Test del sistema di frenatura

Un test dei freni presso una stazione diagnostica sembra piuttosto semplice e non richiede alcun investimento particolare di tempo o energia. Basta eseguire il programma, e in pochi secondi, il banco prova decide se l’impianto frenante può considerarsi idoneo alla circolazione su strada. I dipendenti delle stazioni diagnostiche si limitano a dare giudizi sull’impianto frenante, raramente si preoccupano delle cause fondamentali dei guasti. In questo articolo, vorremmo discutere alcuni dettagli relativi al test dei freni.

Norme legali e misurazione della forza frenante

Quando si tratta di misurare la forza frenante, probabilmente tutti pensano a un test tecnico che determina se il sistema frenante di un’auto è in grado di rallentare o fermare il veicolo in sicurezza in condizioni di banco dinamometrico a rulli. Il dispositivo verifica quanta forza frenante occorre applicare in determinate condizioni per fermare le ruote.

Dobbiamo aggiungere che nell’Unione Europea, la misurazione ufficiale della forza frenante può essere effettuata anche su un veicolo in movimento frenato fino all’arresto completo.

La misurazione delle prestazioni dei freni comprende anche altri test

La prova di frenata non è altro che misurare il calo di velocità e valutarlo. A questo proposito, incontriamo molte disposizioni e standard legali diversi (la maggior parte di quelli citati in questo articolo provengono da UN EGB 13 e UN EGB 13H). Ciò comporta l’arresto del veicolo da una determinata velocità su un dato spazio di frenata con una riduzione di velocità di almeno 3,6 m/s2, ma non superiore al valore medio di 6,43 m/s2.

“Lo spazio di frenata è il percorso che il veicolo percorre dal momento in cui il conducente inizia ad agire sul dispositivo di comando della frenatura fino al momento in cui il veicolo si ferma; la velocità iniziale del veicolo è la velocità alla quale si muove il veicolo quando il conducente aziona il comando della frenata; “la velocità iniziale non deve essere inferiore al 98% della velocità raccomandata per la prova.”

La decelerazione media massima dm viene calcolata come la decelerazione media misurata nell’intervallo da vb a ve secondo la seguente formula:

Dove:

Ø v0: velocità iniziale in km/h,

Ø vb: velocità del veicolo a 0,8 v0 in km/h,

Øve: velocità del veicolo a 0,1 v0 in km/h,

Ø sb : distanza in metri percorsa tra le velocità v0 e vb,

Ø se : distanza in metri percorsa tra le velocità v0 e ve.

“La velocità e la distanza devono essere determinate mediante strumenti che abbiano una tolleranza di precisione del ± 1% alla velocità specificata per la prova. La decelerazione massima media può essere determinata con altri metodi oltre alla misurazione della velocità e della distanza; in questo caso la precisione del ritardo medio massimo dovrebbe essere ± 3%”.

Il funzionamento e le proprietà del banco dinamometrico a rulli sono noti. Durante la misurazione, la velocità della ruota è bassa, il rullo ruota ad una velocità periferica di 2-5 km/h mentre si misura la forza di attrito durante la frenata. Il veicolo quindi non si avvicina nemmeno lontanamente alla velocità relativa raggiunta durante i test di omologazione, ma è stato dimostrato che l’impianto frenante ha effetti di forza anche a basse velocità, quindi il test stesso è sufficiente per determinare l’efficacia dei freni.

Tutto ciò è vero anche se la massima forza frenante non viene raggiunta sulla pastiglia freno, perché la massima forza frenante disponibile si ottiene al limite di trazione del pneumatico e del rullo. Questo è l’ultimo punto in cui lo slittamento è pari a zero, dopodiché la ruota slitterà rispetto al rullo. Oltre questo punto la misurazione non può essere valutata.

Potrebbero esserci anche differenze nella valutazione. Un metodo utilizzato in Europa è determinare la percentuale di inibizione. Ciò significa che le forze frenanti massime si verificano al limite dello slittamento, quindi devono essere sommate e divise per il peso inferiore al peso lordo massimo consentito del veicolo. La formula tiene conto dell’accelerazione dovuta alla gravità e il suo valore è 9,81 m/s2. Il coefficiente ottenuto deve essere superiore a 0,58, ovvero al 58% per i veicoli messi in circolazione dopo il 1° gennaio 2012. Almeno con questo valore il freno può considerarsi efficace.

Questo metodo è utilizzato in diversi paesi dell’UE, ma non è uniforme, poiché alcuni paesi utilizzano la regressione lineare. L’essenza di questo metodo è che si presuppone una relazione lineare tra la forza di lavoro e la forza frenante e la forza frenante massima, che altrimenti non può essere misurata al banco, viene determinata per estrapolazione.

Problemi con le misurazioni, lacune tecniche

Un banco dinamometrico a rulli è sufficiente in alcune situazioni, ma non in altre. È sufficiente per determinare la resistenza della struttura del freno della ruota, poiché questa è l’unica condizione necessaria per introdurre il freno sul mercato nell’attuale situazione giuridica.

Il problema è che non sappiamo veramente a cosa dovrebbero essere paragonate le prestazioni dei freni. In passato i produttori non fornivano le caratteristiche dei freni alle stazioni diagnostiche e questi valori non si trovano nemmeno nei dati tecnici. Negli ultimi anni ci sono stati segnali di sforzi per cambiare questa situazione, ma nessun cambiamento del genere è stato ancora segnalato alle autorità. Negli ambienti professionali vi è consenso sulla necessità di chiarire i valori di pressione di progettazione o di estrapolazione. La norma non specifica questo valore con sufficiente precisione, anche se è fondamentale per la correttezza dei calcoli.

Va inoltre segnalato che la revisione dei freni della motocicletta è considerata particolarmente difettosa e la sua correzione è attualmente in corso. Ciò può sembrare divertente, ma allo stesso tempo è ovvio che i metodi di prova per i veicoli con freni ad aria compressa, anche se l’impianto frenante è molto più complesso, sono abbastanza specifici e non richiedono spiegazioni particolari.