I dischi carboceramici (CCM)
I dischi carboceramici (CCM – Ceramic Composite Material) sono realizzati utilizzando un materiale con un alto valore di coefficiente di attrito.
I dischi CCM presentano una più alta durata rispetto aidischi in acciaio. Il materiale impiegato è il risultato di una “rete” di fibre di carbonio intrecciate tra loro e immerse all’interno di una matrice ceramica.
NOTA: È doveroso comunque sottolineare che la guida in pista o altre condizioni di guida estrema,possono ridurre significativamente la durata complessiva anche delle pastiglie e dischi più durevoli. Èquindi opportuno dopo una sessione di guida “racing”, far seguire le normali procedure di ispezionedei dischi CCM.
STRUTTURA DI UN DISCO CCM
Legenda:
- Corona del disco CCM2
- “Campana” in metallo del disco CCM
- Elementi di connessione.
- Fori per ventilazione.
NOTA: Non è consentito disassemblare la campana dalla corona in assistenza. La mancataNOTA: Non è consentito disassemblare la campana dalla corona in assistenza. La mancataosservanza di questo vincolo può compromettere la sicurezza, il rendimento e la durata del disco.
NOTA: Cadute accidentali del disco durante le procedure di stacco-riattacco, possono compromettereNOTA: Cadute accidentali del disco durante le procedure di stacco-riattacco, possono comprometterel’integrità dello stesso durante il suo funzionamento in vettura. Eseguire le dovute ispezioni prima dimontare nuovamente il disco su vettura.
UTILIZZO IN CONDIZIONI GRAVOSE (SABBIA o FANGO)
I dischi CCM sono sensibili alle contaminazioni delle miscele di acqua+sabbia (terra). Questa particolare condizione estrema di utilizzo, può compromettere le prestazioni del disco in termini diperdita di efficienza ed incremento dell’usura pastiglie.
L’esecuzione di frenate ripetute per un lungo tempo in presenza delle suddette condizioni, può creare delle abrasioni sulla superficie del disco compromettendone irreversibilmente la funzionalità.
Il fenomeno delle abrasioni si verificano particolarmente nelle fasce frenanti interne. Al fine di ridurre la probabilità dell’insorgere di abrasioni, occorre ridurre l’esposizione del disco acondizioni estreme di utilizzo seguendo le seguenti precauzioni:
- Ridurre la guida su fondi fangosi, sabbiosi e con neve.
- Evitare i guadi
- Rimuovere accumuli di sporcizia su pinze e pastiglie (fango, sabbia, neve)
Nel caso di permanenza in condizioni estreme di utilizzo, il guidatore deve guidare con cautela cercando di evitare frenate improvvise (le frenate ad alta velocità con alti valori di pressione nelcircuito frenante, accelerano l’insorgenza delle abrasioni).
Dopo l’utilizzo della vettura nelle condizioni estreme descritte sopra, occorre al più presto lavare i dischi, pinze e pastiglie con acqua a bassa pressione, ed asciugare accuratamente.
COME MANEGGIARE I DISCHI IN FASE DI MANUTENZIONE PER LA PROPRIA SICUREZZA
I dischi CCM sono costituiti da un materiale molto duro ma allo stesso tempo fragile. Pertanto durantele operazioni di sostituzione dei dischi occorre prestare attenzione e avere l’accortezza di trasportaregli stessi all’interno dell’officina protetti dal loro imballaggio fino al momento in cui devono esseremontati su vettura.
Inoltre, la presenza di fibre di carbonio immerse in una matrice ceramica può generare polveri (dicarbonio) che si depositano su pastiglie e superficie del disco. Tali polveri possono creare irritazioni,rossori della pelle e bruciori. Al fine di evitare danni alla salute degli operatori di officina, occorre chequesti ultimi operino con le dovute protezioni individuali:
ISPEZIONI PER LA VERIFICA DELL’USURA E DELL’INTEGRITÀ DEL DISCO CCM
Il deterioramento della superficie di frenata è causa di due tipologie di usura del disco:I
Usura Termica: Quando il disco raggiunge alte temperature, (specialmente durante la guida in pista)le fibre sulla superficie di frenata iniziano a ossidarsi. Il livello di ossidazione superficiale può essere rilevato osservando lo stato di porosità e di rugosità della superficie di frenata del disco stesso. L’effetto principale dell’ossidazione, è la perdita di peso del disco.
Usura Meccanica: L’azione meccanica delle pinze sulla superficie del disco si manifesta con una riduzione dello spessore del disco stesso.
