L’impianto frenante di un’auto è un sistema fondamentale per la sicurezza del conducente, dei passeggeri e degli altri utenti della strada: grazie a questo insieme di dispositivi, infatti, il veicolo può rallentare o fermarsi quando necessario.
Il funzionamento del sistema frenante è abbastanza semplice e intuitivo. Inoltre, per preservare il suo funzionamento in modo corretto, è importante effettuare una manutenzione regolare ed essere in grado di riconoscere i primi segnali di possibili problematiche.
All’interno di questo articolo vedremo nel dettaglio come funziona e in cosa consiste l’impianto frenante di un veicolo.
Come funziona il sistema frenante dell’auto?
Prima di approfondire le diverse tipologie di sistemi frenanti per auto, è necessario capire il funzionamento generale dell’impianto frenante di un veicolo.
La pressione esercitata dal conducente quando preme il pedale del freno viene trasmessa ad una pompa, che la trasforma in pressione idraulica. Questa pressione agisce su un fluido tecnico chiamato liquido dei freni o olio freni della macchina, che lo trasporta alle ruote.
La forza frenante non viene distribuita in modo uniforme tra gli assi, ma tramite la ripartizione, in cui il rapporto di frenata tra le ruote anteriori e posteriori è solitamente 60:40.
Al fine di garantire una maggiore sicurezza durante il rallentamento, molte auto sono inoltre dotate di vari sistemi di sicurezza, tra cui l’ABS (sistema di frenata anti bloccaggio), che evita il blocco delle ruote e il conseguente slittamento delle stesse garantendo un maggiore controllo sulla traiettoria dell’auto, ad esempio su superfici come il ghiaccio o la ghiaia.
Se durante la frenata si avverte uno stridore, vibrazioni sul pedale del freno oppure si nota uno spazio di frenata maggiore, questi sono tutti segnali di avvertimento che indicano dei malfunzionamenti nell’impianto dei freni.
L’impianto frenante di un veicolo è dotato di alcune spie che indicano eventuali malfunzionamenti, simili a quelle delle luci di posizione.
La spia arancione con la scritta ABS avvisa il conducente di un probabile guasto al sistema anti-bloccaggio ABS. Se questa spia si accende, è importante portare il veicolo in officina per verificare l’origine del problema.
La spia rossa con il cerchio e due archi esterni, al cui interno si trova un punto esclamativo o una P, indica invece il movimento dell’auto con il freno a mano inserito o un suo malfunzionamento. In entrambi i casi, il conducente deve prestare attenzione e agire di conseguenza per evitare situazioni di pericolo.
Tipi di freni: i loro vantaggi e svantaggi
Esistono due tipologie di freni utilizzati sui veicoli: i freni a disco e i freni a tamburo.
I freni a tamburo sono costituiti da due ganasce con materiale di attrito e un cilindro rotante, il tamburo, che ne subisce la pressione. Questi freni sono stati utilizzati per molti anni perché hanno una struttura semplice e sono meno costosi.
Al contrario, i freni a disco utilizzano un disco al posto del cilindro e la pressione frenante viene esercitata da una pinza contenente pastiglie costituite da materiale di attrito. Anche se i freni a tamburo hanno una potenza frenante superiore rispetto ai freni a disco, questi ultimi sono oggi diffusamente utilizzati per i veicoli.
La resistenza alle temperature molto elevate che si raggiungono a causa dell’attrito che rallenta le ruote è un aspetto fondamentale del sistema frenante. I dischi più grandi possono disperdere meglio il calore, soprattutto se sono dotati di scanalature o fori per il raffreddamento. Questi fori aiutano anche ad eliminare i detriti prodotti dall’attrito, impedendone il deposito sulla superficie delle pastiglie o dei dischi.
Il sistema frenante degli autoveicoli è solitamente composto da tre tipologie di freni: il freno auto anteriore a disco (FAD), il freno posteriore a disco (FPD) e il freno posteriore a tamburo (FPT). Questi tre tipi di freni rappresentano le soluzioni tecniche più comuni presenti sugli impianti frenanti delle automobili.
Le tipologie di freni presenti in auto
Nel contesto dei veicoli, esistono tre tipi di freni: due tipologie di freni macchina e un rallentatore.
Il freno più comunemente utilizzato è il freno di servizio, controllato con un pedale, che viene utilizzato per rallentare il veicolo e fermarlo in movimento.
Il freno a mano, noto anche come freno di stazionamento, viene utilizzato per mantenere il veicolo fermo quando parcheggiato.
