I. VALUTAZIONE TECNICA

Test operativi. Test finali del set di dischi e pastiglie. Valutazione dei parametri operativi, ovvero: efficienza di frenata, comfort d’uso, grado e modalità di usura, e test distruttivi in laboratorio per definire lo stato della microstruttura dei dischi freno testati.

I. VALUTAZIONE DEL KIT FRENI

Elenco dei test preliminari condotti:

• Valutazione soggettiva delle prestazioni di frenata.
• Valutazione soggettiva del comfort per l’utente.
• Valutazione dell’usura dei dischi e delle pastiglie dei freni.
• Misurazione dello spessore dei dischi dei freni utilizzando un micrometro.
• Misurazione della deformazione assiale dei dischi dei freni utilizzando uno strumento di misurazione professionale.

I.I. Valutazione delle prestazioni di frenata e del comfort per l’utente

La valutazione dell’utente del veicolo Seat Leon mostra che i dischi e le pastiglie ABE Performance funzionano correttamente.

(a) Veicolo Seat Leon. Set di prova C3S012ABE-P. Distanza di 100 mila km.

Il set di dischi e pastiglie è stato utilizzato intensamente. È stata coperta una distanza di 100.000 km in un anno, il che ci ha permesso di valutare la qualità del set di prova in molti modi.

• Subito dopo l’installazione, si è notata un’efficienza frenante insufficiente, il che è normale. Dopo aver percorso circa 200 chilometri, l’efficacia del kit freni ha raggiunto un livello appropriato.
• Dopo aver percorso circa 9.000 km, è stata rilevata una vibrazione notevole sul volante durante la frenata, che è scomparsa dopo circa 2.000 km. La vibrazione non si è ripresentata fino alla fine dei test.
• L’efficacia della forza frenante è stata buona in tutte le condizioni operative fino a una percorrenza di circa 90.000 km. Durante la pioggia, o quando il sistema frenante era freddo o caldo, non sono state osservate reazioni imprevedibili durante la frenata.
• Negli ultimi 10.000 km, con un chilometraggio totale di 90 – 100.000 km, è stata notata una risposta ritardata con scarsa prestazione di frenata per circa 1 – 2 secondi durante la pioggia intensa. Abbiamo dovuto abituarci a questo, poiché il fenomeno si verificava sempre durante la pioggia. In altre situazioni, il kit frenante si è comportato correttamente.
• Non è stata rilevata polvere eccessiva né inquinamento dei cerchi in alluminio. Il grado di polvere e usura delle pastiglie freno rimane a un livello soddisfacente.

La valutazione soggettiva complessiva dell’utente del veicolo è buona. Il kit freni ABE Performance ha dimostrato un’efficace prestazione di frenata e efficienza. A questo punto, il conducente sceglierebbe di installare nuovamente i dischi e le pastiglie ABE Performance senza esitazione. Allo stesso tempo, deciderebbe di sostituire il set di dischi e pastiglie dopo aver percorso 90.000 km, quando i primi sintomi indesiderati si sono manifestati durante le piogge intense. A questo punto, il set di dischi e pastiglie è stato smontato e i test di prestazione sono stati considerati completati. Distanza totale percorsa: 100.000 km.

I.II Valutazione delle condizioni degli assemblaggi frenanti testati

a) Set di test C3S012ABE-P. Distanza di 100.000 km.

Fig. 1 Vista dei dischi dei freni

Fig. 2 Vista del disco freno destro e delle pastiglie

Fig. 3 Vista del disco freno sinistro e delle pastiglie

Le pastiglie mostrano segni naturali di usura, adeguati al chilometraggio. È stata effettuata una misurazione illustrativa dello spessore delle pastiglie dei freni: 16,21 mm e 16,36 mm. Dopo aver percorso 100.000 chilometri in modalità mista, principalmente autostrade, il set di freni ABE Performance mostra un’usura naturale. Il modo e l’entità dell’usura, i valori di spessore ottenuti e le tolleranze di eccentricità dei dischi freno non hanno raggiunto i limiti, rendendo quindi possibile continuare l’utilizzo del set di freni.

II. Test del materiale dei dischi freno C3S012ABE-P.

Questa sezione presenta i risultati dei test di microstruttura dei dischi freno, sia nuovi che usati, dopo un chilometraggio di 100.000 km.

Sono state utilizzate tecniche di ricerca avanzate per il test, impiegando la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la microanalisi a raggi X (EDS).

