Guida al Montaggio e alla Scelta dei Freni Idraulici per MTB
In un articolo dedicato ai freni a disco, abbiamo visto che un impianto frenante idraulico è composto da una leva freno, tubi idraulici contenenti olio, un corpo freno con pastiglie e dischi (rotori) solidali al mozzo ruota. Questo approfondimento esamina i tipi di pastiglie, il loro funzionamento e come influenzano la guida, per scegliere al meglio quelle adatte al tuo stile di mountain bike.
Funzionamento di un Impianto Frenante Idraulico
Quando si agisce sulla leva del pompante, l'olio (minerale o DOT) nel circuito, essendo incomprimibile, si pressurizza spingendo i pistoni nel corpo freno. Le pastiglie montate sui pistoni si avvicinano al disco in rotazione, frenando. Il sistema funziona per attrito: le pastiglie sfregano sulla superficie del rotore, sviluppando una potenza che frena la forza centrifuga del rotore.
Ogni azione ha una reazione uguale e contraria, e un impianto a freno a disco idraulico sviluppa calore che deve essere evacuato, causando usura. Diverse caratteristiche sono richieste a un impianto frenante per MTB:
- Elevata forza frenante: La potenza applicata sul rotore, espressa in Nm. Più alta è la velocità, più alti sono i giri del rotore. L'impianto deve vincere le forze che allontanano le pastiglie, mantenendole in posizione per rallentare la bici. La differenza tra un impianto per XC e uno da DH può essere di 30Nm di coppia frenante.
- Modularità: Il freno deve applicare la potenza in modo lineare, per rallentare in sicurezza. Un freno "on-off" aumenterebbe il rischio di ribaltamento. Spesso si tocca appena il freno per rallentare in curva o superare passaggi tecnici, e l'impianto deve rispondere prontamente.
- Lavoro in condizioni gravose: L'impianto frenante deve garantire una frenata sicura in qualsiasi condizione del terreno (polvere, acqua, fango, terriccio, fogliame).
- Dissipazione del calore: Il calore sviluppato dall'attrito deve essere evacuato velocemente per evitare problemi e la diminuzione dell'efficacia del sistema. Un freno tenuto pinzato a lungo perde potenza con l'aumento della temperatura.
- Resistenza all’usura: All'impianto è richiesta una notevole resistenza alla fatica, poiché consente di mantenere efficiente la frenata nel tempo.
Questi aspetti sono concatenati e possono essere migliorati scegliendo diversi tipi di pastiglie e rotori.
Le Pastiglie Freno
La pastiglia è composta da due parti: la placca di supporto e il ferodo. La placca, solitamente in acciaio, è fissata sul pistone e presenta fori per l'aggancio al corpo freno. Il ferodo è la pasta frenante, una mescola di materiali fissata alla placca che genera l'attrito contro il rotore. Una molla a forchetta favorisce l'allontanamento delle pastiglie dal disco quando si rilascia il freno.
Le pastiglie si classificano in tre gruppi, in base alla mescola del ferodo:
- Organiche: Ferodo tenero e malleabile composto da resine, gomme naturali, polimeri e kevlar.
- Semi-metalliche: Mescola di materiali ferrosi (acciaio, rame) e grafite. L'acciaio dona resistenza, la grafite è refrattaria.
- Sinterizzate: Mescola simile alle organiche, ma lavorata tramite sinterizzazione (riscaldamento ad alte temperature per legare le molecole).
Effetti sulla Guida
La scelta del tipo di pastiglie influisce sulla risposta dell'impianto e sulle sensazioni durante la guida.
Pastiglie Organiche
Vantaggi
- Ottima resa a freddo: Rendimento elevato anche dai primi colpi di freno.
- Modularità alle basse velocità: Efficienza anche a velocità molto basse.
- Maggiore potenza: Il ferodo malleabile aderisce totalmente al rotore.
- Resistenza all’acqua: Ottime prestazioni anche in ambienti bagnati o fangosi.
Svantaggi
- Dissipazione del calore: Peggiore evacuazione del calore.
- Vetrificazione: Il surriscaldamento può temprare la superficie del ferodo, annullando l'efficacia frenante.
