Frenata: i fattori determinanti

Dopo aver visto le determinanti di una buona maneggevolezza, passiamo ora alla frenata. Vedrai che ci sono più variabili di quanto pensi e che questo non è limitato alla dimensione del disco e dei pad.

Va subito ricordato che la frenata consiste nel convertire l'energia cinetica in calore utilizzando dispositivi meccanici o elettrici (quando si tratta di freni elettromagnetici, che possono essere visti su camion, auto ibride ed elettriche).

Ovviamente invito i più esperti ad arricchire l'articolo inviando idee in fondo alla pagina, grazie a loro in anticipo.

Vedi anche:

• Comportamento alla guida: fattori determinanti
• Variabili che possono ingannare un tester automobilistico

Pneumatici

Gli pneumatici sono fondamentali per la frenata perché subiranno la maggior parte dei limiti fisici. Lo ripeto spesso, ma mi sembra irragionevole risparmiare su questo punto... Anche i conducenti con disabilità dovrebbero privilegiare le gomme di qualità (la differenza si nota davvero...).

Tipo di gomma

Innanzitutto si tratta di una gomma che sarà di qualità più o meno buona, con un evidente vantaggio per chi possiede una gomma di prima scelta. Ma oltre alla qualità, la gomma sarà anche morbida, con una migliore maneggevolezza con una mescola morbida e una migliore resistenza all'usura con una mescola dura. Tuttavia, fai attenzione, la gomma morbida a temperature estreme può diventare troppo morbida e causare il rotolamento. Nei paesi molto caldi ci si deve adattare indossando gomme più dure, un po' come facciamo d'inverno con le gomme invernali (che hanno una gomma più morbida per adattarsi al freddo).

Poi ci sono i disegni del battistrada con pneumatici che saranno più efficienti nella direzione asimmetrica e anche migliori. Quelli simmetrici sono i più semplici e i più economici perché sono esattamente simmetrici... Insomma, sono più ruvidi e tecnicamente meno avanzati.

Dovresti essere consapevole che la gomma si rompe durante la frenata e che la forma delle sculture sarà fondamentale per migliorare la trazione. Gli ingegneri progettano quindi forme che massimizzano il contatto pneumatico-strada in queste condizioni.

A terra, e dovresti già saperlo, è preferibile avere una superficie liscia (vietata sulle strade pubbliche), cioè senza scultura e completamente liscia! Infatti, più la superficie del pneumatico è a contatto con la strada, più grip si ha con esso, e quindi più i freni funzioneranno.

Dimensioni?

Anche la dimensione del pneumatico è fondamentale e ha senso, poiché maggiore è la dimensione del pneumatico, migliore è l'aderenza e quindi, di nuovo, i freni funzioneranno con maggiore intensità. Quindi, questo è il primo valore in termini di dimensioni: 195/60 R16 (qui la larghezza è 19.5 cm). La larghezza è più importante del diametro in pollici (che molti "turisti" si limitano a guardare... dimenticando il resto).

Più sei magro, più facile sarà bloccare le ruote durante le frenate brusche. Quindi, più sottili sono le gomme, meno ruolo possono svolgere i freni ...

Nota però che su strade molto bagnate (o innevate) è meglio avere pneumatici più sottili, perché così possiamo raccogliere il peso massimo (da cui l'auto) su una superficie piccola, e il supporto è più importante in una piccola area. l'aderenza sarà quindi promossa (quindi una superficie scivolosa merita più supporto per compensare) e uno pneumatico particolarmente piccolo dividerà l'acqua e la neve (meglio di uno pneumatico largo che terrà troppo tra la strada e la gomma). Ecco perché le gomme sono larghe come quelle dell'AX Kway nei rally sulla neve...

Inflazione?

Gonfiare una gomma avrà un effetto molto simile alla tenerezza della gomma... Infatti, più una gomma è gonfiata, più si comporterà come una gomma dura, quindi in generale è meglio essere un po' bassi che troppo alti. Attenzione però, una pressione dell'aria insufficiente comporta il rischio di un'esplosione ad alta velocità, che è una delle cose peggiori che possono capitare a un guidatore, quindi non riderci mai sopra (guarda la tua macchina di tanto in tanto). Consente di evitarlo perché uno pneumatico sgonfio è visibile rapidamente. La regola è controllare la pressione al suo interno ogni mese).

