28 May 2003

Porsche-ceramica: binomio vincente nella tecnologia dei freni

A partire dal 2001, la Porsche inizia la commercializzazione del PCCB (Porsche Ceramic Composite Brake) sulla 911 Turbo. Scopriamo insieme i segreti di questo nuovo straordinario sistema frenante, con disco in ceramica e canali di raffreddamento a evolvente.

Porsche-ceramica: binomio vincente nella tecnologia dei freni



A partire dal 2001, la Porsche inizia la commercializzazione del PCCB (Porsche Ceramic Composite Brake) sulla 911 Turbo.
Scopriamo insieme i segreti di questo nuovo straordinario sistema frenante, con disco in ceramica e canali di raffreddamento a evolvente.

Coefficienti di attrito superiori del 25%

Il PCCB assicura coefficienti di attrito superiori.  In caso di emrgenza un netto vantaggio: la frenata non richiede nè un maggiore sforzo al pedale nè sistemi ausiliari per generare, entro frazioni di secondo, la forza frenante massima ad ambedue gli assali; il PCCB genera subito, e senza grande sforzo al pedale del freno, la decelerazione massima.


Disco freno in presa


La perforazione della superficie di attrito del disco conferisce inoltre al PCCB un'eccellente progressività su strada bagnata, eliminando in brevissimo tempo il vapore acqueo che si viene a creare tra disco e pastiglia.
Sull'asse anteriore sei pistoncini spingono le pastiglie contro il disco di ceramica, mentre su quello posteriore la Porsche punta ancora sul collaudato sistema a quattro pistoncini. I diametri differenziati dei pistoncini servono a compensare il consumo obliquo tangenziale.
In un'ottica progettuale tipicamente tedesca, gli ingegneri Porsche, per essere sicuri che le temperature eventualmente elevate non vengano trasmesse al liquido dei freni,  hanno sviluppato un sistema di isolamento termico a forma di scudo tra pastiglia e pistoncino. Il fattore di coibentazione di questo materiale supera di 2,5 volte quello del titanio usato per i freni di formula 1.

Disco freddo brevettato Porsche

Il basso peso specifico del materiale, determina una minore capacità termica, consentendo al disco di sopportare temperature d'esercizio estremamente elevate. Il calore potrebbe crescere fino a mettere in crisi i sensori ABS ed il liquido dei freni, tuttavia, i tecnici di Stoccarda hanno ovviato al problema sfruttando il decennale know-how nel campo del raffreddamento interno dei dischi, possibile grazie ai canali a evolvente.

Peso dimezzato

Pur avendo un diametro maggiore di quello del disco in ghisa (350 mm contro 330) la minore densità della ceramica riduce il peso del disco di circa il 50%.
Per la meccanica della Turbo, ciò equivale ad un alleggerimento di 16,5 Kg; per gli specialisti dell'assetto significa un enorme salto evolutivo.
Da anni si cervava di risparmaire qualche grammo dalle masse non sospese, per migliorare il confort di rotolamento, dello smorzamento ruota e la sensibilità dello sterzo. Questa leggerezza stratordinaria ha reso possibile anche un miglioramento della progressività dinamica degli ammortizzatori con conseguente perfezionamento della dinamica di sterzata.





Ottima resistenza al fading

L'elevata temperatura di esercizio dei dischi PCCB non modifica mai il coefficente d'attrito.  Il livello di quest'ultimo è costante ed elevato sia quando i freni sono freddi sia quando sono caldi.

Durante il massacrante "Porsche fading test" (che prescrive 25 frenate dal 90% della velocità massima a 100 km/h), il coefficiente di attrito si è assestato a circa 0,45 dopo l'undicesima frenata.
Il disco Porsche reagisce perfettamente a temperatura fino a 800° celsius (proibitive per un tradizionale disco in ghisa grigia) digerendole senza problemi, essendo stato cotto "al vuoto spinto" a oltre 1700° celsius.
A queste temperature, un tradizionale disco in ghisa grigia tende alla dilatazione termica, generando un' ondulatura superficiale che penalizza il confort a causa della pulsazione del sistema idraulico; inoltre,  l'asse anteriore viene sollecitato e causa vibrazioni torsionali al volante.