L’usura in senso assoluto del disco è il risultato della combinazione delle due tipologie di usura descritte sopra. Il prevalere dell’una rispetto all’altra dipende univocamente dal profilo di guida. Il degrado (meccanico e termico) della superficie del disco influenza pesantemente l’indice NVH*(Noise Vibration Hrshness) ed il rendimento del disco stesso.
*L’indice NVH è quel parametro che esprime il livello di confort della vettura. Questo parametro tiene conto della rumorosità dell’automobile durante la marcia, delle vibrazioni percepite dal guidatore e dalla ruvidezza della vettura durante gli improvvisi cambiamenti di moto (ad esempio buche nel terreno).
L’usura del disco è correlata anche al tipo di pastiglia (materiale) che si utilizza. In particolar modo:
Con pastiglie organiche: solo usura termica.
Con pastiglie Non organiche: usura termica+usura meccanica .A titolo di esempio si riportano alcune immagini relative allo stato di usura del disco con utilizzo dellepastiglie organiche e non organiche.
Un’altro fenomeno di scarsa integrità che occorre verificare quando si esegue un’ispezione visiva del disco CCM, è la presenza di scheggiature dei bordi esterni della superficie del disco e dei bordi dei fori di ventilazione.
Generalmente per valutare se una scheggiatura è accettabile o meno si devono eseguire la misura della larghezza e della profondità della scheggiatura
- La massima larghezza “A” ammessa è: 4mm
- La massima profondità “B” ammessa è: 4mm
- La massima lunghezza “C” ammessa è: 20mm.
Inoltre non sono ammesse più di 3 scheggiature lungo il bordo esterno del disco. La massima superficie di scheggiatura ammessa è 40mm2.
CONTROLLO DEL PESO DEL DISCO
Il disco carboceramico CCM è un componente ad alte prestazioni e ha una durata notevolmente superiore nei casi di guida normale urbana ed extraurbana.
Se il disco CCM è sottoposto ad elevati stress meccanici e termici (guida in pista prolungata), possono manifestarsi fenomeni di ossidazione che comportano una riduzione della massa del disco e conseguentemente del suo peso. Per questa ragione è raccomandato per motivi di sicurezza di pesare i dischi CCM ad intervalli regolari.
Al fine di non alterare il peso del disco è opportuno effettuare una pulizia completa dello stesso prima di eseguire l’operazione di pesatura.
Legenda:
- Peso del disco da nuovo
- Peso minimo accettabile del disco
- Vita utile del disco espressa in Km
Il disco CCM deve essere sostituito se il suo peso è uguale o inferiore al minimo peso ammesso. Il valore del minimo peso ammesso è inciso sulla campana del disco stesso. Nel caso in cui uno dei due dischi dello stesso asse raggiunge il minimo peso ammissibile, entrambi i dischi dell’asse devono essere sostituiti.
Stima della vita residua del disco CCM
La vita residua di ogni singolo disco CCM può essere stimata attraverso un interpolazione numerica basata sulle pesate effettuate ad intervalli regolari.
Questo metodo è basato sulla determinazione della vita del disco come differenza tra:?
- Il peso del disco nuovo (raramente inciso sulla campana del disco stesso)
- Il minimo peso ammisso (sempre inciso sulla campana del disco stesso).
Vita del disco (VD) = Peso del disco nuovo – Minimo peso ammesso
La vita residua del disco è la differenza tra il peso attuale del disco stesso e il minimo peso ammesso:
Vita residua del disco (VR) = Peso attuale del disco – minimo peso ammesso
La vita “consumata” del disco è la differenza tra il peso del disco nuovo e il peso attuale del disco.
Vita “consumata” del disco (VC) = Peso del disco nuovo – Peso attuale del disco.
Attraverso questi tre parametri VD, VR e VC è possibile prevedere e stimare la durata del disco intermini di km prima che esso raggiunga il minimo peso ammesso inciso sulla campana.
Affinchè questo metodo sia attendibile devono verificarsi le seguenti due condizioni:
- uniformità del tipo di utilizzo (solo pista o solo guida su strada)
- annotazioni del peso e dei km ogni volta che si esegue il controllo.
Per fare un esempio: Vita del disco VD=100gr
| CONTROLLO 1 | Km 15000 | Vita residua VR=78 gr | Vita consumata VC=22gr (22%) |
| CONTROLLO 2 | Km 4000 | Vita residua VR=35 gr | Vita consumata VC=65gr (65%) |
Legenda:1 – Vita residua del disco2 – Chilometri della vettura.