Le pastiglie dei freni sono un componente dei freni a disco utilizzati nelle applicazioni automobilistiche e di altro tipo. Le pastiglie dei freni sono composte da piastre di supporto in acciaio con materiale di attrito legato alla superficie rivolta verso i rotori dei freni a disco.
Le pastiglie dei freni convertono l'energia cinetica di un veicolo in energia termica attraverso l'attrito. Due pastiglie dei freni sono contenute nel freno con le superfici di attrito rivolte verso il rotore. Quando i freni sono azionati idraulicamente, la pinza blocca o stringe insieme le due pastiglie sul rotore in rotazione per rallentare e fermare il veicolo.
Quando una pastiglia del freno si riscalda a causa del contatto con il rotore, trasferisce piccole quantità del suo materiale di attrito sul disco, lasciando un rivestimento grigio opaco su di esso. La pastiglia e il disco del freno (entrambi ora hanno il materiale di attrito), quindi "si attaccano" l'uno all'altro, fornendo l'attrito che ferma il veicolo.
Nei freni a disco, di solito ci sono due pastiglie dei freni per rotore del disco. Questi sono tenuti in posizione e azionati da una pinza fissata al mozzo della ruota o al montante della sospensione. Le pinze da corsa, tuttavia, possono utilizzare fino a sei pastiglie, con proprietà di attrito variabili in uno schema sfalsato per prestazioni ottimali.
Esistono quattro tipi di pastiglie dei freni:
Le pastiglie dei freni organiche sono realizzate con una miscela di materiali comuni come gomma, carbonio, vetro/fibra di vetro e altri, fissati insieme da resina. Queste pastiglie dei freni sono adatte per la guida quotidiana di veicoli non performanti e non producono molto calore con l'arresto. Questi cuscinetti sono spesso noti come Non-amianto organico (NAO).
Questi tipi di pastiglie dei freni nei freni a disco erano inizialmente realizzati in amianto, un materiale che assorbe il calore adatto all'usura che le pastiglie dei freni assumono. Tuttavia, è stato scoperto che l'amianto è un cancerogeno molto potente, causando il cancro in coloro che sono esposti a un'esposizione prolungata.
Quando queste pastiglie dei freni a base di amianto si erano consumate, rilasciavano amianto nell'aria per consentire ai conducenti di inalare inconsapevolmente. I produttori si sono resi conto che l'amianto non era un composto sicuro da utilizzare negli impianti frenanti. Di conseguenza, sono state create pastiglie dei freni organiche, o pastiglie dei freni organiche non amianto (NAO), per colmare il divario.
Le pastiglie dei freni organiche, che sono di serie su circa il 67% dei nuovi veicoli venduti negli Stati Uniti, sono realizzate con una miscela di fibre e materiali come gomma, mescole di carbonio, vetro o fibra di vetro, kevlar e sono legate insieme con resina. Tendono a produrre meno polvere rispetto ad altri tipi di pastiglie dei freni, come le pastiglie metalliche e sono disponibili a un prezzo inferiore.
Questi tipi di pastiglie dei freni sono noti per essere rumorosi e per rilasciare molta polvere dei freni. Una migliore frenata si ottiene con l'opzione Low-Metallic NAO, il risultato di una formula organica mescolata con tra il 10% e il 30% di rame o acciaio. Questa ricetta aiuta sicuramente con il trasferimento di calore.
Le pastiglie dei freni in ceramica sono realizzate con un composto ceramico resistente, spesso rinforzato con altri materiali per favorire l'attrito e la gestione del calore. Il materiale delle pastiglie freno in ceramica, d'altra parte, è più denso e molto più resistente. Le pastiglie dei freni in ceramica hanno anche sottili fibre di rame incorporate per aumentarne l'attrito e la conduttività termica.
Sebbene i freni in ceramica abbiano in genere un prezzo più alto, sono molto silenziosi, generano meno polvere quando si usurano e offrono prestazioni costanti in una gamma più ampia di temperature e condizioni di guida.
