La tecnologia nascosta dei freni
By o1m94
Dalle versioni di parcheggio ai tipi di disco, i freni sono un elemento cruciale della tecnologia per la tua auto. Esaminiamo i diversi tipi
È probabilmente un fatto trascurato che le prestazioni di frenata massicce possono essere altrettanto esaltanti quanto un’enorme accelerazione, che coinvolge lo sterzo e un cambio manuale deliziosamente fluido.
Ma è una risorsa sfuggente. Mentre tutti i freni lavorano sullo stesso principio di base per convertire l’energia cinetica nell’auto in movimento in calore, i freni su un’auto ad alte prestazioni e quelli su una corsa in famiglia sono come gesso e formaggio.
Fatta eccezione per alcuni freni di stazionamento a tamburo e freni posteriori su auto di piccole dimensioni, i freni a disco sono stati la norma per anni. Il principio rimane abbastanza semplice: quando si preme il pedale del freno, una pinza idraulica a cavallo del disco (o del rotore) lo schiaccia sotto una pressione enorme tra due pastiglie realizzate in materiale di attrito supportato da una piastra d’acciaio.ù
Più pesante è la macchina e maggiore è la velocità, maggiore è la quantità di energia che i freni devono perdere e maggiori sono le temperature generate.
Per le auto stradali, i progettisti dei freni devono tener conto anche di altre cose, come il tasso di usura sul materiale di attrito e sul disco delle pastiglie dei freni, il rumore e se qualsiasi materiale brutto viene soffiato in aria quando le pastiglie si surriscaldano e si consumano.
L’amianto era una volta un componente chiave delle pastiglie dei freni; in questi giorni, le auto di produzione sono dotate di pastiglie dei freni organiche non amianto (NAO).
La storia della fermata coinvolge un circolo vizioso, però. Se un freno si surriscalda, non può svolgere correttamente il suo lavoro – o affatto.
Il liquido dei freni può bollire all’interno della pinza, generando gas comprimibile, a quel punto il pedale del freno diventa spugnoso e affonda sul pavimento e la forza frenante diminuisce.
Quando le superfici di attrito si sfregano e si riscaldano, il coefficiente di attrito diminuisce e così anche la capacità delle pastiglie di frenare di bloccare la rotazione del disco.
Per raffreddare le superfici di attrito, i dischi convenzionali sono realizzati in ghisa e tra le due superfici di frenata ci sono palette, che si curvano all’indietro dal senso di rotazione per aspirare aria fresca dal centro verso l’esterno e nell’atmosfera.
Per prestazioni più elevate, i dischi vengono perforati o le superfici scanalate, aiutando a liberarsi rapidamente dell’acqua sul disco quando inizia la frenata e aumentando il morso iniziale.
I freni diventano più complessi quanto più velocemente un’auto è. Il materiale del cuscinetto ad alte prestazioni è formulato per funzionare a temperature elevate ma non funziona necessariamente così bene a freddo.
Quindi fare un pad funziona bene dal freddo ma che continua a funzionare quando vieni martellato è una dura chiamata. Anche i calibri diventano più complicati e costosi.
Il design più semplice (più economico) utilizzato per le auto di produzione è la pinza flottante, una cosa in due parti con un solo pistone.
Una volta che le prestazioni raggiungono un certo livello, tuttavia, le pinze necessitano di pistoni opposti. Per aumentare l’area del cuscinetto, le pinze possono avere quattro o anche sei pistoni (o “pentole”) e possono essere realizzate in lega di alluminio forgiato anziché in ghisa, per condurre meglio il calore e ridurre il peso.
Gli aggiornamenti si intensificano attraverso il sistema frenante al crescere delle prestazioni. In casi più estremi, come le corse o l’uso in pista, è necessario il liquido dei freni da corsa, con un punto di ebollizione superiore a 300 gradi C.
È tutta la tecnologia che non puoi vedere, ma se è giusta, vale il suo peso in oro.
Migliorare la razza
Questa pinza da competizione a quattro pentole AP Racing Pro 5000 R ha una struttura in lega forgiata leggera quasi scheletrica per assorbire meno calore, condurlo rapidamente e ridurre il peso non sospeso. Con il disco corrispondente e la scelta appropriata dei pad, offre una potenza di arresto formidabile.
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