Freno a disco vs freno a tamburo

Come funziona il freno a disco?

Il sistema dei freni a disco è composto da rotore, pastiglie dei freni, pistoni e pinze. I pistoni spingono le pastiglie contro il rotore per rallentare o fermare un’automobile.

La maggior parte dei veicoli moderni utilizza un sistema frenante che include dischi dei freni. Sono chiamati così perché utilizzano la forza applicata ai dischi uniti alle ruote per rallentare o fermare un’automobile.

Rispetto ai freni a tamburo, i freni a disco offrono una maggiore potenza frenante e non si riscaldano così rapidamente durante l’uso intenso.

Sebbene alcune automobili utilizzino ancora freni a tamburo sulle ruote posteriori, i freni a disco su tutte le ruote sono comunemente presenti in berline familiari, pickup e auto sportive ad alte prestazioni.

Componenti del sistema frenante a disco

Rotore

Un disco circolare posizionato sul mozzo della ruota che ruota con esso. I rotori sono solitamente realizzati in acciaio fuso, ma alcune auto di lusso utilizzano un rotore in ceramica al carbonio. I rotori sono scanalati o perforati per disperdere meglio il calore.

Pastiglie dei freni

Componenti che premono il rotore, creando un’attrito che rallenta o ferma il veicolo. Sono composte dal supporto metallico e dalla superficie di contatto con il disco del freno. La superficie di contatto è quella che si consuma.

È realizzata con diversi materiali e può essere di tre tipi: organica, semimetallica e ceramica. Il materiale scelto influenzerà la durata della vita del freno, il rumore che si sente durante la frenata e il tempo che il veicolo impiega a fermarsi.

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Pistoni

Cilindri collegati al sistema frenante idraulico. Il pistone è quello che muove le pastiglie dei freni verso il rotore quando il conducente preme il pedale del freno.

Alcuni sistemi frenanti hanno un solo pistone che muove entrambe le pastiglie, mentre altri hanno due pistoni che spingono le pastiglie su entrambi i lati del rotore. Altri hanno quattro, sei o addirittura otto pistoni per una maggiore potenza frenante, ma anche un costo aggiuntivo a causa della loro complessità e manutenzione.

Pinze

Gabbie che si inseriscono sul rotore e mantengono le pastiglie e i pistoni dei freni, così come i tubi del liquido dei freni. Ci sono due tipi di pinze: mobili e fisse. Le pinze mobili “fluttuano” sopra il rotore e hanno energia solo su un lato.

Quando il conducente applica il freno, i pistoni premono le pastiglie dei freni su un lato del rotore, facendo scivolare la pinza in modo che le pastiglie del lato libero del pistone della pinza facciano contatto con il rotore.

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Le pinze fisse rimangono in posizione e hanno pistoni su entrambi i lati del rotore che si muovono quando il conducente frena. Le pinze fisse applicano la stessa pressione e si adattano meglio al rotore. Tuttavia, le pinze dei freni mobili si trovano nella maggior parte delle automobili e sono perfettamente adatte alla guida quotidiana.

Sensori

Alcune auto hanno freni che contengono sensori nelle pastiglie dei freni. Informano il conducente su quanto velocemente si consumano le pastiglie. Altri sensori dei freni svolgono un ruolo importante nel sistema ABS dell’auto.

Come funzionano i freni

I freni dovrebbero rispondere istantaneamente. Quando il conducente preme il pedale, un pistone all’interno del cilindro del freno principale pressurizza il fluido idraulico nei tubi del freno, che muove i pistoni spingendo le pastiglie verso il rotore.

Più forte si preme sul pedale, maggiore sarà la pressione nei tubi del freno e più forte premeranno le pastiglie sul rotore. La distanza che le pastiglie si muovono è molto piccola, solo pochi millimetri, e devono ritirarsi verso la pinza non appena il conducente rilascia il pedale.

Usura del disco del freno

Anche in situazioni di guida normali, i sistemi di freni a disco richiedono uno sforzo intenso e calore, e col tempo, ci sono certi componenti che devono essere sostituiti. Le pastiglie dei freni devono essere sostituite più frequentemente.

