Tra i vari sistemi di guida assistita c’è anche il servofreno. Si tratta di un sistema pneumatico o idraulico che potenzia l’azione del conducente sul pedale dei freni, per poter frenare il veicolo con meno sforzo. Il servofreno aggiunge una forza di 200-300 kg all’azione del conducente. Spesso è integrato con l’ABS, che impedisce il blocco delle ruote in frenata.
Grazie al servofreno, è possibile agire in modo controllato e deciso sui freni senza fare fatica, il che è molto utile soprattutto per veicoli pesanti. Vedremo come funziona il servofreno, quali sono le componenti e la sua struttura, le varie tipologie a seconda del tipo di motore e anche cosa fare se il servofreno è guasto o se si rompe.
Struttura del servofreno
Il primo servofreno è stato sviluppato negli anni ’20 del secolo scorso e messo in commercio da Bosch, ma il suo utilizzo si è diffuso solo dagli anni ’80. Il principio del servofreno pneumatico e idraulico è un disco a tenuta stagna diviso all’interno in due camere separate da una membrana elastica. Le due camere di pressione sono collegate dalla valvola del servosterzo, mentre la camera esterna ha una valvola che può aprire all’esterno.
Il servosterzo può essere collegato, con una valvola unidirezionale, al sistema di aspirazione (nei motori alimentati a benzina) o all’albero a camme (nei motori diesel). Il disco del servofreno è collegato a un’estremità al pedale dei freni, all’altra estremità alla pompa dei freni con un puntalino. Nei modelli più avanzati, il disco è sostituito da un motore elettrico.
Servofreno a depressione, funzionamento
In condizioni normali, quando non si frena, il sistema del servofreno è in condizione di depressione, cioè la pressione interna del disco è negativa. Da cui il nome servosterzo a depressione, o anche servosterzo a vuoto. Quando il conducente preme il pedale del freno, il sistema si divide in due, in quanto la valvola che separa le due camere di pressione si chiude.
La prima camera si collega al collettore di aspirazione e rimane sotto vuoto, mentre nel secondo disco si apre la valvola che isola il sistema rispetto all’esterno. In questo modo, la seconda camera riceve aria e si mette in pressione al livello atmosferico. Così, la membrana interna di divisione riceve una spinta dovuta alla pressione, questa spinta si trasmette a un puntalino esterno, che agisce sulla pompa dei freni.
Così la pompa dei freni riceve una doppia pressione, quella del meccanismo frenante, ricevuta direttamente dal pedale del freno, e quella dovuta alla pressione ambientale, che amplifica la forza frenante. Rilasciando il pedale del freno, le valvole tornano alla posizione iniziale, chiusa vero l’esterno, aperta quella interna, così il sistema del servofreno torna in depressione.
Servofreno idraulico
Il sistema del servosterzo idraulico sfrutta lo stesso principio del modello a depressione, ma con alcune differenze importanti. La depressione viene infatti prodotta dalla pompa del servofreno, a volte dalla pompa del servosterzo, o da una pompa diversa chiamata pompa a vuoto, o anche solo depressore, una unità non legata al sistema di aspirazione.
A differenza del servofreno a depressione, quello idraulico dipende da più sistemi, in quanto oltre alla valvola servofreno ha una pompa separata che si aziona elettricamente e un fluido di servizio. Se il sistema perde liquido o se la pompa si guasta, il sistema non funziona. Questa avaria potrebbe anche “non fare rumore” e presentarsi improvvisamente alla prossima frenata. Per questo è sempre meglio effettuare la manutenzione al servofreno idraulico.
Servofreno elettrico ed elettromeccanico
Lo sviluppo delle auto elettriche, soprattutto per motivi ambientali, ha portato maggiore interessa anche sullo sviluppo di nuovi sistemi di servofreno, con l’ausilio dell’elettronica. Uno di questi è iBooster, una tecnologia Bosch per le auto del futuro. Si tratta di un sistema elettronico programmabile, quindi si può adottare su modelli diversi, semplicemente regolandone i parametri in fase di installazione di serie.
Si tratta di una pompa elettrica che agisce direttamente sul cilindro dei freni, un sistema meno complesso meccanicamente e con tempi di risposta più rapidi. Lo stesso motore elettrico è in grado di recuperare l’energia della frenata, quindi il consumo reale è molto abbattuto. I tempi di risposta sono sui 120 ms, un terzo rispetto al sistema tradizionale. Una frazione di secondo che può anche salvare delle vite.
Servofreno guasto, cosa fare?
Il servofreno è un sistema di guida assistita che aumenta la sicurezza sulla strada. In quanto tale, se si guasta, la mancanza della frenata assistita peggiora le prestazioni in frenata del veicolo e può anche sorprendere il conducente, che quindi reagisce peggio all’emergenza. Un guasto ai freni è un problema da affrontare prontamente.
Nel caso del servofreno a depressione e anche idraulico, il pedale del freno rimane comunque collegato alla pompa dei freni, quindi la frenata è sempre e comunque possibile, anche a motore spento o a servosterzo guasto. Se si guasta la valvola del servosterzo, premendo il pedale del freno, la pressione nelle camere del servofreno aumenta, quindi serve più forza per frenare.
Le alternative immediate in caso di frenata d’emergenza sono il freno di stazionamento (il freno a mano è sempre collegato) e l’utilizzo del freno motore, scalando sulle marce basse. Spegnere il motore è fuori questione, perché si interromperebbero i sistemi elettrici e anche la frenata motore non aiuterebbe.
In ogni caso si consiglia di intervenire a riparare il servofreno il prima possibile per ripristinare l’integrità dell’impianto frenante. L’intervento non è semplicissimo, conviene affidarsi a un meccanico specializzato. In caso di sostituzione, bisogna procurarsi l’esatto modello di servofreno (costa sui 100-200 €) più ovviamente il costo della manodopera.
Conclusione
Il servofreno è un sistema di guida assistita che potenzia l’azione frenante. La forza applicata dal conducente sul pedale dei freni viene aumentata da un sistema pneumatico, idraulico o elettrico. Il servofreno a depressione è attualmente la tipologia più sfruttata nei veicoli con motore alimentato a benzina. I veicoli diesel tendono a montare più facilmente il modello idraulico. In caso di guasto, la capacità frenante rimane leggermente ostacolata e si consiglia di riparare il prima possibile.
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