Alfa 33: modifica servofreno - brake booster upgrade!

bobkelso

Super Alfista
20 Marzo 2008
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Lombardia
Alfa
33
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1.3 v.l. GPL
Ciao a tutti i fissati di meccanica :cool:
sto provando a ritoccare il servofreno della 33 di cui accennavo tempo
fa nell'altra discussione sulle modifiche ai dischi freno della 33:
https://forum.clubalfa.it/impianto-frenante/67059-alfa-33-maggiorazione-impianto-freni.html


:aktion057: PREMESSA TECNICA

- le misure dei servofreni si intendono riferite al diametro delle membrane interne
(singola o doppia), l'involucro esterno ha un diametro effettivo di circa 1 pollice aggiuntivo;
questo all'inizio mi ha creato un po' di confusione, pensavo che sulla 33
si potevano adattare ad es. i servofreni massicci a doppia membrana volvo da 8 pollici nominali,
che invece in pratica oltre ad avere un maggiore ingombro longitudinale (vedi punto sotto)
hanno anche un diametro esterno di 9 pollici e sono (quasi) fuori discussione per la 33
(daltronde erano destinati ad auto da circa 1700kg);

- doppia membrana significa che in pratica abbiamo due camere una davanti all'altra,
che lavorano come due servofreni singoli montati in serie, idealmente raddoppiando
la forza che producono grazie alla depressione creata dal collettore del motore;
il tipo doppio ha una costruzione più pesante e complessa ed occupa più spazio
in profondità invece che in larghezza, infatti si riconoscono per assomigliare
più a dei bombolotti che al classico disco dei servofreni singoli;
in alcuni casi la seconda membrana ha un diametro ridotto rispetto alla prima
e allora la forma ha un profilo con un evidente scalino (parte anteriore con diametro
ridotto rispetto alla parte posteriore); i servofreni doppi vengono usati
solo quando non è possibile usare servofreni singoli con diametro
abbastanza largo (vedi punto successivo); 30 e passa anni fa ad esempio il medesimo
servofreno doppio da 8 pollici della bendix color oro e forme arrotondate
usato sulle ferrari lo si poteva poi ritrovare sul furgone ducato (..ah..sacrilegio..)..

- considerando una membrana singola, maggiore il diametro, maggiore l'assistenza
che porta alla frenata, la forza che genera va in proporzione all'area della membrana,
quindi va all'incirca con il quadrato del diametro, dico all'incirca perchè la membrana
non è un disco perfetto ma ha almeno un foro al centro per la meccanica del servofreno;

- un servofreno da 8 pollici moderno ha un diametro esterno nel punto più largo (la flangia) di circa 225mm
(227-228 mm se piuttosto vechiotto tipo quello di alfa 75/alfetta/duetto, etc; 223mm se molto recente,
in pratica con il tempo è stato ottimizzato, cioè ridotto, lo spazio necessario alla flangia esterna
che serve a chiudere i due gusci del servofreno e tenere in posizione la membrana interna
e lo spessore delle lamiere stesse, mantenendo invariato il diametro delle membrane interne)

- un servofreno da 7 pollici moderno ha un diametro esterno nel punto più largo (la flangia) di circa 200mm
(quello originale della 33 ha un diametro di circa 203mm)


.: old :. EXCURSUS STORICO TECNICO
per iniziare riassumo la genesi di quell'impostazione del servofreno della 33 che oggi è diventata un "difetto"

- l'Alfasud del 1972 da poco più di 800kg e dischi freno anteriori abbastanza grandi (quelli messi vicino al cambio)
nasce senza servofreno, poco dopo riceve un servofreno con membrana singola di diametro 6 pollici,
poi nel tempo riceve però anche dischi freno anteriori più piccoli (spostati sulle ruote, con cerchi da 13);

- la prima 33 dell' 83 eredita il risicato servofreno da 6 pollici, quasi subito o da subito portato a 7 pollici,
e una scocca più sicura e accessoriata ma appesantita a circa 900kg;
frena decentemente però nel tempo con l'ultima serie del'89-94 si arriva a circa 1000kg
(qualcosa meno per i modelli a carburatore e se senza accessori, tipo aria condizionata/idroguida);
da cvonsiderare che già da fine anni 80/inizio anni 90 anche le utilitarie iniziano ad avere servofreni da 8 pollici
(oggi spesso partono da un minimo di 9 pollici), ma la tirchieria del gruppo fiat, applicata ad una vettura
destinata "a fine vita", non si degna nel restyling del '89 o negli anni seguenti di adeguare il servofreno della 33
(o ritoccare il diametro dei dischi freno) perchè avrebbero dovuto ridisegnare e ristampare il blocco di lamiera
a cui si fissano il servofreno e i pedali di freno e frizione, perchè sul blocco di origine alfasud al massimo,
sia in altezza che larghezza, ci sta un servofreno con membrana da 7 pollici; l'ordine era evidentemente di
risparmiare il più possibile (basta vedere cosa hanno fatto su altri particolari come i leveraggi del cambio
o certi sedili peggiori delle serie precedenti)

- dall'anno 92 con le prime sentenze in italia sulla pericolosità dell'amianto, questo materiale viene vietato
anche nei ricambi delle pastiglie e frizioni; i nuovi materiali senza amianto a parità di pressione esercitata
frenano meno e reggono meno il calore..specie per chi non monta più le pastiglie originali alfa pre-anno '92,
la 33 inizia a farsi la fama di auto che sì, frenare frena, volendo blocca anche le ruote, ma bisogna pestare
abbastanza sul pedale..(oltre al problema diverso dovuto ai dischi piccolini che è possibile arroventare i dischi
e far fumare e cuocere le pastiglie se si tira una frenata di emergenza da velocità autostradale o facendo un po' di collina..
alcuni risolvono la scarsa "resistenza a fatica" montando i dischi ventilati del 1.7 con le relative pinze)

- passano molti anni, il traffico aumenta, e noi ci abituiamo ad auto con comandi sempre più leggeri,
compresi i pedali di frizione e del freno, quando proviamo una vettura vintage magari sportiva come la 33
il servosterzo idraulico zf dell'epoca preciso e non troppo morbido (o magari auto senza servosterzo) piace,
il motore anche piace, dopo 25 anni di evoluzione motoristica ancora non sfigura con le auto recenti,
invece rimaniamo un po' delusi dai freni, non al livello del motore..

