Cosa devi sapere sul sistema frenante di un'auto?

Per la sicurezza stradale, ogni veicolo non deve solo essere in grado di manovrare in modo efficiente, ma anche fermarsi a breve distanza. E il secondo fattore è più importante. A tal fine, qualsiasi veicolo dispone di un sistema frenante.

Informazioni sul dispositivo e modifiche dello sterzo abbiamo detto poco prima. Consideriamo ora i sistemi frenanti: struttura, malfunzionamenti e principio di funzionamento.

Cos'è un sistema di frenatura?

Il sistema frenante di un veicolo è un insieme di parti e meccanismi, il cui scopo principale è rallentare la rotazione delle ruote il prima possibile. I sistemi moderni sono dotati di dispositivi elettronici e meccanismi che stabilizzano il veicolo in condizioni di frenata di emergenza o su strade instabili.

Tali sistemi e meccanismi includono, ad esempio, l'ABS (sulla sua struttura Leggi qui) e un differenziale (che cos'è e perché è necessario in un'auto, si dice in un'altra recensione).

Una breve digressione nella storia

Non appena la ruota è stata inventata, è sorta immediatamente la domanda: come rallentare la sua rotazione e rendere questo processo il più fluido possibile. I primi freni sembravano molto primitivi: un blocco di legno collegato a un sistema di leve. A contatto con la superficie della ruota, si creava attrito e la ruota si fermava. La forza frenante dipendeva dai dati fisici del conducente: più si premeva la leva, più velocemente si fermava il trasporto.

Nel corso dei decenni il meccanismo si è affinato: il blocco è stato rivestito in pelle, è stata modificata la sua forma e posizione vicino alla ruota. All'inizio del 1900 apparve il primo sviluppo di un freno per auto efficace, anche se molto rumoroso. Una versione più migliorata del meccanismo è stata proposta da Louis Renault nello stesso decennio.

Con lo sviluppo del motorsport, sono state apportate modifiche significative all'impianto frenante, poiché le auto hanno aumentato la potenza e, allo stesso tempo, la velocità. Già negli anni '50 del XX secolo apparve lo sviluppo di meccanismi davvero efficaci che assicurano la rapida decelerazione delle ruote dei veicoli sportivi.

A quel tempo nel mondo automobilistico c'erano già diverse opzioni per diversi sistemi: tamburo, disco, pattino, cinghia, idraulico e attrito. C'erano persino dispositivi elettronici. Naturalmente, tutti questi sistemi nel design moderno sono molto diversi dai loro primi omologhi e alcuni non vengono utilizzati affatto a causa della loro impraticabilità e bassa affidabilità.

Il sistema più affidabile di questi tempi è quello del disco. Le moderne auto sportive sono dotate di dischi di grandi dimensioni che funzionano in tandem con pastiglie dei freni larghe e le pinze in esse hanno da due a 12 pistoni. A proposito della pinza: ha diverse modifiche e un dispositivo diverso, ma questo è un argomento per un'altra recensione.

Le auto economiche sono dotate di un sistema di frenatura combinato: i dischi sono fissati ai mozzi anteriori ei tamburi sono fissati alle ruote posteriori. Le auto d'élite e sportive hanno freni a disco su tutte le ruote.

Come funziona l'impianto frenante

I freni si attivano premendo il pedale posto tra la frizione e il pedale dell'acceleratore. I freni sono azionati idraulicamente.

Quando il conducente preme il pedale, la pressione si accumula nella linea riempita di liquido dei freni. Il fluido agisce sul pistone del meccanismo situato vicino alle pastiglie dei freni di ciascuna ruota.

Più forte e più forte è il guidatore preme il pedale, più chiaramente viene applicato il freno. Le forze provenienti dal pedale vengono trasmesse agli attuatori e, a seconda del tipo di sistema, sulle ruote o le pastiglie bloccano il disco del freno, oppure si allontanano e si appoggiano ai cerchi del tamburo.

Per convertire gli sforzi del conducente in una maggiore pressione, c'è un vuoto nelle linee. Questo elemento aumenta il flusso del fluido nella linea. I sistemi moderni sono progettati in modo che se i tubi del freno sono depressurizzati, il freno continuerà a funzionare (se almeno un tubo rimane intatto).

I freni sono dettagliati nel seguente video:

Come funzionano l'impianto frenante e il servofreno.

Dispositivo del sistema frenante

I freni delle macchine sono composti da due categorie di elementi:

• Drive: un sistema che guida una parte del meccanismo del freno;
• Meccanismo: gli sforzi provengono dall'azionamento. Crea una forza che rallenta la rotazione del mozzo della ruota. La stragrande maggioranza dei meccanismi dei sistemi moderni funziona secondo il principio dell'attrito. Cioè, la forza di attrito viene utilizzata per arrestare la macchina.

