Soggetti:
- Informazioni generali sul freno a disco
- Versioni con freno a disco (pinza fissa e flottante)
- Freni in carboceramica
- Dischi freno ventilati e forati
- Rilascia i blocchi
- Misurare lo spessore del disco del freno
- Disco freno storto
- Misurare l'eccentricità del disco freno
Informazioni generali sul freno a disco:
Il disco del freno a disco è fissato tra il mozzo e il cerchio. Il disco del freno quindi gira sempre con la ruota. Le pastiglie dei freni sono posizionate su entrambi i lati del disco del freno. Durante la frenata le pastiglie del freno vengono premute contro il disco, di modo che la velocità di rotazione del disco del freno diminuisce. Il calore è creato dall'attrito tra la guarnizione del freno e il disco del freno.
La figura mostra una panoramica del freno a disco. Quando vengono applicati i freni, il liquido dei freni attraverso la tubazione del freno nell'ampio spazio (indicato in giallo) dietro il pistone del freno. Poiché il liquido dei freni è incomprimibile, l'accumulo di pressione farà sì che il pistone del freno si sposti verso l'esterno. In quel momento la pastiglia viene premuta contro il disco del freno.
La pinza nella foto è del “tipo flottante”. Ciò significa che la pinza del freno può scorrere avanti e indietro tramite i perni di guida, poiché è presente un solo pistoncino del freno. La sezione seguente descrive le differenze tra un calibro mobile e uno fisso.
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Versioni con freno a disco:
I freni a disco possono essere dotati di pinza flottante o fissa. Questa sezione descrive il funzionamento di entrambi i tipi.
Freno a disco con pinza flottante:
Con una pinza flottante, il freno funziona con un pistoncino. Durante la frenata, il pistone preme prima la pastiglia interna (sul lato del pistone del freno) contro il disco del freno. La pinza del freno si sposterà quindi a destra. Ciò è possibile grazie ai due perni guida sui quali può scorrere la pinza freno. Poiché durante la frenata la pinza del freno si sposta sul perno di guida, anche la pastiglia esterna viene spinta contro il disco. Lo svantaggio della pinza freno flottante è che la pastiglia freno interna spesso si consuma più velocemente di quella esterna, perché quella esterna viene spesso premuta contro il disco freno con meno forza. Ecco perché è sempre molto importante controllare soprattutto la pastiglia interna del freno durante il controllo. Laddove la pastiglia del freno esterna è di 5 mm, la pastiglia del freno interna può essere di 3 mm.
Freno a disco con pinza fissa:
Con questa costruzione ci sono due pistoncini nella pinza freno, uno su ciascun lato del disco. La pinza freno è montata sul fuso a snodo e non si muove quando si aziona il freno, come nel caso della pinza freno flottante. Quando si aziona il pedale del freno, il liquido dei freni preme contro entrambi i pistoncini del freno. Il vantaggio di questo sistema è che entrambe le pastiglie vengono premute contro il disco del freno con la stessa forza.
Freni carboceramici:
Con i dischi freno convenzionali, le temperature possono aumentare molto in caso di frenate prolungate ed energiche. Ciò può provocare la dissolvenza del freno, che riduce la potenza frenante. Questo è un problema soprattutto nelle auto da corsa e sportive.
Per questo motivo, a partire dal 2000, le case automobilistiche utilizzano sempre più freni carboceramici. Anche la temperatura dei dischi freno in carboceramica diventa molto elevata (massimo 1350°C), ma a temperature elevate le proprietà di attrito rimangono stabili. Quindi non si verifica alcuna dissolvenza dei freni alle alte temperature.
L'effetto frenante è ottimale quando i freni sono stati riscaldati.
Il materiale di questi dischi freno è molto duro. Ciò significa che i dischi freno durano molto più a lungo rispetto ai dischi freno convenzionali. È necessario prestare attenzione durante lo smontaggio/montaggio delle ruote, ad esempio; Urtare la ruota contro il disco del freno può facilmente causare danni ai dischi del freno.