Quindi, in frenata, abbiamo un po' più di grip con una gomma meno gonfia, semplicemente perché abbiamo più superficie a contatto con la strada (più compressione fa sì che la gomma sia appiattita a terra, che è più importante). Con una gomma molto gonfia avremo meno superficie a contatto con il bitume e perderemo la morbidezza della gomma in quanto si deformerà meno quindi bloccheremo più facilmente le ruote.

Nella parte superiore, il pneumatico è meno gonfio, quindi si diffonde su una superficie bituminosa più ampia, il che riduce il rischio di scivolamento.

Si noti inoltre che gonfiando con aria normale (80% azoto e 20% ossigeno) aumenterà la pressione a caldo (ossigeno che si espande), mentre pneumatici con 100% azoto non avranno questo effetto (l'azoto rimane buono).

Quindi non sorprenderti di vedere +0.4 bar in più quando misuri la pressione a caldo, sapendo che devi farlo a freddo se vuoi vedere la pressione reale (a caldo è molto fuorviante).

Dispositivo di frenatura

Tutte le auto hanno a priori freni maggiorati, poiché tutte hanno l'ABS. È qui che ci rendiamo conto che una buona frenata dipende principalmente dalla sinergia tra pneumatico e dispositivo frenante.

Una buona frenata con pneumatici piccoli o gengive difettose causerà bloccaggi regolari e quindi l'attivazione dell'ABS. Al contrario, pneumatici molto grandi con freni medi causeranno una lunga distanza di frenata senza che le ruote possano bloccarsi. Insomma, favorire troppo l'uno o favorire troppo l'altro non è molto saggio, più si potenzia la potenza frenante e più bisogna fare in modo che la gomma possa seguirla.

Vediamo allora alcune caratteristiche dei dispositivi di frenatura.

Dimensione del disco

Maggiore è il diametro del disco, maggiore è la superficie di attrito delle pastiglie durante un giro della ruota. Ciò significa che ci sarà più tempo per rinfrescarsi tra i due giri in superficie, e quindi avremo una frenata più prolungata (che si tratti della frizione di più freni o della stessa frenata: una frenata brusca a 240 km/h implica che buona resistenza perché i dischi saranno soggetti ad attrito per una lunga distanza/lungo periodo di tempo).

Pertanto, avremo sistematicamente freni più grandi all'anteriore e più piccoli al posteriore, perché il 70% della frenata è assorbito dall'anteriore e il posteriore serve in gran parte a fornire stabilità in frenata (altrimenti, il posteriore vuole logicamente passare in anteriore.Un'auto che non si attacca diritta con un alto carico aerodinamico, è necessario regolarlo costantemente durante la guida).

Tipi di dischi

Come puoi immaginare, ci sono diversi tipi di dischi. Prima di tutto, questi sono dischi rigidi e dischi ventilati. Un disco solido è una normale piastra "metallica rotonda" che accumula facilmente calore per effetto Joule (qui si incarna sotto forma di attrito meccanico che provoca il riscaldamento). Il disco ventilato è in realtà un disco cavo al centro, può anche essere visto come due dischi incollati insieme con uno spazio vuoto al centro. Questa cavità impedisce l'accumulo di troppo calore perché l'aria è un conduttore di calore molto più piccolo e immagazzina meno calore (insomma è un buon isolante e un cattivo conduttore di calore) e quindi riscalderà meno di un pieno equivalente (quindi con la stesso spessore del disco).

Poi arrivano i dischi duri e forati, con una differenza abbastanza simile tra i dischi duri e ventilati. Fondamentalmente eseguiamo dei fori nei dischi per migliorare il raffreddamento dei dischi. Infine ci sono i dischi scanalati che sono i più efficaci: raffreddano meglio dei dischi pieni e sono più stabili dei dischi forati, che non sono così uniformi di temperatura (proprio a causa dei fori). E poiché il materiale diventa fragile se riscaldato in modo non uniforme, nel tempo possiamo vedere delle crepe qua e là (rischio di rottura del disco, che è un disastro quando accade durante la guida).