La pesantezza del pedale del freno potrebbe anche rientrare nel conto di un'auto vintage,
ma se si fa un giro in mezzo al traffico al sottoscritto risulta affaticante, più che fisicamente
intendo psicologicamente, sapendo che per avere una frenata di emergenza decente
anche a basse velocità bisogna essere sempre vigili, con reazione più rapida possibile,
pronti a dare una pestata come si deve sul pedale, rende un'ora di traffico intenso un bagno
di adrenalina più di quanto sarebbe con una vetturetta anche modesta ma che frena bene..


.: sgrat :. RIMEDI cioè come si ottiene un pedale più leggero da azionare?

a) dischi con diametro più grande (bisogna omolgare cerchi da 14 o da 15 pollici),
è la soluzione migliore per chi va in pista perchè risolve anche il problema della
resistenza dei dischi all'uso intenso..se si esagera con i diametri dei dischi
su strada però si perde in comodità d'uso, i dischi e le pinze più pesanti
fanno sentire un po' di più le buche..a meno di spendere parecchio e adattare
pinze in alluminio (per queste salvo salti mortali serve un cerchio minimo da 15)

b) pompa freno di diametro interno più piccolo (es. passare da 20,6mm di serie
ai 19mm delle pompe delle vecchie alfasud), però in tal caso si allunga la corsa
del pedale del freno, per accorciare la quale si può tentare di revisionare
il recupero gioco automatico ai tamburi dietro e montare tubi freno di tipo
racing con anima in teflon che dilata poco con la pressione durante la frenata,
però insomma tendenzialmente si guadagna da una parte e si perde da un'altra..

c) servofreno elettroidraulico retrofit per auto d'epoca (credo sui 2000-3000
euri compresa l'installazione, invatti di solito lo mettono su auto storiche
di maggior valore economico, e poi l'affidabilità di questo sistema molto
complesso è minore del sistema originale)

d) servovreno con membrana di maggior diametro o con doppia membrana,
sarebbe la soluzione tecnica corretta e semplice in fabbrica, nessuno svantaggio tecnico,
solo la complicazione se la modifica è realizzata da noi in modo artigianale..questo ci porta a:

::cop::AVVISO

Una modifica del genere, come quella per i dischi o il diametro della pompa freni,
in linea di principio rende l'auto non a codice, anche se eseguita perfettamente

(cioè con un sistema frenante modificato con prestazioni e affidabilità pari o superiore all'originario);
probabile che alla revisione passi inosservato (anzi, l'auto magari frenerà parecchio bene :),
invece in caso di incidente di un certo conto che porti l'assicurazione ad ispezionare l'auto nel dettaglio,
potrebbe rilevare la modifica e decidere di non risarcire..
..in teoria è possibile omologare modifiche alla propria auto, con tanto di perizia tecnica e convalida
da ingegnere presso la motorizzazione, ma per ora qui da noi credo sia ancora un percorso ostico e costoso
(è qualche anno che non mi aggiorno sulla normativa ma sospetto non sia ancora cambiato molto)..
..infine chi se ne accorgerebbe di sicuro è un ispettore asi se volete avere la targa oro (o come si chiama)..

Per me questi sono esperimento fatti per divertimento, cioè mi piace progettare/modificare,
poi anche la parte pratica, qualche ora a lavorare in garage di lima e morsa è più rilassante
che so di una palestra, e mi è rimasta di traverso questa storia del pedale freno perchè anni
fa la 33 la ho usata per lavoro macinando una barca di km con l'allegria del suono del motore
..ma un calendario/rosario di santi indirizzati ai "manager" fiat .: muerte :.quando andavano usati parecchio i freni,
che so, già che c'erano per risparmiare potevano anche togliere una ruota su quattro...

In pratica vorrei testare la modifica sull'auto e magari già dopo poco ripristinare l'auto a norma
(peserà anche quanto l'installazione sarà diversa dall'originale nella struttura e
nell'estetica e quanto potrebbe avere o meno aspetti criticabili nell'affidabilità)..


:musik009: TEMPISTICA

Sono lentissimo, faccio un passetto ogni tanto quando riesco.
Per ora ho preso quelche pezzo di recupero on line per fare le prove
e preparo i pezzi, poi conto di testarlo sull'auto a primavera,
però magari a qualcuno che a tempi di realizzazione più decenti
interessa provarci e allora anticipo le informazioni..


: dannaz : DIFFICOLTA': MEDIA

Non è banale ma non è neanche al livello di dover modificare il motore.
In pratica sulla 33 per ricavare lo spazio per aumentare il servofreno c'è da:

- trovare un tornitore per far adattare/fare alcuni particolari,

- procurarsi appunto un servofreno adatto (usato in buono stato),
una pompa freni nuova, una vaschettta olio adatta usata,

- se durante l'installazione pasticciamo troppo con le piegature dei tubini
che arrivano alla pompa (dipende dal modello di pompa che useremo),
per poter poi ripristinare l'impianto originale potrebbero poi servire anche
servire dei tubini freno di ricambio recuperati da un'altra 33 in demolizione,
non serve l'impainto completo, bastano le porzioni di tubini che stanno
nella parte anteriore dell'auto, perchè per i tubini che sono diretti alle ruote
posteriori ci sono dei giunti con raccordi filettati appena sotto alla scatola sterzo
che in pratica spezzano i tubi in due tratti (lo dico così chi vuole provarci può
portarsi avanti "saccheggiando" presso un demolitore quando ne ha l'occasione)

- non indispensabile ma utile: smontare in demolizione da una 33 anche un blocco
pedaliera intero su cui preparare le modifiche per tenere l'auto ferma il meno possibile,
va bene anche un blocco con il servofreno e la pompa originali rovinate (che non ci servono),
per cui trattate bene sul prezzo (o fatevi dare solo il blocco lamiera con i pedali)..

:lol: OK, MA DOPO STO PAPIRO, IN PRATICA?