- Contaminazione: Sensibili a oli e grassi, che modificano la consistenza del ferodo.
Pastiglie Semi-Metalliche
Vantaggi
- Costo: Ottimo rapporto qualità/prezzo.
- Ottima resistenza allo stress: Ideali per impianti potenti da DH.
- Dissipazione del calore: La grafite agisce come refrattario.
- Modularità: Riducono la potenza totale ma addolciscono la risposta di impianti potenti.
Svantaggi
- Funzionamento a freddo: Progettate per alte temperature, offrono frenate blande a freddo e sono rumorose.
- Usura: Il ferodo duro consuma più velocemente il disco.
Pastiglie Sinterizzate
Vantaggi
- Durata: Lunga durata grazie alla morbidezza intermedia.
- Dissipazione del calore: Adatte a discipline estreme.
- Usura: Consumano più lentamente il rotore.
- Miglior resistenza alla contaminazione: Possono essere scaldate per ripristinare l'efficienza iniziale.
Svantaggi
- Funzionamento a freddo: Devono scaldarsi prima di diventare efficienti al 100%.
A Ciascuno la Sua Pastiglia
La scelta della pastiglia dipende dall'uso della MTB:
- Escursionismo: Pastiglie organiche, per via delle basse velocità e delle temperature di lavoro ridotte.
- XC-XC Marathon: Organiche o sinterizzate, per risposta immediata.
- All-mountain - Enduro: Sinterizzate, per resistenza al calore e modularità.
- DH e Freeride: Semi-metalliche, per dissipazione del calore, resistenza allo stress e linearità.
Focus: Tecnologia Ice-Tech (Shimano)
Shimano ha introdotto la tecnologia "Ice" per il controllo e la riduzione della temperatura. Le pastiglie hanno una placca in lega metallica con sistema di ventilazione, e il rotore ha una struttura a sandwich con anima in lega e lamine esterne in acciaio. Il sistema riduce la temperatura di lavoro dei freni fino a 200°C, ideale per discipline gravose.
Manutenzione dei Freni a Disco MTB
Mantenere i freni in ottime condizioni è fondamentale per la sicurezza. Vediamo come effettuare la manutenzione ordinaria.
Operazioni di Manutenzione
- Ordinaria:
- Sostituzione pastiglie
- Pulizia corpo freno e disco
- Azzeramento corsa pistoni
- Centratura rotore-corpo freno
- Regolazione modulazione leve pompante
- Straordinaria:
- Spurgo dei freni
- Sostituzione olio
- Smontaggio pompante
- Sostituzione cavi idraulici
- Smontaggio corpo freno
- Lubrificazione pistoni disassati
- Sostituzione rotore
Questa guida si concentra sulla manutenzione ordinaria.
Cose da Non Fare Assolutamente
- Azzerare la corsa dei pistoni con attrezzi non idonei (usare un cacciagomme in plastica).
- Pulire il sistema con sgrassatore universale (usare alcool isopropilico o prodotti specifici).
- Soffiare con aria compressa (può danneggiare le tenute dei pistoni).
- Maneggiare olio DOT senza cautela (è corrosivo).
- Lubrificare i pistoni con prodotti non idonei.
- Spingere la leva freno senza pastiglie (i pistoni potrebbero uscire dalla sede).
- Toccare i rotori durante le uscite (possono essere molto caldi).
Manutenzione 1: Sostituzione delle Pastiglie
L'usura reciproca tra ferodo e rotore richiede la sostituzione delle pastiglie quando la superficie non è più sufficiente. I sintomi includono:
- Diminuzione della reattività del freno
- "Spugnosità" del pompante
- Vetrificazione
- Contaminazione
- Ispezione visiva (spessore del ferodo inferiore a 0.5mm)
Attrezzatura Necessaria
- Guanti in nitrile
- Pinza
- Chiave a brugola da 3mm/2,5mm/2mm
- Pastiglie nuove
- Straccio in cotone
- Alcool isopropilico o disc cleaner
- Cacciagomme
Procedura Passo-Passo
- Rimuovere la ruota
- Rimuovere il pin
- Rimuovere la vite (o la copiglia)
- Estrarre le pastiglie
- Spruzzare l’agente pulente e pulire
- Azzerare la corsa dei pistoni
- Montare le pastiglie nuove
- Rimontare vite (o copiglia)
- Rimontate il pin (o piegate la copiglia)
- Rimontate la ruota
Manutenzione 2: Centratura Rotore - Corpo Freni a Disco
Il rotore va centrato se sfrega contro il ferodo. Questa manutenzione è più frequente con mozzi a sgancio rapido.
