Aiuto, mi si sono “ovalizzati” i dischi freno!

19/07/2018

Tutto quello che c’è da sapere su questo fenomeno a cominciare da come sia sbagliato usare i termini “ovalizzazione” o “ovalizzato”.

Sempre più spesso si incontrano persone che, dal vivo o su Internet, si lamentano dei dischi ovalizzati o di quella che essi stessi definiscono erroneamente ovalizzazione dei dischi freno. A volte questo inconveniente sembra manifestarsi nonostante l’auto abbia percorso con i dischi nuovi (od originali) solo “poche” miglia di chilometri rispetto a quelli previsti prima della loro sostituzione. Come è possibile tutto ciò? Cosa ha causato l’ovalizzazione? Si può risolverla? C’è modo di prevenirla?

Nonostante i dischi freno Brembo siano progettati e realizzati per minimizzare questo fenomeno abbiamo deciso di fare un po di chiarezza su questo argomento, perché al di là della qualità intrinseca di un prodotto molto dipende anche dalle caratteristiche costruttive della vettura, dall’utilizzo che ne viene fatto e dallo stile di guida dell’automobilista.

I dischi freno Brembo, sia quelli di primo impianto che quelli Aftermarket, sono conformi alle normative europee di sicurezza, certificati nel rispetto di tutti i più severi standard internazionali. Brembo controlla tutte le fasi del processo produttivo: progettazione, sviluppo, test, fusione, lavorazione, assemblaggio, distribuzione e assistenza. La produzione di componenti originali è realizzata in impianti omologati dalle case automobilistiche; negli stessi Brembo realizza anche i prodotti Aftermarket, che godono dello stesso elevato valore tecnologico destinato ai componenti originali.

Tuttavia anche il miglior prodotto del mondo se usato impropriamente può portare a conseguenze spiacevoli.

Prima di rivelarvi tutto quello che c’è da sapere sui dischi “ovalizzati” lasciateci fare una doverosa premessa. Il termine “ovalizzato”, pur diventato di uso comune, è in realtà, dal punto di vista tecnico, profondamente sbagliato perché molto difficilmente un disco freno può assumere una forma ovale, o anche leggermente ovale.

Di solito il problema lamentato dagli utenti come “ovalizzazione” è generalmente riconducibile a una deformazione del disco. Per questo motivo , piuttosto che di ovalizzazione è più corretto parlare di deformazione termica, e più nello specifico di deformazione assiale.

Estetica, peso e geometrie: Ecco come stanno evolvendo i dischi freno Brembo

Nel 2016 le attività di ricerca e sviluppo relativamente ai dischi Freno in ghisa hanno principalmente riguardato una nuova metodologia di simulazione e lo studio di nuove geometrie per ridurre le masse e migliorare le capacità di raffreddamento e ventilazione del disco.

1) Cosa è la deformazione termica?

La deformazione termica per certi versi è un fenomeno, entro certi limiti, abbastanza fisiologico per un disco freno. L’attrito generato dal contatto tra disco e pastiglie genera calore che comporta un innalzamento della temperatura sia del disco che della pastiglia. La ripartizione del calore tra i due componenti sebbene dipenda dalle caratteristiche fisico-chimiche dei due materiale, è nella maggior parte dei casi attribuibile per circa l’80% al disco. L’eccessivo aumento della temperatura del disco ha numerose conseguenze, tra cui la più importante è riconducile alla dilatazione della fascia frenante che tenderà a dilatarsi in senso radiale ed assiale, deformandosi in taluni casi in maniera permanente.

In questo caso la fascia frenante si curva e si trasforma in un cono, non trovando la forma originaria dopo il raffreddamento.

2) Dischi ovalizzati: i sintomi

I sintomi dei dischi ovalizzati da cui capire che si ha un problema sono riconducibili ai principali effetti che questo fenomeno comporta per i dischi freno.

