La maggior parte dei veicoli moderni utilizza un sistema frenante costituito da freni a disco. Sono chiamati così 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 offrono una maggiore potenza di arresto e non si surriscaldano più rapidamente se sottoposti a un uso intenso. Mentre alcuni veicoli di primo livello utilizzano freni a tamburo sulle ruote posteriori, i freni a disco a quattro ruote si trovano comunemente su qualsiasi cosa, dalle berline familiari, ai camion, alle auto sportive ad alte prestazioni.
Parti che costituiscono il sistema di frenatura del disco
Rotore: Disco circolare avvitato 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 ceramica al carbonio. I rotori possono essere scanalati o forati per una migliore dissipazione del calore.
Pastiglie dei freni: Componente che spinge nel rotore, creando l'attrito che rallenta e ferma l'auto. Presentano una parte metallica chiamata scarpa e un rivestimento attaccato alla scarpa. Il rivestimento è ciò che entra effettivamente in contatto con il rotore e si consuma con l'uso. Le fodere sono realizzate con materiali diversi e si dividono in tre categorie: organico, semi-metallico e ceramico. Il materiale di rivestimento scelto influirà sulla durata del freno, sulla quantità di rumore percepita quando i freni sono applicati e sulla velocità con cui i freni portano l'auto a fermarsi.
Pistone: Cilindro collegato all'idraulica dell'impianto frenante. Il pistone è ciò che sposta le pastiglie dei freni nel rotore quando il conducente preme il pedale del freno. Alcuni sistemi frenanti hanno un singolo pistone che muove entrambi i pattini, mentre altri hanno due pistoni che spingono le pastiglie dei freni da ciascun lato del rotore. Altri hanno ancora quattro, sei o persino otto pistoni per una maggiore potenza di frenata, a scapito di costi aggiuntivi e complessità.
Calibro: Custodia che si adatta al rotore e trattiene pastiglie e pistoni, oltre a canalizzazioni per liquido dei freni. Esistono due tipi di pinze freno: flottanti (o scorrevoli) e fisse. Le pinze flottanti "galleggiano" sul rotore e hanno solo pistoni su un solo 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. Le pinze fisse sono fissate in posizione e hanno invece pistoni su entrambi i lati del rotore che si muovono quando il conducente applica i freni. Le pinze fisse applicano la pressione dei freni più uniformemente e bloccano più saldamente il rotore, tuttavia le pinze flottanti si trovano sulla maggior parte delle macchine e sono perfettamente adeguate per la guida di tutti i giorni.
sensori: Alcuni veicoli hanno freni che contengono sensori incorporati nelle pastiglie dei freni che funzionano per informare il guidatore quando le pastiglie sono consumate. Altri sensori dei freni svolgono un ruolo nel sistema ABS del veicolo.
Come funzionano i freni a disco
I freni dovrebbero rispondere istantaneamente. Quando il conducente preme il pedale, un pistone all'interno del cilindro principale del freno pressurizza il fluido idraulico nelle linee dei freni, che muove i pistoni e spinge le pastiglie nel rotore. Maggiore è la pressione del pilota sul pedale, maggiore sarà la pressione all'interno delle linee dei freni e maggiore sarà la pressione esercitata dalle pastiglie sul rotore. La distanza in cui si muovono i pad è piccola - solo pochi millimetri - e dovrebbe rientrare nelle pinze non appena il conducente lascia il pedale.
Usura e usura dei freni a disco
Anche nei normali scenari di guida, i sistemi di freni a disco affrontano le principali sollecitazioni e il 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 dischi del freno spesso durano tra le 50.000 e le 70.000 miglia (e talvolta anche di 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 o 36.000 miglia o immediatamente se sospetti una perdita. I pistoni e le pinze devono durare per tutta la vita del veicolo, a meno che non ci sia un problema meccanico, che siano danneggiati da detriti o in un incidente, o che si impadroniscano per inattività.
Sintomi di problemi con i freni a disco
Alcuni sintomi difficili da ignorare consentono al conducente di sapere che c'è un problema con i freni:
Stridore di rumore: Quando il materiale della pastiglia si consuma, un indicatore di usura del metallo all'interno del pad inizia a venire a contatto con il rotore, producendo un rumore acuto e acuto. Sostituire le pastiglie dei freni di solito corregge il rumore, ma può anche essere causato da detriti della strada catturati nella pinza.
Pedale vibrante o pulsante: Se il pedale del freno pulsa o scuote quando viene premuto, è probabile che i rotori siano deformati. I rotori dei freni sono pensati per essere perfettamente piani e si può formare un ordito con l'uso eccessivo o il surriscaldamento. Talvolta i rotori possono essere riaffiorati per renderli nuovamente levigati, sebbene la sostituzione definitiva sia spesso un'opzione dal prezzo simile e più sicura.
Pedale del freno spugnoso o basso: Il pedale del freno dovrebbe avere una buona sensazione, con forza frenante coerente con la quantità di pressione applicata al pedale. Se il pedale sembra spugnoso o più basso del solito, è spesso un segno di liquido dei freni contaminato o una perdita nel sistema. Aria o acqua nel fluido ne riducono l'efficacia e una perdita è un problema serio. Chiedere a un meccanico di lavare il fluido o ispezionare il sistema in cerca di perdite per ripristinare la piena potenza frenante.
I freni sono senza dubbio il sistema di sicurezza più importante di qualsiasi auto ei freni a disco offrono prestazioni di frenata potenti, affidabili e di lunga durata. È probabile che la tua auto li usi, quindi stai attento a qualsiasi sintomo insolito che potrebbe indicare che una parte deve essere sostituita.