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IL SISTEMA FRENANTE
Componentistica e funzionamento
di Roberto Maurelli
 In
un sistema frenante a disco (il più comune ai nostri giorni), la
decelerazione è garantita dall’attrito tra pastiglie e dischi: il pedale
del freno aziona un pompa idraulica che permette alla pinza freno di
agire sulle pastiglie, spingendole a contatto con i dischi sui quali si
genera una enorme forza d’attrito. Ovviamente questo attrito determina
anche il consumo e l’usura dei componenti in questione. Sarebbe sempre
auspicabile che ogni automobilista conosca il funzionamento dei freni e
che sappia come intervenire qualora si manifestino strani rumori
provenienti dal complesso disco-pinza, ma ciò avviene assai di rado:
ecco perché in questo articolo cercheremo di chiarire come vengono
costruiti e come funzionano i freni.
Cominciamo dalle pastiglie: queste
sono spesso oggetto di molte attenzioni da parte degli appassionati
perché la frenata è fortemente influenzata dal loro potere d’attrito.
Spesso quelle montate di serie vengono scelte tenendo conto più della
durata e del costo contenuto piuttosto che delle prestazioni, pertanto
sostituirle con una versione più sportiva non sarebbe una cattiva idea
per chi vuole incrementare le prestazioni della propria vettura in modo
semplice ed economico. Bisogna però ricordare che il materiale di
attrito delle pastiglie deve assolutamente essere compatibile con quello
dei dischi; per questo è fondamentale attenersi alle indicazioni dei
produttori e ai consigli di un meccanico esperto. I parametri da
considerare per effettuare la scelta sono, oltre al coefficiente
d’attrito, anche la capacità di mantenere prestazioni costanti in un
ampio range di temperature, la prontezza di risposta nella fase iniziale
dell’azionamento del pedale e, non ultimo, il livello di rumorosità,
inevitabilmente destinato a crescere con l’aumento dell’attrito. Una
volta sostituite le pastiglie ricordate di procedere per qualche
centinaio di chilometri a media velocità, evitando le frenate brusche e
prolungate: ciò permetterà un adeguato assestamento con i dischi.
Altro elemento essenziale è il
liquido dei freni; ne esistono vari tipi, contraddistinti da particolari
sigle precedute dalla dicitura “DOT” che indicano lo standard di qualità
offerto dal prodotto. È importante ricordare che aggiungere un DOT 5 ad
un DOT 4 non migliorerà le prestazioni dell’impianto frenante ma, anzi,
ne comprometterà pesantemente l’efficienza; allo stesso modo utilizzare
un tipo di fluido diverso da quello prescritto o indicato sull’impianto
risulterà pericoloso per il funzionamento della vostra vettura!
Per quanto riguarda i dischi, va
detto che la loro attitudine a garantire un’adeguata potenza frenante,
durata, rumorosità e progressività dipende da: a) diametro del disco; b)
disegno della superficie d’attrito; c) raffreddamento. La prima voce non
pone particolari difficoltà: è evidente che quanto maggiore è il
diametro del disco tanto maggiore sarà la superficie di attrito su cui
agisce la pastiglia e, di conseguenza, l’efficienza della frenata;
inoltre, a parità di condizioni, dischi più grandi lavorano a
temperature più basse pur offrendo la stessa decelerazione. La
grandezza, però non è tutto e spesso anche dischi molto piccoli possono
fornire prestazioni davvero eccezionali se la loro superficie è
progettata con alcune accortezze. Per quanto riguarda il disegno della
superficie, il disco può essere liscio oppure forato e/o baffato; le
forature e le baffature, infatti, fanno sì che la pastiglia, durante la
sua corsa venga ripulita da quelle impurità che inevitabilmente si
depositano sulle superfici d’attrito. Per quanto riguarda il sistema di
raffreddamento, si distinguono i dischi pieni e i dischi autoventilati;
questi ultimi, più efficienti, presentano delle piccole aperture nella
zona di contorno del disco che permettono all’aria di entrare ed uscire
assorbendo il calore dell’impianto. Tutte queste caratteristiche, come è
evidente, vengono seriamente compromesse quando l’eccessiva usura dei
componenti determina rigature oppure ruggine sul disco.
Un particolare
che spesso viene trascurato è la pinza freno. In realtà l’attrito di cui
abbiamo parlato finora può generarsi solo perché, all’azionamento del
pedale, una pinza con al suo interno un piccolo pistoncino spinge la
pastiglia contro il disco. Ne esistono due versioni: la pinza
flottante, più semplice ed economica, e la pinza a pistoni
opposti, più complessa ma più efficace. Nel primo caso il pistoncino
si trova solo da una parte del disco, mentre nel secondo caso vi è un
pistoncino per ogni lato che, azionato dalla pinza, va a serrare il
disco. Solitamente il sistema a pinza flottante prevede l’utilizzo di un
solo pistoncino, mentre nel caso della pinza a pistoni opposti possono
essere impiegati anche più pistoncini per lato (nell’impiego sportivo si
arriva facilmente ad otto pistoncini!). Esistono dei pratici kit di
montaggio che consentono di abbinare le pinze migliori per il proprio
impianto frenante senza alcuna alterazione degli ingombri che
impedirebbe la circolazione del liquido all’interno delle tubazioni
flessibili.
Roberto Maurelli |