Ecco un disco ventilato

Dischi alternativi come carbonio/ceramica per una maggiore resistenza. In effetti, questo tipo di cerchio funziona a temperature più elevate rispetto a quelle migliori per la guida sportiva. Tipicamente, un freno convenzionale inizia a surriscaldarsi quando la ceramica raggiunge la temperatura di crociera. Pertanto, con i freni a freddo, è meglio utilizzare dischi convenzionali, che funzionano meglio a basse temperature. Ma per l'equitazione sportiva, la ceramica è più adatta.

Quando si tratta di prestazioni di frenata, non dovremmo sperare di più con la ceramica, sono principalmente le dimensioni del disco e il numero di pistoni della pinza a fare la differenza (e tra metallo e ceramica, è principalmente il tasso di usura e il cambiamento della temperatura di esercizio) .

Tipi di piastrine

Come per le gomme, risparmiare sulle pastiglie non è il modo più intelligente di procedere perché contribuiscono notevolmente ad accorciare la distanza di arresto.

D'altra parte, dovresti sapere che più pastiglie di qualità hai, più consumeranno i dischi. Questo è logico, perché se hanno più potere di attrito, levigano i dischi un po' più velocemente. Al contrario, ci metti dentro due saponette invece, in un milione di anni si consumano i dischi, ma anche lo spazio di frenata sarà un eterno bacino...

Infine, tieni presente che le pastiglie più efficienti tendono a produrre un rumore sibilante durante la frenata quando la temperatura non è critica.

In breve, dal peggiore al migliore: distanziatori organici (kevlar/grafite), semi-metallici (semi-metallici/semi-organici) e infine cermet (semi-sinterizzati/semi-organici).

Tipi di staffe

Il tipo di pinza influisce principalmente sulla superficie di attrito associata alle pastiglie.

Innanzitutto ci sono due tipologie principali: le pinze flottanti, che sono abbastanza semplici ed economiche (ganci solo da un lato...), e le pinze fisse, che hanno i pistoncini su entrambi i lati del disco: poi si ripiega e poi possiamo usare qui forze frenanti più elevate, che non funzionano bene con una pinza flottante (che è quindi riservata a veicoli più leggeri che ricevono meno coppia dalla pompa).

Poi c'è il numero di pistoni che spingono le pastiglie. Più pistoni abbiamo, maggiore è la superficie di attrito (pastiglie) sul disco, il che migliora la frenata e ne riduce il riscaldamento (più calore viene distribuito su una superficie alta, meno si ottiene un riscaldamento critico). Riassumendo, possiamo dire che più pistoni abbiamo, più grandi saranno le pastiglie, il che significa che più superficie, più attrito = più frenata.

Per capire le vignette: se premo una pastiglia da 1 cm2 su un disco rotante, faccio un po' di frenata e la pastiglia si surriscalda molto velocemente (dato che la frenata è meno importante, il disco gira più velocemente e impiega più tempo, il che rende la pastiglia molto calda ). Se premo con la stessa pressione su una pastiglia da 5 cm2 (5 volte di più), ho una superficie di attrito maggiore, che quindi frenerà il disco più velocemente, e un tempo di frenata più breve limiterà il surriscaldamento delle pastiglie. (Per ottenere lo stesso tempo di frenata, il tempo di attrito sarà più breve, e quindi minore è l'attrito, minore sarà il calore).

Più pistoni ho, più preme sul disco, il che significa che frena meglio

La posizione della pinza rispetto al disco (più avanti o indietro) non avrà alcun effetto, e la posizione sarà legata ad aspetti pratici o addirittura di raffreddamento (a seconda della forma aerodinamica dei passaruota, è più vantaggioso posizionare loro in una posizione o nell'altra).

Mastervac / servofreno

Quest'ultimo aiuta in frenata perché nessuno dei due piedi ha la forza di spingere abbastanza forte sulla pompa freno per ottenere una frenata significativa: la pastiglia poggia sui dischi.

Per aumentare lo sforzo, c'è un servofreno che ti dà energia extra per premere il pedale del freno. E a seconda del tipo di quest'ultimo, avremo freni più o meno bruschi. Su alcune vetture PSA, di solito è impostato troppo forte, tanto che iniziamo a bussare non appena tocchiamo il pedale. Non adatto per il controllo della frenata nella guida sportiva...

