Le vibrazioni in frenata, compagne di viaggio sgradite
Si viaggia comodi e rilassati ma occorre rallentare: si preme sul pedale e la piacevolezza viene rovinata dalle vibrazioni in frenata. Al di là della sensazione sgradevole, è consolante sapere che si può capire perché si creano e prendere quindi le necessarie contromisure. Dal punto di vista della causa le vibrazioni in frenata si possono classificare come vibrazioni termiche, quelle cioè che si accertare nelle frenate ad alte velocità, in grado quindi di far aumentare molto la temperatura dei dischi, oppure come vibrazioni a freddo, che possono avvenire a qualsiasi velocità. Le prime fanno avvertire forti rumori a frequenze relativamente elevate, diciamo fra 100 e 250 Hz (1 hertz = 1 oscillazione al secondo), vibrazioni del volante e pulsazioni del pedale del freno. Le oscillazioni dipendono dall’intensità della frenata e i dischi presentano macchie irregolari sulla fascia che viene a contatto con le pastiglie, rilevabili per esempio in occasione della manutenzione dell’impianto frenante. Il calore della frenata provoca un trasferimento di materiale dalla pastiglia al disco ma, se questo è il caso, alcune frenate normali possono riportare la situazione alla normalità.
Cosa controllare per eliminare le vibrazioni in frenata
Se il disco si surriscalda troppo si può avere un cambiamento strutturale del materiale che lo compone, che nelle zone troppo sollecitate diventa più duro e cambia aspetto, donde le macchie. Queste zone possono essere eliminate solo tramite asportazione di metallo tramite tornitura ma questa lavorazione non deve assottigliare il disco fino allo spessore minimo concesso (né, tantomeno, spingersi oltre). ZF aftermarket consiglia di sostituire il disco del freno per evitare qualsiasi rischio. Una vibrazione a freddo si manifesta con pulsazioni del pedale del freno, fluttuazioni percepibili al volante e/o vibrazioni e oscillazioni dei componenti dell’assale e della carrozzeria. Le differenze rispetto alle vibrazioni termiche sono principalmente frequenze molto più basse (da 5 a 50 Hz circa) e il fatto che le vibrazioni a freddo possono verificarsi praticamente durante ogni frenata, indipendentemente dalla temperatura e dall’intensità. La causa principale delle vibrazioni a freddo è una variazione dello spessore del disco del freno, causato da difetti geometrici o montaggio errato, che porta il disco a strisciare periodicamente con le pastiglie consumandosi irregolarmente. Gli impianti frenanti delle auto elettriche, poi, hanno esigenze diverse, dato che la frenata rigenerativa li fa lavorare in modo particolare: ZF propone materiale d’attrito studiato specificamente.
Veicoli evoluti e vibrazioni in frenata
Le automobili moderne, molto performanti e dotate di telai e sospensioni evoluti, sono confortevoli e un handling notevole ma esigono tolleranze dei componenti molto più piccole. Qualche decennio fa un veicolo con sospensioni a bracci oscillanti non risentiva di disallineamenti del disco fino a circa 0,10 mm, una sospensione multilink gestisce male una tolleranza di meno della metà di quel valore. Per venire a capo delle vibrazioni in frenata occorre esaminare i componenti dell’impianto frenante partendo dall’inizio, ossia dal pedale del freno, passando per il servofreno, la pompa freno, le tubazioni e i flessibili del freno fino ai componenti sulle ruote. Nel caso di una sostituzione per motivi di sicurezza è consigliabile cambiare pastiglie, dischi, tamburi e ganasce su entrambi i lati dello stesso asse ed è necessario controllare anche lo squilibrio, le deformazioni verticali e laterali così come le condizioni del profilo del battistrada di ogni ruota. Lo spessore dei dischi va controllata in 8 punti diversi, equamente distribuiti, a circa 1 cm dal bordo esterno, tenendo presente che differenze di soli 0,012 – 0,015 mm possono già causare vibrazioni. Anche i mozzi delle ruote vanno controllati accuratamente per vedere che la superficie di appoggio col disco sia perfettamente piana e pulita: in caso contrario vanno sostituiti. Le sospensioni vanno inoltre controllate accuratamente perché se usurate, con giochi anomali o fuori geometria possono amplificare o addirittura creare le vibrazioni in frenata.
