Sin dall’inizio della costruzione del primo autoveicolo è stato necessario escogitare un metodo ed un dispositivo per disaccoppiare la trazione dal motore alle ruote. La frizione auto, di cui abbiamo già parlato in questo approfondimento, è il dispositivo che trasmette la coppia del motore al cambio e grazie ad essa possiamo anche effettuare il disaccoppiamento. Buona parte del lavoro è dovuto però ad un sistema posto al suo fianco, gli elementi preposti al disinnesto.
Evoluzione del Meccanismo di Disinnesto della Frizione
Il meccanismo di disinnesto della frizione auto ha subito una forte evoluzione negli anni che ci ha portato all’automatismo del sistema. Una delle prime generazioni prevedeva il collegamento diretto dal pedale della frizione alla forcella (collegata al cuscinetto reggispinta) tramite un cavo regolabile. Un sistema semplice ed economico.
Frizione Idraulica: Un'Alternativa Moderna
Utilizzando un sistema di moltiplicazione della pressione con due pompe idrauliche (primaria, a monte vicino al pedale e secondaria, a una a valle installata sulla campana), non è più necessario esercitare un notevole sforzo sul pedale della frizione. L’effetto leva è quindi garantito dalla presenza delle pompe idrauliche.
Ed ecco che i progettisti di componenti si sono trovati di fronte ad un nuovo dilemma: altre componenti da installare e collocare nel vano motore. Più componenti da installare comportano più codici in magazzino, la movimentazione di più articoli, processi più complicati, ecc. Tutte voci che a cascata si riflettono sui costi.
CSC (Concentric Slave Cylinder): Un'Innovazione
Trasformandoli in un unico componente, denominato CSC (Concentric Slave Cylinder) cuscinetto reggispinta idraulico, ma impropriamente, perché la pompa secondaria non viene rimossa, bensì semplicemente integrata.
Prima dell’avvento del CSC era possibile robotizzare il disinnesto e innesto della frizione con attuatori elettrici o elettroidraulici. Ma in questi casi l’attuazione è indiretta (viene esercitata forza sul puntale che agisce sulla forcella, non direttamente sul cuscinetto). Quindi il controllo dell’attuazione (tramite il sensore di posizione) non può effettivamente percepire la corsa del cuscinetto.
ConAct: Cuscinetto Reggispinta Pneumatico
Nei veicoli industriali, dove l’idraulica è spesso soppiantata dalle attuazioni pneumatiche, il CSC idraulico aumenta la complessità di montaggio e i costi. Ecco perché ZF ha progettato e sviluppato il cuscinetto ConAct, un cuscinetto reggispinta completamente pneumatico, già in uso su molti camion.
Frizione Idraulica: Come Funziona
In generale la frizione serve per innestare e disinnestare il motore dalla ruota posteriore. Senza una frizione per accoppiare e disaccoppiare l'albero motore e la trasmissione, avresti davvero difficoltà ad avviare, fermare e spostare la tua moto.
Per capire come funziona la frizione idraulica iniziamo dalle principali componenti: cestello esterno, un mozzo interno, uno spingidisco, un gruppo di dischi della frizione molle e bulloni della frizione.
L'unica differenza con la frizione a filo (anche detta “a cavo”) è nel sistema che disinnesta i dischi della frizione. La leva della frizione idraulica è collegata a un serbatoio del cilindro principale pieno di fluido che fa pressione su un pistone nel cilindro principale per trasferire quella forza al cilindro secondario. Spinge fuori il suo pistone (proprio come sulle pinze dei freni) per azionare l'asta di spinta. Ciò muove la piastra di pressione, rilasciando la forza che tiene insieme le piastre, scollegando così la trasmissione dall'albero motore.
Manutenzione della Frizione Idraulica
Nel tempo, potresti notare che l'azionamento della frizione potrebbe sembrare meno coerente o irregolare. Il fluido potrebbe intrappolare una bolla d'aria da qualche parte, o assorbirà l'acqua dall'aria, che alla fine porterà alla corrosione. Quando ciò accade, il fluido diventa torbido o scolorito. In ogni caso, va cambiato.
Spurgo della Frizione Idraulica
Per completare lo spurgo della frizione idraulica avrai bisogno dell’olio frizione appropriato. La maggior parte delle moto usa lo stesso olio che si usa per i freni (olio DOT 4, 5 o 5.1). Alcuni modelli usano anche olio minerale puro (sistemi Magura, per esempio).
