Freni a disco: quali sono i loro pro e contro?
I freni a disco sono utilizzati principalmente nelle automobili, ma li possiamo trovare anche su moto o treni. La parte attiva del freno a disco è il disco, che viene frenato dalla pressione delle pastiglie dei freni.
Quando si preme il pedale del freno, la pressione si accumula nell'impianto frenante e il liquido dei freni inizia a spingere il pistone del freno, che preme sulle pastiglie dei freni. Questo crea attrito e, quindi, una forza frenante che arresta o rallenta il veicolo.
Sommario
Esistono due tipi di freni a disco:
- Freni a disco a pinza fissa
- Freni a disco a pinza flottante
1. Freni a disco a pinza fissa
Nel caso di un freno a disco con pinza fissa, sono presenti rulli su entrambi i lati della pinza in cui si muovono i pistoni. Durante la frenata, il liquido dei freni spinge i pistoni, che a loro volta spingono i dischi del freno sulla superficie del disco da entrambi i lati.
2. Freni a disco a pinza flottante
Con un freno a disco con pinza flottante, il pistone si trova solo su un lato della pinza. Il pistone spinge il disco del freno sul disco, che crea una forza di reazione sull'altro lato della pinza, spostando la pinza, che preme il disco del freno contro il disco sul lato opposto del pistone.
Freni a disco e loro costruzione
I freni a disco sono composti da diversi componenti, vale a dire:
- Disco freno
- Pinza freno
- Pistone freno
- Pastiglie freno
1. Disco freno
Il disco è collegato alla ruota tramite viti e ruota con essa. È realizzato in metallo, ghisa temprata o altri materiali resistenti ad elevate sollecitazioni termiche e meccaniche. Nelle auto sportive più costose, può essere in ceramica.
Il disco ha una forma a piastra e può essere di costruzione semplice o cava (dischi con raffreddamento interno). Durante la frenata, viene generato calore e il disco del freno si riscalda. Pertanto, alcuni dischi sono dotati di raffreddamento interno, un sistema di canali attraverso i quali passa l'aria, che aiuta a raffreddare.
Ci sono persino dischi in cui sono praticati dei fori per aiutare a drenare acqua e sporco e quindi migliorare l'effetto frenante. Alcuni dischi hanno scanalature create sulla superficie di attrito. Queste scanalature consentono un controllo visivo dello stato di usura dei dischi, ma migliorano anche la loro capacità di autopulitura e velocizzano il rodaggio delle pastiglie freno.
Il disco può avere diverse dimensioni, mentre è vero che maggiore è il suo diametro, maggiore è la coppia frenante.
2. Pinza freno
È una parte fissata all'auto e in cui è montato il pistone del freno, o più pistoni nel caso di freni a disco a più pistoncini.
3. Pistone del freno
È montato nella pinza del freno ed è collegato un tubo del liquido dei freni. Durante la frenata, il liquido dei freni spinge il pistone, che spinge le pastiglie dei freni sul disco. Le auto sportive ad alte prestazioni utilizzano versioni a due, quattro o più pistoni del freno a disco.
4. Dischi freno
Le pastiglie dei freni bloccano il disco del freno tra di loro e sono progettate per creare il massimo attrito possibile a contatto con il disco del freno. Alcune auto hanno un sensore di usura delle pastiglie dei freni che avvisa il conducente quando devono essere sostituite.
Pastiglie freno: come funzionano e quali sono le migliori?
Vantaggi dei freni a disco:
- rispetto ai freni a tamburo, sono più semplici, più potenti e più affidabili - peso inferiore
- migliore raffreddamento
- semplice sostituzione
Svantaggi dei freni a disco:
- prezzo più alto
- collegamento più complicato del freno a mano
- non sono resistenti allo sporco come i freni a tamburo
Nelle auto più economiche vengono utilizzati solo sull'asse anteriore, a causa del loro prezzo più elevato e del più complicato collegamento al freno a mano (nelle auto di classe media e superiore, i freni a disco vengono utilizzati su entrambi gli assi del veicolo proprio a causa della loro maggiore efficienza rispetto ai freni a tamburo).