I freni dell’auto: se analizziamo la questione, come i modelli radiocomandati, le nostre auto sono progettate per svolgere tre funzioni principali: andare avanti e indietro, girare a sinistra e a destra, e fermarsi. A differenza dei modelli radiocomandati, le tue auto o camion ti trasportano insieme ai tuoi cari mentre svolgono queste funzioni, quindi è comprensibile che siano costruiti con una maggiore robustezza. Naturalmente, il motore e il cambio forniscono la parte “andare”, e il sistema di sterzo fornisce la funzione “girare”, ma cosa succede alla parte “fermarsi”?
Indice
Una breve storia dei freni
L’azione di fermare il veicolo è affidata al sistema frenante, le cui origini risalgono a migliaia di anni fa, anche se non così lontano quanto la ruota, inventata circa nel 3500 a.C. Naturalmente, quando qualcuno scoprì che poteva mettere due ruote su una scatola e creare un carro, i freni non erano affatto necessari. Dopotutto, i cavalli sono nati con una gamma completa di innovazioni nel sistema di propulsione, da un motore efficiente e un cambio automatico fino al controllo della velocità, ai freni antibloccaggio e al controllo della trazione.
Tuttavia, secoli prima dell’Impero Romano, furono sviluppati freni rudimentali in grado di rallentare e fermare i carri con ruote, alleggerendo il carico per i cavalli. Questi primi freni consistevano semplicemente in blocchi di legno premuti direttamente sulla ruota mediante una leva che moltiplicava lo sforzo, azionata dal conducente. Saltando avanti di un paio di millenni, i freni delle auto moderne sono molto simili, ma molto più potenti di quanto gli antichi Romani potessero mai immaginare.
Fondamentalmente, tutto si basa sulla frizione, e i freni dell’auto sono progettati per portarti a una sosta sicura indipendentemente dalle condizioni stradali. Ma come fanno? Come i primi sistemi frenanti progettati nell’antichità, il sistema frenante della tua auto moltiplica il tuo sforzo e agisce su una ruota. Se la ruota è in movimento, premendo il freno la rallenterà e la fermerà. Se la ruota non è in movimento, premendo il freno la manterrà ferma. Tutto comincia con una semplice pressione del pedale del freno…
Come funzionano i freni dell’auto?
Quando premi il pedale del freno, una leva spinge un pistone nel cilindro principale. Un servofreno moltiplica la tua forza di input per aiutarti a applicare ancora più forza al cilindro principale. Un interruttore illumina anche le luci dei freni per avvertire gli altri automobilisti. Il cilindro principale è riempito di liquido per freni, che viene compresso e distribuito, tramite condotti dei freni, ai freni di ciascuna ruota. In ogni ruota, la pressione idraulica viene convertita in forza meccanica per fermare il tuo veicolo. Potresti essere in grado di applicare una forza di 150 libbre al pedale del freno, ma tipiche disposizioni di servofreno e pistone possono fornire ai freni anteriori una forza di serraggio di quasi 2000 libbre ciascuno! Ecco come funziona ciascun sistema frenante:
Come funzionano i freni a disco
Il disco del freno ruota con la ruota o l’asse, mentre la pinza del freno è fissata al veicolo. Quando premi il pedale del freno, la pinza stringe il disco. Le pastiglie dei freni sono realizzate con materiali speciali che generano molta frizione e possono gestire il calore. Poiché i freni anteriori dell’auto fanno la maggior parte del lavoro durante la frenata in avanti, fino al 70%, sono realizzati con materiali più pesanti e i dischi sono più spessi e di maggiore diametro rispetto ai freni posteriori.
Come funzionano i freni a tamburo
Il tamburo del freno ruota con la ruota o l’asse e le ganasce del freno sono fissate al veicolo. Quando premi il pedale del freno, il cilindro della ruota si espande, spingendo le ganasce del freno verso l’esterno contro il tamburo. I freni a tamburo non sono efficienti come i freni a disco, motivo per cui i costruttori di auto non equipaggiano più le auto con freni a tamburo anteriori. Tuttavia, i freni a tamburo sono meno costosi dei freni a disco, motivo per cui alcune auto economiche sono ancora dotate di questi freni nella parte posteriore.
Il freno di parcheggio
Il freno di parcheggio non si basa sul sistema idraulico, ma su un sistema a cavo o servo elettrico. Tirando la leva a mano, premendo il pedale del freno di parcheggio o attivando il sistema di frenata di parcheggio elettronico, verrà tirato il cavo, azionando meccanicamente i freni. Sulle auto con freni a tamburo posteriori, il cavo aziona le ganasce dei freni usando una leva. Sulle auto con freni a disco posteriori, il freno di parcheggio può essere costituito da pastiglie dei freni interne, utilizzate esclusivamente per il sistema di frenata di parcheggio. Su alcune auto con freni a disco posteriori, il cavo può azionare meccanicamente la pinza del freno per comprimere il disco.
A volte, il sistema di frenata di parcheggio viene chiamato “freno di emergenza”, poiché funziona indipendentemente dal sistema di freno di servizio, cioè il sistema di freno attivato dal pedale del freno. In caso di perdita di liquido freni o altri problemi ai freni, è possibile usare il freno di parcheggio per rallentare il veicolo.
Come prendersi cura dei freni dell’auto
Il modo migliore per prendersi cura dei freni dell’auto è usarli con parsimonia, ed è per questo che i freni dei pendolari durano così a lungo! Tuttavia, è necessario utilizzare i freni per rallentare e fermarsi e mantenere il controllo del veicolo, quindi ecco come mantenere i freni dell’auto in buone condizioni per molto tempo:
- Non fermarti troppo tardi, in altre parole, impara a planare. Se vedi un segnale di stop o un semaforo giallo, non aspettare gli ultimi metri per frenare bruscamente. Invece, togli il piede dall’acceleratore e lascia che il veicolo rallenti molto prima di dover fermarti. In questo modo eviterai il surriscaldamento e l’usura eccessiva.
- Cambiare marcia in discesa e nel traffico è un ottimo modo per risparmiare freni. Frenare lungo una discesa può portare al surriscaldamento e alla perdita di frenata. Lasciare che il motore e il cambio riducano la velocità del veicolo è più efficiente e non usura nulla.
- Usa sempre il freno di parcheggio quando parcheggi l’auto. Molte persone dimenticano semplicemente di usare il freno di parcheggio, specialmente chi guida auto automatiche. Il sistema meccanico potrebbe bloccarsi, rendendolo inutilizzabile.
- Le ispezioni regolari sono fondamentali per tenere d’occhio le condizioni dei freni dell’auto. Quando cambi l’olio, ogni 3.000-5.000 miglia circa, è un buon momento per far ispezionare i freni. Se sostituisci le pastiglie o le ganasce dei freni consumate in tempo, puoi risparmiare denaro su dischi dei freni o tamburi dei freni, che potrebbero altrimenti danneggiarsi.
