Manutenzione e Funzionamento dei Freni Idraulici per Biciclette
I freni sono sempre stati uno dei tratti distintivi delle mountain bike. In questo articolo vogliamo soffermarci sui freni idraulici, sofisticati e potenti, da tempo presenti sul mercato.
Struttura e Funzionamento dei Freni Idraulici
I freni idraulici si basano sullo stesso principio di fondo dei freni cantilever: trasmettere la forza frenante esercitata dal ciclista sulla leva ad una coppia di pattini che entrando a contatto diretto con il cerchio rallentano la ruota. Nel caso dei cantilever la forza è trasmessa tramite un cavo, si esercita cioè una trazione che grazie al meccanismo dei cantilever (braccio di leva) si tramuta in pressione contro il cerchio.
Nei freni idraulici il funzionamento è concettualmente ancora più semplice: la leva di comando anziché esercitare una trazione su un cavo esercita una pressione sullo stantuffo di una piccola pompa. Questo a sua volta sospinge olio allinterno di un tubetto e, poiché lolio è pressoché incomprimibile, la pressione si trasmette istantaneamente fino allaltra estremità del condotto. Qui sono presenti due stantuffi, che, sospinti dallolio fuoriescono parzialmente dalla loro sede; su di essi sono montati i pattini che si muovono orizzontalmente entrando così a contatto con il cerchio.
Alcuni dettagli strutturali meritano subito un chiarimento: il tubetto, esternamente simile ad una normale guaina e praticamente dello stesso diametro, ha in realtà un notevole spessore (più di un millimetro) che lo rende non solo robusto, ma anche praticamente indeformabile: ciò è necessario per garantire una buona trasmissione della pressione.
E' inoltre quasi sempre presente (e in ogni caso lo consigliamo caldamente) un archetto di irrigidimento (brake booster): in mancanza di questo, infatti, i pattini giunti a contatto del cerchio esercitano una pressione così forte da far allargare leggermente i foderi della forcella tra loro; ciò provoca una notevole perdita della potenza massima in frenata.
Caratteristiche Tecniche
Entriamo nel dettaglio delle caratteristiche tecniche dei freni idraulici e data la loro limitata diffusione su bici "normali", nel valutarne e descriverne le caratteristiche faremo costante riferimento ai freni cantilever classici, che supponiamo ben noti a tutti.
Manutenzione e Regolazioni
E' il campo dove i freni idraulici eccellono per vari motivi: vediamoli. Il pattino è fissato a pressione, senza alcuna vite e alcun tipo di regolazione e può quindi essere sostituito in pochi secondi.
All'opposto i pattini dei cantilever di alcuni anni fa avevano fino a 5 possibili movimenti (tre rotazioni e due traslazioni) di regolazione il che rendeva veramente complessa la messa a punto, soprattutto considerando che una sola vite bloccava tutti i cinque gradi di libertà.
I pattini del cantilever, inoltre, sono spesso soggetti al cosiddetto "gradino" quando parte del pattino non tocca il cerchio; situazione questa che provoca rapida usura del pattino e necessità, spesso, di sostituzione. Anche il rischio che il pattino tocchi il copertone (vedi oltre) va assolutamente scongiurato. Insomma, il cantilever offre un'ottima frenata ma richiede una frequente e precisa regolazione del pattino, problema quasi inesistente nel caso di freni idraulici.
Passiamo al condotto dell'olio: è anch'esso praticamente privo di manutenzione. Nei cantilever invece, il cavo è soggetto ad allungamento con conseguente necessità di manutenzione, inoltre lo sfregamento contro la guaina, accentuato nelle curve e all'uscita da essa (ad es. quando il rivestimento è metallico), produce un'usura costante.
Nei punti in cui la guaina non è presente inoltre, il cavo si sporca e il terriccio e la polvere possono sia danneggiarlo che aumentare nettamente l'attrito; ciò accade ad esempio quando i cavi passano liberi sotto il movimento centrale, zona molto esposta e in cui il cavo esercita un notevole attrito.
