OTTIMIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI DEL DISCO FRENO

Comprendere le nozioni di base sui dischi freno può aiutarti a evitare problemi e a ottenere le prestazioni e la longevità del sistema che ti aspetti.

IL CUORE DEL TUO IMPIANTO FRENANTE

La chiave per ottenere prestazioni eccezionali del sistema frenante è comprendere l'interazione tra pastiglie e dischi freno. In buona sostanza, i sistemi frenanti convertono l’energia cinetica in energia termica;  questo avviene quando il materiale di attrito delle pastiglie dei freni entra in contatto con la superficie del disco. Quando questo abbinamento non è ottimizzato, possono verificarsi numerosi problemi indesiderati.

1. SURRISCALDAMENTO DEI DISCHI FRENO

Tutto il calore generato dal processo di frenata deve essere smaltito velocemente quando non viene adeguatamente dissipato, i dischi  possono surriscaldarsi, provocando una serie di sintomi indesiderati, tra cui le vibrazioni causate dall'eccentricità del disco. Il "run-out" può verificarsi quando la struttura in ghisa di un disco supera il limite massimo di temperatura (circa 650°C). Il surriscaldamento può essere causato da pratiche di guida inadeguate, come ripetute frenate improvvise ad alta velocità senza consentire il raffreddamento dei dischi. Considerate che la quantità di energia termica prodotta durante una singola frenata da 90 km/h potrebbe far bollire due litri d'acqua in soli tre secondi.

Un disco del freno surriscaldato

Anche un rodaggio improprio che provoca la vetrificazione delle pastiglie nuove può portare al surriscaldamento causando un attrito eccessivo.

È importante notare che quando le temperature dei freni diventano estreme, l’efficienza complessiva della frenata diminuisce. E quando le temperature si avvicinano alla soglia dei 650°C, si verificano una serie di cambiamenti metallurgici. La superficie del disco cambia la sua struttura cristallina e gli strati esterni di ghisa si trasformano in una struttura molto più dura conosciuta come cementite. Allo stesso tempo, gli strati interni mantengono una struttura più morbida.

Questo fenomeno porta ad un effetto "ice crust" in cui il minore coefficiente di attrito della cementite  causerà lo scivolamento del blocco di attrito contro il disco in alcune zone, generando una sensazione di frenata irregolare per il conducente.

Questi cambiamenti metallurgici sono evidenti se osservati al microscopio. I cristalli di cementite appaiono come ulcere sulla superficie di un disco freno che ha subito un surriscaldamento.

SEGNALI DI PERICOLO: MACCHIE BLU

Tra i primi e più comuni segni visivi di surriscaldamento locale ci sono le macchie blu sulla superficie del disco del freno. Inoltre, man mano che il surriscaldamento si intensifica e la struttura cristallina della cementite si espande, la geometria del disco può iniziare a cambiare, provocando un run-out e una corrispondente vibrazione.

Crepe sulla superficie di lavoro del disco del freno

Questo processo può anche causare crepe sulla superficie del disco. Man mano che le cricche si allungano, diventano anche più profonde, influenzando ulteriormente la geometria del disco e la probabilità di run-out. Eventuali crepe più lunghe di 30 mm richiedono la sostituzione del disco. Un altro indizio di surriscaldamento è la presenza di bordi bianchi sgretolati sul materiale di attrito delle pastiglie freno.

SOLUZIONE

Il corretto rodaggio dei freni è il modo migliore per evitare questi e altri problemi del sistema frenante. Concentrarsi sulla frenata moderata durante i primi 300 km (200 miglia) di servizio. Non effettuare frenate brusche durante questo periodo poiché i dischi saranno più suscettibili al surriscaldamento.

Un'altra causa comune di surriscaldamento è una pinza bloccata. Assicurarsi che le guide della pinza siano prive di contaminazioni in modo che possano scorrere correttamente.

2. I DISCHI SONO USURATI

A volte le rotture e il surriscaldamento sono causati dal fatto che i dischi hanno raggiunto la fine della loro vita utile.

MONITORARE LO SPESSORE DEL DISCO

Quando un disco ha raggiunto lo spessore minimo di esercizio è necessario sostituirlo. Non cercare di prolungare la vita di un disco usurato semplicemente installando nuove pastiglie. Questa è una pratica pericolosa.

Lo spessore minimo del disco consigliato dal produttore si basa su ricerche approfondite sulla fisica della frenata. Se il disco è troppo sottile, non sarà in grado di dissipare adeguatamente il calore ed è probabile che perda forza, portando a un surriscaldamento potenzialmente pericoloso e, in casi estremi, a guasti catastrofici. Inoltre, i dischi usurati hanno maggiori probabilità di generare rumore dei freni.

In conclusione: se lo spessore del disco è anche vicino alle specifiche minime del produttore, è necessario sostituirlo quando si installano nuove pastiglie.