Metodologia del test

L’analisi è stata eseguita in un laboratorio indipendente specializzato. È stato utilizzato un microscopio SEM per ottenere immagini della topografia superficiale (SE) e del contrasto del materiale (BSE). L’EDS ha permesso di definire la composizione chimica dei campioni studiati a una profondità di 1-4 μm. La presentazione dei risultati include sia immagini microscopiche che spettrogrammi, che forniscono dati preziosi sulla composizione elementare dei set testati.

a) Analisi della microstruttura tramite microscopio ottico

– Disco freno nuovo – campione Ref

Fig. 4 e Fig. 5 Vista della zona di superficie di contatto e non contatto della pastiglia del freno (campione non digerito) con la pastiglia del freno (campione non digerito)

Fig. 6 Microstruttura del nucleo, zona 1 e Fig. 7 Microstruttura del nucleo, zona 2 (campione non attaccato)

Fig. 6 Microstruttura del nucleo, zona 1 e Fig. 7 Microstruttura del nucleo, zona 2 (campione non attaccato)

Fig. 9 e Fig. 10 Vista della zona di contatto e non contatto della pastiglia del freno (campione inciso con Nital)

Fig. 11 e Fig. 12 Microstruttura del nucleo, zone 1 e 2 (campione inciso con Nital)

Fig. 13 e Fig. 14 Microstruttura del nucleo, zona 3 e ingrandimento di Fig. 13 (campione inciso con Nital)

– Disco freno dopo lo sfruttamento – campione PP

Disco freno dopo lo sfruttamento – campione PP

Fig. 17 e Fig. 18 Microstruttura del nucleo, zona 1 e 2 (campione PP, non digerito)

Fig. 19 Microstruttura del nucleo, zona 3 (campione PP, non digerito)

Fig. 20 e Fig. 21 Vista della zona di contatto e non contatto della pastiglia del freno (campione PP, inciso con Nital)

Fig. 22 e Fig. 23 Microstruttura del nucleo, zone 1 e 2 (campione PP, inciso con Nital)

Fig. 24 e Fig. 25 Microstruttura del nucleo, zona 3 e ingrandimento di Fig. 24 (campione PP, inciso con Nital)

–  Disco freno dopo lo sfruttamento – campione LP

Fig. 26 e Fig. 27 Vista della zona di contatto e non contatto della pastiglia del freno (campione LP, non digerito)

Fig. 28 e Fig. 29 Microstruttura del nucleo, zona 1 e 2 (campione LP, non digerito)

Fig. 30 Microstruttura del nucleo, zona 3 (campione LP, non digerito)

Fig. 31 e Fig. 32 Vista della zona di contatto e della zona non di contatto della pastiglia del freno (campione LP, inciso con Nital)

Fig. 33 e Fig. 34 Microstruttura del nucleo, zona 1 e 2 (campione LP, inciso con Nital)

Fig. 35 e Fig. 36 Microstruttura del nucleo, zona 3 e Ingrandimento della Fig. 35 (campione LP, inciso con Nital)

b) Analisi della microstruttura tramite microscopio a scansione SEM

–  Nuovo disco freno – campione Ref

Fig. 37-38 Vista della zona di superficie di contatto della pastiglia del freno (campione Ref, inciso con Nital, immagini SE e BSE)

Fig. 39-40 Ingrandimento della Fig. 37 (immagine SE) e ingrandimento della Fig. 37 (immagine BSE).

Fig. 41 Distribuzione degli elementi dalla Fig. 39, con aree di analisi segnate

Fig. 42 Distribuzione di ciascun elemento della Fig. 41

Gli spettri a raggi X della Fig. 41 con il contenuto degli elementi sono mostrati di seguito:

– Disco freno dopo sfruttamento – campione PP

Fig. 43 Vista della zona di superficie di contatto della pastiglia del freno (campione PP, inciso con Nital, immagine SE)

Fig. 44 Vista della zona di superficie di contatto della pastiglia del freno (campione PP, inciso con Nital, immagine BSE)

Fig. 45 Ingrandimento della Fig. 43 (immagine SE)

Fig. 46 Ingrandimento della Fig. 44 (immagine BSE)

Fig. 47 Distribuzione degli elementi dalla Fig. 45, con aree di analisi segnate

Fig. 48 Distribuzione di ciascun elemento della Fig. 45

Gli spettri a raggi X della Fig. 47, con il contenuto degli elementi, sono mostrati di seguito:

– Disco freno dopo sfruttamento – campione LP

Fig. 49 Vista della zona di superficie di contatto della pastiglia del freno (campione LP, inciso con Nital, immagine SE)

Fig. 50 Vista della zona di contatto della superficie del pattino del freno (campione LP, inciso con Nital, immagine BSE)

Fig. 51 Dettaglio della Fig. 49 (immagine SE)

Fig. 52 Dettaglio della Fig. 49 (immagine BSE)

Fig. 53 Distribuzione degli elementi della Fig. 51, con le aree di analisi contrassegnate

Fig. 54 Distribuzione degli elementi della Fig. 52

Gli spettri a raggi X della Fig. 53, con il contenuto degli elementi, sono mostrati di seguito:

III. CONCLUSIONI

Come previsto, è il momento dei risultati finali dei test e delle osservazioni derivati dallo sfruttamento del kit freni testato ABE Performance. Il processo dettagliato dei test di sfruttamento e i risultati della ricerca specializzata sulla microstruttura dei dischi del freno sono inclusi nel rapporto qui sopra.

