Sviluppato negli anni Venti, il servofreno – specie quello a depressione – è ormai diffuso su gran parte dei veicoli di moderna generazione.
Il servofreno è un dispositivo che si trova all’interno del circuito frenante. La sua funzione principale è quella di amplificare la forza della frenata, aumentandone l’efficacia. Il meccanismo venne inventato alla fine degli anni Venti da Albert Dewandre, ingegnere e imprenditore belga; questi, nel 1927, brevettò il sistema ‘dewandre’ che verrà poi prodotto e commercializzato tramite l’azienda di Robert Bosch. Il dispositivo ha conosciuto una grande diffusione solo più tardi, a partire dagli anni Ottanta.
Struttura del servofreno
Il servofreno è costituito da un disco metallico a chiusura stagna. Lo spazio all’interno del cilindro è diviso in due da una membrana elastica che determina due camere di pressione separate; queste sono collegate tra loro per mezzo di un foro chiuso da una valvola.
Nei motori a benzina, sia sovralimentati che aspirati, il contenitore del servofreno è connesso – tramite una piccola pompa dotata di una valvola unidirezionale – al collettore di aspirazione mentre nei propulsori alimentati a diesel il sistema presenta una piccola pompa collegata all’albero a camme. Il contenitore del meccanismo è dotato, alle due estremità, di un puntalino collegato alla pompa dei freni e di un’asta connessa alla leva del freno meccanico (ovvero il pedale azionato dal guidatore). Questi due organi sono solidali con un pistoncino che scorre all’interno del cilindro. Detto delle parti che lo compongono, vediamo ora il servofreno come funziona.
Il servofreno a depressione
In condizioni normali, ovvero senza che la leva del freno sia stata azionata, l’intero sistema si trova in condizioni di depressione; ciò vuol dire che all’interno delle due camere, la pressione presenta un valore inferiore a 0 bar. Quando la valvola è aperta, tra le due camere vi è un passaggio di depressione.
L’azionamento del pedale del freno da parte del conducente fa sì che la valvola si chiuda, separando le due camere del cilindro del servofreno. In tal modo, la depressione prodotta dal collettore di aspirazione si concentra solo nella prima camera di depressione; nel frattempo, nella seconda camera si apre la valvola che isola il sistema rispetto all’esterno, facendo entrare l’aria che si trova all’interno dell’abitacolo. Ciò determina il raggiungimento, all’interno della camera, della pressione atmosferica di 1 bar. In tal modo, aumenta la pressione sulla membrana. Questo processo ‘aggiunge’ sul puntalino – che agisce sulla pompa freni – alla pressione prodotta dalla leva del frena una spinta ulteriore.
Il rilascio del pedale del freno determina il ripristino dell’equilibrio iniziale, che consente al ciclo di ripetersi di volta in volta. Il funzionamento del servo freno, come già accennato, serve a rendere più ‘pesante’ la frenata; in altre parole, accentua gli effetti dell’utilizzo del pedale creando una ulteriore pressione, quantificabile in una spinta di circa 200 o 300 kg. In questo modo, l’intero circuito agisce in maniera più efficace con minore sforzo da parte di chi si trova alla guida.
Il servofreno idraulico
Oltre a quello ‘a depressione’ (detto anche a ‘vuoto’), esiste anche il servofreno idraulico. Il principio che sta alla base del dispositivo è lo stesso, così come la sua funzione.
La differenza sostanziale consiste nella modalità di funzionamento: al posto della depressione deviata dal collettore di aspirazione, questo tipo di servofreno utilizza la pressione idraulica, generata dalla pompa del servosterzo o da un’altra, specifica per questo meccanismo. I servofreni idraulici sono particolarmente diffusi sui veicoli spinti da motori diesel.
Le auto di più moderna generazione possono essere equipaggiate con servofreno elettrico oppure elettromeccanico.
Malfunzionamento e sostituzione del servofreno
Poiché il servofreno è parte integrante del sistema frenante, è bene accertarsi che operi sempre nelle migliori condizioni. Guasti e malfunzionamenti possono avere ripercussioni sull’efficacia dell’intero circuito dei freni, con comprensibili effetti negativi sulla sicurezza di chi si trova a bordo del mezzo.
Il servofreno, infatti, incrementando la pressione del liquido dei freni, riduce lo spazio di frenata. Per questo, è bene monitorare l’impianto e rilevare tempestivamente gli eventuali sintomi che possono segnalare un errato funzionamento. Tra questi, i principali sono:
- Riduzione della potenza di frenata: il veicolo impiega un tempo maggiore a fermarsi quando si aziona il freno motore;
- Rigidità del pedale del freno: la leva appare più ‘dura’ (come quelle delle auto d’epoca che hanno almeno trent’anni);
- Perdite di liquido: questo problema può verificarsi soprattutto negli amplificatori di frenata ad azionamento idraulico; in tal caso il guasto va riparato quanto prima, affinché il livello del liquido dei freni non scenda troppo.
Gli elementi che possono usurarsi o rompersi, e determinare un malfunzionamento sono:
- il tubo di depressione; l’organo che collega il collettore di aspirazione alla camera di depressione tramite una valvola unidirezionale deve essere rigido. A causa dell’escursione termica, può andare incontro ad usura e deteriorarsi mentre le vibrazioni del motore e della vettura possono provocare un distacco del tubo;
- la valvola unidirezionale. Detta anche ‘di non ritorno’, è l’organo che permette alla depressione di passare dal collettore di aspirazione alla camera di depressione. L’usura o la rottura delle valvola impedisce alla depressione di essere immagazzinata correttamente, alterando così lo spazio di frenata;
- la membrana interna; con il tempo, l’usura e l’esercizio costante possono consumarla e, nei casi peggiori, strapparla.
Mettere mano al servofreno per operazioni di manutenzione non è una cosa semplice e nel caso di interventi più complessi (come ad esempio la sostituzione della membrana) è consigliabile rivolgersi ad un meccanico piuttosto che scegliere il fai da te. Cambiare una parte del meccanismo (o l’intero dispositivo) implica diversi passaggi, tra i quali il drenaggio del liquido dei freni, che possono risultare ostici per chi non ha particolare dimestichezza con la materia.
Se il danno è tanto grave da richiedere la sostituzione, al prezzo della singola componente va aggiunto quello della manodopera. Come in molti altri casi, si può acquistare il dispositivo online facendo attenzione alla compatibilità: ciascun servofreno è compatibile solo con uno (o alcuni) modelli di una o più case costruttrici. Per quanto riguarda il costo servofreno, i prezzi coprono un range che va da un minimo di 70 euro ad un massimo di 250 euro.
Fonte immagine: https://it.wikipedia.org/wiki/Servofreno
Fonte immagine: https://it.wikipedia.org/wiki/Servofreno
