Tecnica | Liquido dei freni

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Tecnica

LIQUIDO DEI FRENI

Gianluca Covini

14 Maggio 2022

È il fluido che trasforma la forza impressa sul pedale del freno nella forza che comprime le pastiglie sul disco per frenare il kart. Per questo è fondamentale assicurarsi che mantenga le proprie caratteristiche invariate più a lungo possibile

COS'È

COME FUNZIONA

IN PRATICA

Il liquido dei freni è un olio idraulico che ha il compito di trasmettere la forza frenante impressa sul pedale del freno alle pinze delle ruote. L’olio viene messo in pressione dalla pompa dei freni, che può imprimere una pressione variabile, da pochi bar fino a oltre 100 bar. Esistono due famiglie ben distinte di liquidi dei freni: quelli a base glicolica e quelli a base siliconica. I primi, a base glicolica, si caratterizzano per la loro corrosività e per il fatto di essere igroscopici, cioè tendono ad assorbire l’umidità presente nell’aria attraverso le tubazioni e le guarnizioni di tenuta.

L’umidità è un fattore che va a compromettere l’efficienza del liquido, alterandone le sue caratteristiche fisiche. Più elevato è il punto di ebollizione del liquido freni, tanto maggiore sarà la sua proprietà igroscopica. I liquidi siliconici, dal canto loro, non sono igroscopici né corrosivi, ma sono più comprimibili rispetto a quelli gliconici. La tipologia più diffusa di questi prodotti è la DOT 4, che possiede un’ottima resistenza alle temperature e una bassa igroscopicità.

“Il liquido dei freni a base glicolica è igroscopico, cioè assorbe l’umidità presente nell’aria”

La caratteristica principale che deve possedere un olio dei freni è quella di essere poco comprimibile, altrimenti la corsa del pedale del freno si allunga, con la sensazione di elasticità del comando.

COS'È

COME FUNZIONA

IN PRATICA

Temperatura Comprimibilità Viscosità

Temperatura

Il grafico mostra l’andamento della temperatura di ebollizione in umido – “wet boiling point” – con il passare degli anni di impiego, in un liquido a base glicolica. A causa dell’assorbimento del vapore acqueo, col tempo si abbassa la temperatura di ebollizione. A seconda della tipologia di olio, l’andamento sarà più o meno inclinato.

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Comprimibilità

La comprimibilità è la proprietà fisica per la quale il volume varia in base al variare della pressione. Spesso si afferma che i liquidi, come l’acqua o l’olio, siano incomprimibili: in realtà lo sono, anche se in modo molto limitato rispetto ai gas. I liquidi dei freni subiscono una diminuzione di volume ΔV che dipende dal volume presente nell’impianto e dalla variazione di pressione ΔP, causata dalla forza impressa dal pedale del freno e quindi dalla pompa dei freni. Da qui la formula sopra indicata nella quale il coefficiente di proporzionalità α prende il nome di comprimibilità.

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Viscosità

La viscosità è una grandezza fisica che misura la resistenza di un fluido allo scorrimento. Più è elevata la viscosità e maggiore resistenza verrà opposta al fluire da parte del liquido. La viscosità influisce in modo direttamente proporzionale sulle perdite di carico distribuite nell’impianto. Significa che con una maggiore viscosità si ridurrà la pressione dell’impianto e quindi l’efficienza, cioè la capacità di trasformare la forza frenante impressa sul pedale del freno in coppia frenante sulle ruote.

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Per compiere al meglio la sua funzione, il liquido dei freni deve possedere molteplici proprietà. Innanzitutto deve essere poco comprimibile, anche ad elevate pressioni e temperature, per rendere minime l’elasticità e la corsa sul pedale del freno. In secondo luogo, deve possedere un elevato punto di ebollizione (o temperatura minima di ebollizione) in modo da evitare il fenomeno del “vapor lock”, cioè la formazione di bolle d’aria nel circuito, con conseguente allungamento della corsa del pedale. In particolare, questo fenomeno si manifesta nel momento in cui l’acqua, presente sotto forma di umidità nel circuito frenante, va in ebollizione a causa delle temperature troppo elevate raggiunte dal liquido dei freni (per il calore generato dalle pastiglie, dai dischi e dalle pinze freno durante le frenate in pista) producendo bolle d’aria comprimibili. Il pedale, pertanto, diventa elastico, spugnoso, e la forza frenante impressa dal piede non si trasferisce in modo totale e diretto dalla pompa alla pinza freno, facendo perdere efficienza all’impianto. Il liquido dei freni deve, inoltre, avere un basso valore di viscosità, per garantire perdite di carico (perdite di pressione) minime anche nei passaggi più stretti del circuito frenante, come all’interno della pompa o della pinza dei freni, dove i condotti hanno anche diametri di pochi millimetri.