.urka è tardisimo..non ce la posso fare a finire..riprendo domani..:grinser005:
 
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bobkelso

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Nella foga mi son perso un paio di informazioni, correggo il messaggio di ieri:

.: sgrat :. RIMEDI cioè come si ottiene un pedale più leggero da azionare?

a) dischi con diametro più grande (bisogna omolgare cerchi da 14 o da 15 pollici),
è la soluzione migliore per chi va in pista perchè risolve anche il problema della
resistenza dei dischi all'uso intenso..se si esagera con i diametri dei dischi
su strada però si perde in comodità d'uso, i dischi e le pinze più pesanti
fanno sentire un po' di più le buche..a meno di spendere parecchio e adattare
pinze in alluminio (per queste salvo salti mortali serve un cerchio minimo da 15);
PS: se si aumenta di molto la potenza frenante sull’asse anteriore,
potrebbe essere necessario adeguare anche la potenza frenante sull’asse posteriore
o metter mano al regolatore di frenata sull'asse posteriore (sulla 33 è un po' complicato)..


b) pompa freno di diametro interno più piccolo (es. passare da 20,6mm di serie
ai 19mm delle pompe delle vecchie alfasud), però in tal caso si allunga la corsa
del pedale del freno, per accorciare la quale si può tentare di revisionare
il recupero gioco automatico ai tamburi dietro e montare tubi freno di tipo
racing con anima in teflon che dilata poco con al pressione durante la frenata,
insomma si guadagna da una parte ma si perde da un'altra..
oppure (stessi effetti, cioè pedale più leggero ma con corsa più lunga)
pinze freno con cilindretti e pistoncini tamburo con diametro aumentato
(è il principio del torchio idraulico, il rapporto tra le aree della sezione
di pompa e cilindretti agisce come il rapporto tra i bracci di una leva)..


c) servofreno elettroidraulico retrofit per auto d'epoca (credo sui 2000-3000
euri compresa l'installazione, invatti di solito lo mettono su auto storiche
di maggior valore economico, e poi l'affidabilità di questo sistema molto
complesso è minore del sistema originale)

d) servofreno con membrana di maggior diametro o con doppia membrana,
sarebbe la soluzione tecnica corretta e semplice in fabbrica, nessuno svantaggio,
solo la complicazione se la modifica è realizzata da noi in modo artigianale..

e) collegando il servofreno non al collettore di aspirazione del motore,
in particolare a valle della farfalla (per avere buoni valori di depressione
anche a bassi giri, a pedale parzializzato e durante le decelerazioni,
cioè in pratica quando serve perché stiamo per frenare)
ma ad una pompa da vuoto come sulle macchine con i motori diesel
(nei motori diesel la mancanza di una farfalla rende insufficente
la depressione nel condotto di aspirazione nelle situazioni dette sopra);
oggi queste pompe sono praticamente “integrate” nel blocco motore,
ma una volta erano esterne e mosse con la classica puleggia e cinghia
collegata ad altra puleggia sull’albero motore; ad esempio per
eseguire questa modifica si può prelevare la pompa dalle Peugeot
diesel di piccola cilindrata anni ‘80-‘90 che usavano questo sistema;
da quello che ho letto il valore di depressione ottenibile
nel servofreno dal collettore pari a circa 0,5-0,6 atm
potrebbe essere incrementato (un miglioramento del 20-25% ?) o meno
in base alla potenza della pompa da vuoto e della correttezza dell'installazione
il metodo è praticabile, in rete si trovano esempi di questa modifica
effettuata su varie auto, anche molti meccanici la conoscono,
ma l’installazione è complicata (occorre trovare il posto per la cinghia
e azzeccare la migliore demoltiplicazione), il miglioramento
non è garantito al primo tentativo, l’affidabilità è minore,
inoltre sottrae un po’ di potenza al motore,
mentre il sistema che sfrutta la depressione del collettore
come energia è praticamente “a gratis”..
 
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bobkelso

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Torniamo alla modifica del servofreno dell'alfa 33.

:confused: QUALI COMPONENTI SCEGLIERE

Nessun gruppo servofreno /pompa freno di altra auto monta direttamente
sulla 33, bisogna fare degli adattamenti. Una volta accettato questo
ci sono tante possibilità, specie se si prendono in esame anche i tanti
sistemi di nuova concezione con le loro pompe freno abbinate oramai cortissime,
ad es. il sistema sulla nuova fiat cinquecento/ford ka, però il discorso
sul cercare un’estetica simil-vintage andrebbe un po’a farsi benedire.

Allora cercando di stare nel campo di:

- “estetica simile all’originale” (idealmente componenti anni ’90),

- “pompa frenante solo leggermente più moderna dell’originale,
in pratica la generazione appena successiva all’originale,
più corta all’esterno perché più incassata nel servofreno, ma ancora di
medesima concezione nella parte interna”, questo garantisce al 100%
l’affidabilità del trapianto, non ci sarà nessuna condizione di frenatura
particolare in cui la pompa darà una risposta diversa dall’originale;

- “praticità dell’installazione”, cioè meno ore possibile di impazzimenti;
(in particolare un occhio al numero di uscite per i raccordi freni sulla pompa,
possono essere 2, 3, 4, la loro posizione e dimensione del filetto);

- ”facile ed economica reperibilità dei pezzi”(se vogliamo provare a
stare entro 200-300 euro di spesa compresi i pezzi fatti dal tornitore),

personalmente avrei individuato queste 3 possibilità che anticipo velocemente
(i tanti dettagli tecnici li vediamo poi con calma), sempre nell’ottica che chi volesse
tentare la modifica può intanto cercarsi i pezzi con calma e a prezzo d’occasione..


1) servofreno bosch da 7 pollici a doppia membrana ( 7+7 )
(di serie su Smart 2007 e Ford Transit mi pare anno 2006),

[FONT=&amp] alfa_33_brake_booster_upgrade.jpg[/FONT][FONT=&amp]

[/FONT]la modifica finita peserà forse un paio di kg più dell'originale ma l'assistenza
alla frenata dovrebbe migliorare almeno di un 50% (in teoria fino al 90-100%,
ma le membrane interne potrebbero avere delle aree effettive ridotte da una
più ampia foratura centrale; quello che mi fa sperare che comunque sia
un servofreno più “forzuto” dell’originale dell’alfa 33 è che questo della bosch
è stato utilizzato per frenare anche il furgone Transit);
Il diametro esterno è simile all’originale, per cui non sono indispensabili
modifiche alla "pedaliera" (intendo il blocco di lamiera color nero che regge
sia il servofreno, che la pompa della frizione, che i pedali freno e frizione,
ed è sbullonabile dalla scocca).

