Come funzionano i freni a disco dell’auto e perché è importante conoscerne la struttura? Quali sono i componenti e come si consumano? Che alternative ci sono per i veicoli più datati e cosa cambia se i freni sono diversi? Le soluzioni a disco e a tamburo sono le due principali per quasi tutti i veicoli in circolazione. Vediamo come funzionano e le principali differenze.
Come funzionano i freni a disco
I freni a disco della macchina si compongono di due elementi principali. Uno è il disco freno per auto, in movimento solidale con la ruota; l’altro è il sistema di pinza/pastiglie che vengono premute contro il disco per rallentarlo tramite resistenza di attrito. Si tratta del sistema più comune su tutti i veicoli moderni.
Le pastiglie freno sono elementi consumabili, perché ogni volta che vengono utilizzate c’è un leggero consumo. Quindi, col tempo lo spessore diventa minimo e vanno sostituite. In genere, ogni 20-30mila chilometri di percorrenza. Il disco invece ha una durata di servizio molto maggiore, circa tripla. Quando si sostituiscono i dischi freno, bisogna sostituire anche la pastiglie (tant’è che spesso si trovano sul mercato come kit).
L’attivazione delle pinze è in genere idraulica. La pressione del pedale del freno (o la centralina, in caso di frenata automatica, ad esempio con controllo di crociera adattivo) determina un aumento di pressione nel sistema, che va a spingere gli attuatori delle pinze, premendo le pastiglie contro i dischi.
La qualità dei materiali (leghe metalliche per i dischi, composti di vario tipo, dai minerali alle ceramiche per le pastiglie) determina il funzionamento dei freni a disco, la qualità della frenata e la durata dei componenti. Inoltre, i dischi possono avere baffi, fori o scanalature che disperdono il calore e le polveri.
Come funzionano i freni a tamburo
Il funzionamento dei freni a tamburo dipende da due elementi: il cosiddetto tamburo e le ganasce, che possono essere esterne o interne. Il tamburo del freno dell'auto è un cilindro in rotazione solidale con la ruota. È l’elemento consumabile su cui agiscono le ganasce per rallentarlo.
Le ganasce dei freni a tamburo sono elementi in metallo che racchiudono il tamburo dall’esterno, oppure che stanno all’interno del cilindro cavo e si allargano per entrare in contatto con la superficie di attrito.
La soluzione a tamburo è oggi meno diffusa; la si può trovare sugli assi posteriori di alcuni veicoli a trazione anteriore, anche perché quando si frena, il carico maggiore va a pesare sull’asse anteriore. Quali sono vantaggi e svantaggi dei freni a tamburo?
Il vantaggio immediato è l’economia: è un sistema più economico da produrre e con una buona potenza frenante. Le dimensioni generali della combinazione tamburo/ganasce sono inferiori rispetto alle dimensioni disco/pinze, a parità di carico da frenare. Per contro, la corsa delle ganasce si modifica notevolmente con l’usura e con la temperatura, per cui la sensazione di frenata al pedale è variabile rispetto al sistema a disco.
Freni a tamburo e freni a disco si possono sostituire?
Dopo aver visto la differenza tra freni a disco e freni a tamburo, considerando che ormai quasi tutti i veicoli nuovi montano dischi freno, può nascere la tentazione di aggiornare l’impianto frenante di un veicolo più vecchio, eliminando i tamburi per i dischi. È possibile?
La conversione freni da tamburo a disco è un’operazione complessa e non sempre possibile. Se infatti il principio di frenata per attrito è molto simile, la struttura dell’impianto nei pressi della ruota cambia moltissimo. Questo perché il disco è spesso inserito nel blocco ruota e ruota con esso, mentre il tamburo ruota su sé stesso. Inoltre, la corsa delle ganasce e quella delle pinze non è la stessa.
Se da un lato sostituire freni a tamburo con freni a disco non è impossibile, richiede necessariamente l’intervento di un meccanico esperto, che modifichi la struttura stessa dell’impianto frenante, con relativi pezzi di ricambio e ore di lavoro.
Conclusione
Il sistema di frenata a disco e il sistema a tamburo hanno pro e contro diversi. Ormai nella produzione di automobili si è affermato il sistema a dischi, in quanto più stabile e gestibile, anche per l’avanzamento tecnologico nella produzione dei materiali di attrito. Le differenze si trovano nei componenti e nella struttura stessa del freno nella zona della ruota.
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