Inoltre, esiste un sistema di rallentamento chiamato freno motore, utilizzato in discesa o quando si vuole rallentare senza utilizzare il freno a pedale.
Per utilizzare il freno motore, è necessario inserire una marcia più bassa e alzare la frizione, sfruttando l’effetto frenante del motore. Per esempio, in discesa, la seconda marcia è più appropriata rispetto alla terza per mantenere una velocità costante senza utilizzare costantemente il freno macchina a pedale.
Parti del sistema frenante
Il sistema frenante è composto da diverse parti, ognuna delle quali svolge una funzione specifica nell’attivazione dei freni e nel rallentamento dell’auto.
Le pastiglie
Le pastiglie freno sono un componente importante del sistema frenante di un veicolo. La loro capacità di attrito influenza notevolmente la potenza frenante e, di conseguenza, la sicurezza dell’auto.
Quando si sceglie una nuova pastiglia freno, è bene considerare il coefficiente d’attrito e la capacità di mantenere prestazioni costanti a temperature diverse. Inoltre, bisogna valutare la prontezza di risposta della pastiglia freno nel momento in cui si preme il pedale del freno e quanto sono rumorose.
Il liquido dei freni
Il liquido dei freni è un fluido incompressibile che viene utilizzato per riempire lo schema impianto frenante idraulico delle auto. Grazie a questo liquido, la forza che viene applicata sul pedale del freno viene trasmessa alle pastiglie, che fermano la ruota attraverso l’attrito.
L’impianto frenante è sigillato, ma può verificarsi una diminuzione del livello del liquido. Ci sono diverse ragioni per cui questo può accadere, ad esempio l’usura delle pastiglie dei freni, che richiedono più liquido dall’impianto al fine di generare l’attrito. In altri casi, l’impianto stesso può essere guasto ed essere interessato da perdite di liquido.
Il liquido dei freni macchina viene contenuto in un serbatoio trasparente posto nel cofano dell’auto. È importante controllare il livello del liquido periodicamente e assicurarsi che sia compreso tra le due tacche che ne indicano il livello massimo e minimo. Se il livello scende sotto il minimo, è necessario rabboccare il liquido con lo stesso tipo di fluido, poiché liquidi diversi possono essere incompatibili tra loro.
Come per l’olio motore o il liquido di raffreddamento, è importante controllare il livello del liquido dei freni periodicamente e sostituirlo dopo un certo periodo di utilizzo dell’auto. La sostituzione del liquido dei freni auto è importante, poiché il fluido assorbe l’umidità nel tempo e può causare problemi al sistema frenante.
I dischi
Il disco freno è una componente fondamentale del sistema frenante di un’auto. Esso è posizionato vicino al mozzo della ruota e gira con la sua stessa velocità di rotazione.
Quando il pedale del freno viene premuto, le pastiglie freno si stringono sul disco, creando un attrito che rallenta la rotazione della ruota e quindi l’intera auto.
Tuttavia, questo processo genera anche molta energia sotto forma di calore: il disco freno ha il compito di dissiparla in modo efficiente per evitare un surriscaldamento eccessivo del sistema. Infatti, il disco freno può raggiungere temperature di oltre 700 gradi Celsius.
Per dissipare l’energia termica prodotta, il disco freno è generalmente realizzato in metallo resistente alle alte temperature come l’acciaio al carbonio. Inoltre, spesso presenta fori o scanalature che ne aumentano la superficie esposta all’aria, favorendo la dispersione del calore e migliorando l’efficienza del sistema di raffreddamento.
Nonostante questi accorgimenti, però, il disco freno può comunque surriscaldarsi in caso di frenate intense o prolungate, causando una diminuzione delle prestazioni di frenata o addirittura la deformazione o la rottura del componente.
È importante, quindi, tenere il sistema frenante auto sotto controllo e verificare periodicamente lo stato dei dischi freno per garantire il corretto funzionamento del sistema e la sicurezza durante la guida.
La pinza freno
La pinza freno di un’auto è un componente metallico che ha il compito di regolare la potenza dell’impianto frenante in risposta all’azione del pedale del freno.
Quando si preme il pedale, si genera una pressione idraulica che viene trasmessa attraverso il liquido dei freni alla pinza. Quest’ultima agisce sui dischi, o rotori, generando attrito e conseguentemente rallentando o fermando la ruota.
Nel sistema frenante a disco moderno, la pinza freno agisce sui dischi tramite un paio di pattini per freni che vengono attivati dal pistone o dai pistoni posti sulla pinza. I pattini, a loro volta, premono le pastiglie contro il rotore, generando attrito e rallentando o fermando la ruota.
