Freni a tamburo

I freni a tamburo sono uno schema frenante ad attrito in cui delle ganasce curve vengono spinte verso l'esterno contro la superficie interna di un tamburo rotante, solidale alla ruota. Precedono il freno a disco e un tempo equipaggiavano tutte e quattro le ruote della maggior parte delle auto, ma sono poi stati ampiamente soppiantati dai dischi all'anteriore e sopravvivono soprattutto sugli assali posteriori dei veicoli più economici. Il loro impiego persistente riflette un equilibrio tra costo, semplicità meccanica e una particolare idoneità alla funzione di freno di stazionamento, più che un vantaggio in termini di prestazioni pure.

All'interno del tamburo si trovano due ganasce rivestite di materiale d'attrito, trattenute da molle di richiamo. Quando il guidatore preme il pedale, la pressione idraulica agisce su un cilindretto che allontana le ganasce, premendole contro l'interno del tamburo in rotazione. L'attrito tra rivestimento e tamburo rallenta la ruota. Molti schemi sono autoavvolgenti, o autoservoassistiti: la rotazione del tamburo tende a trascinare con maggior forza la ganascia anteriore a contatto, moltiplicando la forza applicata. Questo effetto consente a un freno a tamburo di generare una notevole forza frenante da uno sforzo sul pedale relativamente modesto, aspetto prezioso nell'epoca precedente alla diffusione del servofreno.

Lo schema offre autentici vantaggi economici e di ingombro. I freni a tamburo sono più economici da produrre e la loro costruzione chiusa protegge le superfici d'attrito da sporco e acqua della strada, il che li rende adatti al retrotreno. Quella stessa chiusura li rende comodi per integrare un freno di stazionamento meccanico, dato che un semplice cavo e una leva possono allontanare direttamente le ganasce; ecco perché i tamburi, o un piccolo schema con tamburo nel disco, spesso permangono anche dove sono montati dischi posteriori.

La debolezza distintiva è il calore. Poiché l'attrito avviene all'interno di un tamburo chiuso con scarso flusso d'aria, il calore generato nelle frenate intense non ha via di fuga. I componenti lo assorbono finché il materiale d'attrito perde aderenza, producendo il fading: una pericolosa riduzione della forza frenante durante frenate prolungate o ripetute, come in una lunga discesa di montagna. Il calore intrappolato può inoltre dilatare il tamburo allontanandolo dalle ganasce, allungando la corsa del pedale. L'accumulo di acqua e polvere dei freni all'interno del tamburo può ulteriormente compromettere le prestazioni, e il meccanismo è più scomodo da ispezionare e registrare rispetto a un disco esposto.

Per queste ragioni i freni a tamburo hanno ceduto il passo ai freni a disco ovunque i carichi frenanti siano elevati, in particolare all'anteriore, dove in decelerazione si trasferisce la maggior parte del peso dell'auto. Sul retrotreno delle vetture piccole, leggere ed economiche, tuttavia, dove la richiesta di frenata è inferiore e il costo conta, i tamburi restano una scelta pratica e duratura. Si comprendono al meglio nel confronto con i freni a disco e attraverso il fenomeno del fading, che ne mette in luce il limite principale.