Vehicle CuEriosity 02×02 – Freni a tamburo

Nello scorso articolo avevamo parlato dei freni a disco e dei possibili problemi che possono nascere. Questa volta invece vogliamo analizzare i suoi predecessori freni a tamburo, dando infine spazio a confronti e consigli che non tutti conoscono.

Struttura dei freni a tamburo

L’architettura dei freni a tamburo è decisamente dominata dalle ganasce. Si tratta solitamente di due ceppi fissi ricoperti da un strato di ferodo e posizionati all’interno del tamburo, il quale è solidale alla ruota.

Durante la frenata, per azione di un cilindretto posto tra le due ganasce, esse si allargano andando a generare attrito sulla superficie interna del tamburo. In condizione di riposo, invece, sono presenti delle molle precaricate che contrastano l’azione frenante.

Nella categoria dei freni a tamburo troviamo sostanzialmente due tipologie di ganasce:

• avvolgenti, se la forza con cui spingono contro la superficie interna è nella stessa “direzione” della rotazione della ruota, quindi del tamburo.
• svolgenti, se la forza è opposta alla rotazione.

Il comportamento delle due tipologie è decisamente differente al variare del coefficiente d’attrito (per esempio usando ferodi diversi). In particolare possiamo analizzare come varia la coppia frenante confrontando andamenti tipici di ganasce avvolgenti (a), ganasce svolgenti (b) e freni a disco (c).

Notiamo che la ganascia avvolgente è quella in grado di sviluppare la miglior coppia frenante, persino superiore a quella di un freno a disco. D’altra parte esiste un limite di coefficiente d’attrito (μ₀ sul grafico) oltre il quale la coppia rischia di essere talmente elevata da portare a bloccaggio il tamburo in ogni condizione.

Altro aspetto da considerare è il fading, a cui i freni a tamburo sono decisamente più soggetti. Ricordiamo che si tratta di un fenomeno che diminuisce notevolmente l’efficacia frenante a causa di un eccesso di calore. Anche per questo motivo l’avvento dei freni a disco ventilati ha portato ad un loro graduale abbandono.

Nonostante ciò, i freni a tamburo sopravvivono ancora in alcune situazioni. Infatti li troviamo presenti sull’asse posteriore di alcune vetture di dimensioni ridotte, sia per la loro economicità, che per la capacità di funzionare bene da freno di stazionamento.

Tipologie di freni a tamburo

Abbiamo visto come le ganasce avvolgenti riescono ad essere migliori in termini di forza frenante. Per questo motivo si possono adottare delle accortezze che portano a differenti tipologie:

1. freno simplex, è il classico freno a tamburo con una ganascia avvolgente e una svolgente.
2. freno duplex, possiede due ganasce avvolgenti, ottenute con l’azione di un sistema di due cilindretti posizionati in modo tale da agire entrambi nella direzione di rotazione. Presentano però il significativo svantaggio di fungere da ganasce svolgenti durante la retromarcia.

3. freno duplex doppio, presenta due cilindretti a doppio effetto che garantiscono la massima efficacia frenante in entrambi i sensi di marcia.

 

Consigli da tener presente

Vogliamo citare alcuni esempi sintomatici che suggeriscono un controllo al sistema frenante:

• Vibrazione dell’auto durante la frenata.
• Raggiungimento preventivo del fine corsa del pedale. Potrebbe significare un mal funzionamento all’impianto idraulico, per esempio per presenza di aria che, essendo comprimibile, altererebbe il feeling con i comandi.
• Qualsiasi tipo di risposta anomala del pedale del freno o fischio/sibilo inaspettato (più tipico nei freni a disco con presenza di pastiglie usurate).