Una volta che hai il tuo olio, hai solo bisogno di un tubo trasparente, una bottiglia di raccolta, una chiave da 8 mm per lo spurgo, una siringa o un altro metodo per aspirare il fluido dal serbatoio e tutti gli strumenti necessari per rimuovere il coperchio o tappo sul serbatoio della pompa freno.
Olio Minerale vs Olio DOT
Il liquido per frizione (e freni) più comune oggi è il fluido DOT, che soddisfa gli standard rigorosi della Society of Automotive Engineers e dal Department Of Transportation (DOT). Essendo un olio soggetto a regolamentazione l’olio DOT costa anche molto meno rispetto all’olio minerale.
Inoltre bisogna specificare che tra gli oli DOT, il migliore risulta essere il DOT 5.1.
Vantaggi dell'Olio DOT 5.1
- SICUREZZA: L’alto punto di ebollizione secco del DOT 5.1 (superiore a 260°C) consente la massima efficienza dell’impianto frenante anche quando sottoposto a un impiego intenso e prolungato, garantendo la massima sicurezza della tua frenata.
- DURATA: L’elevato punto di ebollizione a umido WERBP (minimo 180°C), superiore ai liquidi convenzionali DOT 4 e DOT 3, permette di sfruttare il prodotto più a lungo.
- PRESTAZIONI: Il DOT 5.1 è il liquido freni ideale per il settore Racing professionale e amatoriale.
- IDEALE CON ABS E ESP: La bassa viscosità del DOT 5.1 a -40°C garantisce una miglior circolazione del fluido nelle valvole dei sistemi antibloccaggio ABS (che richiedono un breve tempo di ciclo) o con il controllo elettronico della stabilità ESP.
- RESISTENZA AL FREDDO: Il punto di scorrimento eccezionalmente basso assicura il funzionamento del sistema frenante anche alle temperature più basse (sino a -40°C).
- PROTEZIONE: Non provoca rigonfiamenti nelle guarnizioni e nella gomma con le quali entra in contatto anche permanentemente. Protegge le componenti metalliche del circuito di frenata dalla corrosione, ruggine e usura.
Olio Minerale: Caratteristiche
A differenza del liquido per freni DOT, i fluidi per freni di olio minerale non sono regolati da alcun standard o ente normativo, pertanto le informazioni tecniche sulle varie sostanze che contribuiscono alla loro produzione sono solitamente difficili da ottenere.
Poiché l’olio minerale è idrofobo e non assorbe acqua dall’ambiente, uno dei grandi vantaggi che ha sul fluido DOT è che una volta aperto può essere conservato a tempo indeterminato. Al contrario, il fluido DOT va usato subito e non può essere usato se la bottiglia è aperta da più di 12 mesi (a volte anche meno).
Lo svantaggio dell’olio minerale idrofobo è che quando filtra acqua nell’impianto frenante, attraverso guarnizioni o pori microscopici nelle linee, fa crollare il punto di ebollizione dell’intero impianto frenante a quello dell’acqua (100°C).
Frizione a Cavo vs Frizione Idraulica: Quale Scegliere?
Quando senti parlare di frizioni idrauliche o frizioni a cavo, ci si riferisce solo a come viene azionata la frizione. Con una frizione a cavo, la forza della leva viene trasferita tramite un cavo Bowden, che ha un filo di acciaio che scorre all'interno di una guaina flessibile. La frizione idraulica invece usa del fluido per trasmettere la forza esattamente come accade nei freni idraulici.
L’unica differenza con i freni è che al posto di una pinza all'altra estremità del tubo c'è un cilindro schiavo che agisce sullo spingidisco della frizione allo stesso modo di un cavo.
Frizione a Cavo: Pro e Contro
La frizione a cavo è la configurazione più comune nelle moto. I cavi sono comuni per un semplice motivo: sono economici da realizzare, facili da montare e tengono la moto leggera. Per quanto riguarda la manutenzione però, i cavi ne richiedono una discreta quantità.