Servirà comunque far tornire uno spessore flangiato/filettato di circa 22mm
da montare tra pedaliera e servofreno, lo spazio aggiuntivo serve perchè
il servofreno della 33 ha l'asta di collegamento al pedale cortissima con
subito saldata la forcellina che si collega al pedale, in pratica la forcellina già sfiora
il soffietto in gomma che è posto sul retro sdel servofreno; installando il servofreno
della smart l'asta è parecchio più lunga, va tagliata e filettata per avvitarci
una forcellina con relativo controdado che andrà a fissarsi al pedale del freno,
i 22 mm servono appunto a compensare il tratto d'asta aggiuntivo necessario
tra soffietto e forcella doev verrà tealizzata la filettatura, questo spazio potrebbe
essere eliminato solo se potessimo smontare l'asta dal servofreno bosch
per saldare direttamente la forcellina (senza surriscaldare i componenti
in plastica del servofreno) invece di creare il sistema a filetto,
però tutto sommato per una realizzazione artigianale la soluzione
con la filettatura è a parere mio più sicura, specie considerando che avremo
un filetto M11 (il diametro dell'asta da filettare è 11mm), mentre i costruttori
che adottano questa soluzione in luogo della forcellina saldata utilizzano filetti
da M10 a M8 (molto meno massicci) e longitudinalmente dedicano all'altezza
della parte filettata della forcellina e del controdado molto meno di 20-22mm;
inoltre avremo la possibilità di regolare in modo fine l'altezza del pedale freno.

Lo spessore flangiato/filettato ha anche un'altra funzione:
il servofreno della smart 2007 di fabbrica propone gli attacchi per la pompa
freno non esattamente orizzontali ma un po' ruotati (circa 10-15gradi).

Se volessimo utilizzare il servofreno con la sua pompa freni (smart 2007,
diametro interno 23,8mm, non ottimale a paragone dei 20,6mm della 33)
non sarebbe un problema, però la pompa freni della smart porterebbe
ad una installazione esteticamente abbastanza diversa dall'originale
(la pompa ha gli ingressi olio dal serbatoio in orizzontale, che si collegano
ad un serbatoio liquido freni separato con tubazioni; inoltre ha i raccordi
per i tubini freno in uno standard che richiederebbe altri adattamenti).

Se invece vogliamo utilizzare questo servofreno con altre pompe più comuni
(rimanendo sempre tra quelle con il medesimo standard bosch-bendix)
occorrerà regolare l'asta di spinta lato pompa (va svitata/estratta di circa 1cm)
e sfruttare lo spessore con flangia per montare il servofreno ruotato sul suo asse
in modo tale da avere gli attacchi per la pompa freno perfettamente orizzontali;
a questo punto avremo un'ampia scelta di modelli di pompe freno compatibili
tra cui scegliere quelle con diametro interno e tipo di attacchi per i tubini freno
più simili possibili agli originali della 33 e più facili da reperire.

Per il soffietto sul retro del servofreno, quello della smart in plastica rigida
non va bene (frenando il controdado della forcella filettata che adetteremo
andrebbe a impattare sulla plastica), ma basta scambiarlo con il soffietto
in gomma del dervofreno della 33 o di un altro servofreno generico.
(annotarsi alla lista: se non si vuole saccheggiare il servofreno
della propria 33, eventualmente prendere in demolizione anche
un soffietto in gomma da un altro servofreno); invece l'altro cilindro
di plastica interno alle protezioni non crea problemi di spazio perchè
rientre all'interno del servofreno insieme all'asta quando si preme il pedale.

Infine ci sarà da scegliere una vaschetta per il liquido olio abbastanza piatta
(sotto al cofano della 33 non c'è molta altezza), con un inclinazione simile all'originale
e possibilmente che abbia anche l'uscita per il cilindro attuatore della frizione
(non indispensabile, si potrebbe montare un serbatoietto separato tipo moto sopra
al cilindro frizione, ma se riusciamo a rimanere più simili all'originale tanto meglio).

..segue altri possibili candidati..
 
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andrea-cesenat

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credo di aver capito il tuo upgrade dove mira, avere quando pigi sul pedale, usare meno forza pur avendo la stessa efficacia.
Se osservi il servofreno ha due molle una che preme sull'altra, dunque hai nella camera dove rimane sottovuoto, una molla che fa ritornare il servofreno e dove tu ci devi "premere" sopra, l'altra molla è esterna, cioè è dentro insieme alla leva del pedale e per me devi lavorare su questa precaricando per avere lo stesso obbiettivo
 

bobkelso

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Ciao Andrea, capito, vorresti regolare finemente le molle del servofreno
(addolcire quella interna o incrementare una esterna in opposizione).

Per chi ci legge faccio un accenno al fatto che la resistenza della molla
interna del servofreno in effetti comporta un aggravio di fatica nell'azionare i freni,
che però quando il servofreno funziona bene (e il motore rimane acceso, sennò
la depressione che aziona il servofreno non si mantiene oltre qualche frenata)
è superato dal vantaggio dato dal piattello con membrana azionato
a depressione all'interno del servofreno..

Penso che come in tutti componenti di serie ci sia un po' di margine
di miglioramento a ritoccare artigianalmente le molle ma non tantissimo,
se il costruttore le regola in quel modo sospetto serva per avere
un funzionamento sicuro in ogni situazione (cioè che il servofreno abbia
un funzionamento "progressivo"e un ritorno corretto anche quando stiamo
appoggiando leggermente il piede sul pedale).
Diciamo che in assenza di strumenti per testare a banco servofreno e pompa
personalmente come hobbista avrei un po' di timore a modificare quella taratura.

