Le pastiglie dei freni sono un componente dei freni a disco utilizzati nel settore automobilistico e in altre applicazioni. Le pastiglie dei freni sono composte da piastre di supporto in acciaio con materiale di attrito legato alla superficie che si affaccia sui rotori dei freni a disco.

Le pastiglie dei freni convertono l'energia cinetica di un veicolo in energia termica attraverso l'attrito. Due pastiglie dei freni sono contenute nel freno con le superfici di attrito rivolte verso il rotore.[1] quando i freni sono azionati idraulicamente, la pinza blocca o comprime le due pastiglie insieme sul rotore che gira per rallentare e arrestare il veicolo. Quando una pastiglia del freno si riscalda a causa del contatto con il rotore, trasferisce piccole quantità di materiale di attrito sul disco, lasciando un rivestimento grigio opaco su di esso. La pastiglia e il disco del freno (ora entrambi con materiale di attrito), quindi "attaccano" l'uno all'altro, fornendo l'attrito che arresta il veicolo.

I freni a disco offrono prestazioni di arresto migliori rispetto ai freni a tamburo. Forniscono una migliore resistenza allo "sbiadimento dei freni" causato dal surriscaldamento delle pastiglie dei freni e sono inoltre in grado di recuperare rapidamente dall'immersione (i freni in bagno d'olio sono meno efficaci). A differenza di un freno a tamburo, un freno a disco non ha alcun effetto di servoassistenza: La forza frenante è sempre proporzionale alla pressione applicata sulla leva del pedale del freno. Tuttavia, molti sistemi di frenatura a disco sono dotati di servoassistenza ("servofreno") per ridurre lo sforzo del pedale del conducente.[si richiede]

Esistono numerosi tipi di pastiglie dei freni, a seconda dell'uso previsto del veicolo, da quelle molto morbide e aggressive (come le applicazioni da corsa) a quelle più dure, più durevoli e meno aggressive. La maggior parte dei produttori di veicoli consiglia un tipo specifico di pastiglie dei freni per il proprio veicolo, ma i composti possono essere sostituiti (acquistando una diversa marca di pastiglie o aggiornando una pastiglia ad alte prestazioni nella gamma di un produttore) in base ai gusti personali e allo stile di guida. Prestare sempre attenzione quando si acquistano pastiglie dei freni non standard poiché le gamme di temperatura di esercizio possono variare, ad esempio le pastiglie delle prestazioni non frenano in modo efficiente a freddo o le pastiglie standard si sbiadono in condizioni di guida difficoltosa. Nelle vetture che soffrono di un'eccessiva diminuzione di frenata, il problema può essere ridotto al minimo installando pastiglie dei freni di qualità migliore e più aggressive.

I materiali delle pastiglie dei freni sono classificati in una delle quattro categorie principali, come segue:

Materiali non metallici - sono costituiti da una combinazione di varie sostanze sintetiche legate in un composito, principalmente sotto forma di cellulosa, aramide, PAN e vetro sinterizzato. Sono delicati sui rotori, ma producono una quantità sufficiente di polvere, con una durata di esercizio breve.

Materiali semi-metallici - sintetici miscelati con proporzioni variabili di metalli in fiocchi. Questi sono più duri dei tamponi non metallici, più resistenti allo sbiadimento e più durevoli, ma a costo di una maggiore usura del rotore/tamburo che poi deve essere sostituito prima. Inoltre, per generare la coppia frenante, sono necessarie più forze di azionamento rispetto alle pastiglie non metalliche.

Materiali completamente metallici - questi cuscinetti sono utilizzati solo nei veicoli da corsa e sono composti da acciaio sinterizzato senza additivi sintetici. Sono molto durevoli, ma richiedono più forza per rallentare un veicolo mentre si indossano i rotori più velocemente. Inoltre tendono ad essere molto forti.

Materiali ceramici - composti da argilla e porcellana legati a scaglie e filamenti di rame, sono un buon compromesso tra la durata dei cuscinetti metallici, la resistenza alla presa e allo sbiadimento della varietà sintetica. Il loro principale inconveniente è tuttavia che, a differenza dei tre tipi precedenti, nonostante la presenza del rame (che ha una elevata conducibilità termica), le pastiglie ceramiche generalmente non dissipano bene il calore, il che può eventualmente provocare l'ordito delle pastiglie o di altri componenti dell'impianto frenante. Tuttavia, poiché i materiali ceramici fanno sì che il suono di frenata sia elevato oltre quello dell'udito umano, sembrano eccezionalmente silenziosi.
 