Quando ciò accade, dipende dalle tue abitudini di guida e dal materiale di cui sono fatte le pastiglie, ma varia tra 40.000 km e 120.000 km. I rotori dei freni durano tra 90.000 e 110.000 km (a volte di più), ma possono danneggiarsi se si surriscaldano o se le pastiglie non vengono sostituite in tempo.

Il fluido dei freni è il sangue dell’intero sistema frenante, quindi controllalo tra 38.000 e 57.000 km, o se sospetti una perdita. I pistoni e le pinze dovrebbero durare per tutta la vita dell’auto, a meno che non ci sia un problema meccanico e vengano distrutti da detriti sulla strada o in un incidente o a causa dell’inattività.

Sintomi di problemi con i dischi del freno

Alcuni segnali difficili da ignorare avvertono il conducente che c’è un problema con i freni.

1. Graffi

Quando il materiale di contatto delle pastiglie si consuma, un indicatore di usura all’interno della pastiglia entra in contatto con il rotore, producendo un rumore acuto di stridio. Sostituire le pastiglie dei freni generalmente elimina il rumore, ma può anche essere causato da detriti sulla strada intrappolati nelle pinze.

2. Il pedale trema o vibra

Se il pedale del freno trema o vibra quando lo si preme, c’è la possibilità che il rotore si deformi. I rotori dei freni devono essere perfettamente piatti e la loro deformazione può essere causata da sovraccarico o surriscaldamento. I rotori possono essere rettificati per essere nuovamente a posto, sebbene la loro sostituzione immediata sia altrettanto costosa, ma più sicura.

3. Pedale del freno basso

Il pedale deve sembrare buono al tatto, con la forza frenante proporzionale alla quantità di pressione applicata al pedale.

Se il pedale sembra più basso del normale, spesso è un segno di contaminazione del liquido dei freni o una perdita nel sistema. L’aria o l’acqua nei fluidi riducono la loro efficienza e una perdita è un problema serio. Chiedi a un meccanico di cambiare il liquido dei freni o controllare il sistema per perdite per ripristinare la potenza di frenata completa.

I freni sono il sistema di sicurezza più importante dell’auto e i dischi dei freni offrono un rendimento forte, affidabile e duraturo.

Probabilmente la tua auto è dotata di un sistema frenante di questo tipo, quindi fai attenzione a qualsiasi segnale insolito che potrebbe indicare che è necessario sostituire una parte.

Come funzionano i freni a tamburo

Il sistema frenante a tamburo include il tamburo, le ganasce e il cilindro della ruota. Il cilindro spinge le ganasce verso il tamburo per rallentare o fermare l’auto.

Alcune auto hanno sistemi di freni a tamburo parziali. Sono chiamati così perché utilizzano l’attrito applicato ai tamburi metallici uniti alle ruote per rallentare o fermare l’auto.

Sebbene i freni a disco offrano migliori prestazioni di frenata e siano diventati comuni nelle auto moderne, i freni a tamburo sono ancora utilizzati in alcune applicazioni. Possono essere trovati nelle ruote posteriori di auto più economiche e auto d’epoca.

Componenti del sistema di freni a tamburo

Piastra: fornisce una base solida per gli altri componenti del freno a tamburo. È collegata all’asse.

Tamburo: Fissato al mozzo della ruota, ruota con essa. Spesso realizzato in ghisa, è resistente al calore e all’usura. Questo è ciò che si vede in un freno a tamburo assemblato ed è il componente su cui viene applicata la forza frenante per rallentare o fermare l’auto.

Cilindro: Contiene due pistoni, uno su ciascun lato, che azionano le ganasce. Il cilindro applica pressione al pistone e spinge le ganasce dei freni contro il tamburo, frenando o fermando l’auto. È necessario un cilindro in ogni ruota.