Andrea, mi hai dato un'idea, faccio una prova, schiaccio a mano l'asta in entrata
nel servofreno (oggi sono senza bilancia elettronica, per ora i kg li stimo ad occhio):

- servofreno alfa 33:
la molla inizia a cedere con circa 4 kg di peso (con 7-8 kg si arriva a fondo corsa)

- servofreno smart 2007:
la molla inizia a cedere con 3kg, dopo poco entra anche un'altra molla
e siamo a circa 6 kg di peso (con circa 10-12 kg si arriva a fondo corsa)

Pensavo peggio, sembrano resistenze limitate, se consideriamo che il pedale
del freno per la posizione dei fulcri moltiplica la forza del piede di un fattore x4,
la resistenza dovuta alle molle del servofreno parrebbe essere
di circa 2-3 kg al pedale.

Quanto vale invece l'assistenza alla frenata data da un servofreno
con un piattello da circa 7 pollici (175mm)? ..a spanne, considerando
la forma del piattello un cerchio un po' più piccolo di 175mm e
con un foro al centro in cui passa la meccanica del servofreno,
diciamo per ipotesi che ci sono almeno 150cm di superficie utile,
se vengono azionati da una depressione di 0,4 ATM (ipotesi di un valore medio
tra un valore scarso di 0,3 ATM magari con motore al minimo, e i valori ottimi
di depressione 0,5-0,6 ATM durante una decelerazione del motore), siamo ad
una spinta di 60kg (però sono di meno se azioniamo il freno solo leggermente)
sulla pompa freno, tenendo conto del fattore di leva del pedale (x4)
equivalgono a 15 kg di "aiuto" applicati al pedale del freno.
 
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andrea-cesenat

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Ciao Andrea, capito, vorresti regolare finemente le molle del servofreno
(addolcire quella interna o incrementare una esterna in opposizione).

Per chi ci legge faccio un accenno al fatto che la resistenza della molla
interna del servofreno in effetti comporta un aggravio di fatica nell'azionare i freni,
che però quando il servofreno funziona bene (e il motore rimane acceso, sennò
la depressione che aziona il servofreno non si mantiene oltre qualche frenata)
è superato dal vantaggio dato dal piattello con membrana azionato
a depressione all'interno del servofreno..

Penso che come in tutti componenti di serie ci sia un po' di margine
di miglioramento a ritoccare artigianalmente le molle ma non tantissimo,
se il costruttore le regola in quel modo sospetto serva per avere
un funzionamento sicuro in ogni situazione (cioè che il servofreno abbia
un funzionamento "progressivo"e un ritorno corretto anche quando stiamo
appoggiando leggermente il piede sul pedale).
Diciamo che in assenza di strumenti per testare a banco servofreno e pompa
personalmente come hobbista avrei un po' di timore a modificare quella taratura.

Andrea, mi hai dato un'idea, faccio una prova, schiaccio a mano l'asta in entrata
nel servofreno (oggi sono senza bilancia elettronica, per ora i kg li stimo ad occhio):

- servofreno alfa 33:
la molla inizia a cedere con circa 4 kg di peso (con 7-8 kg si arriva a fondo corsa)
- servofreno smart 2007:
la molla inizia a cedere con 3kg, dopo poco entra anche un'altra molla
e siamo a circa 6 kg di peso (con circa 10-12 kg si arriva a fondo corsa)

Pensavo peggio, sembrano resistenze limitate, se consideriamo che il pedale
del freno per la posizione dei fulcri moltiplica la forza del piede di un fattore x4,
la resistenza dovuta alle molle del servofreno parrebbe essere
di circa 2-3 kg al pedale.

Quanto vale invece l'assistenza alla frenata data da un servofreno
con un piattello da circa 7 pollici (175mm)? ..a spanne, considerando
la forma del piattello un cerchio un po' più piccolo di 175mm e
con un foro al centro in cui passa la meccanica del servofreno,
diciamo per ipotesi che ci sono almeno 150cm di superficie utile,
se vengono azionati da una depressione di 0,4 ATM (ipotesi di un valore medio
tra un valore scarso di 0,3 ATM magari con motore al minimo, e i valori ottimi
di depressione 0,5-0,6 ATM durante una decelerazione del motore), siamo ad
una spinta di 60kg (però sono di meno se azioniamo il freno solo leggermente)
sulla pompa freno, tenendo conto del fattore di leva del pedale (x4)
equivalgono a 15 kg di "aiuto" applicati al pedale del freno.

Sono circa 39,24 N per la molla esterna del servofreno originale della 33 a muoverla e con la depressione ci sono altri 588,6 N facendo 627,88 N totali.....non conosci però quanti kg ci vogliono sull'altra per spostarla.
Dunque però bisogna conoscere il ø della canna interna della pompa, il ø dello stantuffo che preme sulla superficie della pasticca e che coefficiente d'attrito con il disco e a quale raggio.
Però lo so che anch'io delle volte do un taglio a tutti questi calcoli e vado a tentativi mirati, con un depressore esterno a diametro maggiore hanno anche pompe corte con diametri maggiori rispetto alle nostre, tipo la mia porta un 22ø mentre adesso vanno anche a 25ø e solo lì, riesci ad avere più forza premente "extra", al fulcro non ci ho fatto caso, però ho potuto vedere quello della 155 e inefetti il fulcro è più corto rispetto a quello della 75.

Non ho mai toccato con mano la pompa freni di una 33, lì la conosci meglio te, però penso senza aprire il depressore per lavorare sull'altra molla, quella interna per capirci, ti puoi aiutare con la molla esterna precaricata, sul fulcro ti converebbe lavorare su una pedana come cavia da poter fare un fulcro più corto, però ti ritrovi subito a sbattere sulla scocca con la pedana e la pompa preme poco, ecco perchè usano pompe dal diametro maggiore per recuperare quello che si perde in corsa.

Magari per avere una pedana pronta e dare una bella pestata con poche modifiche, basterebbe mettere un pistoncino che sfrutta la depressione e entra in causa come sposti il pedale azioni una semplice valvola (usata in pneumatica) per mettere in sotto-vuoto.
 