Gli effetti dell’ovalizzazione sono essenzialmente tre: l’insorgere di fastidiose vibrazioni, l’usura precoce di dischi e pastiglie ed infine l’aumento delle temperature di esercizio di tutto l’impianto frenante con conseguenze molto pericolose per la sicurezza di guida.

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3) La deformazione assiale si verifica su tutti i dischi?

Come detto la deformazione termica è un fenomeno in parte fisiologico in tutte le tipologie di disco freno. Tuttavia nello specifico però è possibile affermare che gli effetti negativi di un’eccessiva dilatazione termica impattino maggiormente i dischi integrali rispetto a quelli flottanti.

Nei dischi flottanti, la fascia frenante è libera di muoversi radialmente grazie al collegamento con la campana mediante l’impiego di bussole in alluminio.

Le prestazioni del sistema traggono, inoltre, vantaggio proprio dall'unione del mozzo del disco con la superficie frenante in ghisa speciale, attraverso boccole o bussole di fissaggio. In questo modo, i due componenti soggetti a stress termico possono dilatarsi in maniera elastica, impedendo la deformazione del disco e l’insorgere di criccature in caso di surriscaldamento. Questo sistema consente la libera dilatazione termica della fascia frenante eliminando o minimizzando le deformazioni laterali.

Nei dischi integrali, invece, quando questi ultimi raggiungono altissime temperature la fascia frenante non riesce ad espandersi perché è un tutt’uno con la campana e quindi cerca una valvola di sfogo assialmente. Questo determina una deformazione assiale del disco che spesso difficilmente torna alla sua configurazione originaria una volta raffreddato.

4) Da cosa dipende una eccessiva deformazione assiale?

La deformazione del disco quindi e riconducibile a due fattori: da una parte la temperatura eccessivamente elevata che raggiunge il disco e dall’altra alla capacità del disco, di dilatarsi elasticamente invece che in maniera plastica. Una dilatazione elastica permetterà alla fascia di ritornare nella posizione originale senza conseguenza, una deformazione plastica è invece una deformazione permanente della fascia frenante con conseguente innesto di vibrazioni e surriscaldamento. Ma se sulla capacità del disco di dilatarsi elasticamente, incide quasi esclusivamente la tipologia del disco ( con i dischi flottanti notevolmente più performanti rispetto a quelli integrali) sulle ragioni del riscaldamento eccessivo le cause sono più variegate.

Sebbene il brevetto Brembo per i dischi freno ventilati PVT migliori la capacità di raffreddamento e incrementa di oltre il 40% la resistenza alle cricche termiche, molto spesso l’eccessivo surriscaldamento del disco freno ha cause prevalentemente esterne al disco stesso. Di solito una temperatura eccessiva raggiunta dal disco freno, oltre che dalle caratteristiche costruttive del disco stesso è imputabile soprattutto a fattori esterni legati al dimensionamento di tutto il sistema frenante della vettura, alla sua collocazione all’interno della vettura e o addirittura allo stile di guida dell’automobilista.

Gli impianti frenanti delle auto più diffuse sono dimensionati per un uso urbano o extra-urbano non particolarmente intenso.

Ogni impianto frenante viene infatti dimensionato per soddisfare al meglio l’uso per cui ogni vettura viene creata. L’utilizzo spinto dei freni, per esempio affrontando una strada di montagna in discesa con il piede sempre pigiato sul pedale o guidando in circuito un’auto non destinata all’uso in pista, può far impennare le temperature dei dischi. Se, a seguito di una guida eccessivamente sportiva, si sottopone l’impianto frenante a uno stress termico eccessivo rispetto a quello previsto dal costruttore del veicolo i dischi freno inevitabilmente andranno in incontro a una deformazione.

Un ‘eccessivo surriscaldamento del disco è spesso imputabile ( e quindi facilmente eliminato) a uno stile di guida o un utilizzo della vettura in frenata non appropriato in funzione delle caratteristiche del veicolo e del suo impianto frenante.

