Visto che quattroruote da tempo non fa piu' articoli informativi come c'erano un tempo, e sempre piu' gente pontifica sulla qualita' degli interni ma poi non sa nemmeno come funzionano le parti fondamentali dell'auto, lancio la proposta a tutti gli appassionati di tecnica dell'auto di fare una serie di thread con argomento "TECNICA DI BASE" spiegando i fondamenti di funzionamento delle varie componenti dell'auto e come si relazionano col resto del mezzo, visto che l'auto e' un'assieme di parti che va bene solo se queste sono ben armonizzate. Comincio dai freni. Non mi addentro nei dettagli tecnici piu' sottili, che magari interessano solo a chi e' strettamente appassionato di meccanica, limitandomi a quelle nozioni piu' fondamentali che sono utili a tutti. I FRENI L'impianto frenante dell'auto serve, apparentemente, a fare una sola cosa: fermarla. In realta' la questione e' molto piu' sottile. Da un punto di vista delle pure prestazioni, il motore decreta quanta potenza ha l'auto, ma sono i freni che stabiliscono quanto il conducente puo' usarla. Meglio avere qualche cv in meno ma poter portare la frenata piu' addentro alla curva che non dover staccare 50 metri prima perche' i freni non ce la fanno. Anche una buona resistenza all'affaticamento permette di sfruttare al meglio tutte le potenzialita' del mezzo senza preoccupazioni. Non a caso la prima cosa che si potenzia in un'auto pensata per le gare non e' il motore, ma proprio i freni. Si tenga presente che i freni possono dissipare una quantita' d'energia che puo' arrivare a essere anche tre volte quella erogabile dal motore nello stesso periodo di tempo. Potremmo cioe' dire che i freni sono due, tre volte piu' potenti del motore dell'auto su cui son montati. Da un punto di vista di sicurezza, i freni devono fermare l'auto nel minor spazio possibile, ma anche essere ben modulabili, dato che la frenata produce dei trasferimenti di carico che caricano l'anteriore e alleggeriscono il posteriore e possono produrre, specie in curva, delle perdite di stabilita', anche repentine, del mezzo. In questo senso molti impianti frenanti moderni sono estremamente carenti, dato che un'eccessiva servoassistenza rende difficilissimo dosare la frenata. Ma come funziona il freno? Prima di tutto, diciamo che ce ne sono di 2 tipi, per autotrazione: - a tamburo - a disco. Il freno a tamburo aziona due ceppi posti nel tamburo che, premendo contro le pareti dello stesso, con una superficie d'attrito molto ampia, producono una forza frenante notevolissima. Non a caso i primi freni sono stati a tamburo. Il freno a tamburo non necessita di servofreno, essendo dotato di una ottima capacita' di esercitare forza frenante senza bisogno di nulla che amplifichi la forza esercitata dalla gamba del guidatore. hanno anche una durata considerevole, data l'ampia superficie d'attrito. Hanno pero' il difetto di surriscaldarsi molto rapidamente e di tendere al bloccaggio quando si surriscaldano, perche' la dilatazione delle ganasce porta ad aderire alla superficie del tamburo stesso. Per questo motivo il freno a tamburo e' ormai quasi completamente abbandonato e viene utilizzato solo sulle ruote posteriori di utilitarie dove e' sottoposto a sforzi ridotti, grazie al ridotto peso dei mezzi in questione, senza rischi eccessivi di surriscaldamento. Con le masse dei veicoli attuali l'uso dei freni a tamburo e' semplicemente impossibile. I freni a disco usano delle ganasce azionate idraulicamente per afferrare un disco e frenare l'auto. L'azionamento e' idraulico, e la pompa idraulica gia' funge da moltiplicatore di forza ma, per agevolare l'azionamento e rendere la guida meno stancante, la maggioranza delle auto stradali e' dotata di un servofreno a depressione che garantisce un ausilio all'azionamento, anche se rende meno precisa la dosabilita' della forza frenante. Questo perche' l'esigua superficie di attrito richiede una pressione considerevole per svolgere il suo lavoro. Il problema dei dischi e' un costo maggiore e il fatto che, comunque, non sono esenti da fading. Il liquido idraulico, un liquido a base di estere glicolico (non e' un "olio", contrariamente a quanto si pensi) e' igroscopico, assorbe acqua e le sue capacita' di resistere alle alte temperature degradano, richiedendone una frequente sostituzione. Quale che sia il sistema di frenatura scelto, nessun freno potra' mai esercitare una forza frenante superiore alla forza d'aderenza che le gomme riescono a esercitare sull'asfalto. Le gomme funzionano normalmente in condizioni d'attrito STATICO, ossia, in un dato momento la superficie dell'area d'impronta a terra della gomma e' ferma rispetto a quella della strada. L'attrito statico e' superiore a quello dinamico (provate a premere il pollice sul tavolo, e poi fare forza per farlo strisciare: noterete che inizialmente bisogna esercitare una certa forza, ma poi ne basta molto meno per continuare a spostarsi). Per questo, su fondi coesi e compatti, e' importante che lo pneumatico non slitti sulla strada, ma resti in condizioni d'attrito statico. Se si frena