Nei veicoli industriali, specialmente in quelli pesanti destinati al trasporto, il sistema ausiliario di frenatura è fondamentale per garantire efficienza in ogni condizione. Infatti, non è possibile affidarsi esclusivamente all'impianto frenante tradizionale durante la decelerazione per via dell'elevata usura dei componenti e del rischio di sovraccarico termico, noto come fading.
I sistemi di frenatura ausiliaria, chiamati rallentatori, si distinguono in:
- Primari: montati tra motore e cambio.
- Secondari: montati tra cambio e assi di trasmissione.
In base alla modalità di funzionamento, si suddividono in:
- Idrodinamici (o idraulici)
- Elettrodinamici (o elettromagnetici)
I rallentatori idrodinamici si distinguono ulteriormente in quelli che utilizzano l'olio del cambio e quelli che impiegano l'acqua del sistema di raffreddamento, chiamati Aquatarder.
Rallentatori Idrodinamici: Funzionamento e Componenti
I rallentatori idrodinamici ad olio sono composti da:
- Rotore
- Statore
- Moltiplicatore
- Circuito idraulico per l'olio del cambio
- Controllo elettronico gestito dalla centralina
- Comando idraulico di azionamento con relativa pompa
Funzionamento del Rallentatore Idraulico
Durante la frenata, il conducente aziona il retarder tramite una leva manuale o il pedale del freno. La centralina calcola la pressione e la quantità d'aria da inviare nel circuito idraulico, spingendo l'olio tra rotore e statore. Il rotore spinge l'olio in circolo, che entra nelle fessure dello statore, creando una coppia frenante dovuta alla resistenza opposta al rotore. Questa coppia viene poi trasmessa agli assi di trasmissione tramite un moltiplicatore.
In questo processo, l'energia meccanica dell'albero motore viene trasformata in energia cinetica dell'olio, che a sua volta si converte in energia termica durante la frenata.
Aquatarder
Gli Aquatarder utilizzano l'acqua del sistema di raffreddamento al posto dell'olio. L'acqua fluisce tra statore e rotore, creando resistenza e generando calore, che viene dissipato nel circuito di raffreddamento del motore. Questo sistema è utilizzato principalmente da Mercedes e offre vantaggi in termini di peso, ingombro ed efficienza.
Il Ruolo dello Scambiatore di Calore
Come accennato, l'utilizzo del rallentatore, specialmente quello idraulico, genera calore. In molti sistemi, per raffreddare l'olio del retarder, è presente uno scambiatore di calore che utilizza l'acqua del motore. È per questo che, in alcune situazioni, è necessario mantenere il motore ad un regime di giri più elevato. Mantenere il motore su di giri è necessario per avere la massima potenza frenante del freno motore e quindi sgravare il rallentatore di parte dello sforzo.
Infatti, per raffreddare l'olio a seguito dell'uso del rallentatore c'è uno scambiatore di calore (che usa l'acqua del motore), è per quello che devi tenere su di giri il motore, per far girare di più l'acqua e darle la possibilità di raffreddarsi. Infatti capita che ti si accende pure la ventola, anche se fuori fa freddo e sei in discesa.
L'olio del retarder è raffreddato tramite uno scambiatore olio-acqua (fluido refrigerante) che è collegato al sistema di raffreddamento dell'autocarro; quindi se la temperatura dell'olio è molto elevata (potenza frenate elevata) è meglio mantenere la pompa del fluido refrigerante ad una velocità elevata (motore regime elevato), in modo tale da aumentare la portata al radiatore e rimandare in circolo liquido "fresco".
A dire la verità però, il fatto di tenere il motore "su di giri" vale solo per veicoli con l'azionamento meccanico della pompa da parte del propulsore (con cinghia, ruote dentate o quello che vi pare); invece se la pompa è mossa da un motore elettrico la cosa non vale più ovviamente.
Una soluzione in questo senso è stata proposta da diversi costruttori (credo che l'ultimo actros, l'mp3 la adotti, ma a breve in molti si allineeranno) proprio nell'ambito del raffreddamento. Nello specifico si sono scelti 3 step di funzionamento: pompa spenta e ventola spenta, pompa attiva ventola spenta , pompa e ventola attivi.
Quando e Come Utilizzare il Rallentatore Idraulico
Il rallentatore idraulico è particolarmente efficace alle alte velocità, in discesa, prima di una curva o all'uscita del casello autostradale. È importante utilizzarlo con giudizio, valutando le condizioni atmosferiche e il carico del veicolo.
È fondamentale evitare un utilizzo prolungato del retarder, poiché l'olio può surriscaldarsi e perdere efficacia. Per azionare il retarder, si può utilizzare il pedale del freno o una leva manuale con diversi livelli di frenatura, regolando la quantità di olio in circolazione.
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