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Brembo: i vantaggi dei dischi ventilati con pioli rispetto alle alette

TECNICA Ecco l’ultima evoluzione dei dischi ‘PVT’, con geometria a pioli, denominata 'Plus'. Scopriamo i vantaggi della ventilazione, rispetto ad un disco pieno ed il confronto tra diversi profili interni alla camera di ventilazione

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Dici Brembo e pensi ai freni. Tant’è che ‘S. Brembo’, tra i motociclisti, è stato eletto a santo protettore delle ‘staccate’. Quando il nome di un marchio è associato all’oggetto stesso, come Jeep per i fuoristrada o GoPro per le action cam, significa che si è raggiunto il vertice nel settore di appartenenza. Brembo rientra in questa ristretta cerchia. Il Gruppo, per di più, si occupa a trecentosessanta gradi del mondo automotive: dalle due alle quattro ruote, dalle competizioni alla strada. Proprio pochi giorni fa, è stato siglato un nuovo accordo commerciale con il quale Brembo si espande ulteriormente acquisendo l’azienda danese SBS (specializzata in pastiglie freno). Il disco PVT è destinato a vetture ad alte prestazioni così come ai truck, quindi a mezzi, che per motivi differenti, hanno bisogno di smaltire una cospicua quantità di calore. Anche se non si raggiungono temperature prossime ai 1000°C delle applicazioni in carbonio, come in Formula1, anche gli impianti con dischi in ghisa possono soffrire di surriscaldamento. La massa e la velocità di un veicolo in movimento fanno crescere, rispettivamente linearmente e quadraticamente, la sua energia cinetica. Quest’ultima, durante la frenata, viene trasformata in energia termica.

L’attrito generato dal contatto disco-pastiglia si trasforma in calore che deve essere dissipato. Ovviamente, a seguito di una azione frenante, ci sarà un notevole innalzamento della temperatura locale. Il calore generato viene però assorbito in maniera disomogenea dai componenti dell’impianto frenante. A causa della diversa conducibilità termica (grandezza fisica che indica la propensione di un corpo a trasmettere calore per conduzione termica), tra la ghisa (del disco) e il materiale d’attrito della pastiglia, circa l’80% del calore generato viene assorbito dal disco. Come detto è indispensabile un adeguato raffreddamento del sistema, ed in particolare del disco per garantire il corretto funzionamento dell’impianto frenante. La temperatura del disco si abbassa, marginalmente, grazie all’impatto con l’aria dovuto al movimento della vettura, ma principalmente, grazie al movimento dell’aria dovuto dalla rotazione del disco stesso. Esistono diverse soluzioni tecniche per raffreddare i dischi, la più comune è quella di aumentare la superficie di scambio termico, tra il materiale e l’aria, attraverso l’adozione dei dischi ventilati. L’efficacia del sistema dipende strettamente dalla larghezza del canale interno, rappresentato dalla distanziale assiale tra le due superfici interne del disco, e dalla sua forma geometrica scelta con il fine di aumentare la ventilazione interna e quindi lo smaltimento del calore. A causa del trasferimento di carico longitudinale verso la parte anteriore del veicolo, durante una decelerazione, la ripartizione della forza frenante sarà quindi sbilanciata e più gravosa sull’avantreno. Per questo motivo si adottano i dischi ventilati, più performanti, generalmente all’anteriore e quelli pieni al retrotreno. Tale configurazione può logicamente variare in base alla massa e alle prestazioni ed in generale alla tipologia della vettura.

L’EVOLUZIONE DEL PVT: DALLA LANCIA THEMA ALLE BERLINE MODERNE

Brembo ha brevettato, ormai da diverso tempo, una tecnologia di ventilazione a pioli PVT (Pillar Ventig Technology) che rispetto alla ventilazione convenzionale ad alette permette un raffreddamento migliore. Una delle primissime applicazioni risale a metà anni ’80 sull’ammiraglia di allora del marchio Lancia, la Thema. Questo risultato è ottenuto grazie alla forma e alla distribuzione dei pioli. L’abbassamento della temperatura dell’impianto frenante aumenta le prestazioni in frenata, garantendo la corretta temperatura d’esercizio evitando un eccessivo surriscaldamento. Questo si traduce anche in un minor consumo delle pastiglie, aumentando la vita utile dei dischi freno e del materiale d’attrito. Il particolare posizionamento dei pioli, all’interno della superficie del disco, permette di creare anche una barriera contro la formazione e l’espansione di cricche termiche che si tradurrebbero in rotture sulla superficie del disco. La resistenza alla formazione delle cricche stesse aumenta fino al 40%. L’aumento delle proprietà meccaniche del materiale, è stata ottenuta grazie alla forma ottimizzata del piolo per il flusso d’aria che investe il disco, e per la disposizione degli stessi pioli su tre circonferenze lungo la fascia frenante. Ogni circonferenza è caratterizzata da una diversa geometria dei pioli per massimizzare lo scambio termico, con il passaggio nei canali, del flusso fluidodinamico.

Un ulteriore vantaggio, della tecnologia PVT, è la riduzione della massa del disco, che può raggiungere anche il 10%, grazie alla quale diminuiscono sia i consumi di carburante sia le emissioni inquinanti. La riduzione di peso è intuitivamente ottenuta dal fatto che il disco non sia pieno. Oltre tutto, il minor peso delle masse non sospese favorisce un incremento di prestazioni, comfort e maneggevolezza. Nel 2004 Brembo ha progettato e brevettato il T Pillar, utilizzato soprattutto sulla gamma di veicoli pesanti Iveco: come si evince dal nome, i pioli più esterni si contraddistinguono per la forma a ‘T’, dimostratasi particolarmente efficace per l’utilizzo sui veicoli pesanti commerciali e industriali. La soluzione T Pillar è stata studiata per evitare l’infiltrazione di particelle nella camera di ventilazione dei dischi truck. Nel 2010 Brembo ha proposto un’ulteriore innovazione introducendo la ventilazione Star Pillar: i pioli a forma di stella dissipano meglio il calore, riducendo il rischio di shock termico per il disco, incrementando quindi la resistenza alle cricche e garantendo anche una maggiore durata delle pastiglie. L’ultima tecnologia denominata PVT Plus, grazie alla particolare forma dei pioli denominata a croce latina, va ad apportare dei miglioramenti a tutti gli aspetti tecnici che rappresentano il fulcro della tecnologia PVT: ventilazione, durata dei componenti, resistenza alle cricche, massa del disco, prestazioni vettura. Altra particolarità dei dischi PVT Plus è lo studio di geometrie differenti appositamente ingegnerizzate per il veicolo sul quale il componente andrà installato. Però introducono il vantaggio dell’indifferenza di orientazione rispetto al lato di installazione. Infatti i dischi con alette curve e ventilazione orientata sono specifici per il lato destro e sinistro della vettura. I disco PVT Plus, grazie alla univoca geometria della camera di ventilazione, è indifferentemente installabile su entrambi i lati garantendo una maggior semplicità di montaggio ed una più facile gestione dei ricambi.

 

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