Intelligenti, connessi, sicuri: il futuro dei freni

Con lo sviluppo dell'architettura dei veicoli, i sistemi frenanti diventano sempre più intelligenti in modo da soddisfare i requisiti e le esigenze future dei veicoli a guida autonoma e dell'elettrificazione. Devono integrarsi perfettamente nei moderni sistemi modulari e centralizzati, soddisfacendo al contempo i più elevati standard di durata e sicurezza.

Continental, uno dei maggiori fornitori del settore automobilistico, contribuisce attivamente a modellare il futuro dei sistemi frenanti di domani e fornisce all'aftermarket indipendente prodotti e servizi frenanti di alta qualità con il suo marchio ATE aftermarket.

I freni sono l'elemento più importante della sicurezza attiva di guida. Finora sono stati principalmente sistemi meccanici con amplificatori della forza frenante a vuoto e trasmissione idraulica della forza dal pedale del freno al freno della ruota. I sistemi di sicurezza elettronici, come il sistema antibloccaggio, garantiscono che i freni contribuiscano in modo proattivo alla sicurezza di guida, anche senza l'intervento del conducente in situazioni limite. Inoltre, i freni devono ora contribuire anche all'efficienza del veicolo, evitando le emissioni di CO2 e persino di particolato durante la frenata per attrito.

Con l'aumento del numero di funzioni, l'architettura del veicolo è diventata una complessa rete di decine di unità di controllo elettronico (ECU) dedicate. Tuttavia, per ottenere un'architettura moderna, alcune funzioni, come il sistema antibloccaggio dei freni, devono essere integrate in una struttura più centralizzata, in cui un computer ad alte prestazioni è responsabile di ogni area (ad esempio, infotainment, assistenza al conducente). Questa rivoluzione architettonica nel controllo del movimento è già iniziata – un esempio recente: Continental ha equipaggiato l'auto elettrica ID.3 di VW con il primo server ad alte prestazioni per automobili prodotto in serie.

Tecnologia Brake-by-Wire

Un altro importante sviluppo nei sistemi frenanti, che va di pari passo con l'evoluzione dell'architettura dei veicoli, è il passaggio dall'azionamento idraulico a quello elettromeccanico (Brake-by-Wire). Si tratta di un cambiamento importante per le funzioni di guida assistita e automatizzata, oltre che per l'elettrificazione dei veicoli. Il primo sistema frenante elettroidraulico esistente, noto come MK C1 di Continental, è entrato in produzione nel 2016. Sia l'MK C1 che il suo successore, l'MK C2, sviluppano la pressione di frenata più velocemente di qualsiasi sistema idraulico convenzionale e non richiedono un amplificatore della forza frenante o una pompa a vuoto. Mentre la sensazione di frenata è simulata in modo costante per il conducente, il dosaggio della forza frenante massima non dipende dalla forza applicata dal conducente. Durante la frenata di emergenza, l'effettiva richiesta di frenata proviene dall'automazione o da un sistema di assistenza e viene attuata immediatamente: un punto molto importante per una frenata di emergenza sicura ed efficace di un veicolo automatizzato. Inoltre, nell'80 % delle situazioni di decelerazione nei veicoli elettrici o ibridi, la frenata rigenerativa può contribuire a ricaricare la batteria, mentre il conducente avverte una sensazione di pedale del tutto normale.

Il potenziale dei freni a tamburo in un veicolo elettrico

D'altra parte, se la frenata rigenerativa copre l'80 % dei processi di decelerazione, significa che il freno viene applicato solo per il 20 % del tempo, il che riduce l'abrasione e aumenta il rischio di corrosione. È qui che i freni a tamburo possono offrire un grande vantaggio rispetto ai freni a disco in un veicolo elettrificato: Grazie al loro design, il rischio di ruggine è molto più basso, garantendo prestazioni di frenata costanti anche dopo un lungo periodo. Un altro vantaggio consiste nella struttura dei freni a tamburo che trattiene la polvere all'interno, consentendo di rimuoverla facilmente durante la manutenzione successiva. Pertanto, la combinazione del recupero di energia e dell'uso di freni a tamburo in un veicolo elettrificato può aumentare significativamente la durata del sistema frenante.

Eliminazione graduale del sistema idraulico

L'MK C1 di Continental è stato solo il primo passo verso la vera tecnologia Brake-by-Wire, che aziona i freni delle ruote dell'asse posteriore in modo elettromeccanico. Se tutti e quattro i freni delle ruote vengono azionati in modo elettromeccanico (“a secco”), il sistema idraulico potrebbe teoricamente essere completamente eliminato. L'accento posto attualmente sulla generazione e sulla modulazione della pressione, con la relativa intelligenza di controllo, non sarebbe più necessario. Tuttavia, poiché questo è uno scenario di come potrebbe essere progettato l'impianto frenante in futuro, ci vorrà ancora del tempo prima che la vera tecnologia Brake-by-Wire e l'eliminazione dell'impianto idraulico diventino una realtà per le operazioni quotidiane in officina.

Le officine di oggi si concentrano sui sistemi frenanti idraulici per cui sono necessari i ricambi e i servizi giusti. ATE è il rinomato marchio premium di Continental, che offre tecnologia e prodotti frenanti di livello automobilistico.