Anche in mancanza di usura il cavo tende inoltre ad "indurirsi" perdendo l'originale flessibilità. In sintesi, la sostituzione del cavo va effettuata abbastanza spesso e la verifica del suo stato, la pulizia della parti esposte, l'aggiunta di lubrificante nei punti critici sono normali operazioni di manutenzione. Tutto ciò non capita con i freni idraulici che sono privi di cavo.
Nei freni idraulici quindi l'unica regolazione necessaria è il recupero dell'usura dei pattini operazione però molto semplice che va eseguita tramite manopola o con vite a "brugola".
Potenza e Prontezza
I freni idraulici garantiscono una frenata pronta e molto potente. Infatti l'olio, essendo incomprimibile, trasmette istantaneamente la pressione esercitata dalla leva del freno. I pattini, inoltre, si muovono orizzontalmente ed entrano immediatamente in contatto con il cerchio per tutta la loro lunghezza. A ciò si aggiunga la mancanza di punti di attrito particolari.
Nei cantilever, soprattutto se di buona qualità e ben regolati, la frenata è altrettanto pronta ed efficace ma, quando si frena al limite, parte dell'energia va sprecata nell'allungamento elastico del cavo; inoltre vi sono svariati attriti dovuti al contatto tra cavo metallico e guaina, passacavi etc.
Progressività
Spesso si teme che la potenza dei freni idraulici si tramuti in mancanza di progressività. In realtà, come sempre accade, si devono fare le opportune distinzioni. Chi passa da freni meno potenti, come i cantilever classici, può sperimentare fenomeni di bloccaggio, che non sono tanto dovuti ai freni idraulici quanto all'abitudine ad intervenire con più energia; insomma è sempre necessario un periodo di assuefazione.
Questo tipo di sporadici bloccaggi, anche se fastidiosi, non sono quindi segno di mancanza di progressività e non è sufficiente effettuare la prova di una bici con freni idraulici anche per una giornata intera per dare giudizi pienamente corretti sulle doti di progressività. Chi scrive, dopo più di un anno di utilizzo di freni idraulici, può dire che non ha assolutamente problemi di bloccaggio anzi, ritiene i freni idraulici molto progressivi, esperienza peraltro confermata anche da chi ne fa uso agonistico.
Per essere più precisi ciò che importa è che il freno non abbia "sbalzi" di azione difficilmente controllabili dal ciclista. Se poi a pari forza applicata alla leva un freno idraulico frena di più, questo è da considerarsi un vantaggio in quanto causerà un minore affaticamento su lunghi percorsi.
Ma c'è un altro aspetto che riguarda la progressività: le condizioni di utilizzo. Per una MTB le frenate "vere" si hanno su veloci discese, ripide e con fondo sterrato. In queste condizioni la stessa forza frenante che in piano su asfalto provocherebbe una decelerazione troppo brusca, può a mala pena rallentare la bici; infatti la pendenza della discesa equivale ad una forza che spinge verso il basso, il terreno sconnesso fa sì che vi siano dei "micro-bloccaggi" della ruota e la velocità elevata impone azioni decise.
Spesso a ciò si deve aggiungere il ridotto coefficiente di attrito tra pattino e cerchio causato dalla ruota bagnata o coperta di fango.
Costanza di Prestazioni
Poiché i cantilever effettuano un movimento su un arco di cerchio, il pattino si usura irregolarmente e a mano a mano che ciò succede, cambiano le condizioni di attrito e pressione e la zona di contatto. Inoltre l'allungamento del cavo provoca un progressivo ritardo della frenata poiché i pattini, in condizione di riposo, sono più distanti dal cerchio.
Nei freni idraulici, invece, grazie al movimento parallelo del pattino e alla quasi totale mancanza di manutenzione, il comportamento rimane assolutamente invariato, tranne per un maggiore corsa della leva dovuta alla progressiva usura del pattino (in mancanza di recupero di quest'ultima).
Per completezza dobbiamo citare un unico caso in cui i freni idraulici, a differenza dei cantilever, possono avere una variazione di prestazioni: quando la temperatura scende sotto i -10 °C la risposta diventa leggermente più lenta; le doti di frenata non cambiano, ma la maggior viscosità dell'olio "rallenta i riflessi" del freno.
