Sommario
● Introduzione
● Panoramica del mercato
● Diversi tipi di dischi freno e loro caratteristiche
● Cose da considerare quando si scelgono i dischi freno
● Conclusione
Introduzione
La scelta dei dischi freno è fondamentale per garantire la sicurezza e l'efficienza dell'auto. Il mercato globale dei dischi freno è in rapida crescita ed è stimolato dalla domanda di automobili commerciali e di lusso. I dischi freno piatti, ventilati, forati, scanalati e combinati hanno prestazioni diverse. Alcuni aspetti critici da considerare quando si identificano i dischi freno giusti includono il tipo di veicolo, il livello di prestazioni, il prezzo e la compatibilità. La conoscenza di questi elementi permette di raggiungere il massimo livello di frenatura e, quindi, di sicurezza per vari scopi.
Panoramica di mercato
Scala e crescita del mercato
Nel 11.24 il mercato dei freni a disco per autoveicoli valeva 2013 miliardi di dollari. Si prevede che raggiungerà i 19.30 miliardi di dollari entro il 2032 con un CAGR del 6.09%. Questa crescita è il risultato della crescente domanda di freni a disco nei veicoli commerciali, dell’uso di auto di lusso e delle leggi sulla sicurezza intese e implementate in diversi paesi. Questi due segmenti aumentano la domanda di mercato di automobili sia per passeggeri che per scopi commerciali, con l’esempio della crescente domanda di mercato in Cina e India.
Approfondimenti regionali
Per quanto riguarda la distribuzione delle quote di mercato regionali, la regione Asia-Pacifico detiene la quota maggiore principalmente a causa della disponibilità di risorse umane e materiali più economiche e dell'industria automobilistica consolidata. L’Europa è seconda nella quota di consumo, grazie alla principale industria automobilistica e all’aumento del reddito pro capite. Tra tutte le regioni analizzate, si prevede che il Nord America sarà quello con la crescita più rapida dal 2023 al 2032, grazie ai produttori automobilistici affermati e alla crescente domanda di veicoli commerciali leggeri e PC.
Tendenze chiave
Alcune tendenze stimolano la crescita del mercato da parte dei produttori che incorporano sistemi frenanti avanzati a causa della loro sicurezza e come sollecitato dalle organizzazioni governative. Lo sviluppo del mercato è dovuto ai progressi nei sistemi frenanti e anche i finanziamenti per le automobili autoelettriche svolgono un ruolo nello sviluppo del mercato. Si prevede che l’espansione di un sistema frenante nuovo e migliorato da parte dei principali attori e la specializzazione nella ricerca e sviluppo spingeranno ulteriormente il mercato.
Diversi tipi di dischi freno e loro caratteristiche
Dischi freno piatti
Questi dischi freno sono piatti e il materiale utilizzato è la ghisa, che offre una superficie frenante liscia. Sono comunemente impiegati nelle automobili più piccole a causa del loro prezzo basso e dell'adeguata potenza frenante per carichi relativamente piccoli. Grazie all'ampia superficie di contatto con la pastiglia del freno, si ottiene una buona frenata. Tuttavia, i dischi piatti si surriscaldano per lunghi periodi sui freni, e i freni si sbiadiscono e addirittura si deformano. Il sovraccarico del dispositivo e la riduzione dell'efficienza possono verificarsi durante attività come frenate brusche in assenza di un'adeguata ventilazione.
Dischi freno ventilati
I dischi freno ventilati hanno due dischi pieni e una struttura interna a palette per migliorare il flusso d'aria. Questo design dissipa più calore, rendendolo adatto a veicoli più grandi e pesanti, che generano più calore. Le palette funzionano anche in raffreddamento, il che aiuta a evitare l'accumulo di calore, riducendo così al minimo l'usura delle pastiglie dei freni. Sebbene i dischi ventilati possano essere un po' più pesanti di altri tipi, possono fornire le migliori prestazioni per tutta la vita di un'auto e lo stress termico estremo e costante li rende ideali per i veicoli che richiedono una forza frenante costante.