troppo, e la gomma slitta, bisogna rilasciare il freno, lasciare che la ruota torni a rotolare, e poi riprendere l'azione frenante con minor forza, evitando il bloccaggio. Idealmente, se si potesse agire con tale prontezza e velocita' da esercitare la massima forza finche' la gomma slitta, rilasciare per riportarla in condizioni di rotolamento, rifrenare al massimo, rilasciare, e via cosi', si otterrebbe una frenata MOLTO piu' potente. E' proprio quel che fa l'ABS. In merito a questo, le auto hanno una ripartizione della frenata fortemente bilanciata sull'anteriore, perche' e' qui che si esercita la maggiore aderenza, sia per i trasferimenti di carico prodotti dall'azione frenante stessa, sia per il baricentro fortemente spostato sull'anteriore delle TA di oggi. Le ruote posteriori tendono quindi a esercitare un lavoro di frenata inferiore e sia le pastiglie che le gomme per questo si usurano meno. Fanno eccezione le moderne BMW che, per garantire un assetto sempre "piatto" dell'auto durante la frenata, iniziano la fase iniziale della frenata con una forte azione sul posteriore (che porta il mezzo ad "acquattarsi" sul posteriore) e poi all'anteriore. La frenata risulta cosi' non solo piu' efficace, perche' poi tutte e quattro le pinze riescono a esercitare maggiore forza, ma anche piu' equilibrata a tutto vantaggio della manovrabilita' del mezzo nelle manovre d'emergenza o in pista. I freni, infine, sono aiutati dall'ABS nella tenuta e dall'ESP per la stabilita'. ma di questi dispositivi si puo' parlare piu' specificamente a parte. Quindi, riassumendo: - I freni sono un importante sistema di sicurezza per un'auto "da trasporto" e che determina fortemente le prestazioni dinamiche di un'auto sportiva. - i freni non possono esercitare piu' forza frenante di quanta le gomme riescano a trasmetterne a terra senza pattinare. - I freni a tamburo frenano PIU' dei freni a disco, ma sono MENO resistenti all'affaticamento. - I freni a disco frenano MENO di quelli a tamburo, pertanto necessitano di una forza considerevole sul pedale o di un servofreno. - Il liquido idraulico dei freni e' un liquido incomprimibile molto resistente al calore che trasmette la forza frenante alle ganasce. E' igroscopico, e l'acqua assorbita ne abbassa il punto d'ebollizione, quindi il liquido si trasforma prima in vapore (che NON E' incomprimibile e quindi dissipa la forza frenante senza trasmetterla alle pastiglie). Per questo il liquido va cambiato spesso. - La frenata si esercita maggiormente sulle ruote anteriori perche' queste, per trasferimento di carico prodotto dalla forza frenante stessa ed equilibrio del mezzo hanno maggiore aderenza.
Perfetto......oserei dire solo che i freni possono ( anzi, potenzialmente lo fanno sempre...) esercitare più forza frenante di quanta le gomme possano trasmettere, solo che quest'ultima diventa il limite dinamico della vettura e tutto ciò che la supera è in più ( e viene giustamente "tagliato" dall'ABS..) .
Hi, hi, hi... Siam tornati all'ABC... :lol: Ottima idea, in ogni caso. Effettivamente pare che le conoscenze "di base" della tecnica automobilistica siano in fase di sparizione. :cry: Cordiali Saluti Fulcrum
A me piace l'idea octane, a patto che sia tu a fare le spiegazioni perchè risulti molto chiaro e comprensibile.
Ahahaha....sei un pigmaglione, è quasi sempre un piacere discutere di tecnica con te. Dopo che la gomma si è bloccata, potremmo effettivamente considerarla mera pressione sul disco, anche se sarebbe più corretto dire "potenzialità inespressa". Se immaginiamo una vettura che corra su due cremagliere con ingranaggi al posto delle ruote, i freni potrebbero produrre una decelerazione tale da farci uscire dal parabrezza.....quindi potenzialmente possono frenare ( basta premere e rimanere comunque entro i limiti del surriscaldamento...) mooolto di più di quanto le gomme possano trasmettere. Le gomme di volta in volta, a seconda del grip che possono offrire ( mescola, stato di usura, fondo stradale, ecc.) rappresentano quindi il limite della frenata....i freni dal canto loro possono fare di più. O no?
Si', infatti. Il punto e' prorpio che il vero limite di frenata della auto son le gomme. La potenza frenante non e' praticamente mai un problema. Potenziare l'impianto frenante serve a renderlo piu' resistente al fading, non ad accorciare la frenata.
Ottimo e preciso, ma perchè non parli anche dell'ESP... :lol: un appunto: i freni a tamburo sui motocicli quando si scaldano non tendono al bloccaggio ma anzi il potere frenante si riduce, sulle auto dovrebbe essere lo stesso.
ABS ed ESP a parte. Gia' cosi' il post e' pesantuccio. Chiunque voglia partecipare e dire la sua basta che apra un thread "TECNICA DI BASE"
Il mio meccanico (Guzzi) ripete sempre di non lesinare sui freni "perche' sono rivestiti in pelle. La tua" :thumbup:
Complimenti per l'idea e la completezza del tuo post. Potresti cominciare una specie di rubrica (magari ogni giovedì) perchè, a naso, mi sembri molto competente. In fatto (soprattutto, ma non solo) di tecnica è sempre un piacere leggerti!
