Oggi vi vorrei sottoporre un dubbio riguardo al sovradimensionamento dei dischi freno: è meglio un aumento del diametro mantenendo la campana di ridotte dimensioni oppure è meglio un aumento più consistente del diametro totale del disco ingrandendo però anche la campana?
Il dubbio mi è nato vedendo alcune vetture straniere nelle quali i dischi (specie quelli posteriori) hanno delle vistose campane e delle piste frenanti molto ridotte, quando invece le nostre vetture hanno quasi sempre campane molto piccole e diametri totali comunque inferiori.
Esemplifichiamo con 2 figure tratte dal catalogo on-line Bosch:
Partiamo dalla fisica della frenatura. La coppia frenante C è pari a:
C = R * F = r * f
Ove i termini maiuscoli sono riferiti alla ruota (quindi R sarà il diametro esterno sotto carico e F la forza frenante sviluppata a terra) e i minuscoli sono riferiti alla pastiglia, indicando con r il raggio al baricentro (che semplificando posizioneremo al centro della pastiglia e quindi della pista frenante, ma che nella realtà, per la forma trapezoidale delle pastiglie che segue il profilo di uno spicchio di corona circolare, sarà posto più esternamente alla metà della stessa).
Per f vale poi:
f = 2 * p * S * u
essendo p la pressione specifica, S la superficie di contatto e u il coefficiente di attrito. A parità di pressione applicata e di coefficiente di attrito, quindi, la coppia frenante esercitata dipende linearmente dalla superficie di contatto e quindi, a parità di ampiezza dello spicchio di corona circolare impegnata dalla pastiglia, dall’ampiezza della pista frenante.
Secondo questo ragionamento, quindi, un disco con una ridotta pinza frenante posta molto esternamente rispetto al mozzo sembra essere del tutto inutile….
Prendiamo alcuni esempi pratici.
Alfa Romeo 147
Diametro esterno 251 mm
Diametro campana 137 mm
Ne consegue una pista frenante di 408 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 25 cm2.
Alfa Romeo 147 GTA
Diametro esterno 276 mm
Diametro campana 148 mm
Ne consegue una pista frenante di 515 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 32 cm2.
Citroen C4
Diametro esterno 249 mm
Diametro campana 149 mm
Ne consegue una pista frenante di 314 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 20 cm2.
Volvo S70
Diametro esterno 295 mm
Diametro campana 189 mm
Ne consegue una pista frenante di 353 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 22 cm2.
Questi calcoli sembrano suffragare il ragionamento di cui sopra. Per quale motivo, allora, diversi costruttori ricorrono a questo modo per produrre i dischi freno? Me lo sono chiesto già diverse volte, anche stamani che ho visto una Yaris TS i cui dischi freno posteriori hanno una pista frenante molto ridotta. L’unica cosa che mi è passata per la testa è relativa alla velocità periferica al punto mediano della pastiglia… che però non appare nella formula sopra esplicitata. E non ci vedo nemmeno vantaggi in termini di raffreddamento, benché la superficie totale di un disco più grande possa essere maggiormente radiante.
Che ne pensate?
Il dubbio mi è nato vedendo alcune vetture straniere nelle quali i dischi (specie quelli posteriori) hanno delle vistose campane e delle piste frenanti molto ridotte, quando invece le nostre vetture hanno quasi sempre campane molto piccole e diametri totali comunque inferiori.
Esemplifichiamo con 2 figure tratte dal catalogo on-line Bosch:
Partiamo dalla fisica della frenatura. La coppia frenante C è pari a:
C = R * F = r * f
Ove i termini maiuscoli sono riferiti alla ruota (quindi R sarà il diametro esterno sotto carico e F la forza frenante sviluppata a terra) e i minuscoli sono riferiti alla pastiglia, indicando con r il raggio al baricentro (che semplificando posizioneremo al centro della pastiglia e quindi della pista frenante, ma che nella realtà, per la forma trapezoidale delle pastiglie che segue il profilo di uno spicchio di corona circolare, sarà posto più esternamente alla metà della stessa).
Per f vale poi:
f = 2 * p * S * u
essendo p la pressione specifica, S la superficie di contatto e u il coefficiente di attrito. A parità di pressione applicata e di coefficiente di attrito, quindi, la coppia frenante esercitata dipende linearmente dalla superficie di contatto e quindi, a parità di ampiezza dello spicchio di corona circolare impegnata dalla pastiglia, dall’ampiezza della pista frenante.
Secondo questo ragionamento, quindi, un disco con una ridotta pinza frenante posta molto esternamente rispetto al mozzo sembra essere del tutto inutile….
Prendiamo alcuni esempi pratici.
Alfa Romeo 147
Diametro esterno 251 mm
Diametro campana 137 mm
Ne consegue una pista frenante di 408 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 25 cm2.
Alfa Romeo 147 GTA
Diametro esterno 276 mm
Diametro campana 148 mm
Ne consegue una pista frenante di 515 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 32 cm2.
Citroen C4
Diametro esterno 249 mm
Diametro campana 149 mm
Ne consegue una pista frenante di 314 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 20 cm2.
Volvo S70
Diametro esterno 295 mm
Diametro campana 189 mm
Ne consegue una pista frenante di 353 cm2 per cui si può ipotizzare una pastiglia di 1/16 di corona che corrisponderà a circa 22 cm2.
Questi calcoli sembrano suffragare il ragionamento di cui sopra. Per quale motivo, allora, diversi costruttori ricorrono a questo modo per produrre i dischi freno? Me lo sono chiesto già diverse volte, anche stamani che ho visto una Yaris TS i cui dischi freno posteriori hanno una pista frenante molto ridotta. L’unica cosa che mi è passata per la testa è relativa alla velocità periferica al punto mediano della pastiglia… che però non appare nella formula sopra esplicitata. E non ci vedo nemmeno vantaggi in termini di raffreddamento, benché la superficie totale di un disco più grande possa essere maggiormente radiante.
Che ne pensate?