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bobkelso

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Andrea per ora in pratica al "primo giro" vorrei lasciare tutti i parametri
invariati (diametro interno pompa, molle varie, leva del pedale freno)
e cercare di aumentare solo la forza del servofreno..già fare
questo adattamento sarebbe per me una piccola soddisfazione..

se poi il risultato fosse anche abbondante (pedale molto leggero da azionare)
chi vuole potrebbe pensare in un secondo momento di esagerare e montare
anche una pompa freno con diametro maggiore dell'originale, perdendo un filo
della leggerezza guadagnata, per avere anche una corsa più corta del pedale,
oppure per utilizzare dischi e pinze freno anteriori maggiorate (che di solito
hanno cilindretti con diametri maggiori dei 48mm misura base della 33),
oppure per montare i dischi anche dietro su una 33 che nasce con i tamburi,
la modifica da tamburi a dischi infatti penalizza un po' la corsa del pedale
(allungandola) perchè i cilindretti delle pinze richiedono più volume di olio
mosso rispetto ai cilindretti con diametro minore per i tamburi;
(Ps.: per lo stesso motivo, i volumi di olio mossi sono diversi, chi installa
i dischi dietro deve installare anche il correttore di frenata specifico,
quello della 33 a tamburi con i dischi non va bene, causa bloccaggi ruote)

..si ho visto che come diametri delle pompe freno 20-30 anni fa andavano:
- 20,6 mm su quasi le auto piccole-medie (alfa 33),
- 22 mm circa su quelle più grosse (alfa 75),
- 25 mm era una misura già da furgone o auto particolari
(il ducato da un lato e la ferrari dall'altro..ancora sacrilegio..)
..oggi come dici tu si trovano facilmente sulle auto anche pompe da 25mm
(es. ford mondeo), perchè sono abbinate a servofreni molto più potenti
e anche il peso delle vetture è ora quasi come i furgoni di una volta..

---------

..proseguo a condividere la lista delle possibilità di servofreni alternativi,
invece di un servofreno doppio da 7+7 pollici, si può cercare di installare:

2) un servofreno da 8 pollici a membrana singola
(diametro esterno nel punto più largo circa 225mm),

vediamo un paio di aspetti prima di elencare qualche
vettura anni '90 da cui saccheggiare dei servofreni adattabili..

Con un servofreno singolo da 8 mi aspetto nessun aggravio di peso,
un estetica abbastanza simile all’originale e un aumento della forza
di assistenza alla frenata di almeno il 30%, sembra poco eppure dovrebbe
già far avvertire una bella differenza alla guida; dico questo perché come
dici tu, lasciando da parte i calcoli, si può guardare ad una prova pratica:
su una lancia y 1200 8v che utilizzo ho un pedale del freno molto leggero
e le caratteristiche dell'auto e dell'impianto freni sono:

- questo modello di servofreno ( 8 pollici membrana singola),
- una pompa freno con il classico diametro interno da 20,6mm
- pinze freno anteriori “modello base” con cilindretti da 48mm
- i corrispondenti dischi freno abbinati “modello base” da 240mm,
- peso vettura con qualche optional (A/C) incluso circa 950 kg

sono valori quasi identici ai componenti corrispondenti sull’alfa 33:

- (c'è da aggiungere il servofreno da 8 pollici installato come modifica)
- pompa freno diametro interno 20,6mm
- pinze freno con stessi cilindretti da 48mm (PS: più rigide di quelle fiat)
- dischi anteriori da 239 mm
- peso circa 1000 kg
- anche il diametro delle ruote è il medesimo

..per cui dovrei ottenere un pedale abbastanza leggero anche sulla 33.

Installare un servofreno da 8 pollici darà un'estetica migliore ma per via
del diametro (circa 225mm contro i 203mm del servofreno originale)
costringerà ad interventi aggiuntivi, bisogna trovare 11mm di spazio
aggiuntivo a destra, a sinistra e sotto al servofreno.


Per chiarirci posto una fotografia della pedaliera con installati servofreno
originale e il cilindro attuatore della frizione con segnati gli ingombri:

alfa_33_vacuum_servo_brake_booster.jpg

In pratica:

- diametro guscio posteriore del servofreno alfa 33 = 178 mm
- diametro guscio anteriore del servofreno = 185 mm
- diametro nel punto più largo (la flangiatura) = 203 mm

- lunghezza pompa freno benditalia per alfa 33 = 163 mm
- lunghezza servofreno bentitalia (bendix) alfa 33 = 99 mm
- lunghezza dal servofreno fino all'asse della forcellina
che si collega al pedale del freno = 94mm (tra 94 e 94,3mm)

..segue..
 
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..una parentesi su altri pezzi che potrebbe essere utile recuperare
da una 33 in demolizione: tubini freno e giunzioni in ottone

Qui una foto del lato guidatore della “vasca servizi”, lo spazio
intermedio ricavato tra abitacolo e vano motore, di un Alfa 33
carburatori ultima serie, ma nelle serie precedenti cambia poco:

alfa_33_brake_master_cylinder_upgrade.jpg

> servofreno originale Bendix/Benditalia da 7'' color oro ("tropicalizzato")

> pompa freni diametro interno 20,6mm con 3 uscite filetto M10;

> cilindro attuatore della frizione (qui color argento) in basso nella foto,
nascosto dietro al serbatoio del liquido idroguida (serbatoio che
sulle versioni ad iniezione è invece spostato nel vano motore);

> gruppo ventilazione/riscaldamento abitacolo in alto nella foto

> tubini freno diametro 5 mm (lo standard per i raccordi filettati M10)
in uscita dalla pompa freni; in dettaglio:

A: tubino per la ruota ant.sx (molto corto e con solo 2 pieghe);
esce in verticale da sotto la pompa ed tramite un foro arriva
nel passaruota sx ad una giunzione con il tubo flessibile
in gomma che termina sulla pinza freno;

B: tubino per la ruota post. dx;
in realtà arriva ad una giunzione in ottone nel vano motore
da cui prosegue un altro tratto di tubazione diretto
al ripartitore di frenata posteriore;

C: tubino per le ruote ant dx e post sx;
arriva nel vano motore e tramite una giunzione in ottone a T
si sdoppia in due tubini, uno diretto al ripartitore di frenata post.
e un altro tubino ( D ) diretto al passaruota anteriore Dx

Gli stessi tubini ma visti dal vano motore:

alfa_33_raccordi_freni_brake_pipes.jpg

Ho messo in evidenza le giunzioni in ottone da cui
prosegue il circuito verso la parte posteriore dell’auto,
raccordi che potrebbe tornare utile cannibalizzare
da un demolitore insieme ai tubini stessi,
per averli di ricambio mentre si prova la modifica.