L'azionamento del freno è dei seguenti tipi:

• Meccanico: nelle auto moderne viene utilizzato nel sistema del freno di stazionamento. Il suo design include una leva e un cavo che lo collega ai freni delle ruote posteriori. Alcuni modelli di auto sono dotati di una controparte elettronica. In questo caso, gli sforzi non dipendono dai dati fisici del proprietario dell'auto;
• L'idraulico è il principio con cui funzionano i sistemi più moderni. Il design di un tale azionamento include un pedale, un amplificatore a vuoto, cilindri funzionanti e principali, una linea (tubi);
• Pneumatico - utilizzato principalmente nel trasporto merci. Questo sistema è alimentato da aria compressa. Il suo dispositivo include: un compressore, un ricevitore, un pedale e altri elementi che garantiscono una pressione d'aria costante nel sistema;
• L'azionamento combinato elettropneumatico o di altro tipo è usato raramente, perché ha un dispositivo complesso e una manutenzione costosa.

Il dispositivo frenante comprende:

• Pinza: al suo interno è installato un cilindro funzionante che reagisce alle forze del liquido dei freni e blocca il disco. Un tale meccanismo è incluso nella progettazione dei freni a disco. Per quanto riguarda l'opzione economica, il freno a tamburo non ha una pinza e il cilindro slave si trova tra due pastiglie. La parte ha da una parte e dall'altra un pistone che dilata i pattini, in modo che si appoggino alle pareti del tamburo;
• Disco: è installato sui mozzi delle ruote (il più delle volte sulla parte anteriore). Sono realizzati in metallo spesso e resistente in grado di sopportare temperature elevate e pressioni significative. Alcuni modelli sono perforati per migliori prestazioni di frenata. Il raffreddamento dei dischi dopo la frenatura è assicurato esclusivamente da flussi d'aria;
• Le vecchie auto a tamburo avevano solo questi freni e le auto economiche prodotte oggi sono dotate di tali freni solo sull'asse posteriore. La frenatura in tali meccanismi non è efficace come nelle controparti del disco, ma in termini di affidabilità hanno un livello più alto (un oggetto estraneo, ad esempio un ramo, non può entrare nel meccanismo e bloccarne il funzionamento), quindi i produttori non hanno fretta di rimuoverli dalle loro auto;
• Le pastiglie sono un altro elemento che interviene nella frenata delle ruote. Questa è una parte metallica con rivestimento di attrito. Alcuni modelli hanno uno strato di colore e suono per indicare l'usura sulla superficie di attrito. Nel caso in cui un appassionato di auto si dimentichi di prestare attenzione alle condizioni dei freni, le pastiglie usurate si faranno sentire - uno scricchiolio costante durante la frenata.

Ingranaggi dei freni

L'auto decelera con due tipi di freni:

• Freni a tamburo: la stragrande maggioranza delle auto (principalmente modelli economici e rappresentanti della classe media) è dotata di tali meccanismi sull'asse posteriore. Sono altamente affidabili e stabili. In tali freni, a causa dell'usura delle pastiglie, si forma un gioco maggiore tra la superficie di attrito e le pareti dei tamburi. Il meccanismo include un regolatore che compensa questa distanza spostando i pad il più vicino possibile alle pareti del tamburo. Il processo di autoregolazione del meccanismo si verifica principalmente durante le frenate brusche. I freni sono raffreddati da nervature sul tamburo stesso e da un gran numero di parti metalliche;
• Freno a disco: utilizzato sull'asse anteriore e su auto sportive e auto premium e superiori, vengono utilizzati anche sull'asse posteriore. La pinza blocca il disco del freno su entrambi i lati. Questa disposizione richiede uno sforzo minore per decelerare la ruota, quindi questo sistema è più efficiente della controparte del tamburo. Per questo motivo, i meccanismi subiscono carichi di temperatura molto più elevati. Sui dischi moderni, sono realizzate speciali scanalature che migliorano la dissipazione del calore. Tali modifiche sono chiamate ventilate.

Questi due tipi di meccanismi sono inclusi nel dispositivo del sistema frenante principale di un'auto. Funziona come al solito, quando il conducente vuole fermare l'auto. Tuttavia, ogni vettura dispone anche di sistemi ausiliari. Ognuno di loro può lavorare individualmente. Ecco le loro differenze.

Sistema ausiliario (emergenza)

L'intera linea del freno è divisa in due circuiti. I produttori spesso collegano le ruote a un circuito separato lungo la diagonale dell'auto. Il vaso di espansione, installato sulla pompa freno, presenta al suo interno un deflettore ad un certo livello (corrisponde ad un valore minimo critico).