1. Pastiglie dei freni in metallo
Le pastiglie metalliche dei freni, comunemente note come pastiglie dei freni semi-metalliche, contengono il 30%-65% di metallo, come ferro, rame, acciaio o metallo composito. Hanno una buona conduttività termica e un'elevata resistenza alle temperature, e sono adatti per l'uso in condizioni di carico pesante e di guida ad alta velocità.
Vantaggi:
• buona resistenza alle alte temperature: Le pastiglie dei freni in metallo possono mantenere buone prestazioni di frenata alle alte temperature.
• elevata resistenza all'usura: Le pastiglie dei freni in metallo hanno una buona resistenza all'usura e una durata relativamente lunga.
• costo relativamente basso: Rispetto alle pastiglie dei freni in ceramica, il costo di produzione delle pastiglie dei freni in metallo è inferiore.
2. Pastiglie dei freni in ceramica
Le pastiglie dei freni in ceramica sono composte da fibre ceramiche, cariche non metalliche, adesivi e una piccola quantità di metallo. Questo tipo di pastiglia del freno offre prestazioni ottimali in termini di frenata, controllo del rumore e riduzione dell'usura.
Vantaggi:
• prestazioni di frenata stabili: Soprattutto a temperature e condizioni di lavoro diverse, le pastiglie dei freni in ceramica possono garantire effetti di frenata stabili.
• bassa rumorosità di esercizio: Il rumore generato dalle pastiglie dei freni in ceramica durante il funzionamento è molto inferiore a quello delle pastiglie dei freni in metallo.
• meno polvere e pulito: Produce polvere bianca relativamente fine, con un impatto minimo sull'ambiente e sull'impianto frenante.
• minore usura del disco del freno: Le pastiglie dei freni in ceramica sono più morbide e causano un'usura relativamente minore del disco del freno.

D: Con quale frequenza devono essere sostituite le pastiglie dei freni di una vettura?

A: Controllare il grado di usura delle pastiglie dei freni. Sulle pastiglie dei freni sono presenti delle scanalature. Quando l'usura raggiunge lo stesso livello delle scanalature, significa che le scanalature sono andate e le pastiglie dei freni devono essere sostituite in tempo. 2. Controllare la spia. Alcuni modelli sono dotati di fili di induzione sulle pastiglie dei freni. Quando le pastiglie dei freni sono usurate in una certa misura, sul cruscotto si accende una spia. In questo momento, significa che le pastiglie dei freni devono essere sostituite in tempo, altrimenti la spia rimane accesa. 3. Ascoltare il suono. Quando si guida e si battono leggermente i freni, se si sente un rumore di attrito metallico stridio, di solito è causato dal superamento del limite di utilizzo delle pastiglie dei freni. Pertanto, è necessario controllarlo in tempo e sostituire le pastiglie dei freni in caso di anomalie.

D: È necessario smerigliare il disco del freno dopo aver sostituito le pastiglie dei freni?

R: Non è necessario smerigliare il disco. È sufficiente smerigliare il piede di retromarcia delle pastiglie dei freni. Inserire il disco con il disco per evitare rumori anomali durante la frenata. Il vantaggio di non smerigliare il disco è che è possibile vedere il grado di usura del disco e sostituirlo in tempo per evitare il pericolo di frenata. La mancata smerigliatura del disco assicura anche una certa resistenza alla compressione del disco.

D: Qual è il motivo dei freni morbidi?

R: Se la forza frenante non è sufficiente anche se si preme il pedale del freno verso il basso, controllare il liquido freni e la pompa freni. Il liquido freni può contenere troppa acqua o aria. Se la forza frenante non è sufficiente quando si preme il pedale del freno un po' più in profondità, è normale.

D: Devo sostituire il disco del freno contemporaneamente alla sostituzione delle pastiglie dei freni?

A: No, dipende dal grado di usura del disco del freno. In genere, il disco del freno deve essere sostituito quando viene utilizzato per 100,000 chilometri o quando il bordo del disco del freno è scanalato.