Dal loro sviluppo a metà degli anni '80, le pastiglie dei freni in ceramica hanno goduto di una crescente popolarità per una serie di motivi:
Tuttavia, le pastiglie dei freni in ceramica presentanoalcune limitazioni . Innanzitutto è il loro costo:a causa dei costi di produzione più elevati, le pastiglie dei freni in ceramica tendono ad essere le più costose di tutti i tipi di pastiglie.
Poiché sia la ceramica che il rame non possono assorbire tanto calore quanto altri materiali, la maggior parte del calore generato durante la frenata viene condotto attraverso le pastiglie dei freni e nel resto dell'impianto frenante. Ciò può portare a una maggiore usura di altri componenti del freno.
Infine, le pastiglie freno in ceramica non sono considerate la scelta migliore per condizioni di guida estreme. Se stai scegliendo tra pastiglie in ceramica e semi-metalliche quando fa molto freddo o con una gara in arrivo, scegli il metallico.
L'ultimo tipo di pastiglia del freno è la pastiglia del freno semimetallica. I tamponi semimetallici differiscono dai tamponi interamente in metallo in quanto utilizzano riempitivi per realizzare il composto del tampone, anziché utilizzare il 100% di metallo. Le pastiglie dei freni interamente in metallo sono solitamente riservate a requisiti di frenata davvero estremi
Le pastiglie dei freni semimetalliche (o spesso indicate semplicemente come "metalliche") contengono tra il 30 e il 70% di metalli come rame, ferro, acciaio o altri compositi e spesso un lubrificante a base di grafite e altri materiali di riempimento durevoli per completare la produzione. Le pastiglie dei freni semimetalliche possono svolgere una varietà di funzioni, dalla guida di tutti i giorni alle prestazioni in pista.
Per molti conducenti, soprattutto per coloro che apprezzano le prestazioni elevate, la scelta tra pastiglie freno in ceramica e semimetalliche è facile. I motociclisti orientati alle prestazioni tendono a preferire le pastiglie dei freni metalliche in quanto offrono prestazioni di frenata migliorate in una gamma molto più ampia di temperature e condizioni.
Poiché il metallo è un ottimo conduttore di calore, le pastiglie dei freni metalliche tendono a resistere a più calore, aiutando anche i sistemi frenanti a raffreddarsi più rapidamente. Inoltre non si comprimono tanto quanto i freni organici, il che significa che è necessario applicare meno pressione al pedale del freno per influire sulla capacità di frenata.
Tuttavia, ci sono alcuni svantaggi quando si tratta di pastiglie dei freni metalliche rispetto a quelle in ceramica e organiche. Le pastiglie dei freni metalliche tendono ad essere più rumorose delle loro controparti in ceramica o organiche, risultando in una guida più rumorosa.
Le pastiglie in metallo sollecitano inoltre maggiormente l'impianto frenante, aumentando lo stress e l'usura dei dischi dei freni. Le pastiglie dei freni metalliche hanno un prezzo compreso tra le pastiglie organiche e quelle in ceramica. Inoltre tendono a produrre più polvere dei freni rispetto alle altre due varietà.
La differenza tra pastiglie freno in ceramica e semimetalliche è semplice:tutto dipende dai materiali utilizzati per produrre ciascuna pastiglia freno.
Quando si sceglie una pastiglia freno in ceramica o semimetallica per un veicolo, ci sono alcune applicazioni in cui sia le pastiglie in ceramica che quelle semimetalliche offrono vantaggi diversi.
Per i veicoli ad alte prestazioni, la guida su pista o il traino, la maggior parte dei conducenti preferisce i freni semi-metallici perché forniscono una migliore potenza di arresto in una gamma più ampia di temperature e condizioni. Sono realizzati in un materiale che conduce bene il calore, rendendoli più in grado di resistere a temperature più elevate durante la frenata e contribuendo anche a raffreddare il sistema.
Le pastiglie semimetalliche possono essere più rumorose delle pastiglie in ceramica e in genere hanno un prezzo compreso tra le pastiglie organiche e quelle in ceramica.
Le pastiglie dei freni in ceramica, sebbene più silenziose, possono anche sopportare temperature estremamente elevate con un rapido recupero, con conseguente minor danno ai rotori. Le pastiglie in ceramica producono polvere più fine mentre si usurano rispetto alle pastiglie semimetalliche, lasciando meno sporco sulle ruote del veicolo.