Finché i freni sono in ordine, il volume del liquido dei freni è maggiore del deflettore, quindi le forze del vuoto vengono applicate contemporaneamente ai due tubi flessibili e funzionano come una linea. Se il tubo si rompe o il tubo si rompe, il livello TOR scenderà.

Un circuito danneggiato non può essere pressurizzato fino a quando la perdita non viene riparata. Tuttavia, a causa della partizione nel serbatoio, il liquido non fuoriesce completamente e il secondo circuito continua a funzionare. Naturalmente, in questa modalità i freni funzioneranno due volte di più, ma l'auto non ne sarà completamente priva. Questo è sufficiente per raggiungere in sicurezza il servizio.

Sistema di parcheggio

Questo sistema è comunemente chiamato semplicemente il freno a mano. È usato come meccanismo di rinculo. Il dispositivo del sistema comprende un'asta (una leva posta in cabina vicino alla leva del cambio) e un cavo ramificato in due ruote.

Nella versione classica, il freno a mano attiva le pastiglie freno principali sulle ruote posteriori. Tuttavia, ci sono modifiche che hanno i propri pad. Questo sistema non dipende affatto dallo stato del TJ nella linea o da un malfunzionamento del sistema (malfunzionamento del vuoto o altro elemento dei freni principali).

Diagnostica e malfunzionamenti del sistema frenante

Il guasto più importante del freno è l'usura delle pastiglie dei freni. È molto facile diagnosticare: la maggior parte delle modifiche ha uno strato di segnale che, a contatto con il disco, emette un caratteristico cigolio durante la frenata. Se vengono utilizzati budget pad, le loro condizioni devono essere verificate all'intervallo specificato dal produttore.

Tuttavia, questo regolamento è relativo. Tutto dipende dallo stile di guida dell'automobilista. Se gli piace accelerare bruscamente su piccoli tratti di strada, queste parti si consumeranno più velocemente, poiché i freni verranno applicati più attivamente del solito.

Ecco una piccola tabella di altri difetti e come si manifestano:

Malfunzionamento:	Come si manifesta:	Ristrutturazione:
Usura dello strato di attrito sulle pastiglie; Rottura dei cilindri freno principali o funzionanti; Rottura del vuoto.	L'efficienza del sistema frenante è notevolmente diminuita.	Sostituire le pastiglie (se lo stile di guida è molto attivo, è necessario utilizzare modelli migliori); Controllare lo stato dell'intero sistema e identificare un elemento rotto; Se sono stati installati cerchi non standard (ad esempio, diametro maggiore), sarà anche necessario aggiornare il sistema frenante - come opzione, installare una pinza per pastiglie più grandi.
La comparsa di una sacca d'aria; Depressurizzazione del circuito; Surriscaldamento e ebollizione del TJ; Guasto del cilindro del freno principale o della ruota.	Il pedale non funziona o diventa insolitamente morbido.	Spurgare i freni (come farlo correttamente, Leggi qui); Non violare la procedura di sostituzione TJ specificata dal produttore; Sostituire l'elemento usurato.
Danni al vuoto o scoppio dei tubi; boccole TC usurate.	Ci vuole molto sforzo per premere il pedale.	Riparare un elemento guasto o diagnosticare la linea.
Le pastiglie dei freni si usurano in modo non uniforme; Rapida usura degli elementi del cilindro del freno; Depressurizzazione della linea del freno; I pneumatici si usurano in misura diversa (questa manifestazione raramente colpisce i freni - le ragioni principali dell'usura irregolare discusso in un altro articolo); Pressione dell'aria diversa nelle ruote.	Durante la frenata, l'auto viene tirata di lato.	Controllare la pressione dei pneumatici; Durante la sostituzione, installare correttamente le pastiglie dei freni; Diagnosticare tutti gli elementi dell'impianto frenante, identificare un guasto e sostituire la parte; Utilizzare parti di qualità (acquistare da fornitori di fiducia)
Disco del freno usurato o danneggiato; Disco della ruota rotto o usura dei pneumatici; Ruote non bilanciate correttamente.	Si avvertono vibrazioni durante la frenata.	Bilanciare le ruote; Controllare i cerchi e l'usura dei pneumatici; Verificare lo stato dei dischi del freno (se si frena con urgenza ad alta velocità, i dischi si surriscaldano, cosa che può causare deformazioni).
Pastiglie usurate o surriscaldate; Pastiglie intasate; La pinza si è spostata.	Rumore costante durante la guida o il suo aspetto ogni volta che si frena (cigolio, frantumazione o cigolio); Se lo strato di attrito è completamente cancellato, durante la frenata sentirai chiaramente il suono dello sfregamento delle parti metalliche e delle vibrazioni nel volante.	Controllare le condizioni delle pastiglie - se sono sporche o usurate; Sostituire le pastiglie; Quando si installa la pinza, lubrificare la piastra anti-cigolio e i perni.
Rottura del sensore ABS; Pinza freno intasata; Ossidazione dei contatti del sensore ABS o rottura del filo; Fusibile bruciato.	In un veicolo dotato di ABS, la spia si accende.	Verificare le prestazioni del sensore (al posto del dispositivo sospetto ne è installato uno noto funzionante); Se intasato pulire; Sostituire il fusibile; Diagnosticare la centralina del sistema.
Si alza il freno a mano (o si preme il pulsante del sistema di parcheggio); Il livello del liquido dei freni è diminuito; Guasto del sensore di livello TJ; Rottura del contatto del freno di stazionamento (o sua ossidazione); Pastiglie dei freni sottili; Problemi nel sistema ABS.	Se la macchina è dotata di un tale sistema di controllo, la spia del freno è costantemente accesa.	Controllare il contatto del freno di stazionamento; Diagnosticare il sistema ABS; Controllare l'usura delle pastiglie dei freni; Controllare il livello del liquido dei freni; Avere l'abitudine di controllare la posizione del freno a mano prima di mettersi alla guida.