Dischi freno forati
I dischi freno forati hanno fori che attraversano la superficie del rotore e il loro numero è elevato. Questi fori forniscono il raffreddamento e consentono ai gas e ai detriti di fuoriuscire dalla superficie di attrito per interrompere la dissolvenza del freno. Il design contribuisce inoltre a ridurre il peso generale supportato dal disco, migliorando, tra gli altri vantaggi, la manovrabilità del veicolo. Tuttavia, i fori praticati possono causare aree di stress, che possono provocare la rottura dei dischi in condizioni di frenata estreme. Inoltre, nel tempo, i detriti potrebbero accumularsi all'interno di questi fori, riducendo le prestazioni del freno.
Dischi freno scanalati/scanalati
I dischi freno scanalati hanno un disegno o delle fessure sulla faccia del rotore, che lo rendono il più identificabile tra tutti i tipi di dischi freno. Queste fessure aiutano a espellere gas, polvere e acqua dalla superficie di contatto, migliorando la presa delle pastiglie dei freni in caso di pioggia con possibilità minime di aquaplaning. Le scanalature consentono inoltre di sfumare le pastiglie dei freni, offrendo così una migliore adesione e buone prestazioni. Sebbene i dischi scanalati velocizzino il rinnovamento delle pastiglie e abbiano una migliore resistenza al calore, il loro livello di rumore durante il funzionamento è relativamente elevato a causa dell'azione raschiante delle scanalature.
Dischi combinati
I dischi combinati hanno le caratteristiche di foratura e scanalatura sulla superficie del rotore, conferendo pregi ai due progetti. I fori e le fessure trapanati ottimizzano la sensazione di frenata e il raffreddamento, prevengono lo sbiadimento dei freni e aiutano a mantenere pulita l'interfaccia metallo-materiale di attrito delle pastiglie dei freni. Questo è un doppio vantaggio poiché potenzia l'impianto frenante generale, soprattutto se esposto ad elevati livelli di stress. Tuttavia, come qualsiasi altro disco prodotto, comportano alcune complessità che rendono la loro produzione associata a costi elevati e possibili sfide strutturali.
Dischi freno scanalati
I dischi freno con fossette, come suggerisce il nome, presentano una serie di rientranze poco profonde sulla superficie del rotore del freno. Queste fossette contribuiscono anche un po' a ridurre la massa del disco in egual proporzione al rafforzamento dell'integrità strutturale del disco. Come i sottosquadri, le fossette non si estendono all'altro lato del rotore, il che riduce il rischio di sviluppo di crepe. Sebbene ai produttori di automobili piacciano le fossette per la loro capacità di migliorare la dissipazione del calore e mantenere pulita la superficie della pastiglia, offrono una capacità di raffreddamento inferiore rispetto ai dischi completamente forati o scanalati. I dischi scanalati forniscono un buon compromesso tra leggerezza e resistenza migliorata.
Dischi freno con bordo ondulato
Quando il bordo abraso dei dischi freno presenta una superficie ondulata, si ottengono dischi freno con bordo ondulato. Questo design riduce notevolmente la massa del disco rispetto alle masse non sospese, migliorando la flessibilità e la manovrabilità del veicolo. I bordi ondulati aiutano a migliorare la superficie per il raffreddamento e la dissipazione del calore. Inoltre, una tale direzione progettuale può impedire la circolazione dell'aria, contribuendo ulteriormente alla regolazione del calore. La dolcezza dei dischi con bordo ondulato è dovuta alla riduzione del peso e all'unicità del design; sono spesso utilizzati nelle auto da corsa ad alte prestazioni.
Cose da considerare quando si scelgono i dischi freno
Tipologia e utilizzo del veicolo
La scelta dei dischi freno adatti dipende dalle esigenze del veicolo. Auto, veicoli commerciali leggeri e veicoli commerciali pesanti richiedono diversi livelli di sistemi frenanti poiché vengono utilizzati per altri scopi. Ad esempio, gli autocarri pesanti potrebbero richiedere dischi freno con inerzia termica maggiore a causa del peso del veicolo e delle velocità più elevate. I dischi piatti standard potrebbero essere sufficienti per un’auto utilizzata e guidata in città, mentre un’auto ad alte prestazioni richiederà dischi forati. I dischi ventilati o scanalati sono migliori per le auto fuoristrada o da corsa poiché hanno un migliore raffreddamento e eliminano i detriti. Anche il peso e la velocità dell'auto lo influenzano; le auto pesanti producono più calore poiché possiedono più energia cinetica; pertanto, sono necessari dischi freno in grado di gestire elevate quantità di calore senza sbiadire.
