Pastiglie dei freni. Cosa hai bisogno di sapere

Nei veicoli moderni vengono utilizzati due tipi di meccanismi dei freni: disco e tamburo. In entrambi i casi viene utilizzato il metodo di frenatura ad attrito, in cui la decelerazione della rotazione delle ruote avviene a causa dell'interazione di coppie di attrito. In una tale coppia, uno dei componenti è mobile e ruota con la ruota, l'altro è fermo. L'elemento mobile è il disco o tamburo del freno. L'elemento fisso è la pastiglia del freno, di cui parleremo in questo articolo.

Durante la frenata, viene creata una pressione del fluido nell'impianto idraulico o nell'aria compressa se si utilizza la pneumatica come azionamento. La pressione viene trasferita ai cilindri di lavoro (ruota) e i loro pistoni, avanzando, agiscono sulle pastiglie dei freni. Quando le pastiglie vengono premute contro un disco o tamburo che ruota con la ruota, si genera una forza di attrito. Le pastiglie e il disco (tamburo) si riscaldano. Pertanto, l'energia cinetica del movimento dell'auto viene convertita in energia termica, la velocità di rotazione delle ruote diminuisce e il veicolo rallenta.

Le pastiglie per freni a disco differiscono nella forma. Nei freni a disco sono piatti, nei freni a tamburo sono realizzati a forma di arco. La forma è determinata dalla superficie con cui sono in contatto i cuscinetti: la superficie laterale piatta del disco o la superficie di lavoro cilindrica interna del tamburo. Altrimenti, non ci sono differenze fondamentali nel loro design.

La base è costituita dalla piastra portante in metallo. Sul lato non funzionante, ha un primer smorzante per smorzare vibrazioni e rumore. In alcuni modelli, l'ammortizzatore può essere realizzato sotto forma di una piastra metallica rimovibile.

Una guarnizione di attrito interagisce direttamente con il disco o tamburo, che è fissato alla base con un adesivo speciale o con rivetti. Succede che il rivestimento può essere sfoderabile, ma nella maggior parte dei casi il blocco cambia completamente.

Il rivestimento è la parte più interessante della pastiglia. L'efficienza della frenata, così come la durata e il prezzo della pastiglia stessa, dipendono in gran parte dai suoi parametri e dalla lavorazione.

Tra lo strato di attrito e la piastra di supporto è presente uno strato termoisolante. Protegge dal riscaldamento eccessivo e dall'ebollizione. 

Spesso, sul lato di lavoro della ventosa vengono realizzati smussi e una o una serie di scanalature. Gli smussi riducono le vibrazioni e il rumore e le fessure servono a rimuovere la polvere e anche a migliorare la dissipazione del calore.

Un rivestimento di lappatura viene spesso applicato sopra lo strato di attrito per un adeguamento più rapido alle irregolarità del disco.

Per aiutare il guidatore a capire che il blocco ha raggiunto un grado critico di usura, molti produttori lo forniscono con un dispositivo di segnalazione meccanico, che è una piastra metallica fissata all'estremità. Quando lo strato di attrito è fortemente usurato, il bordo della piastra inizierà a toccare il disco del freno ed emetterà un caratteristico forte stridio.

Di recente, per controllare il grado di usura delle pastiglie, vengono utilizzati sensori elettronici, quando azionati si accende la spia corrispondente sul cruscotto. Possono essere esterni o integrati. Nel secondo caso, per cambiare, è necessario acquistare pastiglie con sensori integrati.

Il requisito principale per le guarnizioni è fornire prestazioni di frenata sufficienti in tutte le condizioni stradali, inclusi fango e umidità elevata. È l'umidità che presenta il problema maggiore per il normale funzionamento della coppia freno, svolgendo il ruolo di lubrificante e riducendo il coefficiente di attrito.

I cuscinetti devono mantenere le loro proprietà di lavoro in caso di gelo intenso, resistere a sbalzi di temperatura improvvisi e un riscaldamento significativo, che durante l'attrito può raggiungere i 200 ... 300 ° C e oltre.

Anche le caratteristiche del rumore sono di grande importanza. Circa cento anni fa, quando furono inventati i freni a disco, le pastiglie non avevano pastiglie e l'attrito del metallo sul metallo durante la frenata era accompagnato da un terribile tintinnio. Nei freni moderni, questo problema è praticamente assente, anche se le nuove pastiglie possono cigolare per un po' fino a quando non si consumano.

Un altro requisito importante per le pastiglie è un atteggiamento delicato nei confronti del disco del freno (tamburo). Una pastiglia di attrito troppo morbida ridurrà la forza frenante creata dall'attrito e una mescola di attrito troppo dura "divorerà" rapidamente il disco, che costa molto di più delle pastiglie.

Inoltre, un rivestimento di attrito eccessivamente duro può bloccare prematuramente completamente la rotazione delle ruote, quando il veicolo non ha ancora rallentato a sufficienza. In questa situazione, l'auto può sbandare e diventare incontrollabile.

Le guarnizioni di attrito per le auto, di regola, hanno un coefficiente di attrito compreso tra 0,35 ... 0,5. Questo è il valore ottimale che consente una corretta frenata su strade cittadine e di campagna e allo stesso tempo aiuta a preservare la risorsa del disco freno. Esistono pastiglie con un coefficiente di attrito maggiore, ma sono destinate principalmente alle auto sportive che necessitano di rallentamenti frequenti e molto bruschi.