Pastiglie e intervalli di sostituzione del disco freno

Il controllo delle pastiglie dei freni deve essere effettuato durante i cambi stagionali degli pneumatici. Ciò semplifica la diagnosi puntuale dell'usura. A differenza dei fluidi tecnici, che devono essere cambiati a intervalli regolari, le pastiglie dei freni cambiano in caso di guasto improvviso (ad esempio, a causa di detriti, la superficie di attrito si è consumata in modo non uniforme), o quando si consumano fino a un certo strato.

Per aumentare la sicurezza del sistema frenante, molti produttori dotano le pastiglie di uno speciale strato di segnale (i freni scricchiolano quando lo strato di base si è consumato). In alcuni casi, il proprietario dell'auto può determinare l'usura degli elementi tramite l'indicazione del colore. L'efficacia delle pastiglie dei freni diminuisce quando hanno uno spessore inferiore a due o tre millimetri.

Prevenzione dei freni

Affinché il sistema di frenatura non si guasti bruscamente e che i suoi elementi elaborino tutte le risorse a cui hanno diritto, è necessario attenersi alle regole di base e semplici:

1. La diagnostica deve essere eseguita non in un servizio di garage, ma in una stazione di servizio con apparecchiature di precisione (soprattutto se l'auto è dotata di un sistema elettronico complesso) e in cui lavorano specialisti;
2. Rispettare le norme per la sostituzione del liquido dei freni (indicate dal produttore - in pratica si tratta di un periodo di ogni due anni);
3. Dopo aver sostituito i dischi del freno, evitare la frenata attiva;
4. Quando compaiono segnali dal computer di bordo, è necessario contattare il servizio il prima possibile;
5. Quando si sostituiscono i componenti, utilizzare prodotti di qualità di produttori affidabili;
6. Quando si sostituiscono le pastiglie dei freni, lubrificare tutte le parti della pinza che ne hanno bisogno (questo è indicato nelle istruzioni per l'uso e l'installazione del meccanismo);
7. Non utilizzare ruote che non sono di serie per questo modello, in quanto in questo caso le pastiglie si consumeranno più velocemente;
8. Evitare frenate brusche alle alte velocità.

Seguire queste semplici linee guida non solo prolungherà la durata dei freni, ma renderà ogni viaggio il più sicuro possibile.

Inoltre, questo video descrive la prevenzione e la riparazione del sistema frenante dell'auto:

Rio, Solaris corretta manutenzione dell'impianto frenante + sostituzione pastiglie.

Domande e risposte:

Che tipo di impianti frenanti esistono? I sistemi di frenatura per auto si dividono in: funzionante, di scorta, ausiliario e di parcheggio. A seconda della classe dell'auto, ogni sistema ha le sue modifiche.

A cosa serve il sistema del freno di stazionamento? Questo sistema è anche chiamato freno a mano. Ha principalmente lo scopo di impedire a un'auto di arretrare in discesa. Si attiva in fase di parcheggio o per una partenza agevole in salita.

Che cos'è un sistema di frenatura ausiliaria? Questo sistema fornisce un controllo aggiuntivo di una velocità costante del veicolo durante una lunga discesa (usando il freno motore).