Come funzionano le pastiglie dei freni

Le pastiglie dei freni forniscono l'attrito per rallentare o fermare il veicolo. Dusty Cline / iStockphoto

C'è molto di più per utilizzare efficacemente il sistema di frenata della tua auto che semplicemente calpestare il pedale quando uno scoiattolo ti balza davanti. Gli impianti frenanti di auto, camion e moto sono costituiti da una serie di parti che traducono le azioni del guidatore in forza fisica che arresta l'auto. Una di quelle parti del freno sono le pastiglie dei freni del tuo veicolo.

Le pastiglie dei freni sono una parte fondamentale del freno perché sono il componente che entra in contatto e applica pressione e attrito ai rotori dei freni di un veicolo: quei dischi piatti e lucenti che a volte puoi vedere appena dietro le ruote di alcuni veicoli. La pressione e l'attrito applicati al rotore del freno sono ciò che rallenta e arresta la ruota. Quando le ruote smettono di girare, anche il veicolo smette di muoversi. Sebbene il ruolo delle pastiglie dei freni come parti di frenata sia piuttosto semplice, le pastiglie dei freni stesse sono tutt'altro.

A causa della velocità con cui ruotano le ruote di un veicolo e del peso di un'auto o di un camion, le pastiglie dei freni subiscono uno stress estremo ogni volta che si rallenta o ci si ferma. Pensaci: vorresti afferrare e trattenere un disco heavy metal che girava molto velocemente? Immagina di spremere lentamente quel disco fino a quando il veicolo si ferma: è un lavoro ingrato, ma le pastiglie dei freni lo fanno ripetutamente per migliaia e migliaia di miglia senza lamentarsi.

Fermati alla pagina successiva dove impareremo qualcosa sulle pastiglie dei freni organiche.

Contenuti

1. Pastiglie freno organiche
2. Pastiglie freno in ceramica
3. Pastiglie freno metalliche
4. Pastiglie freno moto
5. Pastiglie dei freni per camion
6. Pastiglie freno ad alte prestazioni

Le pastiglie dei freni organiche creano molta polvere dei freni, il che rende la sostituzione delle pastiglie un lavoro un po 'sporco. Lisa F. Young / iStockphoto

Le pastiglie dei freni erano precedentemente prodotte utilizzando principalmente amianto come materiale di attrito. Questo perché le pastiglie dei freni sono esposte a molto attrito, che genera molto calore. L'amianto è un buon materiale per assorbire e dissipare il calore. Allora, qual è il problema? Quando l'amianto si rompe, crea polvere pericolosa da respirare e le pastiglie dei freni possono creare molta polvere dei freni quando rallentano e fermano i veicoli sulle strade. Ora, alcune pastiglie dei freni e altre parti dei freni sono realizzate con materiali organici più sicuri. 

Pastiglie freno organiche, a volte chiamato pastiglie dei freni organiche non amianto, sono realizzati con materiali naturali come il vetro e la gomma, nonché resine in grado di resistere al calore elevato. In effetti, il calore elevato aiuta a legare insieme i materiali delle pastiglie dei freni. Il kevlar è anche un componente importante in molte pastiglie dei freni organiche. Un vantaggio delle pastiglie dei freni organiche, comprese le pastiglie dei freni in Kevlar, è che sono realizzate con materiali che non inquinano quando si consumano e sono anche più facili da smaltire. Sono anche più morbide delle pastiglie dei freni realizzate con altri materiali, il che significa che sono spesso più silenziose. Lo svantaggio delle pastiglie dei freni organiche è che, poiché sono più morbide, in genere si consumano più velocemente. Man mano che si consumano, creano anche più polvere rispetto ad altri tipi di pastiglie dei freni.

A causa di queste considerazioni, le pastiglie dei freni organiche non sono una buona scelta per i veicoli pesanti come i camion o per le auto ad alte prestazioni che potrebbero dover arrestarsi rapidamente dalla velocità massima. Le pastiglie dei freni organiche e in kevlar sono più adatte per le auto piccole che in genere non fanno una guida molto aggressiva. Il peso leggero dell'auto, così come gli arresti bruschi limitati, mantiene le pastiglie dei freni organiche in buone condizioni, e anche questo mantiene la guida sicura.

Successivamente, daremo un'occhiata a un set di pastiglie dei freni che potrebbero lasciarti con un portafoglio vuoto.

Le pastiglie dei freni in ceramica possono essere costose, ma possono sopportare il calore estremo generato dalle auto da corsa ad alte prestazioni. Gavin Lawrence / Getty Images

Le pastiglie dei freni in ceramica offrono ottime prestazioni di frenata, si consumano bene nel tempo e sono molto leggere, tutte caratteristiche importanti per una guida ad alte prestazioni. Quindi, di nuovo, qual è il problema con le pastiglie dei freni in ceramica? Sono molto costosi. 