In passato, l'amianto era ampiamente utilizzato nella produzione di guarnizioni di attrito. Tuttavia, si è scoperto che la polvere di amianto ha proprietà cancerogene, quindi questo materiale è stato completamente bandito nell'Unione Europea nel 2005. Altri paesi stanno gradualmente seguendo il loro esempio. Per questo motivo le pastiglie dei freni contenenti amianto stanno diventando sempre più rare e, ovviamente, l'installazione di tali prodotti dovrebbe essere evitata.

L'amianto è stato sostituito da miscele contenenti a volte 15-20 componenti. Gli stessi produttori seri sviluppano materiali di attrito, cercando di ottenere le migliori proprietà prestazionali.

Ad oggi, esistono tre tipi principali di guarnizioni per pastiglie dei freni: organiche, contenenti metallo e ceramiche.

Quelli organici sono solitamente realizzati sulla base di grafite con l'aggiunta di leganti e componenti che migliorano l'attrito: polimeri, fibra di vetro, trucioli di rame o bronzo e altri materiali. Poiché la composizione contiene una piccola quantità di metallo (fino al 30%), questo materiale è anche chiamato low-metal (low-metallic).

Le pastiglie di questo tipo sono ampiamente utilizzate nell'aftermarket automobilistico, tollerano bene il gelo e hanno un prezzo interessante. D'altra parte, le gomme organiche sono relativamente morbide, non hanno un'elevata resistenza all'usura e non sono molto buone sotto forti sollecitazioni.

L'inclusione di una quantità significativa di rame, acciaio o altri metalli nella composizione del materiale di attrito migliora il trasferimento di calore, quindi queste pastiglie possono resistere bene al calore significativo, ad esempio nel caso di guida aggressiva. Le guarnizioni contenenti metallo sono meno soggette alla propria usura, ma il set cancella di più il disco del freno ed è un po' rumoroso. Molti considerano questa opzione ottimale per l'uso sulla maggior parte delle autovetture.

I rivestimenti a base di ceramica sono altamente resistenti all'usura e funzionano bene con un riscaldamento molto forte, quindi il loro uso è giustificato nelle auto da corsa, dove la frenata improvvisa può causare un riscaldamento fino a 900-1000 °C. Tuttavia, non sono adatti per la normale guida in città o per viaggi in campagna, poiché richiedono un preriscaldamento a circa 200 ° C. E le ceramiche non riscaldate non saranno in grado di mostrare le loro migliori qualità, ma possono accelerare l'usura del disco del freno. Inoltre, il costo delle pastiglie in ceramica è troppo alto.

Se lo spazio di frenata è aumentato, si sente uno stridio dell'indicatore di usura, il cilindro del freno funzionante è bloccato, la pinza è bloccata, quindi è il momento di cambiare le pastiglie. Tuttavia, è meglio monitorare periodicamente le condizioni dei meccanismi e delle pastiglie dei freni, senza attendere tali segnali. È possibile stimare il grado di usura delle pastiglie guardando attraverso la finestra della pinza. Se rimangono 1,5 ... 2 mm dello strato di attrito, le pastiglie devono essere sostituite. E, naturalmente, non si può portare la questione alla completa cancellazione della pastiglia, poiché in questo caso la base metallica della pastiglia rovinerà rapidamente il disco freno.

per una sostituzione, dovresti tenere conto del tipo di vettura, della sua massa, della potenza del motore, delle condizioni operative, dello stile di guida.

Scegli pastiglie della stessa misura delle pastiglie che stai sostituendo. Ciò accelererà e migliorerà la loro macinatura, soprattutto se il disco (tamburo) ha delle protuberanze (spalle).

Per la massima compatibilità, è preferibile che le pastiglie e il disco siano dello stesso produttore.

Assicurati di cambiare tutte le pastiglie su entrambe le ruote dello stesso asse. In caso contrario, il comportamento della macchina durante la frenata potrebbe essere imprevedibile.

Le parti disponibili in commercio possono essere suddivise in tre categorie:

1. Originali, cioè quelli che vengono installati su macchine che escono dalla catena di montaggio. Possono essere costosi, ma d'altra parte, hai la garanzia di ricevere un pezzo la cui qualità è controllata non solo dal produttore diretto, ma anche dalla casa automobilistica con il cui marchio è prodotto. Pertanto, puoi essere certo che l'articolo soddisfa pienamente le caratteristiche dichiarate.

2. Gli analoghi (il cosiddetto aftermarket) sono parti prodotte dalla stessa azienda degli originali, ma vendute con il proprio marchio. Potrebbero presentare alcune deviazioni dai parametri dichiarati. Nel 1999, la Commissione economica per l'Europa ha richiesto ai produttori di parti del sistema frenante non originali di soddisfare i requisiti della casa automobilistica di almeno l'85%. In caso contrario, i prodotti non sono ammessi sul mercato europeo. Tale conformità è indicata dalla marcatura ECE R90.

In termini di prezzo, gli analoghi possono avvicinarsi alle parti originali, ma spesso più economici del 20 ... 30%.

Il coefficiente di attrito per i pad analogici è inferiore rispetto a quelli originali e di solito è 0,25 ... 0,4. Questo, ovviamente, influenzerà la velocità dei freni e la lunghezza dello spazio di frenata.

3. Prodotti destinati ai paesi in via di sviluppo. In questa categoria puoi trovare pastiglie economiche, ma la loro qualità è fortunata come chiunque altro. È improbabile che le pastiglie economiche durino a lungo, ma possono rovinare il disco del freno. Quindi tali risparmi possono essere molto dubbi, soprattutto se ricordi che stiamo parlando di sicurezza.

È meglio rivolgersi a, in questo caso non vi innamorerete di un fake, di cui ce ne sono tanti, ma sono distribuiti principalmente nei mercatini e nei piccoli negozi.