Modulo 2 - Frenatura dei veicoli stradali

Conoscere le caratteristiche degli organi di frenatura e le forze che entrano in gioco è fondamentale per essere in grado di controllare in ogni situazione il veicolo.

Aderenza e attrito

L'aderenza consente di trasferire alla strada la forza di trazione generata dal motore (o la forza frenante) mantenendo la rotazione del pneumatico. E' un coefficente dato dal rapporto tra la forza, di trazione o di frenatura, e il peso che grava sulla ruota. Tale coefficente varia a seconda del tipo di pavimentazione (asfalto liscio o ruvido, cemento), dal pneumatico (battistrada e pressione di gonfiaggio), dal materiale interposto tra strada e gomma (acqua, sabbia, ghiaccio, neve, ecc) e dalla velocità (all'aumentare della velocità l'aderenza diminuisce). Si parla di aderenza longitudinale quella che consente il movimento e la fermata del veicolo, di aderenza trasversale quella che, in curva, consente il cambio di direzione.
Se durante una frenata, la forza frenante supera il valore limite dell'aderenza, la ruota si blocca e scorrerà sulla strada strisciando (attrito radente). In tal caso, lo spazio di frenatura aumenta e si perde anche l'aderenza laterale, non potendo quindi controllare il veicolo con lo sterzo.

aderenza

La frenatura si dice di arresto, se occorre dissipare tutta l'energia cinetica posseduta dal veicolo (e quindi fermarlo) o di rallentamento, se serve a dissipare una parte dell'energia o, in caso delle discese, impedire un aumento della stessa energia cinetica. Nel caso di frenatura di arresto occorre dissipare una notevole quantità di energia in breve tempo, questo comporta il problema di surriscaldamento degli elementi frenanti.

Freno a tamburo

Dispositivo che è costituito da un tamburo che gira con la ruota e da ganasce che sono fisse su un piatto fisso al telaio. Quando si aziona il freno, le ganasce si allargano e la superfice esterna va a contatto con la superfice interna del tamburo generando attrito.

Vantaggi: Maggiore forza frenante iniziale
Svantaggi: Minore raffreddamento e perdita di efficenza superiore al freno a disco

freno tamburo

Freno a disco

E' costituito da un disco, che ruota, e una parte fissa, la pinza, solidale al telaio. Nella parte interna della pinza ci sono le pasticche che, premute contro il disco, producono attrito e quindi rallentamento della ruota.

Vantaggi: il disco si raffredda prima del tamburo e quindi mantiene maggiore efficacia.
Svantaggi: occorre maggiore forza sulle pasticche vista la minore superfice d'attrito rispetto a analogo freno a tamburo (circa metà)

freno disco

Nell'azionamento, il freno dissipa l'energia cinetica in calore (energia termica) tramite l'attrito. La forza impressa e la durata dell'azionamento determina il maggiore o minore riscaldamento. Il freno a disco mantiene un'efficenza anche a temperature superiori oltre al fatto di raffreddarsi meglio.

temperatura freni