Prove di fatica su freni a tamburo con attuatore elettrico al fine di testare e confrontare le performances di componenti standard e innovativi = Durability tests on drum brake with electical actuator to test and compare the performances of standard and innovative components

Abstract La seguente tesi è stata sviluppata presso l’azienda Continental Brakes Italy S.p.a. e, più precisamente, nel reparto di Sperimentazione, che è parte della R&D Unit di Continental. Gli obiettivi principali della tesi sono: •??Individuare la velocità ottimale di applicazione del carico sul freno a tamburo con attuatore elettrico. •??Analizzare la vita a fatica del freno a tamburo con attuatore elettrico e dei suoi componenti, standard e innovativi, confrontandone le performances in termini di durata e affidabilità. Il primo obiettivo è stato raggiunto tramite un confronto tra test di fatica sul freno effettuati da due differenti banchi prova: UMR e FAM. L’UMR è un banco di prova che consente l’attuazione elettrica e idraulica del freno, così come avviene nel suo effettivo funzionamento. Il FAM è un nuovo banco di prova che differisce dal precedente principalmente in quanto riesce ad eseguire prove di fatica molto rapidamente ma non consente l’attuazione idraulica del freno, (pertanto si occupa di testare soltanto la funzionalità meccanica, ovvero il freno a mano) e non consente un’attuazione elettrica del freno a mano, questa viene simulata da un’attuazione pneumatica esterna. Tale banco, inoltre, non permette di esercitare una forzante di forma trapezoidale (forma che realmente il motorino elettrico esercita), bensì solamente sinusoidale. Pertanto, confrontando le applicazioni di forza che questi due banchi forniscono, è stata individuata la frequenza della sinusoide ottimale che il banco FAM dovrebbe fornire per attuare in maniera quanto più realistica il freno a mano. È stata condotta una campagna di test di fatica sul banco FAM a diverse frequenze su componenti standard, ovvero i componenti attualmente utilizzati nella produzione del freno, e sui componenti innovativi: cavo Warrington 1, cavo Warrington 2 e leva L-Shape. Sono state testate diverse frequenze per vedere se i componenti hanno durata e affidabilità variabile con la velocità di applicazione del carico e per capire quindi se è possibile eseguire test a velocità superiori, per risparmiare tempo di impiego del banco prova. I componenti innovativi sono stati progettati per ottenere perfomances migliori in termini di durata e affidabilità del componente stesso, quindi per incrementare la vita utile del freno nel suo complesso. Successivamente sono stati analizzati i risultati ottenuti e, tramite studi statistici come le distribuzioni di probabilità di Weibull, è stata valutata e confrontata l’affidabilità del componente standard con quella del componente innovativo, per capire se quest’ultimo potrà in futuro sostituire in via definitiva il componente utilizzato nel freno attualmente in produzione.