Le pastiglie in ceramica in genere durano più a lungo delle pastiglie semimetalliche e offrono un migliore controllo del rumore e una minore usura del rotore per tutta la loro vita senza sacrificare le prestazioni di frenata. Quando si decide tra pastiglie freno in ceramica e semimetalliche, ricorda che non tutte le marche e i modelli di veicoli sono compatibili con pastiglie freno in ceramica, quindi è consigliabile fare una ricerca.
Ogni volta che aziona i freni del tuo veicolo, una piccola quantità di materiale di attrito viene consumata dalle pastiglie e/o dalle scarpe. Nel tempo, il materiale di attrito diventerà più sottile. Se le pastiglie o le scarpe non vengono sostituite, il materiale di attrito si consumerà completamente, esponendo i pezzi di acciaio che trattenevano il materiale.
Quando questi pezzi di acciaio entrano in contatto con i dischi o i tamburi, si ottengono spazi di frenata eccessivamente lunghi e danni ai dischi e ai tamburi. Cerca questi segnali per sapere quando sostituire le pastiglie o le ganasce dei freni:
Se le pastiglie dei freni di un veicolo hanno indicatori di usura, il conducente potrebbe notare uno stridio, uno stridio o un lamento quando i freni sono innestati. Questo suono è causato da un piccolo attacco metallico sulla piastra di supporto della pastiglia del freno proprio per questo scopo.
Gli indicatori di usura funzionano secondo lo stesso principio del trascinamento delle unghie su una lavagna. Quando lo senti regolarmente durante la frenata, è il momento di portare la tua auto da uno specialista dei freni per un'ispezione. Tieni presente che non tutte le pastiglie dei freni sono dotate di questa funzione, quindi non fare affidamento solo sul suono per valutare le condizioni dei tuoi freni.
Quando i freni sono esposti a condizioni bagnate e umide, ad esempio dopo un temporale, le pastiglie possono emettere uno stridio molto simile durante la frenata. Se un suono scompare dopo le prime volte che usi i freni, questo è un buon indicatore del fatto che c'era solo un po' di umidità sulle pastiglie o sulle ganasce dei freni e non è un segno che devono essere sostituite.
Sui freni a disco, puoi anche ispezionare visivamente le pastiglie dei freni per sapere se è il momento di sostituirle, anche se potrebbe essere necessario rimuovere le ruote per farlo. Guardando in basso il gruppo del freno o la "pinza" che tiene le pastiglie dei freni, dovresti vedere le pastiglie dei freni compresse contro il rotore del freno.
Se il materiale di attrito sulla pastiglia o sulla ganascia ha uno spessore inferiore a ¼ di pollice (circa sette millimetri), valuta la possibilità di far ispezionare i freni, soprattutto se è passato molto tempo dall'ultima ispezione.
Se senti un rumore profondo e basso che suona come sfregamento di metalli o un ringhio rimbombante, questo può essere un segno che non solo le pastiglie dei freni si sono consumate, ma anche le pastiglie dei freni o le piastre di supporto delle ganasce stanno entrando in contatto con i dischi o i tamburi .
Poiché questo contatto metallo su metallo può causare molto rapidamente ulteriori danni al tuo impianto frenante, porta il tuo veicolo in un'officina il prima possibile se senti questo tipo di rumore.
Alcuni veicoli hanno una spia sul cruscotto che segnalerà quando è il momento di sostituire le pastiglie dei freni. Controlla il manuale del tuo proprietario per vedere se il tuo veicolo è dotato di un sistema di avviso di pad basso. Ricorda che se la spia si accende, dovrai far sostituire i sensori di avviso e le pastiglie dei freni dal tuo meccanico.
La vera risposta alla durata delle pastiglie e delle ganasce dei freni varia da veicolo a veicolo e da conducente a conducente. Ad esempio, se tendi a guidare più spesso nelle aree urbane o in un traffico pendolare intenso, aziona i freni molto più frequentemente rispetto a chi guida in zone rurali o sulle autostrade.