Insomma, questo elemento può aiutare a migliorare la frenata, anche se alla fine non è proprio così... Infatti, si limita a semplificare l'utilizzo delle capacità di frenata offerte dai dischi e dalle pastiglie. Perché non è perché hai un aiuto migliore, hai un'auto che frena meglio, questo parametro viene preso principalmente dalla calibrazione di dischi e pastiglie (l'aiuto facilita solo le frenate brusche).

Liquido dei freni

Quest'ultimo deve essere cambiato ogni 2 anni. In caso contrario, accumula acqua per condensa e la presenza di acqua nell'LDR provoca la formazione di gas. Quando riscaldato (quando i freni raggiungono la temperatura) evapora e quindi si trasforma in gas (vapore). Sfortunatamente, questo vapore si espande quando è caldo, quindi spinge sui freni e lo fa sentire allentato durante la frenata (perché il gas si comprime facilmente).

Geometria / telaio

Anche la geometria del telaio sarà una variabile da tenere in considerazione perché quando la macchina rallenta forte va a sbattere. Un po' come il disegno del battistrada di un pneumatico, lo schiacciamento darà una forma diversa alla geometria, e questa forma dovrebbe favorire una buona frenata. Non ho molte idee qui, e quindi non posso fornire maggiori dettagli sulle forme che favoriscono una sosta più breve.

Uno scarso parallelismo può anche causare trazione a sinistra oa destra durante la frenata.

Ammortizzatori

Gli ammortizzatori sono considerati il ​​fattore determinante durante la frenata. Come mai ? Perché contribuirà o meno al contatto della ruota con il terreno ...

Diciamo però che su una strada perfettamente pianeggiante gli ammortizzatori non avranno un ruolo importante. D'altra parte, su una strada non ideale (nella maggior parte dei casi), ciò consentirà alle gomme di essere il più strette possibile sulla strada. Infatti con ammortizzatori usurati avremo un piccolo effetto di rimbalzo della ruota, che in questo caso sarà una piccola frazione del tempo in aria, e non sull'asfalto, e si sa che frenare la ruota in aria fa non ti permettono di rallentare.

aerodinamica

L'aerodinamica del veicolo influenza la frenata in due modi. Il primo ha a che fare con il carico aerodinamico: più la macchina va veloce, più carico avrà (se c'è uno spoiler e in base all'assetto), quindi la frenata sarà migliore perché sarà più importante il carico aerodinamico sulle gomme. ...

Un altro aspetto sono le pinne dinamiche che stanno diventando di moda sulle supercar. Si tratta di controllare l'ala durante la frenata in modo da avere un freno ad aria, che fornisce così ulteriore potenza frenante.

freno motore?

È più efficiente a benzina rispetto al diesel perché il diesel funziona senza aria in eccesso.

L'elettrico avrà la rigenerazione, che consentirà di simularlo con un'intensità più o meno forte in base all'impostazione del livello di recupero energetico.

I camion e le autovetture ibride/elettriche hanno un sistema di frenatura elettromagnetico, che consiste nel recupero di energia attraverso un fenomeno elettromagnetico associato all'integrazione di un rotore a magneti permanenti (o non in definitiva) in uno statore di avvolgimento. Solo che invece di recuperare energia nella batteria, la buttiamo nella spazzatura in resistori che trasformano questo succo in calore (molto stupido da un punto di vista tecnico). Il vantaggio qui è di ottenere più forza frenante con meno calore dell'attrito, ma questo impedisce un arresto completo, perché questo dispositivo frena di più quando andiamo veloci (c'è una differenza di velocità tra il rotore e lo statore). Più freni, meno importante è la differenza di velocità tra statore e rotore e, alla fine, meno frenata (insomma, meno guidi, meno frenata).

Dispositivo di controllo del freno

Distributore freno

Leggermente imparentato con la geometria che abbiamo appena visto, il ripartitore di frenata (ora controllato dalla centralina ABS) impedisce alla vettura di sprofondare troppo in frenata, il che significa che il posteriore non si alza troppo e l'anteriore no. troppi crash. In questo caso il retrotreno perde aderenza/trazione (e quindi in frenata...) e l'avantreno ha troppo peso da sopportare (nello specifico pneumatici che urtano troppo e assumono forme caotiche, per non parlare dei freni che poi si surriscaldano rapidamente e perdono la loro efficacia).