Un altro vantaggio dei dischi freno in carboceramica rispetto ai dischi freno convenzionali è il loro peso ridotto. Un disco freno carboceramico pesa fino al 70% in meno di un disco freno "normale". Ciò va a vantaggio della massa non sospesa, che si vuole mantenere il più bassa possibile per caratteristiche di guida ottimali dell'auto.
Lo svantaggio di questo tipo di disco freno è il prezzo; il costo aggiuntivo dei freni in ceramica su un'auto nuova può superare i diecimila euro.
Dischi freno ventilati e forati:
La figura mostra dischi freno sia ventilati che forati. Le aperture nei dischi dei freni consentono il passaggio dell'aria, in modo che i dischi dei freni possano raffreddarsi più rapidamente dopo la frenata.
Rilasciare i blocchi:
Quando si interrompe la frenata, le pastiglie dei freni devono staccarsi nuovamente dal disco del freno. Intorno al pistone del freno è presente un anello di gomma (numero 4 nell'immagine seguente) che garantisce la tenuta tra il pistone e il cilindro del freno. L'anello si deforma durante la frenata. Quando si rilascia il pedale del freno, l'anello di gomma ritorna alla sua forma originale. Il pistone viene leggermente tirato indietro, liberando i blocchi dal disco. Con questa costruzione c'è quasi sempre del gioco tra la pastiglia e il disco. Man mano che le pastiglie dei freni si consumano, il pistone si sposta nell'anello di gomma.
Il parapolvere è indicato dal numero 1. Il parapolvere impedisce all'umidità e allo sporco di entrare nella pinza del freno e impedisce la fuoriuscita del liquido dei freni dalla pinza del freno.
Misurazione dello spessore del disco freno:
I dischi dei freni si consumano sempre con l'uso e durano uno o due set di pastiglie dei freni. Il disco del freno diventa più sottile con l'usura. I produttori di automobili stabiliscono un limite al grado di usura di un disco freno. Nella documentazione del veicolo questo è indicato come “spessore minimo del disco freno”.
Lo spessore dei dischi freno può essere determinato con uno speciale calibro per lo spessore dei dischi freno. Non è possibile misurare lo spessore del disco freno con a calibro normale essere effettuata perché il calibro normale ha le ganasce di misurazione piatte e quindi misura lo spessore dei bordi (ruggine) del disco freno. Non è questa l'intenzione, perché ciò che interessa è solo lo spessore con cui le pastiglie dei freni si usurano sul disco. La superficie di contatto in cui la pastiglia tocca il disco del freno viene misurata con un calibro per il disco del freno. Questo può essere visto nell'immagine qui sotto ed è spiegato di seguito.
Tra le due ganasce di misurazione si trovano delle camme che vengono posizionate contro la superficie dei dischi dei freni, cioè le parti in cui le pastiglie dei freni toccano i dischi dei freni. Le alette sporgono in modo da non essere disturbati dal bordo più spesso (ruggine) del disco durante la misurazione. Per spostare il calibro oltre il bordo arrugginito, è possibile far scorrere il nonio (che verrà utilizzato per leggere in seguito). Durante la misurazione la vite di bloccaggio deve essere serrata in modo che il nonio non possa più muoversi.
L'immagine mostra un tale calibro.
Durante la misurazione, le ganasce di misurazione devono essere premute contro il disco del freno con le alette (vedi immagine sotto). Il nonio deve essere spostato contro la battuta, cioè verso l'estrema destra, finché non può andare oltre. La vite di bloccaggio deve quindi essere serrata in modo che il nonio non possa più scorrere avanti e indietro sul righello. A questo punto è possibile ricavare la dimensione del disco dal disco freno. Le ganasce di misurazione possono essere spostate per spostarsi oltre il bordo (ruggine) perché il nonio è bloccato nella posizione estrema. La posizione delle ganasce di misurazione non ha alcuna influenza sul valore indicato dal nonio sul righello.