Le pastiglie dei freni in ceramica sono realizzate con fibre ceramiche, materiale di riempimento, agenti leganti e possono anche contenere piccole quantità di fibre di rame al loro interno. Poiché sono per lo più in ceramica, queste parti del freno dissipano bene il calore, il che mantiene le prestazioni elevate, anche dopo ripetuti arresti bruschi. Inoltre non si rompono molto con l'uso ripetuto; ciò significa che producono meno polvere rispetto ad altri tipi di pastiglie dei freni e la polvere che producono è di colore più chiaro e non si attacca alle ruote. Tuttavia, poiché sono così costose, le pastiglie dei freni in ceramica non sono adatte a tutti i tipi di veicoli.

Le auto sportive che sono abitualmente guidate duramente - come parte delle corse di club, per esempio - possono trarre vantaggio dalle pastiglie dei freni in ceramica; tuttavia, quasi tutti gli altri veicoli si comportano bene con altri materiali per pastiglie dei freni. Per la maggior parte dei conducenti, le prestazioni extra delle pastiglie dei freni in ceramica non valgono il costo aggiuntivo.

Continua a leggere per scoprire le pastiglie dei freni che non ti rovinano la banca.

Le pastiglie dei freni metalliche sono forse le pastiglie dei freni più comuni che si trovano oggi sulle auto. La pastiglia del freno a sinistra è nuova; viene utilizzato il pad a destra. Dave White / iStockphoto

La maggior parte dei veicoli sulla strada oggi ha pastiglie dei freni metalliche. Nel caso ve lo stiate chiedendo, queste pastiglie dei freni non sono solo lastre di metallo. Sono tipicamente fatti di ferro, rame, acciaio e grafite, tutti mescolati e insieme e legati per formare il materiale del pad.

Il motivo per cui queste pastiglie sono così comuni è semplice: le pastiglie dei freni metalliche sono economiche e durevoli. Forniscono buone prestazioni e sono bravi a trasferire il calore generato dall'attrito con i rotori dei freni. Lo svantaggio delle pastiglie dei freni metalliche è che sono pesanti, il che può avere un (piccolo) impatto negativo sul risparmio di carburante dell'auto. Inoltre, a causa del peso extra, le pastiglie dei freni metalliche non sono la scelta migliore per una guida ad alte prestazioni. Essendo in metallo, le pastiglie sono molto dure. Questo è ciò che li rende resistenti. Ma poiché non c'è così tanto "dare" nelle pastiglie dei freni metalliche, possono causare un'usura maggiore sui rotori dei freni rispetto ad altri tipi di pastiglie dei freni. Le stesse pastiglie metalliche reggono bene, ma spesso hanno un impatto negativo sulla durata di altre parti del freno. Infine, le pastiglie dei freni metalliche funzionano meglio quando sono calde. Quando un veicolo con pastiglie dei freni metalliche si avvia per la prima volta in una giornata molto fredda, le soste possono richiedere un po 'più di tempo del solito fino a quando le pastiglie dei freni si riscaldano. 

Per la maggior parte dei conducenti, gli aspetti positivi delle pastiglie dei freni metalliche superano gli negativi, soprattutto perché le pastiglie dei freni metalliche sono buone per fermare i veicoli pesanti come i camion. 

Continua a leggere per conoscere le pastiglie dei freni per veicoli speciali.

Le motociclette utilizzano spesso materiale ceramico o organico per le pastiglie dei freni. Allen Rockwell / iStockphoto

-I freni delle motociclette funzionano secondo lo stesso principio dei freni delle automobili: il trasferimento di un'azione dal conducente in una forza che arresta le ruote. Quando il conducente dell'auto o del camion applica i freni, tutte e quattro le ruote lavorano insieme per rallentare o arrestare il veicolo. Su una motocicletta, i freni anteriore e posteriore di solito funzionano indipendentemente l'uno dall'altro. La maggior parte delle motociclette ha freni anteriori e posteriori controllati in modo indipendente, ma i comandi sono diversi: il freno anteriore è controllato da una leva del freno a mano, mentre il freno posteriore è controllato da un pedale. Il freno anteriore tende ad essere più efficace, erogando la maggior parte della potenza frenante. Per questo motivo, le pastiglie dei freni delle motociclette sono un componente chiave per la sicurezza della motocicletta e una parte importante del freno.

