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COME EVITARE PROBLEMI CON I DISCHI FRENO

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Perché alcuni automobilisti  avvertono una vibrazione attraverso il volante o il pedale del freno durante la frenata? Perché i dischi  diventano blu o si rompono?

FISICA DELLA FRENATA

 

Innanzitutto, un po' di teoria. Durante la frenata, le pastiglie vengono premute contro il disco e provocano attrito. In questo caso, il disco si riscalda poiché l'energia cinetica creata durante la frenata viene convertita in calore.

Un'altra funzione del disco freno è quella di dissipare il calore generato durante la frenata. Il materiale di attrito della pastiglia contiene abrasivi che interagiscono con la superficie del disco: un'irregolarità si aggrappa all'altra.

È importante tenere presente questi due fenomeni durante la frenata.

Types of friction during braking

Tipi di attrito durante la frenata

1. SURRISCALDAMENTO DEI DISCHI FRENO

 

La prima causa di usura del disco freno è il surriscaldamento. Il surriscaldamento è distruttivo. La struttura in ghisa di un disco freno standard inizia a cambiare quando viene raggiunta la temperatura critica di circa 650°C. Questa temperatura viene facilmente superata se l'automobilista non consente ai dischi di raffreddarsi dopo ripetute frenate improvvise da alta velocità. Inoltre, il surriscaldamento del disco del freno può essere il risultato di un eccessivo attrito dovuto al montaggio  improprio delle nuove pastiglie.

An overheated brake disc

Un disco freno surriscaldato

La quantità di energia rilasciata durante una frenata con una  velocità di 90 km/h è sufficiente per far bollire due litri d'acqua in tre secondi. Nel caso di un camion, questa energia è sufficiente per far bollire 53 litri di acqua in 4 secondi.

Con frenate intense, la temperatura delle pastiglie e dei dischi può raggiungere i 500-550°C. Un ulteriore aumento della temperatura è carico di una diminuzione dell'efficienza della frenata. Se la temperatura raggiunge il punto critico di circa 650°C, la superficie del disco cambia la sua struttura cristallina e la struttura in ghisa si trasforma in una fase molto più dura chiamata cementite. Allo stesso tempo, negli strati interni del materiale dove si è verificato il surriscaldamento, la ghisa conserva una struttura più morbida.

La combinazione di ghisa morbida e cementite dura crea l'effetto crosta di ghiaccio. La cementite ha un coefficiente di attrito inferiore rispetto alla ghisa, quindi il blocco premuto contro di essa scivolerà rispetto a un'altra parte della superficie del disco. Il risultato è una frenata irregolare, che si sente chiaramente sul pedale. In questo caso, il runout del disco non supererà sempre i valori critici, che non superano 0,1 mm lungo la periferia esterna del disco.

La struttura di un disco normale, costituito da ghisa grigia, e la struttura modificata di cementite, differiscono notevolmente se osservate al microscopio. I cristalli di cementite sulla superficie sembrano ulcere sulla superficie del disco del freno. I primi segni visivi di surriscaldamento locale possono essere macchie blu ben visibili sulla superficie del disco.

PUNTI BLU SULLA SUPERFICIE DEL DISCO DEL FRENO
 

L'intensificarsi del surriscaldamento estremo porta ad un'ulteriore propagazione della struttura cristallina della cementite sulla superficie del disco freno, provocando un cambiamento nella sua geometria. Le unità disco e il driver sente l'esaurimento.

Cracks on the brake disc operating surface

Crepe sulla superficie operativa del disco del freno

La lunghezza delle crepe non deve essere superiore a 25-30 millimetri. Più lunga è la crepa, più profonda è, il che influisce anche sulla geometria del disco e sulla probabilità usura. Il surriscaldamento del disco, che potrebbe non essere visibile visivamente, può essere determinato indirettamente dai bordi bianchi che si sbriciolano del pad.

