Cosa sono e come funzionano i freni dei veicoli

In questa sezione illustriamo in maniera molto semplice cosa sono e come funzionano i freni, un elemento indispensabile per garantire la sicurezza sulle strade.

Il freno è un dispositivo che serve per diminuire la velocità di un corpo in movimento oppure per arrestarne completamente il moto.
E' noto che quando un corpo si muove possiede una sua energia di movimento che si chiama energia cinetica: l'energia non si crea ne si distrugge ma si può solo modificarla; per cui se vogliamo rallentare od arrestare un corpo è necessario trasformare l'energia cinetica di movimento in qualcosa d'altro.

Tutti i freni dunque lavorano con uno stesso principio: dissipare l'energia cinetica di movimento in qualcosa d'altro: calore!

In base al loro principio di funzionamento i freni possono essere:

• elettromagnetici
• aerodinamici
• meccanici

Un freno magnetico è un dispositivo utilizzato per rallentare un mobile generando correnti parassite per induzione elettromagnetica. Il freno magnetico è esente da usura ed è generalmente impiegato sui treni, sui veicoli di grandi dimensioni come autocarri ed autobus e sulle giostre.

Il freno aerodinamico agisce sul flusso d'aria esterno al veicolo, opponendovi resistenza e comportando quindi un rallentamento. Gli aeroplani utilizzano gli aereofreni a questo scopo. Anche alcuni modelli di automobili, soprattutto sportive, utilizzano questa soluzione sommandola all'effetto frenante dei freni meccanici, per raggiungere decelerazioni ragguardevoli: ad esempio la Bugatti Veyron con questo accorgimento arriva ai 2 g di decelerazione. Le macchine di Formula 1 non lo usano in quanto il regolamento impedisce di adottare parti aerodinamiche mobili.

I freni di tipo meccanico utilizzano invece l'attrito che si crea tra due corpi in movimento provocandone di conseguenza anche la loro usura. Sono i più diffusi tra i veicoli e possono essere a tamburo (1) o a disco (2).

1 - Il freno a tamburo, costituito da un cilindro (tamburo) che ruota solidale con la ruota all'interno del cerchione, è stato per molto tempo utilizzato ma è oramai soppiantato dal più efficace sistema a disco.

2 - I freni a disco, invece, hanno il vantaggio di dissipare rapidamente il calore che può essere molto elevato quando vengono usati a lungo. Inoltre la forza frenante esercitata da questi freni è di gran lunga superiore a quella che si può ottenere con i freni a tamburo. Da anni tutte le case produttrici di mezzi di trasporto siano essi auto o moto, utilizzato questo tipo di freni.