Alcune persone tendono anche a "guidare il freno", il che significa che premono e premono i freni più abitualmente rispetto ad altri conducenti, causando un'usura più rapida delle pastiglie dei freni. Si ritiene generalmente che le pastiglie e le ganasce dei freni siano buone tra le 30.000 e le 35.000 miglia nell'uso urbano. In situazioni meno impegnative come la guida in autostrada con traffico leggero, i freni possono durare 80.000 miglia o più.
Esistono quattro tipi di pastiglie dei freni:semimetalliche, organiche non amianto (NAO), NAO a basso contenuto di metalli e ceramiche, ed è importante sapere quale tipo è meglio per il tuo veicolo.
Al giorno d'oggi, i conducenti in genere possono scegliere tra tre tipi di pastiglie dei freni:pastiglie dei freni in ceramica o semimetalliche o organiche.
Le pastiglie dei freni in ceramica in genere durano più a lungo delle pastiglie dei freni semimetalliche e per tutta la loro durata offrono un migliore controllo del rumore e una minore usura dei dischi, senza sacrificare le prestazioni di frenata.
No, quasi ogni modello di veicolo ha una forma diversa della pastiglia del freno. I materiali di attrito presenti sulla pastiglia sono diversi perché quasi ogni veicolo ha requisiti e capacità prestazionali diversi.
Realizzati con materiali ceramici mescolati con fibre di rame, i cuscinetti in ceramica sono stati progettati per il comfort del conducente. Sono i meno rumorosi, producono pochissima polvere disordinata dei freni e sono stabili in un'ampia gamma di temperature. E durano di più.
Le pastiglie dei freni sinterizzate o metalliche sono costituite da una miscela di particelle metalliche pressate insieme. Sono più resistenti degli assorbenti organici e dovrebbero durare più a lungo perché possono gestire molto meglio lo sporco e l'umidità.
Le pastiglie dei freni generalmente durano tra 30.000 e 70.000 miglia, ma alcune possono durare fino a 100.000 miglia. Ci sono molti fattori che spiegano questa vasta gamma. Innanzitutto, le pastiglie dei freni sono disponibili in una varietà di tipi e composizioni e sono collegate a sistemi frenanti e rotori ancora più diversi.
Inoltre, le pastiglie in ceramica hanno una presa a freddo minore rispetto alle pastiglie dei freni semimetalliche, rendendole meno efficaci quando fa molto freddo. Inoltre tendono ad avere un coefficiente di attrito inferiore rispetto alle pastiglie dei freni semimetalliche (un coefficiente di attrito più elevato significa una migliore capacità di frenata).
Non giudicare una pastiglia del freno solo in base al colore del materiale di attrito. Non tutti i materiali di attrito grigio scuro sono materiali di attrito dei freni semimetallici, alcune pastiglie dei freni con questo colore potrebbero essere materiali ceramici o NAO. Per conoscere il tipo di attrito, utilizza la scatola o il catalogo del produttore delle pastiglie freno.
Il motivo per cui sono così costosi è tutto dovuto al processo di produzione. Ci vuole molto tempo e molti sforzi per costruirli, con ogni disco del freno che richiede la parte migliore di un mese per essere realizzato.
Molti di questi nuovi materiali di attrito a ridotto contenuto di rame e privi di rame si comportano effettivamente meglio dei materiali di attrito di ultima generazione che sostituiscono. I miglioramenti includono un migliore potere di arresto, una migliore resistenza all'usura e una riduzione della polvere e del rumore.
Ci sono pastiglie dei freni su ciascuna delle ruote del tuo veicolo. La maggior parte dei meccanici consiglia di sostituire contemporaneamente le pastiglie dei freni nella parte anteriore o le pastiglie dei freni nella parte posteriore. Se viene sostituita una pastiglia del freno sull'asse anteriore, è necessario sostituire tutte le pastiglie del freno sull'asse anteriore.
È necessario considerare per quanto tempo le pastiglie sono progettate per durare così come il rotore quando si innestano le pastiglie dei freni. Rumore e vibrazione: Ti consigliamo di considerare quanto rumore, vibrazioni e persino la sensazione del pedale che si preme sulla pastiglia del freno causeranno. Livelli di polvere: Le pastiglie dei freni possono raccogliere polvere che poi si attacca alla ruota.