In alternativa le giunzioni in ottone (normali o a T) per raccordi
a punta conica filettati M10 si trovano in vendita sul web,
così come i tubi in rame per rifare da zero i tubini freno
(ma per lavorarli serve farsi prestare/ comprare alcuni attrezzi).

Per smontare giunzioni e tubini da una 33 occorre svitare
i vari raccordi e sganciare i tubini dalle varie clip
a pressione in plastica che li fissano lungo le lamiere
(le clip fanno abbastanza forza; per sganciare i tubini
senza piegarli per aver tirato troppo, si può oliare i denti
di ritegno delle clip e/o allargarli con un cacciavitino),
ma anche spostare di lato il filtro benzina (versioni i.e.)
e relative tubazioni in gomma, e l’astuccio di plastica nera
posto sul lato della scatola guida (freccia verde nell’immagine);
questo astuccio protegge dalla polvere l’asta a cremagliera
interna della scatola guida, si toglie semplicemente tirando
perchè è montato a pressione con un o-ring, avendo l’accortezza
prima di sterzare le ruote tutto a dx (per non trovarsi la cremagliera
sporgente dalla scatola sterzo ad impicciare una volta tolto l’astuccio);
NB: se la scatola guida fosse in buono stato e volete preservarla,
prima di rimuovere l’astuccio occorre pulire molto bene tutto intorno e le
zone sopra da terra (con pennelli /spazzole) e sporco (solventi e stracci)
per evitare che contaminino l’interno della scatola guida.
 
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Torniamo agli ingombri, per installare un servofreno da 8'',
con diametro esterno alla flangia di 225 mm, ci servono:

- 11 mm di spazio aggiuntivo misurati intorno alla flangia esterna
del servofreno originale ( 203 mm + 11 mm + 11 mm = 225 mm );

che è lo stesso che dire

- 20 mm di spazio aggiuntivo misurati intorno al guscio anteriore
del servofreno originale ( 185 mm + 20 + 20 = 225 mm )

Nella vasca servizi è difficile usare un calibro, per una verifica
degli spazi possiamo usare come test ad esempio due monete,
un 10 centesimi (diametro 19,7 mm) e un 5 cent. (diametro 21,25 mm);
la moneta da 10 centesimi posizionata intorno al guscio anteriore
del servofreno originale è in pratica lo spazio aggiuntivo che ci serve.

Foto dall'alto del servofreno, dal lato che ha in fianco
il blocco riscaldamento/ventilazione abitacolo:

alfa_33_brake_vacuum_booster_upgrade.jpg

Per lo spazio sul lato dx
si vede che se la flangia del nuovo servofreno si verrà a posizionare
più avanti di circa 25-40 mm (freccia verde) rispetto alla flangia attuale,
sul lato dx abbiamo lo spazio necessario, sulla mia auto ho 20,5 mm
(il 10 cent “ballava”, mentre il 5 cent sforzava leggermente
contro il settore rotante in plastica del gruppo ventilazione),
è risicato ma sufficiente, volendo 1 mm aggiuntivo per lasciare un po' di spazio
di sicurezza si potrà ricavarlo spostando l’intera pedaliera di 1 mm a sx
prima di serrarla con i suoi bulloni alla scocca dell’auto (se necessario
anche facendo con una lima un minimo di asola ai fori di fissaggio)
o anche spostando a sx il servofreno rispetto al fissaggio sulla pedaliera.
(NB: da verificare se c'è lo stesso spazio anche sulle alfa 33 precedenti all'89)

Per lo spazio sotto
anche qui si trovano circa 20,5 mm di spazio
(il 10 cent ci “balla” leggermente) in un’area ristretta:
la flangia del nuovo servofreno potrà posizionarsi
solo in un intervallo di circa 25-40 mm più in avanti
rispetto della flangia del servofreno originale.


Per ottenere che la flangia, il punto più sporgente,
del nuovo servofreno si posizioni in tal modo andremo a sfruttare:

- la forma del servofreno, scegliendo modelli con la flangia in posizione
un minimo più avanzata rispetto al disegno del servofreno dell'alfa 33,
e possibilmente con il bordo della lamiera della flangia rivolto in avanti
invece che indietro (come sulla 33) per guadagnare altro spazio

- un distanziale da inserire tra servofreno e pedaliera
(sarà un distanziale flangiato, per ricavare i fissaggi per i bulloni
dal lato pedaliera e per i prigionieri dal lato servofreno);


Misure compatibili della forcella del servofreno

Se del nuovo servofreno vogliamo utilizzare anche la sua forcellina
di collegamento al pedale del freno, ci risparmiamo il lavoro di
doverla tagliare dall'asta e sostituire con una artigianale filettata
e regolabile nella distanza (comunque fattibile ma più complicato).

In questo caso la distanza L tra piano di fissaggio del servofreno
lato pedaliera (quello con i 4 prigionieri) e il fulcro che si collega
al pedale del freno determinerà lo spessore del distanziale da utilizzare
tra servofreno e pedaliera, sennò il pedale del freno non si troverebbe
nella posizione originaria:

alfa_33_servo_brake_master_cylinder_upgrade.jpg

Nel servofreno originario dell' alfa 33 abbiamo L = 94 mm,
se useremo un servofreno alternativo con ad esempio L = 124 mm,
il distanziale da utilizzare sarà pari a 124 - 94 = 30 mm.
(ho fatto l'esempio con 30 mm perché dovrebbe essere
una misura ottimale per sfruttare gli spazi sotto e intorno).