Dopo aver rimosso il calibro, il valore può essere letto dal nonio e dal righello. L'immagine sotto è un ingrandimento della misura del disco freno misurata sopra. La dimensione indicata è 21,2 mm.
Sul veicolo il cui disco freno è stato misurato, lo spessore minimo del disco freno è 22,0 mm. Il valore misurato, 21,2 mm, è quindi inferiore al valore minimo. I dischi freno devono quindi essere sostituiti. Se il valore misurato fosse superiore allo spessore minimo del disco freno, i dischi freno sarebbero comunque sufficientemente spessi per adattarsi a un nuovo set di pastiglie freno.
Breve spiegazione su come leggere il calibro:
C'è una lunga linea sul righello a sinistra del 2. Questa è la linea di 2 cm o 20 mm.
Lo 0 del nonio è leggermente oltre i 21 mm. Ciò significa che la dimensione è leggermente più grande di 21 mm, quindi ci sarà un numero dopo la virgola. Per determinare quel numero, devi guardare a quale linea corrispondono il righello e il nonio. Questa è la seconda riga (contando da 0), quindi il valore misurato esattamente è 21,2 mm.
Pagina aperta strumenti di misura meccanici vengono fornite ulteriori spiegazioni sulla misurazione meccanica.
Curva del disco freno:
Quando il conducente frena bruscamente l'auto, le parti dell'impianto frenante diventano molto calde. In caso di frenate prolungate i dischi dei freni raggiungono temperature superiori a 300° Celsius. Se il conducente preme il pedale del freno quando l'auto è ferma, le pastiglie dei freni vengono premute contro un disco fermo. Il disco del freno si raffredderà da un lato; ciò significa che il disco freno si raffredda su tutta la superficie, tranne nei punti in cui le pastiglie toccano il disco freno.
La differenza di temperatura può causare una leggera deformazione del disco del freno, facendolo diventare “storto”. Il volante vibrerà quindi quando si preme il pedale del freno. La vibrazione può anche essere così forte da poter essere avvertita in tutta l'auto.
Un'altra possibilità che i dischi dei freni si deformino è quando si attraversa una pozza d'acqua dopo aver frenato per una distanza considerevole. L'acqua che finisce sul disco del freno può causare un raffreddamento unilaterale, che può causare la deformazione del disco del freno.
La sezione seguente descrive come misurare l'eccentricità del disco freno.
Per misurare l'eccentricità del disco freno:
Quando il volante dell'auto vibra durante la frenata, ciò potrebbe indicare che i dischi dei freni sono deformati. Spesso la vibrazione è già avvertibile a basse velocità del veicolo. Per escludere se le vibrazioni non siano causate da altri componenti della sospensione, è possibile misurare l'eccentricità dei dischi dei freni.
Quando si misura l'eccentricità del disco freno, su una parte fissa del veicolo (ad esempio l'ammortizzatore) viene montato un meccanismo con un magnete. All'estremità è montato un micrometro, con l'ago posizionato contro il disco del freno. Questo può essere visto nell'immagine qui sotto.
Dopo che il comparatore è stato impostato su 0 e il meccanismo è montato saldamente, è possibile ruotare il disco del freno. L'ago del micrometro indicherà di quanto si muove dentro e fuori il disco del freno. Nell'immagine sotto potete vedere che ad un certo punto il micrometro segna 20. Questo 20 sta per 0,20 mm. Per questo veicolo, i dati di fabbrica indicano che la massima oscillazione consentita del disco freno è di 0,1 mm. In questo caso l'eccentricità è di 0,1 mm superiore a quella consentita, quindi si tratta di un disco freno deformato.
In alcuni casi può succedere che anche il mozzo della ruota sia piegato. Per garantire che solo i dischi freno causino la vibrazione, è possibile rimuovere il disco freno dal mozzo ed eseguire la stessa misurazione sul mozzo. Se anche in questo caso l'ago del micrometro si sposta troppo, è necessario sostituire il mozzo e quindi anche il cuscinetto della ruota insieme al disco del freno.
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