Cause e soluzioni per i freni a disco idraulici che non frenano
Quando si riscontrano problemi con i freni a disco idraulici, è fondamentale identificarne la causa per ripristinare la sicurezza e l'efficacia della frenata.
Possibili cause di malfunzionamento dei freni a disco idraulici
Se senti strani rumori quando freni provenienti dall’impianto frenante, le spiegazioni possono essere diverse. Ci potrebbe essere un eccessivo attrito tra dischi e pastiglie, probabilmente troppo usurati.
In alcuni casi il pedale del freno può andare a vuoto e per frenare è necessario premere più volte il pedale. Ci sono due possibili cause: il circuito frenante ha una perdita e quindi c’è dell’aria dentro, oppure la pompa dei freni è usurata e quindi non spinge l’olio nel circuito.
Talvolta è la leva del freno a mano che può bloccarsi. Se il problema dipende dal ghiaccio, prova a tirare e rilasciare delicatamente la leva con l’auto in moto. Se il problema deriva da uno sforzo eccessivo, prova a tirare ulteriormente la leva oltre il punto morto, premendo contemporaneamente il pulsante di rilascio.
Il consumo eccessivamente precoce delle pastiglie dei freni può dipendere da tre fattori: anomalie di funzionamento dell’impianto di comando, usura irregolare del disco o blocco parziale di un pistoncino della pinza con l’auto costantemente frenata.
Quando la frenata risulta essere particolarmente lunga, il difetto può dipendere da un livello basso di liquido nell’impianto idraulico o da scarsa qualità dello stesso, che va sostituito almeno ogni 2 anni.
Brake Fade: un problema critico
Nel campo dell’ingegneria meccanica applicata ai trasporti, con il termine “brake fade” si indica un repentino abbassamento della qualità del lavoro del freno, che può anche portare all’annullamento totale dell’azione frenante. Il brake fade è dovuto all’accumulo di calore tra le parti frenanti, che non riesce più a essere evacuato e che quindi produce delle trasformazioni nell’intero sistema.
I freni a disco lavorano utilizzando un principio molto semplice: un rotore ruota solidale con il mozzo e viene rallentato avvicinando alla superficie in rotazione un corpo, denominato pastiglia, dotato di una pasta frenante chiamata ferodo. Il rallentamento della rotazione del rotore avviene per attrito: le pastiglie, lavorando sulla superficie del disco, danno vita a un attrito che via via rallenta l’energia cinetica e consente di fermare la bicicletta.
Il lavoro per attrito comporta però due aspetti:
- Usura superficiale: ogni volta che avviene una frenata, le superfici a contatto sfregano tra loro, usurandosi e liberando del materiale;
- Calore: il lavoro per attrito sviluppa un notevole calore che surriscalda le superfici a contatto;
Solitamente il calore e l’usura vengono gestiti molto bene dal sistema, che non subisce alcun problema e continua a lavorare in modo eccellente. Esistono però dei casi in cui l’usura o le temperature sviluppate raggiungono livelli di guardia e sfuggono al controllo del biker, comportando delle reazioni che riducono drasticamente la potenza frenante.
Tipologie di Brake Fade
È l’inizio appunto del brake fade, che può esprimersi in tre diversi aspetti:
- Fade dell’attrito: le superfici a contatto non sono più in grado di sviluppare attrito e la frenata diventa poco potente;
- Fade meccanico: l’usura è repentina e incontrollata e le superfici si consumano e si temprano;
- Fade idraulico: detto anche “fluid fade”, deriva dall’abbattimento delle caratteristiche fisiche dell’olio idraulico per via di elevate temperature di lavoro.
Vetrificazione delle pastiglie
Nel primo caso, ovvero il fade dell’attrito, troviamo disco e pastiglia che lavorano a contatto per troppo tempo (come un lunga frenata in discesa). Questo contatto continuativo sviluppa un elevato calore che fa aumentare la temperatura delle superfici. Dato che il ferodo delle pastiglie è solitamente costituito da resine organiche, il raggiungimento di temperature più alte di 232°C innesca delle vere e proprie reazioni polimeriche (definite “cross-link”), durante le quali la struttura molecolare del ferodo stesso si modifica e la superficie a contatto con il rotore diventa liscia e molto dura. Tecnicamente questo processo viene chiamato “vetrificazione” delle pastiglie.