Peso
E' questo uno dei punti deboli dei freni idraulici: anche se sono stati fatti notevoli miglioramenti, questi in media pesano di più di cantilever di buona qualità. La differenza di peso è però contenuta, in assoluto, ma questo aspetto, su bici "estreme" dove si cerca il risparmio dei grammi può assumere un'importanza notevole.
Va notato però , per correttezza, che parte del peso dipende in realtà dagli adattatori per gli attacchi freno peri cantilever.
Montaggio
Un punto critico dei freni idraulici, raramente presenti in primo equipaggiamento, è proprio costituito dal montaggio. Infatti la mancanza di regolazioni impone come contropartita un montaggio meccanicamente accurato, con un perfetto allineamento del pattino; un errore di montaggio non può infatti essere corretto con "normali" regolazioni.
Anche la resistenza del condotto dell'olio e la mancanza di perdite sono in parte dipendenti da un'attenta ed adeguata installazione e un preciso taglio del tubetto. Insomma è in genere preferibile rivolgersi, per l'installazione, ad un professionista esperto.
Va detto però che i costruttori di freni idraulici hanno curato notevolmente questo aspetto: i freni sono venduti già pronti per l'installazione con l'olio già nel condotto: se questo non è troppo lungo il montaggio è puramente meccanico.
Nel caso vada accorciato o sostituito esistono appositi kit per operare, taglierine speciali e siringhe per il riempimento d'olio. Si tratta di operazioni che non presentano particolari difficoltà, ma forse spaventano chi ha sempre operato sui freni solo meccanicamente.
Sgancio Rapido
I moderni cantilever sono giunti ad ottime soluzioni per lo sgancio rapido della ruota; è facile, intuitivo ed estremamente veloce "aprire" il freno e il meccanismo relativo non aggiunge praticamente neanche un grammo di peso. Sotto questo aspetto i freni idraulici devono ancora migliorare.
Un tempo lo sgancio rapido non c'era ed ancora oggi spesso non è installato sul freno posteriore, con l'obbligo di sgonfiare il pneumatico per poter togliere la ruota (fortunatamente, in caso di foratura, questo è già sgonfio).
Lo sgancio rapido comunque esiste, è funzionale, ma, spesso si paga a parte, aggiunge peso ed è meno rapido (questione di pochi secondi, comunque!) e comodo che con i cantilever. Inoltre, anche se marginalmente, la posizione del pattino può variare durante il riaggancio del freno stesso il che obbliga i biker più pignoli ad effettuare questa operazione controllando l'esatto posizione del pattino.
Affidabilità e Sicurezza
I freni sono elemento di sicurezza: devono a loro volta essere sicuri ed affidabili! Nel caso dei freni idraulici la mancanza di manutenzione è anche garanzia di sicurezza. Nei cantilever classici, invece, l'affidabilità e la sicurezza sono ai massimi livelli se si esegue scrupolosamente la manutenzione, altrimenti si presentano vari problemi.
E' possibile che il pattino sia soggetto al cosiddetto "gradino", quando parte di esso non tocca più il cerchio perché si è abbassata troppo: in questa situazione una parte del pattino si usura maggiormente e l'altra rimane intatta ("gradino") con un conseguente degrado della frenata. Il pattino può anche scattare del tutto fuori dal cerchio annullando così l'azione frenante.
All'opposto un pattino troppo "alto" o troppo usurato (o in presenza di una ruota non correttamente centrata) può entrare a contatto con il copertone, evento che mi è capitato di osservare parecchie volte. In questo caso basta una breve discesa ripida per danneggiare totalmente il fianco del copertone obbligando alla sua sostituzione (sempre nella speranza di non incappare in una foratura!). Addirittura, in assenza di manutenzione, si può giungere fino alla tranciatura del cavo in seguito ad una frenata più decisa del solito.
I freni idraulici, come detto, offrono invece affidabilità e sicurezza molto elevate. Anche il rischio di scarsa tenuta del circuito idraulico con possibili perdite d'olio è ridottissimo, purché il freno sia stato montato da un ciclista competente.
Ma c'è un punto che sicuramente preoccupa i lettori: e se si rompe il tubo dell'olio? Prima di tutto è bene ricordare che con qualunque tipo di freno le rotture accidentali del cavo o del tubo dell'olio sono eventi rarissimi. La rottura potrebbe esserci in cadute disastrose e sfortunate, in cui però il danno al freno rappresenta forse il male minore!
