la fisica misteriosa della frenata

[aspes]

Adesso scateniamo un po' di specialisti del far la punta ai chiodi.
Sappiamo tutti che un veicolo in velocita' ha una certa energia cinetica . Sappiamo altrattanto che frenando fino a fermarsi tutta questa energia finira' in calore nei freni. E fin qui la fisica la rispettiamo.
A questo punto viene a rompere le uova nel paniere l'empirismo.
Abbiamo sempre sentito dire che meglio frenate secche di breve durata che non frenate "sfiorate" prolungate.
Questo perche' se la frenata e' breve l'inerzia termica non fa a tempo a far scaldare i freni che ho gia' mollato. Ma se io mi fermo da 100 km /h a 0 km/h dissipo la stessa energia sia che freno "continuo dolce" che se freno a tratti brevi. E quindi????????? per la fisica li scaldo tanto uguale, per l'inerzia termica invece no.
Mi chiedevo tutte queste cose in austria scendendo in auto pendenze del 17% in seconda marcia (massimo terza) e cio' nonostante venivo giu' come un sasso..

[yuza]

Da 100 a 0 avrai scaldato i freni allo stesso modo (stessa temperatura) solo in tempi diversi quindi con stress termici diversi, imho

E, forse, un riscaldamento più prolungato riesce a trasferire più calore anche a monte (prima che l'aria raffreddi il tutto), quindi pastiglie, pistoncini, olio etc con effetti indesiderati peggiori?

[Jam]

Secondo me occorre aggiungere una variabile, ovvero materiali e forma.

Quanto dissipano i dischi? Acciaio, carbonio, pasta di mandorle, autoventilanti, baffati, flottanti, doppi, tripli?

Giusto per complicarti la vita

[PMiz]

Secondo me durante una lunga discesa ci sono 2 vantaggi nella frenata "impulsiva" rispetta a quella "continua":

1)
Nella frenata "impulsiva" aumenti rapidamente la temperatura superficiale del disco. Questo gli darà modo di scambiare più efficacemente calore con l'aria di raffreddamento che lo lambisce (lo scambio termico è proporzionale al delta di temperatura).
Quindi il disco smaltirà più efficientemente il calore che tra l'altro rimarrà più superficiale e faticherà a trasmettersi a tutta la struttura del disco.

Nella frenata "continua" aumenti la temperatura più lentamente. Lo scambio termico tra superficie del freno e aria è peggiore perchè il delta termico è inferiore e il calore ha più tempo per trasmettersi a tutta la struttura freno.

2)
Allo stesso modo, la guarnizione di attrito (la pastiglia, per intenderci) rimarrà meno tempo a contatto con il disco e accumulerà meno calore, verrà lambita anch'essa dall'aria che ne raffredderà la superficie di contatto e avrà meno possibilità di trasmettere calore alla pinza freno e all'olio dell'impianto frenante ...


In sintesi, secondo me, alla fine della discesa il calore generato complessivamente è (ovviamente) il medesimo ma nel caso della frenata "impulsiva" riesci a trasferire più calore al fluido di raffreddamento (aria) rispetto alla frenata "continua" quindi il gruppo disco + pinza sarà meno caldo ...

[robygun]

La quantità di energia dissipata è la stessa ma se la concentro in un tempo più breve ne ho a disposizione di più per raffreddare tutto, quindi ad ogni pinzata mi troverò con il sistema frenante che parte da una temperatura più bassa..

[Panzerkampfwagen]

Cazzo freni?
Falla correre.


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[Ziofede]

Dopo una staccata da MotoGP, consiglio di mettere i dischi in una bacinella di olio.

[carlo46]

è una domanda ingannatoria ma la risposta è molto semplice, almeno da un punto di vista teorico. La dissipazione di energia cinetica in calore per fermarsi da x km/h è uguale facendo qualsiasi manovra sui freni ma il riscaldamento dei dischi è solo una parte del deposito di calore per dissipazione, c'è poi la maggioranza, cioè l'ambiente.
Quindi frenata morbida e costante dissipa molto sui dischi (pastiglie, tubazioni etc) e percentualmente meno (all'istante di osservazione) nell'ambiente, viceversa per la frenata impulsiva.
Se rendessi il sistema adiabatico coglieresti le differenze.
my two cents da emerito tempera matite

[nic65]

prova empirica...
primo track day a Monza, per non rimanere senza freni al secondo giro avevo imparato a frenare telegrafando sul pedale, quindi ad intermittenza, pena olio che bolle con tempi di recupero della temperatura di lavoro lunghi rispetto a più frenate brevi....
ma che palle, non sono più tornato a Monza

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[sailmore]

Con la frenata lunga riscaldi più "a fondo" tutti i componenti dell'impianto, compreso l'olio, con maggiore difficoltà a raffreddare e perdita di efficienza.
Con quella rapida tutto il calore resta concentrato in superficie con maggiore possibilità di raffreddamento

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[er-minio]

Originariamente inviata da nic65

prova empirica...
primo track day a Monza, per non rimanere senza freni al secondo giro avevo imparato a frenare telegrafando sul pedale, quindi ad intermittenza

Altra prova empirica, io che sono notoriamente uno che "trascina" i freni anche in pista, solitamente non ho grossi problemi con l'HP perchè ha un impianto frenante ottimo e subisce bene anche eventuali maltrattamenti/misuse. Ma ricordo una serata in pista a ridere con il GS ed ho praticamente messo fuori uso i freni abbastanza velocemente (prima volta che mi è mai capitato in moto sia in pista che per strada) e un'altro po' mi stampo sulla chicane di rallentamento prima dei box uscendo dal giro.