Disco freno fortemente usurato con scanalature superficiali

3. SUPERFICI SPORCHE

Una causa spesso trascurata dei problemi di frenata è la presenza anche di piccole quantità di sabbia e altri contaminanti sulla superficie del mozzo e/o sulla superficie interna del disco del freno. Anche solo pochi granelli di sabbia sul mozzo possono causare un notevole run-out, quindi assicurati che tutte le superfici di lavoro siano pulite.

Contaminazione della superficie del disco

SOLUZIONE: LA PULIZIA

Ogni superficie della ruota presenta geometrie precise che devono essere mantenute per tutta la vita del veicolo. Anche un piccolo granello di materiale estraneo può provocare vibrazioni avvertibili al volante. Pulisci accuratamente tutte le superfici e mantienile pulite per proteggere il tuo lavoro.

4. VARIAZIONE SPESSORE DEL DISCO (DTV)

Quando lo spessore di un disco freno varia eccessivamente da un punto all'altro, è necessario sostituire il disco, non importa quanto “nuovo” possa essere. La variazione dello spessore del disco (DTV) è generalmente causata dal trasferimento non uniforme del materiale di attrito della pastiglia sulla superficie del disco. Ciò si verifica spesso quando le nuove pastiglie non sono montate correttamente. La DTV può essere causata anche dal disallineamento del disco durante l'installazione.

Per identificare correttamente il DTV è necessario l'uso di un micrometro per acquisire misurazioni dello spessore in otto punti attorno alla circonferenza del disco, con un intervallo di 45 gradi da ciascun punto, coprendo le aree esterne, centrali e interne del disco.

Misurare il disco con un micrometro in 8 zone

Per determinare il DTV, selezionare i valori di spessore minimo e massimo derivati dagli otto punti misurati. Se la differenza tra questi valori è 0,025-0,035 mm, ad esempio, utilizzare questo intervallo per misurare lo spessore del nuovo disco in tre punti e confrontarlo con le specifiche del produttore.

Guarda questo video per imparare a misurare lo spessore del disco.

5. IL DISCO È STATO INSTALLATO IN MODO CORRETTO

Ancora una volta, la geometria di tutte le superfici delle ruote è fondamentale. Se, ad esempio, un disco freno non è stato posizionato in modo piatto contro il mozzo, la conseguente contaminazione della superficie di appoggio e/o la deformazione della faccia interna del disco causeranno probabilmente una vibrazione indesiderata. Anche un gioco eccessivo dei cuscinetti della ruota e/o un disallineamento della pinza possono provocare un run-out.

La mancata osservanza della coppia di serraggio e della sequenza consigliate dal produttore per i bulloni o i dadi della ruota può deformare la superficie di contatto del disco con il mozzo. Altre cause di distorsione legate all'installazione sono lo stress meccanico dovuto allo spostamento e un assemblaggio/installazione improprio della pinza e del disco. Le conseguenze di ciascuno di essi possono essere gravi e comprendono rumore, vibrazioni e, in casi estremi, guasti meccanici.

SOLUZIONE

Installare sempre il disco con una chiave dinamometrica utilizzando uno schema incrociato per i dispositivi di fissaggio e seguendo i requisiti di coppia prescritti dal produttore. Assicurarsi inoltre di verificare il corretto assemblaggio e installazione dell'alloggiamento della pinza prima di installare il disco.

6. UTILIZZARE SEMPRE DISCHI DI QUALITÀ

Scegli sempre una marca di freni che conosci e di cui ti fidi. Ricorda, molte importanti caratteristiche di qualità sono invisibili a occhio nudo. Non è possibile, ad esempio, valutare i valori metallurgici di un disco senza un microscopio e una formazione approfondita.

SOLUZIONE

Usa ciò che conosci e di cui ti fidi. Evita marchi e parti con cui hai poca o nessuna esperienza. Ogni disco e pastiglia freno Jurid è progettato per fornire prestazioni e affidabilità uguali o migliori delle parti originariamente installate sul veicolo.

PER SAPERNE DI PIÙ

IN SINTESI

1. Misurare lo spessore del disco e se inferiore o prossimo alla specifica minima, sostituirlo immediatamente.
2. Utilizzare solo componenti dei freni provenienti da una fonte di fiducia.
3. Affidarsi ad un tecnico qualificato che possa garantire una corretta installazione.
4. Chiedere al  tecnico di eseguire la manutenzione anche sulle pinze dei freni quando installa nuovi dischi e pastiglie.
5. Seguire attentamente la procedura di montaggio consigliata per pastiglie e dischi nuovi.

Per ulteriori informazioni sui guasti del disco freno, consultare la tabella soluzione dei  problemi dischi freno:

TABELLA GUASTI DISCO FRENO

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Il contenuto di questo articolo è solo a scopo di intrattenimento, informativo e promozionale e non deve essere utilizzato al posto della richiesta di consulenza professionale da parte di un tecnico o meccanico certificato. Ti invitiamo a consultare un tecnico o un meccanico certificato se hai domande o dubbi specifici relativi a uno qualsiasi degli argomenti trattati nel presente documento. In nessun caso saremo responsabili per eventuali perdite o danni causati dal fare affidamento su qualsiasi contenuto