Solution
 

Attenersi alle regole di assestamento nei freni: durante i primi 300 km è importante frenare moderatamente. In fase di rodaggio è opportuno evitare brusche frenate, altrimenti i dischi non avranno il tempo di raffreddarsi e potrebbero potenzialmente raggiungere una temperatura critica alla quale aumenta notevolmente il rischio di surriscaldamento.

Tenere pulite le guide della pinza. Se sono acidi o arrugginiti, la pinza potrebbe non aprirsi e le pastiglie potrebbero non allontanarsi dalla superficie del disco. L'attrito in questo caso sarà costante e il disco si surriscalderà.

 

 2. DISCHI USURATI

 

Inoltre, molto spesso il disco si surriscalda o si rompe perché è usurato e la sostituzione avrebbe dovuto essere fatta da tempo.

SPESSORE MINIMO DEL DISCO DEL FRENO
 

Molte persone credono che il disco freno debba essere sostituito quando il suo spessore ha raggiunto il valore minimo, indipendentemente dallo spessore delle pastiglie dei freni.

Un altro punto di vista consente l'utilizzo di un disco freno con uno spessore minimo in abbinamento a nuove pastiglie freno. Non appena si consumano, puoi mettere nuovi dischi e pastiglie. Questo non è corretto e non è sicuro.

Chi cambia il disco quando ha raggiungiunto lo dello spessore minimo sta facendo la cosa giusta.

Lo spessore minimo consigliato del disco del freno si basa sulla fisica. Se lo spessore è insufficiente, il disco non può dissipare il calore che si genera durante la frenata. Inoltre non può mantenere la forza richiesta. Le temperature sono notevolmente superiori a quelle consentite e vi è un alto rischio di surriscaldamento e persino di distruzione fisica. Inoltre, un disco freno usurato è più soggetto a effetti di risonanza che causano rumore del freno.

Nuove pastiglie freno non possono migliorare questa situazione. La durata di un disco freno usurato è inferiore a quella delle pastiglie freno nuove. Se lo spessore del disco rientra nelle specifiche, ma vicino al valore minimo consentito, è necessario sostituirlo quando si installano nuove pastiglie dei freni.

Brake Disc heavily worn with surface grooves

Disco freno fortemente usurato con scanalature superficiali

3. SPORCO TRA MOZZO E DISCO FRENO

 

Il terzo problema, spesso dimenticato, è la contaminazione della superficie del mozzo e la superficie interna del disco del freno. Uno strato di ruggine potrebbe non essere evidente, ma solo 2-3 granelli di sabbia sul mozzo ed è già di 0,1-0,15 millimetri nel raggio esterno che porta a un notevole runout. Se c'è dello sporco sul mozzo, pulirlo o cambiarlo.

Disc surface contamination

Contaminazione della superficie del disco

Solution
 

Quando si sostituisce un disco freno, è importante pulire a fondo la superficie del mozzo. Una piccola patina di 0,05 mm è sufficiente per iniziare a sentire le vibrazioni sul volante. In un sistema di frenatura a disco, il gioco medio tra la pastiglia e le superfici del disco è di circa 0,1 mm. Una grana di 0,05 mm sul mozzo dà 0,1 mm sulla periferia e porta al contatto tra pastiglia e disco durante la guida. Ciò può causare rumore durante la frenata.

4. VARIAZIONE DELLO SPESSORE DEL DISCO DEL FRENO

 

La quarta causa di usura del disco del freno è l'irregolarità nello spessore del disco. La ragione di ciò è il trasferimento irregolare del materiale di attrito della pastiglia sulla superficie del disco. Ciò si verifica spesso quando non vengono seguite le istruzioni di rodaggio del freno. Un disco del freno disallineato può anche causare la variazione dello spessore del disco (DTV).

