- di Massimo Clarke
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- di Massimo Clarke
Tutti sanno che durante l’uso i freni si scaldano, dato che convertono l’energia di movimento in calore.
Forse però non a tutti è chiaro quanto siano grandi le potenze in gioco, a quali temperature arrivino i dischi e che decelerazioni vengano raggiunte.
Per dare un’idea della situazione, niente di meglio che riportare una serie di parametri significativi e confrontare mediante alcuni valori numerici ciò che accade nelle Superbike, nelle MotoGP e, a titolo indicativo, nelle vetture di Formula Uno.
Occorre ricordare che le superbike sono molto vicine alle moto di serie di prestazioni più elevate, ovvero alle 1000 supersportive a quattro cilindri, mentre le MotoGP se ne distaccano per l’impiego di dischi e pastiglie in carbonio e di pinze monoblocco.
In quanto alle monoposto di Formula Uno, nel considerare i valori qui riportati occorre tenere presente che i dischi (in carbonio) hanno dimensionamenti molto diversi da quelli adottati in campo moto (basta pensare allo spessore: ben 32 mm contro 8 mm) e sono autoventilanti.
Inoltre ci sono quattro punti di appoggio al suolo, con impronte a terra di considerevoli dimensioni (le moto ne hanno due soltanto, con impronte di estensione molto ridotta). Il carico statico gravante su ogni ruota è maggiore e poi c’è l’apporto dell’aerodinamica.
E il trasferimento di carico in frenata è limitato, dati il notevole interasse e la ridotta distanza dal suolo del baricentro. Infine è anche interessante osservare che non c’è un servofreno (a differenza di quanto accade nelle auto di serie) e che il comando è a pedale e non a leva piazzata sul manubrio, cosa che consente al pilota di esercitare uno sforzo molto elevato.
Nulla meglio dei numeri mostra come stanno le cose, ed ecco pertanto quelli più significativi.
Date le straordinarie sollecitazioni termiche che i freni devono sopportare, cominciamo con le temperature. Nelle moto del mondiale Superbike i valori più elevati che i dischi possono raggiungere sono all’incirca di 600 – 610 °C; qualche anno fa si arrivava attorno a 560 °C.
Per i dischi in carbonio delle MotoGP le cose stanno diversamente: il range di funzionamento infatti va da 200 a ben 800 °C. Per le pastiglie i valori massimi sono dell’ordine di 400 °C nelle superbike e di 800 nelle MotoGP.
In quanto alle pinze, le massime temperature possono raggiungere all’incirca i 180 °C, con picchi addirittura prossimi a 200 °C, nelle superbike, mentre nelle sportive stradali in genere si può arrivare dalle parti dei 120 °C, e solo in casi eccezionali, ovvero nell’impiego più esasperato, ci si può avvicinare a 150 °C.
Nelle MotoGP lo sforzo raggiunge valori massimi dell’ordine di soli 6-7 kg, sufficienti ad assicurare decelerazioni che possono anche essere di circa 1,6 g
Tra lo sforzo alla leva e la pressione nel circuito idraulico, e quindi la forza con la quale le pastiglie serrano il disco, c’è un rapporto diretto.
Nelle MotoGP lo sforzo raggiunge valori massimi dell’ordine di soli 6-7 kg, sufficienti ad assicurare decelerazioni che possono anche essere di circa 1,6 g (nei modelli di serie si arriva dalle parti di 1,2-1,3 g, e nelle superbike a circa 1,5 g): a Portimão c’è una staccatona durante la quale la velocità passa da 305 a 119 km/h in 3,9 secondi, con una decelerazione che è appunto di 1,5 g.
Ben diversi sono i valori in gioco per le monoposto di Formula Uno. Nella frenata più impegnativa del circuito di Singapore, sul pedale agisce una forza di 141 kg e la decelerazione raggiunge i 4,8 g. E' bene tener presente che alla forza esercitata dal pilota si somma, andando a scaricarsi sul pedale, il “peso” della gamba dovuto alla forte decelerazione. Ad Austin a un certo punto si passa da 320 a 87 km/h in 2,99 secondi con una decelerazione di 4,7 g.
In questa staccata la potenza frenante in gioco è di ben 2.600 cv, un valore di oltre due volte e mezzo superiore alla cavalleria erogata dalla power unit…. Nelle moto da competizione il rapporto tra la potenza frenante e quella prodotta dal motore è più o meno analogo.
In quanto alla pressione nel circuito idraulico di comando dei freni, mentre nelle superbike oggi si raggiungono valori massimi di 12 – 15 bar (alcuni anni fa si arrivava a 8-12), nelle F1 si va ben oltre. Con forze al pedale dell’ordine dei 150 kg si va dalle parti di 75 bar, e non si tratta dei valori più alti che vengono raggiunti nel corso della stagione…