Attrezzatura Necessaria
- Chiave a brugola da 5mm
- Chiave dinamometrica (consigliata)
Procedura Passo-Passo
- Allentare il corpo freno
- Premere il freno
- Avvitare leggermente le viti del corpo freno
- Rilasciare il freno e premerlo dolcemente
- Serrare le viti del corpo freno
- Rilasciare il freno e provate a far girare la ruota
Scelta dei Dischi Freno
Esistono due standard di montaggio per il disco sulla ruota. I diametri disponibili sono 160, 180 o 200 mm (con adattatore). Quasi tutte le marche offrono dischi classici e flottanti (in due parti). Lo spessore varia da 1,7 a 2 mm. Per All-Mountain o Enduro serve un disco da 180 mm, per XC un disco da 160 mm.
Fluido dei Freni
Il fluido dei freni è essenziale per il sistema frenante idraulico. Si usano principalmente due tipi: DOT e Minerale. Il fluido trasferisce le forze dalla leva ai pistoncini della pinza. I fluidi DOT (eccetto DOT 5) sono a base di poliglicole. Quando il liquido assorbe calore, bolle e diventa gas, causando il guasto dei freni. Il punto di ebollizione secco si riferisce al liquido nuovo, mentre il punto di ebollizione umido si riferisce al liquido contaminato dall'acqua.
Il fluido DOT 5 è a base di silicone e non è compatibile con gli altri fluidi DOT. I fluidi minerali non sono regolati da standard, ma produttori come Shimano e Magura hanno sviluppato i propri oli minerali brevettati.
Tabella Comparativa dei Fluidi Freno
| Tipo di Fluido | Base | Standard | Compatibilità | Note |
|---|---|---|---|---|
| DOT 3, DOT 4, DOT 5.1 | Poliglicole | Sì | Compatibili tra loro | Igroscopici (assorbono umidità) |
| DOT 5 | Silicone | Sì | Non compatibile con altri DOT | Idrofobico (non assorbe umidità), più comprimibile |
| Olio Minerale (Shimano, Magura) | Proprietario | No | Non compatibile con DOT | Non igroscopico, punto di ebollizione costante |
I fluidi DOT a base di glicole (3, 4 e 5.1) sono compatibili e possono essere miscelati, ma ciò influisce sul punto di ebollizione. Il DOT 5 non è compatibile con gli altri DOT né con l'olio minerale. È importante utilizzare il fluido raccomandato dal produttore del freno, indicato sul gruppo leva o sul tappo del serbatoio.
Un enorme svantaggio dell'olio minerale è il costo, dato che è unico e non c'è competizione. I meccanici funzionano tramite un cavo d’acciaio che collega la leva del freno alla pinza freno. Le pastiglie si consumano con l’uso e devono essere sostituite quando sono usurate. Controllate regolarmente lo spessore delle pastiglie e sostituiscile se sono diventate sottili o mostrano segni di danni. Potete pulire i dischi con un panno pulito e alcol isopropilico per rimuovere sporco e residui.
Installazione del Tubo Freno
Poiché la pressione nel circuito dei freni può raggiungere livelli elevati, è importante installare correttamente il tubo per evitare problemi. Nota: a seconda della marca, la procedura potrebbe essere diversa. Posizionare il coperchio di pulizia A4 , poi il dado di compressione A3 e infine l'oliva A2 sul tubo. Posizionare l'inserto A1 all'estremità del tubo. Verificare che il gruppo sia saldamente in posizione, quindi serrare il dado alla coppia indicata dal produttore. Consiglio di Probikeshop: in genere il serraggio è piuttosto debole (tra 5 e 7 Nm a seconda del modello). Il tubo è ora installato ma non ancora operativo. Prima di uscire in bici sarà necessario spurgare il circuito idraulico. Questa procedura varia a seconda della marca.
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