Molto sta pedalando sui tuoi freni. Tutta la tua macchina, in effetti. Per non parlare di te e dei tuoi passeggeri. Oh, e tutti gli altri conducenti sulla strada. Quei freni sono piuttosto importanti e devono essere mantenuti in condizioni eccellenti per funzionare alla pari. Allora, come funziona l'impianto frenante e quali sono i componenti che compongono l'impianto frenante della tua auto?
Come funzionano i tuoi freni
Non so da dove provenga, ma ricordo una vecchia gomma che giaceva in giardino quando ero bambino. I miei fratelli ed io a volte facevamo rotolare quella gomma in giardino o lungo il vialetto. Quando volevo che la gomma smettesse di rotolare, la prendevo per i lati e la stringevo. L'attrito delle mie mani che sfregavano contro i fianchi alla fine avrebbe fermato la gomma. Più tardi, ho appreso che una bicicletta a dieci velocità si fermava più o meno allo stesso modo. Potrei premere una leva del freno che ha forzato un paio di pastiglie dei freni in gomma contro la ruota. Ancora una volta, l'attrito che si è creato avrebbe fermato la mia bici.
Lo stesso principio vale per la tua auto, camion o SUV. Il sistema frenante prende l'energia cinetica del tuo veicolo in movimento e la converte in energia termica attraverso l'attrito. Quell'energia viene utilizzata per rallentare e fermare la tua macchina di metallo da quattromila libbre. Il concetto è lo stesso; l'attrezzatura, beh, quella è un po' più complessa.
Ad esempio, laddove una bicicletta potrebbe utilizzare un cavo per azionare i freni, un'auto fa affidamento sull'idraulica. Una pompa situata nel vano motore, il cilindro principale, esercita una forza sull'olio idraulico nelle tubazioni dei freni ogni volta che si preme il pedale del freno. Quella forza si fa sentire in ogni angolo del veicolo dove i dispositivi di bloccaggio, le pinze, rispondono schiacciando un paio di pastiglie dei freni contro dischi metallici rotanti (i rotori) attaccati a ciascuna ruota. Le pastiglie dei freni afferrano i rotori come quelle pastiglie di gomma afferrano una ruota di bicicletta. L'attrito e il calore prodotti arrestano le ruote - e la tua auto.
Mentre la maggior parte dei veicoli su strada oggi è dotata di sistemi di freno a disco a quattro ruote, alcune auto e camion più vecchi sulla strada (e alcuni camion più recenti) hanno freni a tamburo. Solitamente utilizzati per le ruote posteriori (sebbene alcuni veicoli avessero freni a tamburo a quattro ruote anni fa), i freni a tamburo sono dotati di un cilindro cavo (il tamburo ) attaccato all'asse che gira con la ruota. Quando colpisci i freni, un paio di ganasce premono contro l'interno del tamburo, al contrario dell'esterno di un rotore. I freni a tamburo possono fornire una forza frenante maggiore rispetto ai freni a disco di dimensioni proporzionali. Durano anche più a lungo e sono più economici da produrre. Ma i freni a tamburo sono più difficili da manutenere. E sono pesanti, impiegano molto tempo ad asciugarsi e possono surriscaldarsi rapidamente. I freni a disco sono diventati standard sulla maggior parte dei veicoli moderni.
Freni antibloccaggio
A fianco dei freni c'è il sistema antibloccaggio, o ABS. Quando si frena improvvisamente in una situazione urgente, su ghiaia sciolta o su una superficie scivolosa, le ruote tenderanno a bloccarsi, a smettere di girare. Se ciò accadesse, la quantità di pneumatico a contatto con la strada si ridurrebbe a una piccola macchia di gomma. Non abbastanza per fermarti molto bene. Certamente non abbastanza per permetterti di sterzare. Quando le ruote anteriori smettono di ruotare, la capacità di sterzare il veicolo scompare. Pertanto, l'ABS è a posto per evitare che le gomme si blocchino.