Se però si va a frenare, si nota come nonostante la leva venga azionata a finecorsa, il rallentamento sia minimo, accompagnato da suoni striduli e fastidiosi. La vetrificazione delle pastiglie è un problema risolvibile quando è ai primi stadi, ovvero se la parte temprata riguarda pochi decimi di profondità del ferodo. In questo caso basterà carteggiare la superficie con della carta abrasiva per rimuovere lo strato vetrificato e riportare alla luce il ferodo “buono”. Se le pastiglie sono rimaste a lungo a contatto con temperature elevate e la vetrificazione è profonda, non rimarrà altro da fare che sostituirle.
Fade meccanico
Il fade meccanico invece non è influenzato direttamente dalla temperatura di esercizio bensì da un’usura notevole che abrade le superfici a contatto, deformandole e rovinandole velocemente. Qui, più che l’incapacità del biker di gestire la frenata il problema deriva da un’incuria nella manutenzione. Infatti il fade meccanico s’innesca con pastiglie o dischi molto usurati, ormai giunti a fine della vita utile.
Come avviene il fade meccanico? In sostanza lo spessore insufficiente delle pastiglie e del disco fa sì che quello che rimane della superficie utile alla frenata si usuri molto velocemente, lasciando così scoperte parti dei componenti che non sono pensate per lavorare per attrito, come l’anima dei rotori (solitamente in lega metallica leggera) e i corpi pastiglia (in metallo).
Il fade meccanico è riconoscibile dal fatto che la leva del pompante, quando viene azionata, raggiunga il finecorsa prima di iniziare una frenata e che appena pastiglie e disco (quel che ne resta) entrano in contatto, lo sterzo diventa instabile e comincia a vibrare notevolmente, rendendo quasi inguidabile la bicicletta.
Fade idraulico
Per ultimo abbiamo il fade idraulico, ovvero il “fluid fade”, dovuto a reazioni termiche cui viene sottoposto l’olio idraulico contenuto nel sistema. Si tratta di uno dei più gravi problemi che possono occorrere a una bicicletta. Infatti l’elevata temperatura generata dal contatto tra pastiglia e freno non viene più sfogata adeguatamente ma si propaga ben oltre la superficie di contatto. Il calore si trasmette ai pistoni e quindi all’interno sistema.
Il fluid fade è riconoscibile dal fatto che la leva diventi “spugnosa”, morbida e difficile da gestire, contemporaneamente a un abbattimento della potenza di frenata.
Cause del Brake Fade
Il collasso dei freni a disco è dovuto sempre a un loro utilizzo troppo frequente e prolungato, che fa innalzare la temperatura fino al punto da renderla ingestibile. È appunto il caso delle discese, dove invece di lasciar correre la mtb lungo la sua traiettoria, si continua a frenare e a bloccare le ruote.
Come prevenire il fenomeno?
Com’è possibile prevenire i diversi casi di brake fade? Si può agire sia a livello di tecnica di guida che di manutenzione:
- Guida: evitare di far lavorare i freni a finecorsa, azionandoli solo il tempo necessario a rallentare e rilasciandoli il prima possibile. Evitare inoltre di affrontare lunghe discese con (come dicono i biker) i freni tirati. per questo bisogna apprendere le tecniche discesistiche, che non sono appannaggio di tutti;
- Manutenzione: controllare sempre l’usura di pastiglie e disco, mantenere pulito il sistema ed effettuare gli spurghi dell’aria non appena la leva diventa spugnosa. Una volta all’anno (ogni anno e mezzo / due se non si usa la bici in modo assiduo) è bene sostituire totalmente l’olio idraulico, soprattutto il DOT che è igroscopico.
Manutenzione ordinaria dei freni a disco MTB
Le operazioni di manutenzione che possiamo effettuare sul nostro impianto frenante sono di due tipi: ordinaria e straordinaria. La prima include quelle manutenzioni più frequenti che possiamo tranquillamente compiere in autonomia, con un’attrezzatura minima e con poca spesa. La seconda invece include delle operazioni più sofisticate, che si possono fare senza alcun problema ma che necessitano di un’attrezzatura più specifica e di un pizzico di malizia in più. Fortunatamente sono anche più rare.