Le pastiglie dei freni delle motociclette sono prodotte utilizzando gli stessi materiali utilizzati nelle pastiglie dei freni delle automobili; tuttavia, le pastiglie dei freni in ceramica e organiche sono le più comuni. Poiché le motociclette sono più piccole e pesano notevolmente meno delle auto e dei camion, le pastiglie dei freni organiche non si usurano rapidamente come su un'auto. 

Successivamente, scopriremo come i grandi camion rallentano i loro carichi pesanti fino a fermarsi.

I camion di grandi dimensioni utilizzano spesso pastiglie dei freni in ceramica o metalliche, entrambe note per resistenza e durata. Mike Clarke / iStockphoto

Poiché i camion sono così grandi e pesanti, le loro pastiglie dei freni sono particolarmente importanti. Ci vuole molta potenza per fermare un camion a pieno carico che si muove a velocità autostradale. Diamine, ci vuole anche molta potenza per fermare un camion vuoto che si muove a malapena. Ciò significa che la forza del pad e la sua capacità di fermare ripetutamente carichi pesanti è molto importante. Le pastiglie dei freni organiche, poiché sono morbide e si usurano più rapidamente di altri tipi di pastiglie dei freni, non sono consigliate per i camion. Quindi, quale tipo di parte del freno pensi sia appropriato per un camion di grandi dimensioni?

Le pastiglie dei freni per camion in metallo e ceramica sono buone scelte. Le pastiglie dei freni in ceramica offrono molta potenza frenante, anche per carichi pesanti, ma ricorda, sono molto costose. Le pastiglie dei freni metalliche sono meno costose; tuttavia, indossano i rotori molto più velocemente delle pastiglie in ceramica. Il tipo di camion e per cosa viene utilizzato dovrebbero determinare le parti del freno che sono installate su di esso.

Ovviamente, un camion compatto che viene utilizzato principalmente per il pendolarismo da e per il lavoro non avrà bisogno delle pastiglie dei freni ad alte prestazioni richieste da un camion pesante che traina abitualmente carichi pesanti attraverso le montagne. Anche in questo caso, il tipo di materiale delle pastiglie dei freni selezionato dipende dalle dimensioni del camion, dal peso del carico che trasporterà e dal terreno a cui sarà sottoposto..

Un pilota professionista di auto da corsa conta sul corretto funzionamento dei freni del veicolo, infatti la loro vita dipende da questo. Clive Mason / Getty Images

Potresti pensare che l'accelerazione sia il fattore più critico per le auto ad alte prestazioni, ma la maggior parte dei conducenti professionisti ti dirà che i freni sono ugualmente importanti. Dopotutto, non puoi vincere una gara se sbatti contro un muro. Ricorda, in tutte le auto (ma soprattutto in quelle ad alte prestazioni) i freni non servono solo a fermarsi. Aiutano anche la guida dell'auto in curva. Quindi, anche se le auto ad alte prestazioni possono sembrare che stiano andando a tutto gas durante una gara, anche i freni stanno ottenendo un buon allenamento. Le pastiglie dei freni ad alte prestazioni e altre parti dei freni devono essere in grado di tenere il passo.

Uno dei componenti più importanti delle pastiglie freno ad alte prestazioni è la loro capacità di dissipare il calore. Se le pastiglie dei freni si surriscaldano, i freni svaniscono, spesso facendo bollire il liquido dei freni idraulici nel processo. Dissolvenza del freno si verifica quando i componenti frenanti si surriscaldano, con conseguente perdita di potenza frenante. 

Poiché la dissolvenza dei freni è una tale preoccupazione nelle corse, la maggior parte dei freni ad alte prestazioni sono in ceramica; tuttavia, alcune auto da corsa di fascia alta stanno iniziando a utilizzare materiali come la fibra di carbonio. Sia le pastiglie dei freni in ceramica che quelle in fibra di carbonio sono leggere (un'altra preoccupazione per i conducenti di prestazioni) e dissipano bene il calore in modo che rimangano forti per tutta la gara. Il principale svantaggio è la loro spesa. Come abbiamo già detto, le pastiglie dei freni in ceramica (e fibra di carbonio) sono molto costose. 

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• edmunds.com - Come cambiare le pastiglie dei freni
• Freni R Us

fonti

• Freni R Us. "Pastiglie dei freni in Kevlar." (5 novembre 2008) http://www.brakesrus.com/kevlar-brake-pads.htm
• Rapporti dei consumatori. "Pastiglie freno: cosa cercare." Maggio 2008. (5 novembre 2008) http://www.consumerreports.org/cro/cars/new-cars/news/2005/brake-pads-what-to- look-for-1205 / panoramica /