Corrosione, emissioni e ritorno dei freni a tamburo?

Jan 17, 2024

FRANCOFORTE, Germania– I freni a tamburo, una tecnologia irrilevante per i veicoli passeggeri, tranne che per le auto di piccole dimensioni, stanno tornando alla ribalta per diversi motivi, tra cui la capacità di contribuire a gestire le emissioni di particolato e la corrosione.

Questo concetto è emerso durante una recente intervista di The BRAKE Report (TBR) con due ingegneri Continental Sebastian Amrioui, responsabile dei prodotti avanzati sistemi frenanti idraulici, e il dottor Mathias Haag, responsabile del progetto tecnico e-Caliper / Senior Expert Brake Function.

Continental, che ha progettato il sistema di freni a tamburo per il veicolo elettrico (EV) Volkswagen ID.4, è stata leader nella resurrezione dei freni a tamburo.

Nel primo articolo di questa intervista, gli ingegneri Continental hanno spiegato come, grazie alla frenata rigenerativa, i veicoli elettrici (EV) non necessitano più della potenza frenante di un veicolo con motore a combustione interna (ICE).

"Le prestazioni di un freno a tamburo rispetto a un freno a disco sono inferiori, ma ora ci troviamo in una situazione in cui abbiamo bisogno di meno prestazioni perché il freno non funziona più tanto perché la maggior parte della decelerazione è coperta dal motore elettrico", ha spiegato Amrioui .

Inoltre, ha spiegato come una caratteristica dei freni a tamburo, essendo un sistema incapsulato, potrebbe essere un danno per le prestazioni di frenata rispetto ai freni a disco (inibendo il raffreddamento dei freni), ma è stato un vantaggio per il controllo delle emissioni di particolato derivanti dal deterioramento dei materiali frenanti.

"La polvere rimane all'interno del tamburo", ha detto Amrioui. “Con un freno a disco, qualsiasi particella finisce direttamente nell’atmosfera. Piccole particelle, inferiori a 10 micron, possono entrare direttamente nei polmoni e provocare il cancro.

“E nel freno a tamburo, un sistema incapsulato, gran parte della polvere rimane all’interno del tamburo e non si disperde nell’atmosfera”.

Esistono metodi per migliorare le emissioni di particolato prodotte dai freni a disco, ma presentano delle sfide.

"È possibile migliorare il sistema di emissione di particelle per i freni a disco e esistono diverse tecnologie per farlo", ha affermato Haag. “Da un lato ci sono numerosi rivestimenti per i dischi e dall’altro ci sono sistemi di filtraggio per catturare la polvere. Ma questi sono molto, molto costosi e aggiungono misure aggiuntive all’interno del veicolo.

“Il tamburo stesso ha tutte le funzionalità di incapsulamento già installate, quindi c’è un grande vantaggio con il tamburo ovunque abbia senso. E ovunque i clienti siano aperti alla tecnologia dei tamburi per migliorare le emissioni di particolato e la corrosione nella stessa applicazione”.

Nella spiegazione di Amrioui e Haag degli aspetti positivi associati a questa tecnologia figurano anche gli aspetti legati alla lotta alla corrosione dei freni a tamburo.

"L'incapsulamento impedisce all'acqua e al sale di penetrare all'interno dei partner di attrito", ha affermato Amrioui. "Quindi, il freno a tamburo ha un migliore comportamento alla corrosione."

Il freno a tamburo del futuro non sarà, secondo gli ingegneri Continental, il freno a tamburo di vostro nonno. Molto probabilmente sarà realizzato in compositi (forse una piastra anteriore in alluminio e un anello di attrito in ghisa), con un peso molto inferiore rispetto alle iterazioni precedenti senza alcun degrado delle prestazioni.

Potrebbe anche essere un prodotto a vita virtuale.

"Abbiamo effettuato alcuni test di resistenza con la Volkswagen ID.3 EV (EV più piccola della ID.4) e la durata delle guarnizioni dei freni a tamburo è stata superiore a 300.000 chilometri (186.000 miglia)", ha affermato Amrioui. "Quindi, normalmente, non è necessaria la manutenzione dei freni a tamburo di un veicolo elettrico."

Esistono ulteriori sfide – e opportunità – per l’installazione dei freni a tamburo in una gamma più ampia di veicoli, un argomento che verrà esplorato nella prossima puntata di questa intervista.

Mike Geylin è il redattore capo di Hagman Media. Geylin opera nel settore delle comunicazioni automobilistiche da cinquant'anni, lavorando in tutti gli aspetti del settore, dall'OEM al fornitore fino agli sport motoristici, oltre a riferire per giornali e riviste del settore.