Requisiti di prestazione
I fattori tecnici che definiscono le prestazioni di frenata includono la dissipazione del calore, il coefficiente di attrito e la resistenza all'usura. Per applicazioni come le corse o la guida ad alta velocità, sono necessari dischi di tipo più sofisticato, ad esempio forati o scanalati, per migliorare il raffreddamento del disco e ridurre al minimo i pericoli di dissolvenza dei freni. I dischi con fori forniscono una migliore conduttività termica rispetto ai dischi pieni perché hanno una superficie maggiore e percorsi per la ventilazione, mentre i dischi scanalati forniscono superfici fresche alla pastiglia del freno per mantenere un attrito costante. I dischi ventilati sono più adatti per l'uso quotidiano poiché sono progettati per avere alette interne che aiutano a raffreddare il disco. La valutazione dei particolari requisiti prestazionali consente di identificare se il disco freno scelto soddisfa i compiti di frenata del veicolo senza mettere a rischio la sicurezza.
Budget e costi di proprietà
Il termine "costo", che viene utilizzato quando si decide la marca automobilistica ideale da acquistare, considera non solo il costo iniziale di acquisto dell'auto, ma anche il costo che verrà sostenuto nel lungo periodo, ad esempio, attraverso riparazioni e sostituzioni. Anche se i dischi carboceramici sono più costosi, le loro prestazioni e affidabilità sono piuttosto impressionanti; quindi, le sostituzioni sono relativamente meno frequenti. I dischi in ghisa, tuttavia, vengono utilizzati nella maggior parte dei veicoli poiché sono relativamente più economici da acquistare. Le sue configurazioni possono avere prese d'aria o fossette; con questi due aspetti l'accento può essere posto sulle prestazioni e sui costi. Altri costi che dovrebbero essere considerati includono la manutenzione regolare; ad esempio, i dischi scanalati o forati rischiano di usurare o deteriorare la pastiglia più spesso rispetto ai dischi normali. È possibile ripararlo con materiali di migliore qualità, comprese le leghe ad alto contenuto di carbonio, che aumenteranno la durata del prodotto e ridurranno i costi nel lungo periodo.
Compatibilità e qualità
Un altro fattore da considerare è garantire che il freno funzioni con il sistema frenante esistente del veicolo. Ciò riguarda le dimensioni dei dischi, come lo spessore del diametro e il tipo di pinza utilizzata. Ad esempio, le pinze flottanti sono tipiche delle autovetture e funzionano con dischi particolari per un lavoro efficiente. La durabilità è importante; i dischi realizzati con leghe ad alto contenuto di carbonio hanno prestazioni migliori perché non si deformano se riscaldati. Le procedure di fusione e lavorazione di precisione del processo di produzione garantiscono che i dischi abbiano i livelli di tolleranza richiesti, ottenendo così le migliori misurazioni di efficienza e sicurezza. La scelta di dischi di produttori rinomati conferma l'affidabilità e la durata del modello perché l'azienda non ha permesso che comparissero difetti senza verificare qualitativamente e superare numerosi test.
Conclusione
La scelta dei dischi freno adeguati è uno dei fattori significativi per la sicurezza e le prestazioni del veicolo. È fondamentale comprendere sia il mercato che i dischi freno disponibili e alcuni fattori, come il tipo di auto, le caratteristiche richieste e il prezzo. Pertanto, aiuterebbe le aziende a valutare attentamente questi aspetti per arrivare alla scelta del disco freno giusto che soddisferebbe le loro esigenze e garantirebbe efficienza indipendentemente dalle condizioni ambientali.
