Schaeffler reinventa i freni, lavorano nell’olio e non fanno polvere

Per anni il bagno d’olio è stato associato soprattutto ad alcune soluzioni utilizzate nei motori. Ora lo stesso principio, pur con differenze tecniche sostanziali, potrebbe trovare spazio in un componente molto diverso dell’auto: i freni.

Schaeffler sta sviluppando un sistema multidisco nel quale gli elementi frenanti lavorano all’interno di una struttura chiusa e vengono raffreddati tramite olio. L’obiettivo principale non è migliorare i consumi, ma affrontare uno dei nuovi fronti aperti dalla normativa Euro 7: le particelle prodotte dall’usura dei freni.

Il progetto potrebbe risultare particolarmente interessante sulle auto elettriche, dove la frenata rigenerativa riduce l’utilizzo dell’impianto tradizionale. Prima di arrivare sulle vetture di serie, però, questa tecnologia dovrà dimostrare di saper gestire efficacemente anche le temperature più elevate.

Come funzionano i freni a bagno d’olio

Il principio è molto diverso da quello di un normale impianto con disco e pinza. Schaeffler utilizza un freno multidisco umido, formato da dischi in acciaio alternati ad altri dotati di materiale d’attrito. Durante la frenata gli elementi vengono premuti tra loro, trasformando l’energia del veicolo in calore. Tutto avviene però all’interno di un sistema chiuso e raffreddato mediante olio.

La conseguenza più interessante riguarda ciò che normalmente finisce sulle ruote e nell’ambiente. Con i freni tradizionali, infatti, l’usura di dischi e pastiglie genera particelle riconoscibili anche dal deposito scuro che si accumula sui cerchi.

Nel sistema Schaeffler, invece, il materiale rimane all’interno della carcassa. Secondo l’azienda, il progetto impedisce quindi la dispersione di polveri sottili durante la frenata. La struttura chiusa offre anche un’altra caratteristica: gli elementi frenanti risultano meno esposti ad acqua, sporco e agenti esterni che possono favorire la corrosione.

Il concetto può ricordare le famose cinghie di distribuzione a bagno d’olio utilizzate anche su diversi motori PureTech, ma il collegamento si ferma al principio generale. In quel caso la cinghia lavorava a contatto con l’olio motore e alcuni esemplari hanno successivamente evidenziato problemi di degradazione prematura. Il sistema frenante sviluppato da Schaeffler ha architettura, funzione e finalità completamente differenti.

Perché Euro 7 cambia anche i freni

La spinta verso questa soluzione arriva anche dalle nuove regole europee. Con Euro 7, l’attenzione non riguarda più soltanto le emissioni generate dal motore, ma comprende anche le particelle prodotte dall’usura dei freni. È un cambiamento importante perché coinvolge anche le auto elettriche. Un veicolo a batteria non produce emissioni allo scarico durante la marcia, ma continua ad avere pneumatici e freni soggetti a usura.

Proprio sulle elettriche una soluzione di questo tipo potrebbe trovare condizioni favorevoli. La frenata rigenerativa sfrutta infatti i motori elettrici per rallentare l’auto e recuperare parte dell’energia, diminuendo la frequenza con cui entrano in funzione i freni meccanici.

Schaeffler guarda inoltre a una maggiore integrazione. L’idea è riunire freno, attuatore, circuito dell’olio e sistema di raffreddamento direttamente nell’asse elettrico. Una soluzione che potrebbe cambiare profondamente l’architettura di un componente rimasto concettualmente simile per decenni.

Il problema da risolvere è il calore

Chiudere i freni dentro una carcassa porta però con sé una sfida importante: smaltire il calore. Durante le frenate più impegnative viene generata una grande quantità di energia termica. In un sistema tradizionale, il disco è direttamente esposto all’aria e può dissiparne una parte. In un impianto chiuso serve invece un sistema specifico per controllare la temperatura.

Per questo Schaeffler sta lavorando con pompe idrauliche e scambiatori di calore. La tecnologia verrà sperimentata anche in condizioni particolarmente severe utilizzando un Audi R8 LMS GT2 impiegato come taxi durante una prova del DTM al Nürburgring.

La pista rappresenta un banco di prova molto più impegnativo della normale circolazione stradale e permetterà di verificare soprattutto la gestione termica del sistema. Non significa che i tradizionali dischi freno siano già destinati a scomparire. La soluzione deve ancora dimostrare di poter offrire prestazioni, affidabilità e costi compatibili con una produzione automobilistica su larga scala.

Il progetto mostra però quanto Euro 7 stia cambiando anche componenti che sembravano ormai consolidati. Dopo decenni di sviluppo concentrato soprattutto sulle emissioni dei motori, la ricerca si sta spostando verso fonti meno evidenti di particolato. E questa volta, sotto osservazione, ci sono proprio i freni.