Come fa? Speciali sensori di velocità delle ruote situati in ciascuno dei mozzi delle ruote rilevano costantemente la velocità delle ruote. Un computer (il modulo ABS) monitora i dati dei sensori e sa quando una delle tue ruote ha cambiato velocità. Se si preme il pedale del freno e una o più ruote smettono di girare, il modulo ABS indica a una pompa di pompare e rilasciare i freni alternativamente fino a quindici volte al secondo. La rapida compressione e rilascio consente al veicolo di rallentare e fermarsi senza che le ruote si fermino mai veramente, consentendoti di mantenere il controllo dello sterzo. In alcuni casi potresti smettere prima; altre volte potrebbe volerci un po' più di tempo per fermarsi. Ma in ogni caso, puoi tenere sotto controllo la tua auto.
Componenti di un sistema frenante
Quando si tratta dei singoli componenti del tuo impianto frenante, dipende dal fatto che il tuo abbia freni a disco a quattro ruote (probabilmente il caso), freni a tamburo a quattro ruote (molto meno probabile) o una combinazione dei due , dischi nella parte anteriore e tamburi nella parte posteriore (possibilmente). Indipendentemente da ciò, ecco una breve suddivisione di ciascun componente dell'impianto frenante.
• Cilindro principale e servofreno . Il cilindro principale è una pompa idraulica azionata dal pedale del freno. Attaccato alla pompa c'è un serbatoio del liquido dei freni e un servoamplificatore di potenza assistito dal vuoto per facilitare la pressione del pedale.
• Rotore . Un rotore del freno è un disco di metallo pesante attaccato alla ruota (in realtà, al mozzo della ruota). Gira come la ruota e il pneumatico girano. I rotori dei freni alla fine si usurano a causa di tutto l'attrito applicato su di essi. Sono inoltre suscettibili al surriscaldamento se si tende ad avere abitudini di guida aggressive o se si trasportano carichi pesanti.
• Pastiglie freno . Le pastiglie dei freni sono fatte per afferrare un rotore del freno. Il materiale di attrito sacrificale sulle pastiglie entra in contatto con il rotore quando si frena, producendo attrito e calore utilizzato per il trasferimento dell'energia cinetica all'energia termica. I materiali delle pastiglie dei freni sono disponibili in una varietà di composizioni, da quelle organiche a quelle ceramiche fino ai composti semimetallici. Ogni tipo di pastiglia ha i suoi vantaggi e svantaggi.
• Gattini dei freni . Come le pastiglie dei freni, le ganasce dei freni creano attrito per fermare il veicolo. Ma è più probabile che le scarpe si trovino sulle auto dei decenni passati o sui camion. Immagina una ciotola che gira su un tornio da vasaio o una pigra susan. Se dovessi raggiungere la ciotola e separare le mani e premere contro l'interno della ciotola, creeresti resistenza. Questo è fondamentalmente ciò che fanno le ganasce del freno all'interno di un tamburo del freno.
• Tamburo del freno . Laddove un rotore viene afferrato dall'esterno dalle pastiglie dei freni, un tamburo del freno viene afferrato dall'interno da un paio di ganasce dei freni.
• Calibro e staffa del calibro. Una pinza del freno è un morsetto idraulico che stringe le pastiglie dei freni contro il rotore in risposta alla forza applicata dal pedale del freno attraverso la pompa del cilindro principale. La staffa della pinza tiene la pinza in posizione e sospende le pastiglie dei freni su entrambi i lati del rotore.
• Cilindro ruota . Non c'è pinza in una configurazione del freno a tamburo. Invece, un dispositivo idraulico chiamato cilindro della ruota spinge le ganasce del freno a parte e contro l'interno del tamburo.
Oltre a questi componenti dell'impianto frenante, ci sono altre parti minori:clip hardware, spessori, guide, perni e simili. Questi componenti potrebbero essere piccoli e sembrare insignificanti, ma una clip mancante o un perno corroso possono impedire il corretto funzionamento dei freni - o del tutto. Ecco perché scegliere un servizio di frenata economico è un'opzione scadente quando si fanno riparare i freni. Il servizio di frenata di qualità dovrebbe includere tutte le parti e gli accessori necessari. Se senti uno stridio quando premi il pedale del freno o noti che la spia del freno è accesa, fissa un appuntamento con un tecnico qualificato presso un'officina di fiducia.