Per cominciare, devi regolare frequentemente il gioco per tenere conto dell'usura della frizione: se il cavo si allenta troppo non otterrai il disinnesto completo quando tiri la leva. Al contrario, se lasci troppo poco gioco la frizione slitterà, portando a un’usura repentina dei dischi della frizione. Inoltre, i cavi devono essere lubrificati periodicamente e sono soggetti a corrosione, rottura e attorcigliamento se piegati troppo bruscamente.
Frizione Idraulica: Pro e Contro
Con una frizione idraulica non devi preoccuparti di lubrificare o dei cavi che si sfilacciano, e non devi nemmeno occuparti di regolare nulla. Questo perché finché c'è fluido nel serbatoio, un sistema idraulico si regolerà automaticamente usurando molto meno i dischi della frizione.
Perciò il punto di innesto rimane lo stesso per tutta la vita della frizione. Parlando di innesto, le frizioni idrauliche sono generalmente più facili da modulare e hanno una trazione della leva più leggera e coerente, poiché c'è un cilindro principale e un cilindro secondario che amplificano la forza della presa.
In pratica, su moto da strada di grossa cilindrata che tendono ad avere molle robuste che sono difficili da comprimere, la frizione idraulica è l’ideale, perché l’attuatore più grosso ti aiuta a diminuire la resistenza alla leva.
Come contro, la frizione idraulica è una configurazione più costosa, sia da costruire inizialmente, sia da riparare in seguito, se una guarnizione si guasta.
Tabella Comparativa: Frizione a Cavo vs Frizione Idraulica
| Caratteristica | Frizione a Cavo | Frizione Idraulica |
|---|---|---|
| Costo | Basso | Alto |
| Manutenzione | Elevata (regolazione, lubrificazione) | Bassa (spurgo occasionale) |
| Peso | Leggera | Più pesante |
| Facilità di modulazione | Inferiore | Superiore |
| Durata | Inferiore (usura del cavo) | Superiore (autoregolante) |
Kit per Passare alla Frizione Idraulica
La tua moto ha una frizione a cavo molto dura da azionare e vuoi modificarla in una frizione idraulica? Esiste un kit apposito per la frizione idraulica universale.
Si chiama MECDRAULIC e PBR lo ha progettato appositamente per consentirti di convertire la frizione a cavo della tua moto in frizione idraulica. Hai tutti i vantaggi di una configurazione idraulica in un kit completamente assemblato e pronto per l'installazione. Viene fornito completo di leva, serbatoio (come quello dei freni), tubo idraulico e pistoncino idraulico. In questo modo ottieni una moto che "strappa" molto meno e ti eviti il rischio di rotture di cavi.
Manutenzione Preventiva
La manutenzione principale riguarda principalmente la sostituzione dell’olio idraulico: questa procedure deve avvenire (come prescritto) ogni 3 anni o 60.000 km.
Problemi Comuni e Soluzioni
Un altro problema della frizione idraulica può riguardare il pedale, che resta abbassato e non in posizione standard: in questo caso, prima di tutto infilate il piede sotto e fate forza per tirarlo verso l’alto. Se ci riuscite, a questo punto potreste raggiungere il meccanico più vicino che vi dirà (probabilmente) che è necessario sostituire la pompa o il cilindro di comando.
Se il pedale della frizione è più duro da premersi, è probabile che qualche lamella dello spingidisco si sia rovinata. Quando invece il pedale della frizione rimane premuto e non ritorna alla posizione di partenza, potremmo essere in presenza di una perdita di pressione dell’olio. Mentre nel primo caso è necessaria cambiare tutta la frizione, nel secondo caso basterà sostituire il servo-frizione. Se è proprio questo ultimo elemento ad essere rovinato, può anche capitare che le vibrazioni dello spingidisco si trasmettano al cambio.
Consigli Utili
Per evitare che questi componenti si usurino velocemente, è sempre importante provare a non premere troppo il pedale frizione quando si guida, soprattutto quando si è in folle. Altra problematica può essere data dall’olio motore il quale è necessario controllare spesso.
Il tempismo può fare la differenza sui possibili costi di riparazione di una frizione bruciata. Inoltre, è bene considerare che spesso la sostituzione dell’elemento non è un’operazione che viene inclusa nella garanzia. Meglio controllare costantemente la frizione. Non appena si avvertiranno i primi segnali di usura è necessario rivolgersi immediatamente ad un meccanico o alla officina autorizzata.
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