Ganasce dei freni: premono sul tamburo per creare l’attrito necessario a rallentare o fermare l’auto. Ancorate alla piastra, ma in grado di scivolare quando si applica pressione nel cilindro della ruota. Hanno un materiale di rivestimento fatto di componenti organici o metallici. Questo materiale di rivestimento entra in contatto con il tamburo e si consuma nel tempo. Ogni freno ha due ganasce. La ganascia primaria è più avanti e la seconda è più indietro.

Regolatore automatico: Mantiene le ganasce a una distanza piuttosto ampia dal tamburo, anche quando il materiale si consuma.

Molle: ritirano le ganasce dai tamburi quando il conducente rilascia il pedale del freno.

Come funzionano i freni a tamburo

I freni dovrebbero rispondere istantaneamente. Quando il conducente preme il pedale, il pistone nel cilindro del freno principale preme il fluido idraulico nei tubi del freno, che poi pressurizza il cilindro della ruota e spinge le ganasce verso il tamburo.

Più forte si preme il pedale, maggiore sarà la pressione nei tubi del freno e più le ganasce premeranno sul tamburo. La distanza che si muovono le ganasce è piccola e le molle devono ritirarle dal tamburo non appena il conducente rilascia il pedale.

Freno a mano con tamburo

Alcuni veicoli hanno freni a disco su tutte le ruote, ma usano un piccolo freno a tamburo all’interno del gruppo mozzo ruota come freno di stazionamento (o di parcheggio). Quando si applica il freno a mano, una leva collegata a un cavo spinge le ganasce.

Questo fornisce un controllo diretto invece di passare attraverso il cilindro della ruota o la parte idraulica del freno, consentendo al veicolo di fermarsi anche quando i freni abituali non funzionano più.

Usura del freno a tamburo

I tamburi e le ganasce devono essere gli unici componenti da sostituire in un sistema di freni a tamburo. Il materiale della copertura delle ganasce si consuma col tempo e generalmente è necessario installare nuove ganasce ogni 56.000 km, sebbene ciò dipenda dalla tua auto e dalle tue abitudini di guida.

Altrimenti, il cilindro della ruota, il regolatore automatico e le molle dovrebbero durare per tutta la vita dell’auto, anche se potrebbero verificarsi problemi meccanici o danni a causa di detriti sulla strada o un incidente. Tuttavia, è bene controllare il fluido dei freni ogni 38.000 - 57.000 km e immediatamente se si sospetta una perdita.

Segni di problemi con i freni a tamburo

Ci sono vari segni che annunciano al conducente che ci sono problemi con i freni a tamburo.

Rumore del freno: man mano che le ganasce dei freni si consumano col tempo, rumori eccessivi o insoliti possono indicare che il materiale della copertura è consumato o usurato. Un tecnico può verificare perché i freni emettono rumore e la sostituzione delle ganasce spesso risolve il problema.

Pedale che trema o vibra: Se il pedale del freno vibra o trema quando lo si preme, c’è la possibilità che i tamburi siano deformati. I tamburi devono essere perfettamente rotondi e possono deformarsi a causa di sovraccarico o surriscaldamento. In generale, sostituendoli si risolve il problema e la frenata torna normale.

Pedale del freno basso: Il pedale del freno deve sembrare buono al tatto, con una forza frenante proporzionale alla quantità di pressione applicata al pedale.

Se il pedale sembra più basso del normale, è spesso un segno che il fluido dei freni è stato contaminato o c’è una perdita nel sistema.

L’acqua o l’aria nel fluido dei freni ne riducono l’efficacia e le perdite sono un problema grave.

Fai controllare un tecnico il tuo fluido o ispeziona il sistema per trovare perdite per ripristinare la potenza di frenata. Un cilindro del freno danneggiato può anche essere il colpevole di un pedale del freno basso.

I freni sono senza dubbio il sistema di sicurezza più importante per un’automobile, quindi prestare attenzione a qualsiasi segnale insolito che potrebbe indicare che una parte del sistema di freni a tamburo deve essere sostituita.

Fonte: youtube.com, summitracing.com, popularmechanics.com