5) Come posso prevenire la deformazione del disco?

Il modo più semplice, ed anche economico, di evitare o prevenire questo problema è di tipo comportamentale, vale a dire adeguare il proprio stile di guida alle caratteristiche della vettura che si possiede.

Non vi diremo di cambiare il vostro stile di guida, ma solo di riconsiderare alcuni particolari. Per esempio, un ricorso maggiore al freno motore permette di ridurre l’impiego dei freni, diminuendo sia il consumo del materiale d’attrito che la temperatura dei dischi. Maggiore è infatti lo spazio di tempo tra una frenata e l’altra e minore il tempo di funzionamento dell’impianto, minore è il rischio di surriscaldamento. In ogni caso, dopo un utilizzo intensivo dell’impianto è sempre consigliabile percorrere qualche chilometro usando i freni con parsimonia per portarli al raffreddamento progressivo e graduale. In altre parole, è sconsigliato parcheggiare la vettura con i freni ancora roventi.

Una soluzione decisamente meno economica, ma sicuramente più indicata per chi ama cimentarsi in pista, è intervenire sulle caratteristiche dell’impianto frenante: sostituendo gli impianti frenanti originali con prodotti Brembo, sempre affidabili e appositamente studiati per l’upgrade, tutti possono migliorare in modo consistente le performance di frenata.

6) Che cosa si può fare dopo aver riscontrato che il disco è deformato?

Purtroppo poco o nulla. Molti credono che basti “rettificare” il disco per risolvere il problema. In realtà la sola rettifica della fascia frenante in molti casi non produce alcun effetto se la deformazione termica ha provocato delle variazioni anche nella struttura del materiale.

Brembo suggerisce sempre in questi casi oltre che di cambiare dischi e pastiglie con set di nuovi prodotti anche di indagare la causa del problema per evitare che si ripresenti in futuro.

Porre maggiore attenzione al proprio stile di guida in talune condizioni critiche può essere per esempio un correttivo abbastanza semplice da attuare. Ma in altri casi sarà opportuno che il meccanico faccia un controllo accurato del corretto funzionamento dell’impianto, verificando per esempio il libero scorrimento dei pistoncini all’interno della pinza.

Una soluzione è modificare il proprio stile di guida e di evitare un sovraccarico all’impianto frenante.

Se invece proprio non si vuole rinunciare alla proprio stile di guida sportiva una soluzione potrebbe anche essere quella di optare per dischi in grado di smaltire più efficacemente il calore grazie a caratteristiche tecniche più performanti di ventilazione, finitura superficiale e tipologia di fissaggio maggiormente performanti.

Per quanto concerne la ventilazione i dischi freno Brembo non hanno nulla da invidiare a nessuno. Il brevetto Brembo per i dischi freno ventilati PVT cambia le consuetudini del mercato, utilizzando in camera di ventilazione i pioli al posto delle alette. Il sistema migliora la capacità di raffreddamento e incrementa di oltre il 40% la resistenza alle cricche termiche.

Per quanto concerne, invece, una guida più sportiva i Dischi Brembo Xtra, Brembo Max o Brembo Sport, ideali per tutti gli appassionati che alternano il normale uso stradale con una guida maggiormente sportiva, sono caratterizzati da lavorazioni specifiche sulla fascia frenante (fori o baffi) che comportano una maggiore circolazione dell’aria, miglior grip, e un miglioramento delle capacità di dissipazione di calore e con relativo miglioramento delle performance.

Infine per quanto concerne il fissaggio, l’adozione di dischi flottanti al posto di dischi integrali è sicuramente l’opzione tecnica più efficace. Nel caso dei dischi freno Brembo flottanti il sistema di fissaggio è progettato al fine di permettere un margine di flottanza sia nella direzione radiale, sia in quella assiale. Questa peculiarità consente un importante miglioramento delle performance di frenata e di pedal feeling anche dopo numerose tornate in pista.