma sono leggermente meno incisive in frenata.
 

Quando si cambiano le pastiglie

Molte volte si trascura (incredibilmente) la manutenzione delle pastiglie freno. In genere, si ricorda, che devono essere sostituite quando lo spessore del materiale va al di sotto dei 3 mm. Solitamente, ciò succede mediamente ogni 30.000 km di percorrenza.

Lo stesso automobilista può accorgersi del loro consumo attraverso il sibilo metallico o la perdita di efficienza frenante.
Naturalmente poi tutti i modelli di auto in vendita oggi prevedono una spia sul cruscotto che avvisa quando è il momento di sostituire le pastiglie dei freni.

L’importanza di verificarle con una certa regolarità rimane fondamentale anche per valutarne lo stato di vecchiaia, oltre che il consumo. Quest’ultimo, varia molto a seconda dello stile e delle abitudini di guida: chi utilizza l’auto nelle aree urbane e nel traffico utilizzerà maggiormente il freno rispetto a chi viaggia su autostrade e statali.
 

Quando si cambiano i dischi freno

Lo stato del disco freno influisce enormemente sulla frenata e la guidabilità del veicolo. Più la vettura è potente, maggiore sarà il suo dimensionamento. La maggior parte delle case costruttrici consigliano di sostituire i dischi freno ogni 80.000 km mediamente. Quando si sostituisce il disco freno è opportuno ricordare al cliente che devono essere obbligatoriamente cambiate anche le pastiglie e il liquido freni per il suo potere igroscopico.

Più in generale, sarebbe auspicabile consigliare alla propria clientela di far controllare i freni almeno una volta l’anno per viaggiare con la dovuta sicurezza e sostituire eventualmente via via i componenti frenanti con parti di ricambio di qualità originale, che non sono quelle più economiche…
 

La rettifica dei dischi… può convenire ma non troppo

In generale la risposta è scontata: no, a meno che si tratti di auto d’epoca il cui utilizzo avviene per al massimo un migliaio di km l’anno. No, dicevamo, sulle auto di tutti i giorni non conviene eseguire la rettifica dei dischi freno. Questo perché l’eventuale gradino o deformazione per calore da eliminare porta inevitabilmente a un asporto di materiale e quindi a un assottigliamento del disco che, in caso di impiego intenso, potrebbe dare luogo a pericolose crepe.
 

Evoluzione dei freni

Con il graduale passaggio dal sistema idraulico a quello elettrico, il freno diventa figlio della meccatronica e dell’esigenza di contare su veicoli sempre più efficienti, interconnessi e intelligenti.
Il recupero dell’energia, la riduzione del peso e delle emissioni, sono diventati fattori sempre più importanti e proprio su questo l’impianto frenante può giocare nuovi determinanti ruoli.
Per esempio, il Brake By Wire consiste in un importante step evolutivo dell’impianto frenante: premendo il pedale freno, il sensore di corsa pedale ne rileva la posizione e invia l’informazione alla centralina, che modula opportunamente l’intervento agli attuatori e quindi alla pinza. Quest’ultima può essere sia idraulica, sia elettromeccanica.

In caso di guasto, il sistema è in grado di rilevarlo ed escludere la parte non funzionante. Il freno Brake By Wire è predisposto inoltre per integrarsi con i sistemi di frenata rigenerativa e assistenza alla guida, per questo alcune auto possano frenare da sole quando il pilota automatico è inserito.
Appare chiaro quindi che il sistema Brake By Wire, oltre a presentare vantaggi su veicoli convenzionali, si rivela decisamente flessibile ad aprirsi a qualsiasi scenario per quanto riguarda l’evoluzione dei veicoli elettrici e di quelli a guida autonoma.
 
Non sottovalutare l’olio freno

Tra le cattive abitudini automobilistiche, c’è senz’altro quella di mancata verifica o sostituzione dell’olio freno. Di solito, le case auto ne prescrivono la sostituzione ogni due anni o a un intervallo chilometrico compreso tra 40.000 e 80.000 km.
Tra gli autoriparatori c’è chi non caldeggia la sostituzione per paura di reazioni da parte del cliente, chi lo tralascia completamente e chi invece rammenta correttamente l’importanza di eseguire periodicamente tale operazione.
Il liquido freni, fortemente igroscopico, tende ad assorbire l’umidità. Il DOT5 a base siliconica lo è molto più del DOT3 e del DOT4 a base glicolica. L’umidità non è altro che acqua diluita nel liquido freni, sebbene in percentuali minime.
Durante le frenate più energiche il liquido più a contatto con il materiale d’attrito e i pistoncini delle pinze freni, raggiunge temperature elevate (oltre 200°C), così l’umidità inglobata si trasforma in vapor acqueo perfettamente comprimibile.
La conseguenza di tale fenomeno è un pericoloso allungamento della corsa del pedale del freno con relativo notevole decadimento dell’efficacia frenante. Basti pensare che dopo appena un anno, in presenza di sensibile contaminazione da acqua nel circuito idraulico, la temperatura di ebollizione iniziale del fluido si può abbassare di circa 70-80°C.
A titolo informativo, si riportano i punti di ebollizione minimi dei liquidi freni più diffusi: DOT3, 205°C; DOT4, 230°C; DOT5, 250°C; DOT5.1, 260°C; DOT6.1, 315°C.

 

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Tags: sistema frenante freni pastiglie freni dischi freno

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