Rallentatore Elettromagnetico vs Rallentatore Idraulico: Peso e Funzionamento

Il retarder, spesso chiamato anche Voith (dal nome della ditta produttrice), è un sistema di frenatura supplementare presente su tutti i veicoli con una massa superiore ai 35 quintali. Si tratta di una componente fondamentale per la sicurezza dei camion, permettendo di affrontare le strade urbane ed extraurbane in sicurezza, sia a vuoto che a pieno carico.

Di retarder esistono tre modelli diversi, che variano tra loro per peso e sistema di funzionamento. Tutti e tre i modelli, anche se si differenziano sul meccanismo di funzionamento, agiscono sull'albero di trasmissione del mezzo.

Tipologie di Rallentatori

Rallentatore Elettromagnetico

Il primo modello è a funzionamento elettromagnetico. Esso, tramite due magneti che si attraggono, rallenta la rotazione dell'albero di trasmissione e quindi del veicolo stesso.

I rallentatori elettrodinamici o elettromagnetici sono composti da uno statore fisso, a cui sono fissate le bobine dell’eccitatore, e da una coppia di rotori, solidali con l’albero di trasmissione, che li fa entrare in rotazione. Lo statore e i rotori sono montati coassialmente, con uno spazio vuoto che separa i rotori dallo statore, evitando così qualsiasi attrito. Per eseguire la frenatura le bobine dell’eccitatore ricevono corrente e quindi producono un campo magnetico che induce nei rotori correnti parassite. Tali correnti portano ad un momento frenante la cui grandezza dipende dall’eccitazione delle bobine dello statore e dal traferro tra rotore e statore.

Lo statore svolge quindi il ruolo di induttore ed è costituito da una serie pari di elettromagneti che, quando attraversati da una corrente elettrica continua, generano i campi magnetici necessari per la produzione di correnti parassite nella massa dei rotori. I rotori svolgono il ruolo di indotto. Per definizione, le correnti parassite hanno origine da una massa metallica conduttrice, quando questa è posta all’interno di un campo magnetico variabile. La variabilità del campo magnetico a cui sono sottoposti i rotori è quindi determinata dalla rotazione di questi ultimi.

Le correnti parassite si avvolgono attorno a linee di flusso magnetico e per tale motivo vengono anche chiamate correnti vorticose. La generazione di correnti parassite nella massa del rotore comporta la comparsa di forze di Laplace che si oppongono alla rotazione del rotore. La coppia frenante così prodotta, applicata all’albero di trasmissione, permette di rallentare il veicolo.

I rallentatori elettrodinamici presentano, a differenza dei comuni rallentatori idrodinamici secondari, momenti frenanti relativamente elevati a bassi numeri di giri ma la decelerazione del veicolo diminuisce all’aumentare del carico termico del rallentatore elettrodinamico stesso.

Rallentatore Idraulico

Il secondo modello funziona a livello idraulico, sfruttando l'incomprimibilità dei liquidi. Esso funziona ad olio. Questo sistema ha come inconveniente che, usando spesso il retarder, l'olio si scalda e agisce con minore efficacia sull'albero di trasmissione. Questo sistema ha un peso di circa 140 kg.

I rallentatori idrodinamici o idraulici adottano lo stesso funzionamento del giunto Fottinger. Sono composti quindi da uno statore, un rotore, un comando idraulico con relativa pompa, un moltiplicatore, un circuito per l’olio del cambio e una centralina di gestione. Il conducente stesso aziona il retarder e ne determina la potenza frenante tramite una leva manuale posta sul volante o tramite il pedale del freno.

L’olio entra nella camera del retarder, il rotore spinge l’olio e lo mette in circolo, l’olio entra nei vani delle palette dello statore e viene rinviato al rotore generando una coppia opposta (frenante) al movimento del rotore. Questa coppia frenante viene poi trasmessa all’uscita del cambio tramite il demoltiplicatore così da rallentare il mezzo pesante. Durante questo processo si ha naturalmente una trasformazione di energia cioè il rotore trasforma l’energia meccanica dell’albero motore in energia cinetica di un liquido.

Rallentatore ad Acqua

Il terzo sistema è l'ultimo nato in casa Voith. Esso agisce sempre con liquido, ma invece di usare l'olio, usa direttamente l'acqua di raffreddamento del motore. Quindi essa circola e viene raffreddata dal sistema di raffreddamento del motore e lavora così sempre a temperatura costante. Questo sistema ha 2 grossi vantaggi:

1. La temperatura è sempre costante, quindi agisce in modo costante sull'albero di trasmissione.
2. Il peso è di soli 40 kg, quindi dei tre sistemi è il più leggero e aumenta la portata del mezzo.

È importante notare che, se utilizzato troppo a lungo, questo tipo di retarder può far alzare la temperatura del motore.

I rallentatori Aquatarder, adottati di solito dalla Mercedes, sono dei retarder idrodinamici o idraulici che al posto dell’olio del cambio utilizzano il liquido del circuito di raffreddamento come fluido di lavoro. Per il resto rimane identico ai retarder appena descritti, infatti, durante l’azionamento la pressione dell’aria spinge l’acqua contro le palette del rotore rallentando cosi il movimento del motore. I fluido di lavoro (in questo caso acqua) viene poi raffreddato direttamente nel circuito di raffreddamento del motore.

Azionamento dei Sistemi

Tutti e tre i sistemi vengono azionati in due modi distinti ed indipendenti:

1. Premendo sul pedale del freno.
2. Tramite levetta posta sul cruscotto.

Ulteriori Considerazioni

L'evoluzione della tecnologia frenante nei veicoli pesanti ha portato allo sviluppo di sistemi di controllo sofisticati, essenziali per garantire la massima sicurezza ed efficienza in ogni condizione di guida. L'implementazione di queste tecnologie non solo migliora la capacità di risposta dei freni in situazioni critiche, ma consente anche una gestione più precisa e adattiva.

Tra questi sistemi troviamo:

• ABS (Anti-lock Braking System): prevengono il bloccaggio delle ruote durante le decelerazioni improvvise.
• EBS (Electronic Braking System): ottimizzano la distribuzione della forza frenante in funzione delle condizioni di carico e delle caratteristiche dell’autocarro.

In commercio sono disponibili dispositivi che permettono di evitare il tamponamento dei veicoli posizionati davanti all’autocarro: sono composti da una telecamera e da un radar che consentono di controllare continuamente la presenza di oggetti sul tratto stradale.

Tabella Comparativa

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