Per capire che lo spessore del disco del freno non è uniforme,  è necessario misurarlo con un micrometro in 8 zone attorno alla circonferenza del disco con un intervallo di 45 gradi in ogni punto. Misurare l'esterno, il centro e l'interno del disco. Questo metodo di misurazione del disco del freno consente di determinare il DTV del freno sull'intera superficie di lavoro.

Measure the disc with a mircometer in 8 zones

Misurare il disco con un micrometro in 8 zone

Da tutti i valori ottenuti, vengono selezionati il minimo e il massimo, dopodiché viene calcolata la differenza tra loro. Consideriamo lo spread di valori tra 0,025-0,035 mm. Questo è sufficiente per misurare lo spessore del nuovo disco in tre punti, quindi dovrebbe essere verificato rispetto al parametro specificato nelle istruzioni di installazione del disco. Le informazioni sullo spessore minimo massimo consentito devono essere trovate nelle raccomandazioni della casa automobilistica o sul bordo del disco stesso.

Guarda questo video per imparare a misurare lo spessore del disco

 

  

5. INSTALLAZIONE ERRATA DEL DISCO FRENO
 

Il disallineamento del  disco del freno può essere causata da una sede obliqua rispetto al mozzo, che a sua volta può essere il risultato della contaminazione della superficie della sede o della deformazione. Un'altra causa di disallineamento è il gioco dei cuscinetti delle ruote o il disallineamento della pinza.

La distorsione della superficie di contatto con il mozzo è causata da un serraggio eccessivo o insufficiente dei bulloni o dadi della ruota, nonché dal mancato rispetto della coppia e della sequenza di serraggio consigliate dal produttore. Altre cause sono il serraggio eccessivo dei bulloni o dei dadi delle ruote, le sollecitazioni meccaniche dovute allo spostamento e il montaggio o l'installazione impropri della pinza e del disco. La conseguenza può essere rumore, vibrazioni o addirittura la disconnessione della superficie di contatto dal mozzo.

SOLUZIONE
 

Sostituire il disco con uno schema incrociato e serrare secondo le raccomandazioni del produttore. Prima di installare i dischi, è necessario verificare il corretto montaggio e installazione dell'alloggiamento della pinza.

6. QUALITÀ DEL DISCO DEL FRENO

 

I dischi freno di scarsa qualità non possono sempre essere riconosciuti dal loro aspetto. I motivi principali sono la qualità e la composizione del materiale, la non conformità con la tecnologia di produzione o l'uso di tecnologie obsolete.

SOLUZIONE
 

Evita ricambi economici di origine sconosciuta e scegli invece dischi freno di qualità e di noti produttori. 

I dischi freno Ferodo sono prodotti utilizzando solo la migliore metallurgia, processi di colata di altissima qualità, livelli di costruzione di primo equipaggiamento e rigorose misure di controllo della qualità. Tutti testati e approvati dagli ingegneri Ferodo che sviluppano soluzioni frenanti per i fornitori di sistemi frenanti e i produttori di veicoli.

 

 

RICORDA

 

  • Sostituire i dischi freno non appena raggiungono lo spessore minimo consigliato.
  • Scegli dischi freno di qualità, evita prodotti di origine sconosciuta.
  • RivolgIti a un tecnico qualificato per assicurarsi che il disco freno sia montato correttamente.
  • Durante l'installazione, chiedi ad uno specialista di verificare la pinza del freno.
  • Dopo l'installazione, fate attenzione al rodaggio frenando leggermente e spesso, per i primi 300 km.
     

Per ulteriori informazioni sui guasti dei dischi, controllarte la tabella diagnostica :

 

Per ulteriori informazioni sui guasti del disco del freno, controllate la tabella diagnostica: il contenuto di questo articolo è solo a scopo di intrattenimento, informativo e promozionale e non deve essere utilizzato al posto di chiedere consiglio professionale a un tecnico o meccanico certificato. Ti invitiamo a consultare un tecnico o un meccanico certificato in caso di 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 tuo affidamento su qualsiasi contenuto

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