Gli esperti del Bureau of Technical Expertise and Training (BETiS) hanno finalmente completato i test di un set montato su un veicolo Seat Leon, No. C3S012ABE-P. I test sono stati condotti per valutare il comfort d’uso, il grado e il modo di usura, e la ricerca specializzata è stata condotta in laboratorio per determinare lo stato della microstruttura dei dischi freno testati dopo l’uso.

I dischi e le pastiglie del freno ABE Performance su un veicolo Seat Leon hanno percorso un chilometraggio di 100.000 km, che dovrebbe essere considerato un ottimo risultato.

Subito dopo l’assemblaggio dei set di freni, sono stati necessari diverse centinaia di chilometri (200 – 300 km) per raggiungere la piena efficienza frenante. Dopo che i dischi e le pastiglie sono stati rodati, non sono stati riscontrati problemi significativi di prestazioni. Solo dopo un certo chilometraggio (circa 9.000 km) sono state notate vibrazioni sul volante durante la frenata, che si sono intensificate con l’aumento della temperatura dei dischi freno. È importante che, dopo un chilometraggio di circa 2.000 km, il fenomeno sia scomparso e la vibrazione non si sia ripresentata fino a un chilometraggio di circa 90.000 km.

L’efficacia del sistema frenante e il comfort sono stati valutati molto positivamente. Su una distanza di 90.000 km, non sono stati osservati malfunzionamenti né differenze di prestazioni durante il funzionamento in diverse condizioni, cioè caldo, freddo e pioggia, rispetto ad altri produttori di componenti per freni ben noti e più riconoscibili.

Durante l’ultimo chilometraggio di circa 10.000 km, con un chilometraggio totale di 90 – 100.000 km, è stata osservata una risposta ritardata e una scarsa efficienza frenante per circa 1 – 2 secondi durante forti piogge. In altre situazioni, il set di freni si è comportato perfettamente.
Il grado di usura del set rimane a un livello soddisfacente:

– I dischi C3S012ABE-P, dopo aver percorso 100.000 km su strade ad alta velocità, hanno uno spessore di 24,10/24,25 [mm] (nominalmente 25,01 mm), mentre lo spessore minimo, che qualifica i dischi per la sostituzione, è di 22 mm.

Riferendosi ai test di laboratorio specializzati sui dischi freno, va detto che l’analisi microstrutturale ha rivelato che sia i dischi freno nuovi che quelli usati presentano microstrutture di ghisa grigia con grafite lamellare e matrice perlitica. Una minore quantità di grafite è stata osservata nelle zone di contatto delle pastiglie dei freni, che è tipica delle aree esposte all’usura.

L’analisi microstrutturale EDS ha indicato la presenza di scariche contenenti Mn, S, Si, N, O, C, Ce, con differenze nelle concentrazioni di questi elementi che sono correlate all’ossidazione locale del materiale.

Nonostante siano presenti tracce visibili di ossidazione e una minore quantità di grafite nelle zone di contatto con le pastiglie, i test non hanno evidenziato differenze significative nelle microstrutture dei dischi nuovi e usati. Ciò è probabilmente dovuto a processi metallurgici che sono controllati per garantire un’elevata resistenza all’usura del materiale del disco freno. La presenza di specifiche scariche minerali potrebbe anche giocare un ruolo nel processo di auto-riparazione della microstruttura durante l’utilizzo.

Va detto che questo test fornisce informazioni importanti sull’impatto dell’utilizzo sulla microstruttura dei dischi freno, indicando che anche dopo un uso prolungato, il materiale conserva proprietà vicine a quelle dei dischi nuovi.

Va detto che questo test fornisce informazioni importanti sull’impatto dell’utilizzo sulla microstruttura dei dischi freno, indicando che anche dopo un uso prolungato, il materiale conserva proprietà vicine a quelle dei dischi nuovi.

Sintesi

I test effettuati hanno dimostrato che il set freni ABE Performance testato (C3S012ABE-P) soddisfa i rigorosi requisiti per la qualità dei materiali utilizzati, sicurezza, prestazioni e comfort. Senza dubbio, possono rappresentare un’alternativa a produttori di dischi e pastiglie dei freni più noti e riconoscibili. Durante 90.000 chilometri, i dischi e le pastiglie dei freni hanno dimostrato un’efficacia e una prevedibilità delle prestazioni adeguate, che devono essere riconosciute come un buon risultato. Inoltre, durante test di laboratorio specializzati, non hanno mostrato tracce anomale di cambiamenti strutturali risultanti, ad esempio, da alte temperature.