ABS

Quindi questo è solo un sistema di frenata antibloccaggio, è progettato per evitare che le gomme si blocchino, perché è così che iniziamo ad aumentare lo spazio di arresto, perdendo il controllo della vettura.

Ma tieni presente che è meglio frenare molto forte sotto il controllo umano se vuoi mantenere la distanza il più breve possibile. L'ABS, infatti, lavora in modo piuttosto grossolano e non consente la frenata più breve possibile (ci vuole tempo per rilasciare i freni a scatti, il che porta a perdite di microfrenatura in queste fasi (sono, ovviamente, molto limitate, ma con frenata idealmente dosata e fortemente applicata recupereremo).

In effetti, l'ABS è particolarmente importante su strade bagnate, ma anche perché il tuo sistema di frenata può essere migliorato. Se torno agli esempi precedenti, se abbiamo buoni freni con pneumatici piccoli, ci bloccheremo facilmente. In questo caso, l'ABS gioca un ruolo importante. D'altra parte, più generosa è la combinazione pneumatico/freno di grosso calibro che avrete, meno ne avrete bisogno in quanto il bloccaggio sarà meno spontaneo...

SUDORE

L'AFU (assistenza alla frenata di emergenza) non contribuisce in alcun modo ad accorciare lo spazio di frenata, ma serve a "correggere la psicologia" dei conducenti. Il computer dell'ABS è in realtà dotato di un programma per computer che viene utilizzato per determinare se si è in frenata di emergenza o meno. A seconda di come premerai il pedale, il programma determinerà se sei in una situazione di emergenza (di solito quando premi forte il pedale con una brusca frenata). Se questo è il caso (tutto questo è arbitrario ed è stato codificato da ingegneri che hanno cercato di decifrare il comportamento del conducente), l'ECU avvierà la massima frenata anche se si preme il pedale centrale. In effetti, le persone hanno un riflesso per non spingere completamente per paura di bloccare le ruote, e questo purtroppo aumenta lo spazio di arresto... Per ovviare a questo, il computer frena completamente e poi consente all'ABS di funzionare per evitare il blocco. Quindi abbiamo due sistemi che funzionano l'uno contro l'altro! L'AFU cerca di bloccare le ruote e l'ABS cerca di evitarlo.

4 ruote sterzanti?!

Sì, alcuni sistemi di volante consentono una migliore frenata! Come mai ? Perché alcuni di loro possono fare la stessa cosa degli sciatori principianti: uno spazzaneve. Di norma, ciascuna delle ruote posteriori gira in direzioni diverse per ridurre al minimo il parallelismo tra loro: da qui l'effetto "spazzaneve".

Contesti

A seconda del contesto, è interessante vedere cosa influenza alcuni parametri della vettura, vediamoli.

Alta velocità

Le alte velocità sono la parte più difficile del sistema frenante. Perché l'elevata velocità di rotazione dei dischi fa sì che per la stessa durata di pressione sul freno, la pastiglia sfreghi più volte contro la stessa zona. Se freno a 200, la pastiglia per un certo periodo (diciamo un secondo) sfregherà più superficie del disco (perché ci sono più giri in 1 secondo che a 100 km/h), e quindi il riscaldamento sarà meno veloce e più intenso mentre guidiamo più velocemente. Pertanto, frenate brusche a velocità da 200 a 0 km / h provocano un forte stress su dischi e pastiglie.

E quindi, è a queste velocità che possiamo misurare e misurare correttamente la potenza del dispositivo di frenatura.

Temperatura del freno

Anche la temperatura di esercizio è molto importante: le pastiglie troppo fredde scivoleranno un po' di più sul disco, e le pastiglie troppo calde faranno lo stesso... Quindi è necessaria la temperatura ideale e soprattutto tieni presente che quando accendi i freni per la prima volta non sono ottimali.

Questo intervallo di temperatura sarà diverso per carbonio / ceramica, la loro temperatura di esercizio è leggermente più alta, il che riduce anche parzialmente l'usura durante la guida sportiva.

Il surriscaldamento dei freni può addirittura fondere le pastiglie a contatto con i dischi, provocando una sorta di strato di gas tra pastiglie e dischi... Infatti non possono più entrare in contatto, e si ha l'impressione che ci siano invece saponette . pad!