Manutenzione dei Freni a Disco MTB
La manutenzione dei freni a disco MTB è essenziale per ottimizzarne la risposta e garantire la sicurezza. Le operazioni di manutenzione si dividono in ordinaria e straordinaria.
Manutenzione Ordinaria
La manutenzione ordinaria include interventi frequenti che si possono compiere in autonomia con attrezzatura minima:
- Sostituzione pastiglie
- Pulizia corpo freno e disco
- Azzeramento corsa pistoni
- Centratura rotore-corpo freno
- Regolazione modulazione leve pompante
Manutenzione Straordinaria
La manutenzione straordinaria include operazioni più sofisticate che richiedono attrezzatura specifica:
- Spurgo dei freni
- Sostituzione olio
- Smontaggio pompante
- Sostituzione cavi idraulici
- Smontaggio corpo freno
- Lubrificazione pistoni disassati
- Sostituzione rotore
In questa guida ci occuperemo esclusivamente delle manutenzioni ordinarie dei freni a disco mtb.
Cose da Non Fare Assolutamente sui Freni a Disco MTB
Prima di iniziare qualsiasi lavoro di manutenzione, è importante chiarire alcuni punti fermi:
- Azzerare la corsa dei pistoni con attrezzi non idonei: Utilizzare un cacciagomme in plastica, mai oggetti metallici che potrebbero danneggiare i pistoni.
- Pulire il sistema con sgrassatore universale: Utilizzare solo alcool isopropilico o prodotti specifici per freni da bicicletta.
- Soffiare con aria compressa: L'aria compressa può superare le tenute dei pistoni e formare bolle d'aria nel sistema.
- Maneggiare olio DOT senza cautela: Indossare sempre guanti in nitrile e occhiali di sicurezza, proteggendo anche il telaio.
- Lubrificare i pistoni con prodotti non idonei: Utilizzare solo prodotti specifici, evitando oli per catene o WD40.
- Spingere la leva freno senza pastiglie: I pistoni potrebbero uscire fuori sede.
- Toccare i rotori durante le uscite: Il sistema frenante a disco raggiunge temperature elevatissime.
Manutenzione 1: Sostituzione delle Pastiglie
Le pastiglie freno lavorano per attrito, consumandosi nel tempo. È importante sostituirle quando necessario per mantenere l'efficacia della frenata. Ci sono vari sintomi che indicano che le pastiglie sono da sostituire:
- Diminuzione della reattività del freno
- “Spugnosità” del pompante
- Vetrificazione
- Contaminazione
- Ispezione visiva (spessore del ferodo inferiore a 0.5mm)
Attrezzatura Necessaria
- Paia di guanti in nitrile
- Pinza
- Chiave a brugola da 3mm/2,5mm/2mm
- Pastiglie nuove
- Straccio in cotone
- Alcool isopropilico o disc cleaner
- Cacciagomme
Step-by-Step per la Sostituzione
- Rimuovere la ruota: Allentare lo sgancio rapido o il perno passante.
- Rimuovere il pin: Utilizzare la pinza per rimuovere il pin di sicurezza.
- Rimuovere la vite: Utilizzare la chiave a brugola della misura corretta.
- Estrarre le pastiglie: Afferrare le pastiglie con due dita ed estrarle.
- Pulire: Spruzzare alcool isopropilico o Disc Cleaner sul corpo freno e sul rotore.
- Azzerare la corsa dei pistoni: Utilizzare il cacciagomme in plastica per fare leva e rimandare indietro i pistoni.
- Montare le pastiglie nuove: Inserire le pastiglie nuove nel corpo freno.
- Rimontare vite (o copiglia): Avvitare la vite con una chiave a brugola.
- Rimontare il pin: Inserire il pin di sicurezza.
- Rimontare la ruota: Inserire la ruota, facendo attenzione a non "pizzicare" le pastiglie nuove con il rotore.
Manutenzione 2: Centratura Rotore - Corpo Freni a Disco
La centratura del corpo del freno sul rotore è una manutenzione frequente, soprattutto con mozzi con sganci rapidi. Se si avverte un rumore di sfregamento tra pastiglia e disco durante la rotazione, è necessario centrare il corpo freno.