Perché e quando è necessario sostituire le parti dei freni auto?
La sostituzione delle pastiglie dei freni è necessaria perché, col passare del tempo e del chilometraggio, il materiale che garantisce l’attrito e consente il corretto funzionamento del sistema frenante si consuma e si degrada.
Questo comporta diversi sintomi che indicano la necessità di sostituire le pastiglie dei freni:
- Stridore durante le frenate;
- Vibrazione del pedale del freno;
- Spazio di frenata più ampio;
- Tendenza dell’auto a virare da un lato durante la frenata;
- Accensione della spia luminosa dei freni;
- Odore di bruciato durante le frenate.
In generale, la sostituzione delle pastiglie dei freni dovrebbe essere effettuata dopo aver percorso un certo numero di chilometri, solitamente tra i 30.000 e i 40.000 km, oppure quando lo spessore del materiale di attrito scende al di sotto dei 2-3 millimetri.
Tuttavia, ci sono anche altri fattori che influenzano la durata delle pastiglie dei freni, come le condizioni della strada su cui si guida. Ad esempio, se si guida prevalentemente in città, dove si deve frenare spesso, le pastiglie si consumano più rapidamente. Al contrario, se si guida in zone di campagna o su percorsi poco trafficati, le pastiglie durano di più perché si usa con minor frequenza il sistema frenante.
In ogni caso, è importante prestare attenzione ai segnali che indicano la necessità di sostituire le pastiglie dei freni e agire tempestivamente per garantire la sicurezza propria e degli altri utenti della strada.
Maggiore efficienza di frenata
La sostituzione delle pastiglie dei freni non solo garantisce la sicurezza del veicolo, ma contribuisce anche ad aumentare l’efficienza del sistema frenante. Infatti, le pastiglie dei freni nuove hanno un coefficiente di attrito maggiore rispetto a quelle usurate, il che consente di frenare l’auto con maggiore efficacia.
Ciò si traduce in un minor spazio di frenata e in una frenata più decisa e reattiva, permettendo di affrontare situazioni di emergenza sulla strada in modo più sicuro.
Maggiore comfort di guida
La sostituzione delle pastiglie dei freni con regolarità migliora anche il comfort di guida.
Quando le pastiglie dei freni si usurano, possono causare vibrazioni e rumori fastidiosi durante la frenata, creando un’esperienza di guida sgradevole e stressante.
Inoltre, le pastiglie dei freni usurate possono causare una sensazione di pedale molle o poco reattivo, il che può influire negativamente sulla sensazione di controllo del veicolo.
Con la loro sostituzione, queste problematiche vengono risolte e il comfort di guida viene migliorato. Il pedale del freno risulta più reattivo e uniforme, eliminando sensazioni di instabilità e garantendo una guida più fluida e sicura.
Costi inferiori
La sostituzione tempestiva delle pastiglie dei freni può anche comportare minori costi per il proprietario del veicolo. Infatti, se questa componente viene sostituita quando ancora ha uno spessore sufficiente, si evita che si consumi completamente prevenendo in tal modoì danni alle parti meccaniche dell’impianto frenante camion e dell’impianto frenante auto, come i dischi dei freni.
Manutenzione dei freni: cosa devi sapere?
È importante sapere come mantenere l’impianto frenante del veicolo in buone condizioni per garantire la sicurezza alla guida.
Ecco alcuni suggerimenti su come prendersene cura:
- Controllare e mantenere i livelli del fluido frenante raccomandati dal produttore del veicolo.
- Ispezionare i due cavi che formano l’impianto frenante auto.
- Cambiare periodicamente il liquido dei freni per evitare eventuali accumuli di acqua o altri contaminanti.
- Effettuare il controllo freno auto regolarmente con la verifica delle pastiglie e la loro sostituzione, se necessario.
- Regolare periodicamente la pressione dell’impianto frenante, in modo da assicurarti che sia adeguata all’uso del veicolo.
Conclusioni
L’impianto frenante è uno degli elementi fondamentali per la sicurezza di un veicolo e dei passeggeri a bordo di un mezzo. L’efficienza e il corretto funzionamento del sistema dipendono dalla manutenzione regolare, che comprende la sostituzione tempestiva delle pastiglie dei freni e il controllo dello stato delle altri componenti come i dischi dei freni automobile e le pinze.
La conoscenza di come funziona l’impianto frenante e dei sintomi che indicano la necessità di manutenzione o sostituzione delle varie componenti può aiutare a garantire la sicurezza sulle strade e a prevenire costosi interventi di riparazione sul lungo periodo.