Un altro fenomeno: se premi troppo i freni, rischi di congelare le pastiglie (cosa meno probabile su pastiglie ad alte prestazioni). Infatti, se esposti a una temperatura troppo elevata, possono diventare vetrificati e molto scivolosi: perdiamo così la capacità di attrito per poi perdere in frenata.

In generale, la temperatura dei freni sarà logicamente correlata alla temperatura degli pneumatici. Ciò è dovuto all'attrito dei pneumatici durante la frenata, nonché al fatto che il cerchione si surriscalda (calore del disco ...). Di conseguenza, le gomme si gonfiano eccessivamente (ad eccezione dell'azoto) e le gomme diventano troppo morbide. Chi ha un po' di esperienza di guida sportiva sa che l'auto balla velocemente sulle gomme, e quindi si ha l'impressione che l'auto stia meno sulla strada e abbia più rollio.

Tutti i commenti e le reazioni

Dernier commento pubblicato:

pistavr MIGLIOR PARTECIPANTE (Data: 2018, 12:18:20)

Grazie per questo articolo.

Per quanto riguarda l'AFU, le ultime informazioni che ho ricevuto corrispondono a una frenata nettamente aumentata rispetto alla frenata standard non AFU, ma non abbiamo raggiunto la massima pressione di frenata (timori giustificati da parte dei costruttori che l'auto non sarebbe perfettamente stabile davanti a molto frenata potente).

L'ultimo fattore per una frenata decisiva... sono le persone.

L'unica tecnica efficace e, soprattutto, ottimale è la frenata degressiva, ovvero un "attacco" in frenata molto potente (maggiore è la velocità, più si può utilizzare la corsa del pedale del freno), seguito da un "rilascio" molto regolare della frenata, millimetro per millimetro. fino a quando non entri in una svolta. Penso che ai conducenti non dispiaccia il bloccaggio delle ruote a 110 km/h, ma piuttosto diffidano di un'auto che galleggia e finisce per sovrasterzare. Se gli spiegassimo in una scuola guida che con un volante dritto possiamo frenare con tutte le nostre forze, a prescindere dalla velocità….

Il tuo atleta può essere equipaggiato con Cup 2 sport, con dischi forati, scanalati, ventilati da 400 mm e rivestimenti in carbonio Loraine ... ecc. Se non sai frenare, non ha senso ...

Grazie ancora per i tuoi articoli. La divulgazione della tecnologia non è un compito facile e stai andando bene.

Il tuo

il io. 1 reazione (i) a questo commento:

• amministratore AMMINISTRATORE DEL SITO (2018-12-19 09:26:27): Grazie per questa aggiunta e supporto!

  Hai ragione, ma qui stai chiedendo ai conducenti medi di avere l'agilità di un pilota professionista. Perché non è sempre facile rinunciare alla frenata, tanto più che dipende in gran parte anche dalla sensazione di premere il pedale. Una sensazione spesso dura per certe vetture (ad esempio, per alcune vetture come la 207, manca di progressività ed è molto difficile da declassare).

  Per quanto riguarda AFU, è ufficialmente per paura di bloccare le ruote, non per paura di oscillare, sono state fatte molte ricerche su questo e quindi non segue una mia interpretazione.

  Grazie ancora per il tuo commento, e se vuoi aiutare il sito, devi solo lasciare una recensione sulla tua auto (se è presente nei file ...).

(Il tuo post sarà visibile sotto il commento dopo la verifica)

Estensione 2 Commenti :

Toro MIGLIOR PARTECIPANTE (Data: 2018, 12:16:09)

L'installazione di due pistoni contrapposti non aumenta la pressione di serraggio delle ganasce. Come due pistoni in tandem. Il serraggio può essere effettuato solo con pistoni più grandi o con una pompa freno più piccola. O il carico aerodinamico sui pedali o un servofreno più grande. il io. 1 reazione (i) a questo commento: amministratore AMMINISTRATORE DEL SITO (2018-12-16 12:28:03): Ho corretto il testo per includere una sfumatura. Ho aggiunto anche un piccolo paragrafo sul servofreno, ve lo faccio vedere se vi piace tutto 😉 (Il tuo post sarà visibile sotto il commento)

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