A partire dal 2001, la Porsche inizia la commercializzazione del PCCB (Porsche Ceramic Composite Brake) sulla 911 Turbo.
Scopriamo insieme i segreti di questo nuovo straordinario sistema frenante, con disco in ceramica e canali di raffreddamento a evolvente.
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Coefficienti di attrito superiori del 25%
Il PCCB assicura coefficienti di attrito superiori.
In caso di emrgenza un netto vantaggio: la frenata non richiede nè un maggiore sforzo al pedale nè sistemi ausiliari per generare, entro frazioni di secondo, la forza frenante massima ad ambedue gli assali; il PCCB genera subito, e senza grande sforzo al pedale del freno, la decelerazione massima.




Disco freddo brevettato Porsche
Il basso peso specifico del materiale, determina una minore capacità termica, consentendo al disco di sopportare temperature d'esercizio estremamente elevate. Il calore potrebbe crescere fino a mettere in crisi i sensori ABS ed il liquido dei freni, tuttavia, i tecnici di Stoccarda hanno ovviato al problema sfruttando il decennale know-how nel campo del raffreddamento interno dei dischi, possibile grazie ai canali a evolvente.

Disco freno in presa

La perforazione della superficie di attrito del disco conferisce inoltre al PCCB un'eccellente progressività su strada bagnata, eliminando in brevissimo tempo il vapore acqueo che si viene a creare tra disco e pastiglia.
Sull'asse anteriore sei pistoncini spingono le pastiglie contro il disco di ceramica, mentre su quello posteriore la Porsche punta ancora sul collaudato sistema a quattro pistoncini. I diametri differenziati dei pistoncini servono a compensare il consumo obliquo tangenziale.
In un'ottica progettuale tipicamente tedesca, gli ingegneri Porsche, per essere sicuri che le temperature eventualmente elevate non vengano trasmesse al liquido dei freni,  hanno sviluppato un sistema di isolamento termico a forma di scudo tra pastiglia e pistoncino. Il fattore di coibentazione di questo materiale supera di 2,5 volte quello del titanio usato per i freni di formula 1.


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Peso dimezzato
Pur avendo un diametro maggiore di quello del disco in ghisa (350 mm contro 330) la minore densità della ceramica riduce il peso del disco di circa il 50%.
Per la meccanica della Turbo, ciò equivale ad un alleggerimento di 16,5 Kg; per gli specialisti dell'assetto significa un enorme salto evolutivo.
Si noti nella foto come 4 dischi PCCB pesino come 2 dischi di concezione tradizionale.

Da anni si cervava di risparmaire qualche grammo dalle masse non sospese, per migliorare il confort di rotolamento, dello smorzamento ruota e la sensibilità dello sterzo. Questa leggerezza stratordinaria ha reso possibile anche un miglioramento della progressività dinamica degli ammortizzatori con conseguente perfezionamento della dinamica di sterzata.



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Ottima resistenza al fading
L'elevata temperatura di esercizio dei dischi PCCB non modifica mai il coefficente d'attrito.
Il livello di quest'ultimo è costante ed elevato sia quando i freni sono freddi sia quando sono caldi.

Durante il massacrante "Porsche fading test" (che prescrive 25 frenate dal 90% della velocità massima a 100 km/h), il coefficiente di attrito si è assestato a circa 0,45 dopo l'undicesima frenata.
Il disco Porsche reagisce perfettamente a temperatura fino a 800° celsius (proibitive per un tradizionale disco in ghisa grigia) digerendole senza problemi, essendo stato cotto "al vuoto spinto" a oltre 1700° celsius.
A queste temperature, un tradizionale disco in ghisa grigia tende alla dilatazione termica, generando un' ondulatura superficiale che penalizza il confort a causa della pulsazione del sistema idraulico; inoltre,  l'asse anteriore viene sollecitato e causa vibrazioni torsionali al volante.

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