Con la moto lenta e pesante evidentemente stavo più sui freni, trascinando, e fatto il patatrac

[RedBrik]

Originariamente inviata da aspes

Ma se io mi fermo da 100 km /h a 0 km/h dissipo la stessa energia sia che freno "continuo dolce" che se freno a tratti brevi.

no

Perchè a frenarti non c'è solo il freno ma anche l'attrito con aria e terreno.

Se freni DI BOTTO, il grosso della tua energia cinetica andrà in calore nei freni.

Se non freni per nulla, o se freni un filinissimo poco sopra il nulla, poca (o in ogni caso meno del caso sopra) energia cinetica andrà in calore nei freni, il grosso sarà dissipata dai due attriti sopra.

Non so che forma abbia ma c'è quindi una funzione che, con frenata su asse X e energia dissipata nei freni su asse Y, è crescente, penso in maniera monotona, sicuramente non lineare ma vai a capire che forma possa avere.

Se temperiamo le matite, partiamo con i temperamenti dall'inizio

Per il resto, come detto da altri, i due tipi di frenata generano due valori di calore molto diversi alla interfaccia freno/pastiglia, che quindi avrà comportamento diverso nel trasmettersi all'aria (al crescere del delta di temperatura tra freno e aria cresce velocità con la quale dissipo calore) e ai vari componenti del freno.

[aspes]

si, la spiegazione di Pmiz e' la piu' argomentata, in particolare e' verissimo che piu' alto e' il delta con l'ambiente e piu' forte lo scambio di calore. Inoltre si presume che a quel punto l'olio non faccio a tempo a scaldarlo. PEccato pero' che frenare a quel modo (a tratti) rende la guida "brutta" e spiacevole, sopratutto per i passeggeri, ma anche per il guidatore.

[RedBrik]

Credo comunque che, con freno motore che dà il suo, ci siano poche strade dove "pelando" il freno arrivi ad avere problemi.

Perchè devono essere strade sempre in pendenza, con poche curve (altrimenti è naturale avere fasi dove freni di più), e molto lunghe.

Personalmente non "pelo" il freno ma non credo che farlo porterebbe a problemi notevoli...

Chiaro se scendi senza freno motore la cosa diventa potenzialmente diversa.

[er-minio]

Si, ma se dovete fare i temperamatite dovete calcolare data la pendenza x, quanto deve essere corta/lunga la frenata e quanto spazio fra le frenate per avere raffreddamento ottimale ed evitare di riaccelerare troppo nei pezzi di discesa senza i freni applicati.




PS.
Non so cosa guidate ma io, su strada, mai avuto esperienza di fading dei freni nè in moto, nè in macchina.

[nic65]

dipende quanto cazzeggi...

[aspes]

Originariamente inviata da RedBrik

Credo comunque che, con freno motore che dà il suo, ci siano poche strade dove "pelando" il freno arrivi ad avere problemi.

Perchè devono essere strade sempre in pendenza, con poche curve (altrimenti è naturale avere fasi dove freni di più), e molto lunghe.

strade austriache, tipo seefeld a scendere, tipo grossglockner, a scendere in auto ho fatto lunghi tratti in seconda su di giri e cio' nonostante frenavo. In moto e' chiaro che e' diverso, la moto ha un surplus di frenata rispetto alla auto (di serie) enorme, con dischi grandi e ben ventilati e peso ridotto da fermare.

[Panzerkampfwagen]

Ci sarebbe il piccolo particolare aggiuntivo che pelare il freno scalda e il coefficiente di attrito dei materiali dipende anche dalla temperatura.

Alcuni migliorano, altri peggiorano.

E a sentimento si impianti di ghisa peggiorano.


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[RedBrik]

La discesa di Seefeld la conosco bene e pensavo proprio a quella. Fatta diverse volte frenando come capita, nemmeno mai il più piccolo problema. E di discese più "toste" sui freni ne ho fatte poche

[Bistex]

Confermo quanto scritto da Aspes, scendendo dal Turracher Höhe ci sono lunghi tratti con il 23% di pendenza, li solo il freno motore fa na sega...

[er-minio]

Originariamente inviata da nic65

dipende quanto cazzeggi...

ehehe

mah, in genere non è che vado proprio guardando il panorama

PS: anche vero che forse non ho mai fatto quei mega discesoni citati sopra. Almeno in auto (e pesanti) penso.

[Bistex]

quello che ho citato l'ho fatto 3 settimane fa con lo Spider e settimana scorsa in moto,
nessun problema..., però le macchine che vedevo con le luci stop perennemente accese dopo un pochino puzzavano di ferodo bruciato

[aspes]

in compenso su per il grossglockner ho visto due autovelox solo quando son tornato indietro (ultimo tratto)....se si aggiunge che per errore ho fatto una decina di km in autostrada mi sa che la vacanza mi costera'. Sul grossglokner ho beccato 4 audi grosse suv cammuffate che erano certamente prototipi della casa. Mi ci sono pure ingarellato..

[rsturial]

Originariamente inviata da aspes

strade austriache, tipo seefeld a scendere, tipo grossglockner, a scendere in auto ho fatto lunghi tratti in seconda su di giri e cio' nonostante frenavo.

Se il motore è diesel il freno motore è irrisorio.

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[rasù]

L'energia non viene dissipata solo in calore, c'è anche il lavoro meccanico di strappare via materiale dalla superficie di dischi e pastiglie. E' la somma lavoro+calore che deve essere uguale a parità di rallentamento conseguito, se cambiasse il lavoro non ci sarebbe la necessità che il calore restasse uguale nei diversi tipi di frenata.

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