Alcuni servofreni candidabili al trapianto hanno la distanza L adatta,
altri invece, interessanti perché facilmente reperibili, hanno L inferiore,
da es: L = 116 mm, con distanziale da abbinare 22 mm, la loro flangia
esterna potrebbe toccare oppure no la lamiera sul fondo della vasca servizi
in tal caso prima di scartarli possiamo ricavare 1-2 mm di spazio aggiuntivi
sollevando leggermente il servofreno;

- metodo barbaro ma efficace è spessorare con una lastrina spessa 1-2 mm
di alluminio l’area dove la pedaliera va a fissarsi alla scocca, richiede un po' di
pazienza per ritagliare la lastra ma non si deve passare da saldatore/tornitore

- altro metodo barbaro è semplicemente spostare il servofreno
più in alto di 1 mm rispetto al fissaggio sul distanziale
(avremo che l’asta del pedale lavorerà meno “in asse” ma
per 1 solo mm l’effetto negativo sugli atriti è trascurabile);

- un metodo più complicato ma corretto sarebbe poi spostare
in alto non solo il servofreno rispetto alla pedaliera, ma della stessa misura
anche i pedali rispetto alla pedaliera, con questo sistema si possono
ricavare fino a 3 mm di spazio verticale mantenendo il tutto "in asse";
in pratica bisogna riposizionare più in alto il perno superiore dei pedali,
che è un asse passante fissato con seiger alle lamiere sui lati della pedaliera;
occorre allargare verso l’alto i fori su queste lamiere laterali, e poi ricostruire
i fori in posizione corretta saldando due rondelle di acciaio dello spessore giusto
( o meglio delle boccole sagomate al tornio, perchè se si rispetta la distanza
originaria tra le due lamiere laterali si potrà riusare perno originale e suoi seiger,
inoltre potremmo ricostruire un fissaggio non pari ma più robusto dell'originale).


NB: questi mm di altezza in più potrebbero permetterebbe di installare
con un po’ di adattamenti anche un servofreno da 227-228 mm come
quelli vintage di alfa 75, duetto, alfetta, etc., (in particolare alcuni modelli
hanno la lamiera della flangia rivolta in avanti e si prestano meglio di altri),
in tal caso avremmo un’estetica praticamente identica all’originale
le nervature di irrigidimento dei servofreni servofreni bendix/benditalia
dell’epoca erano simili per i modelli a 7 e 8 pollici.

Nello schema della foto soprastante si vede anche che la lamiera sotto
al servofreno non è abbassabile con una leggera “ribattitura”, perché
saldata direttamente ad altre due lamiere verticali, in compenso la cunetta
posta pochi cm più avanti, una nervatura di irrigidimento stampata,
se necessario, è “ribattibile” (abbassabile) qualche mm, sotto è posizionata
la scatola sterzo ma sotto a quel punto c’è spazio libero abbondante,
certo solo se fosse indispensabile con un servofreno di forma particolare,
perché preferibilmente eviteremo di toccare anche poco i lamierati.


..segue..appena riesco preparo un paio di foto per vedere
come si può ricavare lo spazio necessario anche sul lato Sx..
 
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..spazio sul lato SX del servofreno
:

In una foto precedente si vede che tra flangia servofreno originale
e cilindro attuatore frizione ci sono solo 3 mm di spazio libero,
per arrivare a 11 mm, anzi 12 mm considerando di voler lasciare
1 mm di spazio vuoto tra i pezzi, servono altri 9 mm, da ottenere
riposizionando il cilindro attuatore più a sx sulla pedaliera:

alfa_33_servofreno_pompa_freni_modifica.jpg


Modifica a 9 mm


Se si prova con la lima ad asolare verso sx i 3 fori sulla pedaliera
(in verde nell’immagine) dove è fissato l’attuatore frizione
si vede che 9 mm è praticamente la massima traslazione che
si può ottenere senza dover mangiare anche la lamiera laterale
e dover saldare al pedaliera un piastrina aggiuntiva di rinforzo;
comunque un rinforzo saldato o almeno un lamierino sottile
aggiunto sul lato interno nella zona di fissaggio dell’attuatore
e tenuto in posizione dai bulloni dell’attuatore sarà utile
come rinforzo per la tenuta dei bulloni e per non avere “spifferi”
da siliconare tra la vasca servizio e il vano abitacolo.

Modifica a 6 mm

Una possibilità meno invasiva per la pedaliera (non si arriva a limare
la lamiera anche dove inizia la curvatura sull'angolo) è spostare di lato
l’attuatore di soli 6 mm, gli altri 3 mm li andremo a ricavare limando
il fianco dell’attuatore nella zona in cui si affiancherà alla flangia del
nuovo serfovreno (o per estetica limando l’intero fianco dell’attuatore);
infatti l’attuatore ha un diametro di 28,4mm ma una camera interna
con diametro di soli 19 mm, viste le forze modeste che deve gestire
c’è appunto parecchio materiale in eccesso che si può limare.

In compenso spostando l’attuatore di soli 6 mm invece di 9 mm
renderà più invasiva la modifica al pedale della frizione
(consigliato quindi lavorare su un pedale "di scorta")
necessaria per riavere la forcellina del cilindro frizione
“in asse” rispetto al fissaggio al pedale frizione:

alfa_33_cilindro_attuatore_frizione.jpg

- spostando l’asse di 6 mm sarà necessario tagliare il pedale frizione
e saldargli in fianco un tratto dove fissare la forcellina;

- con 9 mm la forcellina va a trovarsi completamente di fianco al pedale,
basterà aggiungere un' altra lastra dove fissare il perno della forcellina,
questa lastra potrà essere saldata o solo imbullonata al pedale frizione
(con un’asola su uno dei bulloni avremmo anche una regolazione fine)

- nella foto ho ipotizzato che vogliamo mantenere invariata la forcellina
del cilindro attuatore e il suo perno originale con relativo seiger,
e modificare solo il pedale frizione, ma nessuno vieta di modificare
anche la forcellina, tanto più che contrariamente al caso del servofreno
qui è facilmente smontabile insieme al suo asse dal resto del cilindro;
rifacendo la forcellina da zero ci sono altre possibilità per la modifica
a 6 mm e ognuno può sbizzarrirsi, ad esagerare si può realizzare
un' articolazione su cuscinetti (due cuscinetti a sfere o uno a rullini)
per ridurre leggermente la forza necessaria ad azionare la frizione.
 
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