Attrezzatura Necessaria
- Chiave a brugola da 5mm
- Chiave dinamometrica (consigliata)
Step-by-Step per la Centratura
- Allentare il corpo freno: Allentare le viti con la chiave a brugola da 5mm.
- Premere il freno: Schiacciare la leva del pompante con forza.
- Avvitare leggermente le viti del corpo freno: Avvitare le viti fino a offrire una minima resistenza.
- Rilasciare il freno e premerlo dolcemente: Premere la leva leggermente fino a che diventa impercettibilmente dura.
- Serrare le viti del corpo freno: Con la leva premuta, avvitare a fondo le viti alternandole.
- Rilasciare il freno e provare a far girare la ruota: Verificare se il problema persiste.
Regolazione della Modulazione delle Leve Pompante
Le leve dei freni hanno un registro, che si può regolare per ottenere più o meno reattiva di risposta, in base ai propri gusti ed esigenze di guida. La regolazione la si fa agendo su una vite di registro presente sulla leva del pompante.
Spurgo dei Freni
Il kit di spurgo freno bici è uno strumento importante per mantenere i freni della tua bicicletta in condizioni ottimali di funzionamento. Spurgare i freni è un processo che comporta la rimozione dell’aria dall’impianto idraulico dei freni a disco della tua bici.
Step-by-Step per lo Spurgo
- Preparazione: Assicurati di avere tutto il necessario e di posizionare la bici in una posizione sicura.
- Svuotamento del serbatoio: Rimuovi il tappo del serbatoio del liquido freni e controlla il livello.
- Collegamento della siringa: Collega una delle estremità della tubazione della siringa all’attacco della pinza dei freni.
- Purging dell’aria: Una volta che il liquido scorre senza bolle d’aria, chiudi la valvola di spurgo e rimuovi la siringa.
- Rabbocco del liquido: Assicurati che il livello del liquido nei serbatoi sia corretto e rabbocca se necessario.
- Verifica e regolazione: Dopo aver eseguito lo spurgo, assicurati che i freni funzionino correttamente.
Lo spurgo dei freni è una procedura che richiede un po’ di pratica per padroneggiarla, ma una volta che hai familiarizzato con il processo, può essere eseguita regolarmente per mantenere i freni della tua bicicletta in ottime condizioni.
Freni Meccanici vs Freni Idraulici MTB
Le MTB possono essere dotate di freni meccanici (col classico cavetto d’acciaio che aziona le pastiglie dei freni) o di freni idraulici mtb in cui le leve di comando, invece di esercitare trazione su un cavo, agiscono su piccola pompa che mette in pressione l’olio contenuto nel circuito frenante.
I due sistemi sono entrambi validi, ma quelli idraulici si fanno preferire dagli appassionati di MTB in quanto sono particolarmente veloci nella risposta, sono affidabili e hanno una grande modulazione sul controllo della forza frenante. Naturalmente anch’essi necessitano di manutenzione, che si sviluppa sostanzialmente su due interventi: la sostituzione delle pastiglie e lo spurgo e sostituzione del liquido frenante che con l’uso intenso dei freni si degrada.
Manutenzione dei Freni per Bici Elettriche
Mantenere i freni della bici elettrica in perfette condizioni è essenziale per la sicurezza e le prestazioni della tua e-bike. Un controllo regolare dei freni della bici elettrica può prevenire problemi e aumentare la durata del sistema frenante.
Consigli per la Manutenzione
- La pulizia periodica delle pastiglie e dei dischi è fondamentale. Usa detergenti specifici per rimuovere polvere e detriti.
- Per garantire il massimo delle prestazioni, è importante monitorare lo stato di usura dei freni della bici elettrica.
- Se vuoi migliorare ulteriormente le prestazioni dei freni della bici elettrica, utilizza strumenti diagnostici per monitorare il loro stato.
Mantenere i freni della bici elettrica in ottime condizioni è fondamentale per la sicurezza e le prestazioni della tua e-bike. Effettuare controlli regolari e intervenire tempestivamente ti aiuterà a prevenire guasti e a goderti al meglio ogni pedalata.
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