La maggior parte dei veicoli moderni utilizza un sistema frenante composto da freni a disco. Sono chiamati tali perché usano la forza applicata sui dischi attaccati alle ruote per rallentare e fermare un’auto. Rispetto ai freni a tamburo, i freni a disco forniscono una maggiore potenza di arresto e non si surriscaldano rapidamente in condizioni di uso intenso. Mentre alcuni veicoli entry-level utilizzano freni a tamburo sulle ruote posteriori, i freni a disco a quattro ruote si trovano comunemente su tutto, dalle berline familiari, ai camion, alle auto sportive ad alte prestazioni.
Parti che compongono l’impianto frenante a disco
Rotore: Disco circolare imbullonato al mozzo della ruota che gira con la ruota. I rotori sono più comunemente realizzati in ghisa o acciaio, tuttavia alcune auto di fascia alta utilizzano un rotore in carbonio ceramico. I rotori possono essere scanalati o forati per una migliore dissipazione del calore.
Pastiglie freno: Componente che spinge nel rotore, creando l’attrito che rallenta e ferma una macchina. Essi dispongono di una porzione di metallo chiamato una scarpa e un rivestimento che è attaccato alla scarpa. Il rivestimento è ciò che effettivamente viene a contatto con il rotore e si consuma con l’uso. I rivestimenti sono fatti di materiali diversi e si dividono in tre categorie: organico, semi-metallico e ceramico. Il materiale di rivestimento scelto avrà un impatto sulla durata del freno, la quantità di rumore sentito quando i freni sono applicati, e quanto velocemente i freni portano una macchina a una battuta d’arresto.
Pistone: Cilindro collegato all’impianto frenante idraulico. Il pistone è ciò che muove le pastiglie dei freni nel rotore quando il conducente preme il pedale del freno. Alcuni sistemi frenanti hanno un singolo pistone che muove entrambe le pastiglie, mentre altri hanno due pistoni che spingono le pastiglie dei freni da ciascun lato del rotore. Altri hanno ancora quattro, sei o addirittura otto pistoni per una maggiore potenza frenante, a scapito di costi e complessità aggiunti.
Pinza: Alloggiamento che si inserisce sopra il rotore e contiene le pastiglie dei freni e pistoni, così come contiene canalizzazione per il liquido dei freni. Esistono due tipi di pinze dei freni: flottanti (o scorrevoli) e fisse. Le pinze galleggianti “galleggiano” sul rotore e hanno solo pistoni su un singolo lato. Quando il conducente preme i freni, i pistoni premono le pastiglie dei freni su un lato nel rotore, il che fa scivolare la pinza in modo che anche le pastiglie sul lato non pistone della pinza entrino in contatto con il rotore. Pinze fisse sono imbullonati in posizione, e invece hanno pistoni su entrambi i lati del rotore che si muovono quando il conducente applica i freni. Le pinze fisse applicano la pressione del freno in modo più uniforme e fissano più saldamente il rotore, tuttavia le pinze flottanti si trovano sulla maggior parte delle auto e sono perfettamente adeguate per la guida quotidiana.
Sensori: Alcuni veicoli hanno freni che contengono sensori incorporati nelle pastiglie dei freni che funzionano per dire al conducente quando le pastiglie sono usurate. Altri sensori dei freni svolgono un ruolo nel sistema ABS del veicolo.
Come funzionano i freni a disco
I freni devono rispondere all’istante. Quando il conducente preme il pedale, un pistone all’interno della pompa del freno pressurizza il fluido idraulico nelle linee dei freni, che muove i pistoni e spinge le pastiglie nel rotore. Più il guidatore spinge sul pedale, maggiore sarà la pressione all’interno delle linee dei freni e più le pastiglie stringeranno il rotore. La distanza che le pastiglie si muovono è piccola – solo pochi millimetri-e dovrebbe ritrarre di nuovo nelle pinze non appena il conducente lascia fuori il pedale.
Usura dei freni a disco
Anche in normali scenari di guida, i sistemi frenanti a disco subiscono forti sollecitazioni e calore e nel tempo alcuni componenti dovranno essere sostituiti. Le pastiglie dei freni devono essere sostituite più frequentemente. Quando ciò accade dipende dalle tue particolari abitudini di guida e dal materiale di cui sono fatti i pad, ma varia tra 25.000 e 70.000 miglia. I rotori dei freni spesso durano tra 50.000 e 70.000 miglia (e talvolta più), ma possono danneggiarsi se si surriscaldano o se le pastiglie dei freni non vengono sostituite in tempo. Il liquido dei freni è la linfa vitale dell’intero sistema frenante, quindi controllalo ogni 24.000-36.000 miglia, o immediatamente se sospetti una perdita. Pistoni e pinze dovrebbero durare la vita del veicolo, a meno che non ci sia un problema meccanico, sono danneggiati da detriti o in un incidente, o se si afferrano a causa di inattività.
Sintomi di problemi con i freni a disco
Alcuni sintomi difficili da ignorare informano il conducente che c’è un problema con i freni:
Rumore strillante: quando il materiale delle pastiglie dei freni si consuma, un indicatore di usura del metallo all’interno del pad inizia a venire a contatto con il rotore, producendo un rumore strillante acuto. La sostituzione delle pastiglie dei freni di solito risolve il rumore, ma può anche essere causato da detriti stradali catturati nella pinza.
Scuotendo o pulsante pedale: Se il pedale del freno pulsa o scuote quando si preme, è probabile che i rotori sono deformati. I rotori dei freni sono pensati per essere perfettamente piatti e un ordito può formarsi per uso eccessivo o surriscaldamento. A volte i rotori possono essere riemersi per renderli di nuovo lisci, anche se la sostituzione a titolo definitivo è spesso un’opzione allo stesso prezzo e più sicura.
Spugnoso o basso pedale del freno: Il pedale del freno dovrebbe avere una buona sensazione, con forza frenante coerente con la quantità di pressione applicata al pedale. Se il pedale si sente spugnoso o inferiore al solito, è spesso un segno di liquido dei freni contaminato o una perdita nel sistema. L’aria o l’acqua nel fluido riduce la sua efficacia e una perdita è un problema serio. Avere un meccanico lavare il fluido o ispezionare il sistema per perdite per ripristinare la piena potenza frenante.
Freni sono probabilmente il più importante sistema di sicurezza in qualsiasi auto, e freni a disco fornire forte, affidabile, e prestazioni di frenata di lunga durata. Le probabilità sono la vostra auto li usa, in modo da rimanere a conoscenza di eventuali sintomi insoliti che potrebbero indicare una parte deve essere sostituito.