Analisi Tecnica: impianti dei freni hi-performance.

Se vedendo una monoposto di F1 priva di ruote, pensate che i freni siano a tamburo probabilmente non avrete un buon rapporto con le auto. Quel che sembra un tamburo frenante, invece, è cestello in fibra di carbonio (lega inesistente ai tempi dei freni a tamburo), che contiene (e protegge), per ogni ruota, dischi e pinze; organi, anche essi, di questo innovativo materiale composito.

I processi produttivi che stanno dietro questi tre componenti citati sono davvero di alta precisione; basti pensare che un disco forato (dotato di più di mille fori per dissipare calore) viene realizzato sovrapponendo (con un ridottissimo margine di errore) centinaia di fogli in carbonio prestampati (inclusi di raccordi per i fori) sottoposti, poi, alla pressocottura; il risultato è un manufatto solido, resistente e leggero.

Si è scelto di impiegare la fibra di carbonio anche per l’impianto frenante perché, oltre a risultare leggera, garantisce eccellenti performance di arresto della monoposto in una finestra termica ove la comune ghisa perderebbe potere frenante o, peggio, potrebbe principiare a fondere (parliamo di un intervallo compreso tra i 350 e i 1000 °C).

Compito dei cestelli dei freni, oltre quello di agevolare l’operazione di cambio gomme al pit-stop (anche se non è sempre così), è soprattutto anche quello di mantenere, nei range, la temperatura dell’impianto frenante; fungendo da involucro ma, anche, apportando una lieve quantità di aria fresca utile ad abbassare la temperatura dei componenti frenanti dopo una brusca decelerazione.

Cestelli dotati anche di particolari sfoghi d’aria che permettono la dissipazione del calore, generato dai componenti per attrito, agli pneumatici in uso (anche questi, dipendenti da un intervallo termico ben definito; a seconda della mescola); ma anche a divergere i flussi lambiti dalla monoposto, in corrispondenza delle ruote.

Cestello posteriore montato in Bahrain sulla Ferrari SF-70H. Le frecce indicano gli sfoghi d’aria vs l’esterno della ruota.

 

Unica nota dolente dell’impianto frenante in carbonio è la ridotta vita dello stesso; se i componenti frenanti di una comune auto durano poco più di 100000 km, quelli montati su una vettura da F1 durano in media 6000 km. Altro svantaggio è che ad ogni frenata fuoriesce polvere di carbonio dalle ruote.
Entrambi motivi per cui tale tecnologia non può essere usata su strada (non solo per i repentini arresti del veicolo, anche per lieve pressioni del pedale frenante).

Dischi in carbonio roventi di una Lamborghini Gallardo iscritta al campionato GT3.

Si è ovviato a ciò con i freni carboceramici (tipicamente montati su sportcar stradali con prezzo > 70k €). Essi hanno i vantaggi sia degli apparati in carbonio che in ghisa; infatti hanno un range termico compreso tra i -50 e i 1000°C e permettono frenate sicure sia su strada che su pista.

Disco carboceramico montato sulla Maserati Granturismo.

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