Manutenzioni ordinarie
- Sostituzione pastiglie;
- Pulizia corpo freno e disco;
- Azzeramento corsa pistoni;
- Centratura rotore-corpo freno;
- Regolazione modulazione leve pompante;
Manutenzioni straordinarie
- Spurgo dei freni;
- Sostituzione olio;
- Smontaggio pompante;
- Sostituzione cavi idraulici;
- Smontaggio corpo freno;
- Lubrificazione pistoni disassati;
- Sostituzione rotore
Le cose da non fare assolutamente sui freni a disco MTB
Prima di vedere nel dettaglio tutte le manutenzioni, le attrezzature necessarie e come si svolgono le operazioni, chiariamo subito dei punti fermi: le cose da non fare. Inserisco qui questa lista perché è frutto dell’esperienza: sono errori che mi è capitato di combinare e che hanno richiesto tempo, pazienza e anche denaro per essere risolti.
- Azzerare la corsa dei pistoni con attrezzi non idonei;
- Pulire il sistema con sgrassatore universale;
- Soffiare con aria compressa;
- Maneggiare olio DOT senza cautela;
- Lubrificare i pistoni con prodotti non idonei;
- Spingere la leva freno senza pastiglie;
- Toccare i rotori durante le uscite;
Manutenzione 1: sostituzione delle pastiglie
Ci sono vari sintomi che indicano che le pastiglie sono da sostituire:
- Diminuzione della reattività del freno;
- “Spugnosità” del pompante;
- Vetrificazione;
- Contaminazione;
- Ispezione visiva: Se lo spessore totale del ferodo è inferiore a 0.5mm, le pastiglie sono da sostituire;
Attrezzatura necessaria
- Paia di guanti in nitrile;
- Pinza: per estrarre il pin di sicurezza;
- Chiave a brugola da 3mm/2,5mm/2mm: per rimuovere la vite di bloccaggio;
- Pastiglie nuove;
- Straccio in cotone;
- Alcool isopropilico o disc cleaner;
- Cacciagomme: per azzerare la corsa dei pistoni.
La sostituzione delle pastiglie è un’attività tutto sommato facile, che non impegna per più di 10 minuti a freno e che si può svolgere in autonomia.
Manutenzione 2: centratura rotore - corpo freni a disco
Questa manutenzione è molto frequente se si hanno mozzi con sganci rapidi, mentre si dirada se la vostra mtb è dotata del perno passante. Questo perché il perno passante assicura sempre la medesima altezza e posizione della ruota, mentre con lo sgancio sono possibili minimi disallineamenti che poi influiscono sulla planarità del disco all’interno del corpo freno.
Se avvertite il classico rumore di sfregamento tra pastiglia e disco, significa che il rotore, durante la rotazione, sfrega contro il ferodo di una o dell’altra pastiglia e per questo va centrato sul corpo freno. Si tratta di un problema comune e di facile soluzione.
Attrezzatura necessaria
- Chiave a brugola da 5mm: per allentare il corpo freno;
- Chiave dinamometrica (consigliata): per serrare il corpo freno con la coppia indicata dal costruttore
Centrare un corpo freno è un’operazione molto banale che necessita di massimo 5 minuti di lavoro.
Pedale del freno duro
Il problema relativo al pedale del freno duro si presenta soprattutto al mattino, innanzitutto perché l’auto è spenta, ma dipende anche da altri fattori. Se il veicolo ha un servofreno che funziona correttamente, questo dispone di una riserva di depressione che quando al mattino mettiamo in moto, ci consente di pompare il freno un paio di volte prima che il pedale diventi duro. In caso di soste più lunghe di un giorno, è possibile che questa riserva svanisca e quindi troveremo il pedale più duro del solito.
Spurgo dell'impianto idraulico
Lo spurgo dell’impianto idraulico è importante per garantire l’ottima funzionalità dei freni a disco. Serve a sostituire l’olio “usurato” e a togliere eventuali bolle d’aria entrate nel sistema. Sarebbe opportuno eseguirlo ogni volta che si cambiano le pasticche e, in ogni caso, almeno una volta l’anno.
tag: #Idraulico