Il freno a disco ha il compito di rallentare il movimento di rotazione delle ruote al fine di consentire l’arresto del veicolo su cui è montato. Esso è composto da un elemento discoidale in acciaio o ghisa solidale alla ruota e elementi mobili, le pinze frenanti, che vengono azionate da un dispositivo di comando.
Come funziona il freno a disco
Il disco in acciaio fissato in modo concentrico alla ruota, gira con essa mentre il gruppo frenante, composto da pastiglie in materiale di attrito, in condizioni normali resta solidale al telaio e distanziato di alcuni millimetri dal disco stesso.
Quando si aziona il comando di freno, le pastiglie frenanti si avvicinano al disco fino a toccarlo e l’attrito che si genera frena la rotazione del disco e quindi della ruota. la forza di attrito generata è proporzionale alla pressione con cui le pastiglie vendono poste a contatto con il disco.
Come funziona il comando frenante
Normalmente la pastiglie del freno a disco vengono azionate tramite un comando idraulico, almeno nelle autovetture: premendo il pedale del freno, si attua una pressione nel liquido contenuto nel circuito dei freni e la pressione viene trasferita al meccanismo che pone in contatto le pastiglie con il disco.
La pressione con cui le pastiglie vengono spinte contro il disco è proporzionale alla forza con cui viene premuto il pedale e di conseguenza è proporzionale anche la forza di attrito e il tempo di frenata.
In alcuni casi il comando è semplicemente meccanico mentre nei veicoli di maggiore massa il sistema è pneumatico. In questi casi non è la pressione del pedale a determinare la forza con cui vengono azionate le pastiglie ma un sistema ad alta pressione fornisce la forza alle pastiglie stesse, tramite una valvola che viene aperta di più o di meno dal pedale stesso.
Storia del freno a disco
I primi esperimenti sui freni a disco risalgono al termine dell’800 ma in pratica non trovò applicazione per diversi decenni. Il freno a tamburo continuò ad essere quello maggiormente usato e fu soltanto tra la fine degli anni 40 e i primi anni 50 che venne ripreso e messo in pratica.
La prima applicazione su un autoveicolo avvenne ad opera della Citroen che lo applicò sulla Citroen DS, fu una vera innovazione nel campo automobilistico. Come spesso accade, fu la competizione automobilistica a renderlo più perfetto e applicato in tutti i veicoli da quel momento in poi.
I vantaggi del freno a disco
Sono numerosi i vantaggi del freno a disco rispetto a quello a tamburo: intanto nel freno a tamburo, soprattutto in uso intensivo, si realizzano dei surriscaldamenti che riducono l’efficacia frenante e possono anche portare a deformazioni strutturali.
In secondo luogo il funzionamento è migliore anche con il bagnato e poi, ancora, è di più facile manutenzione e il numero limitato dei suoi componenti lo rende anche conveniente in fase di produzione dei veicoli.
Una curiosità è che nelle primissime applicazioni e ancora era così anche nella Citroen 2 CV e nella Dyane, il freno a disco non era posizionato sulle ruote ma la sua azione frenante avveniva direttamente sull’albero di trasmissione, vicino al differenziale. Il vantaggio era che in questa posizione si realizzava un minore surriscaldamento e consumo degli pneumatici.
Problemi nei sistemi pneumatici ed idraulici
Sia nei sistemi idraulici che in quelli pneumatici, il liquido che porta la pressione alle pastiglie frenanti, scorre all’interno di un circuito che può andare incontro ad usure e guasti. Le guarnizioni, in particolare, possono logorarsi con il tempo e provocare una perdita di liquido che alla fine inficia l’azione frenante. Alcuni segnali potrebbero aiutarti a capire quando cambiare i dischi dei freni con il consiglio di non sottovalutare il problema.
Nei sistemi pneumatici le pressioni in gioco sono notevoli, per cui anche le tubazioni devono essere adeguate. Nonostante questo una tubazione si può sempre rompere, per cui è necessario procedere regolarmente ad una revisione dell’impianto al fine di prevenire guasti che potrebbero rivelarsi altamente pericolosi.
