Freno di stazionamento elettrico

Nel caso dell'Audi il meccanismo dei freni di stazionamento è costituito da un motore a corrente continua, un riduttore a ingranaggio oscillante e un albero filettato. I componenti sono montati direttamente sulle pinze dei freni posteriori e permettono di trasformare il movimento di rotazione del motore in piccoli movimenti verticali del pistoncino del freno. Quindi il motore a corrente continua, attraverso una trasmissione a cinghia, mette in moto il riduttore a ingranaggio oscillante.

In questa circostanza viene anche ridotto per la prima volta il regime del motore di azionamento. Attraverso il rapporto della trasmissione a cinghia il numero di giri viene ridotto a 1:3. Attraverso il riduttore a ingranaggio oscillante viene ridotto ancora un'altra volta il numero di giri. Sull'uscita del riduttore il numero di giri viene ridotto di un fattore 147 rispetto al numero di giri del motore a corrente continua. La conversione del movimento di rotazione in movimento di sollevamento avviene tramite un mandrino, che è azionato direttamente dal meccanismo a piatto oscillante.

Nel pistoncino del freno vi è un cilindro che si muove avanti e indietro nel pistone. Per impedire al cilindro di ruotare, esso viene rettificato in piano in due punti. Sull'estremità anteriore del cilindro si appoggia un dado che si muove lungo il perno filettato quando l'albero filettato gira. Il numero di giri del motore a corrente continua viene misurato attraverso un sensore Hall e trasmesso alla centralina che in questo modo può calcolare la corsa di sollevamento.

Quando viene azionato il freno di stazionamento, attraverso il movimento di rotazione dell'albero filettato il dado viene spostato in avanti. Il cilindro preme le pastiglie sul disco freno mediante il pistoncino.

Se il freno di stazionamento viene rilasciato, il dado viene fatto arretrare facendo ruotare all'indietro l'albero filettato e il pistoncino del freno si allenta. Come in un normale procedimento di frenata, il ripristino della forma dell'anello di tenuta del pistoncino fa sì che quest'ultimo venga riportato nella sua posizione originale.

L'intero sistema comprende inoltre una centralina con sensore di inclinazione integrato, spie di controllo e l'interruttore di azionamento nella console centrale.

Per attivare il freno di stazionamento si deve tirare il relativo interruttore, per rilasciare il freno si deve premere l'interruttore. L'attivazione del freno di stazionamento viene indicata attraverso la spia di controllo nel cruscotto e nell'interruttore di azionamento. Una particolarità del freno di stazionamento è che può essere attivato anche a quadro spento. Ma può essere rilasciato solo a quadro acceso.

L'unità di comando è costituita dai seguenti componenti:

Il motorino elettrico, un'albero filettato, la molla autoserrante, la leva di bilanciamento, le pulegge di rinvio del cavo, gli ingranaggi in plastica e i cavi di comando.

Se il freno di stazionamento viene azionato, il motorino elettrico mette in moto l'albero filettato attraverso gli ingranaggi in plastica. Attraverso la filettatura sull'albero la leva di bilanciamento, per la compensazione tra destra e sinistra, viene mossa avanti e indietro sull'albero filettato. A seconda che si debba azionare o rilasciare il freno. Le pulegge di rinvio del cavo sono fissate alla leva di bilanciamento attraverso leve di collegamento. Nelle pulegge di rinvio del cavo vengono agganciati i cavi di comando per il lato destro e sinistro. Se la leva di bilanciamento si muove sull'albero filettato durante il serraggio del freno di stazionamento, le pulegge di rinvio del cavo ruotano verso l'interno e azionano i cavi di comando che a loro volta serrano il freno a tamburo Duo Servo.

Se si rilascia il freno di stazionamento, il motorino elettrico fa ruotare l'albero filettato nella direzione opposta. La leva di bilanciamento viene spostata all'indietro e le pulegge di rinvio del cavo ruotano verso l'esterno. I cavi di comando vengono fatti scorrere all'indietro e il freno di stazionamento viene rilasciato. Nel freno a tamburo Duo Servo la forza di ritorno viene generata dalle molle di richiamo.

Affinché tutta la forza di trattenimento del freno di stazionamento, in condizione tirata, non gravi completamente sugli ingranaggi di plastica, viene montata una molla autoserrante. La molla autoserrante è applicata all'albero filettato. Se il freno di stazionamento è tirato e l'albero filettato ha raggiunto la posizione di bloccaggio, la forza di ritorno tenta di far ruotare l'albero filettato in direzione opposta. Attraverso questo movimento di rotazione in senso contrario, le prime spire della molla autoserrante vengono premute verso l'esterno, contro il corpo circostante. In questo modo l'albero filettato viene mantenuto nella sua posizione e le forze di ritorno vengono contrastate dalla molla autoserrante. Quando il freno di stazionamento viene rilasciato, l'albero filettato viene azionato dal motorino elettrico e trascina l'estremità opposta della molla autoserrante. In questo modo la molla viene fatta ruotare verso l'interno e staccata dal corpo.

Per proteggere i tamburi del freno e le pastiglie dalla corrosione e per ottenere sempre un effetto ottimale, durante la marcia il sistema attiva di tanto in tanto i freni. Questo avviene quasi una volta al mese o ogni 1000 km. Il sistema effettua la frenata automaticamente e senza che il conducente se ne accorga. In fase di frenata il freno di stazionamento viene azionato con una forza del 20% circa rispetto alla forza massima. L'usura provocata da questa frenata è estremamente ridotta. Circa ogni 300 frenate lo spessore delle pastiglie dei freni si riduce al massimo di 0,5 mm.

Per controllare l'effetto frenante del freno di stazionamento elettromeccanico deve essere possibile controllarlo su un banco prova freni.

L'Audi A8 riconosce autonomamente questo controllo. Non appena le ruote posteriori ruotano sul banco prova a una velocità costante di 3 – 9 km/h, dopo 3 secondi la centralina riconosce la modalità di controllo. A tal fine è importante che il morsetto 15 (accensione) sia inserito. La centralina varia il comportamento in chiusura del freno di stazionamento: ad ogni azionamento dell'interruttore, il pistoncino viene portato fuori di un pezzettino, e il freno si chiude un po' di più.

Nella BMW Serie 7, il freno di stazionamento può essere controllato solo con motore fermo e quadro acceso. Se l'interruttore viene azionato, il freno di stazionamento si chiude in modo relativamente rapido e non può essere tirato in modo lento e continuo come in un freno ad azionamento manuale.

Con il dispositivo diagnostico è possibile, come per molti altri sistemi elettrici, leggere la memoria guasti. A seconda del dispositivo diagnostico, con l'aiuto dei blocchi valori di misurazione (valori reali) è possibile rappresentare il funzionamento/la condizione dei singoli componenti, o mediante la diagnosi dei posizionatori è possibile comandare i componenti e controllarne il funzionamento.

In caso di riparazione si devono osservare le istruzioni di riparazione, i valori di controllo e le coppie di serraggio specifici del costruttore. A riparazione effettuata si deve cancellare la memoria guasti ed effettuare un controllo funzionale sul banco prova freni.