Un freno a disco idromeccanico è un sistema di frenata che combina elementi idraulici e meccanici, offrendo una soluzione ibrida per il controllo della bici. È importante analizzare i pro e i contro di questo sistema per capire se è adatto alle proprie esigenze.

Come Funzionano i Freni Semi Idraulici?

Il funzionamento di un freno a disco si basa sull’attrito tra disco e pastiglia, che genera notevole calore. Quando agiamo sulla leva, detta anche master cyclinder, l’olio trasferisce la forza impressa ai due pistoni, che mandano in battuta le pastiglie contro il rotore e consentono così di rallentare la corsa. Ciò è possibile grazie alle caratteristiche d’incomprimibiltà dell’olio, che trasmette la forza senza assorbirla.

L'Olio nel Sistema Idraulico

L’olio per freni a disco idraulici è contenuto all’interno dei tubi oleodinamici che collegano il pompante (cioè la leva del freno) al corpo freno. La caratteristica regina di un fluido per freni idraulici è appunto la temperatura di ebollizione che per questo è stata oggetto di ampi studi, soprattutto nel campo automotive.

Se il calore all’interno del sistema supera il punto di ebollizione (detto anche di bollore) del fluido, questi inizia a passare dallo stato liquido a quello gassoso, riempiendo il sistema di bolle d’aria che non trasmettono più la pressione esercitata dalla leva, facendo decadere completamente l’efficienza del sistema frenante (gli inglesi chiamano questa situazione “fluid fade”).

Tipi di Olio: DOT e Minerale

Esistono due principali tipi di olio utilizzati nei freni idraulici: DOT e olio minerale. Partiamo con il dire che DOT e olio minerale non sono assolutamente compatibili, non si può passare da una tecnologia all’altra semplicemente eliminando il vecchio fluido e inserendo il nuovo. E’ il miglior modo per rovinare i freni e dover buttare via tutto. Non usate mai olio minerale su freni che usano il DOT o viceversa.

Olio DOT

Si tratta di un olio sintetico a base di glicole (tranne il DOT5, che è a base di silicone), lubrificanti, additivi e inibitori. La produzione e le caretteristiche del DOT sono normate dal dipartimento dei trasporti statunitense (Department of transportation, da qui il nome DOT) ed è una tecnologia di derivazione automotive, poiché è si tratta dell’olio per freni più utilizzato nel mondo delle auto e moto.

Vantaggi dell'olio DOT:

  • Punto di ebollizione elevato: il fluido per freni DOT ha un elevato punto di ebollizione, che va dai 205°C del DOT3 ai 270°C del DOT5.1 e questo lo rende estremamente adatto agli usi gravosi, dove l’attrito sprigiona notevoli quantità di calore.
  • E’ normato: essendo regolato da una normativa imposta da un organo di controllo, i fluidi DOT di marche diverse presentano gli stessi procedimenti di raffinazione e le medesime caratteristiche.

Svantaggi dell'olio DOT:

  • E’ corrosivo: i fluidi DOT sono acidi, ovvero corrodono i metalli e le vernici. Per questo i sistemi freni che usano il DOT sono dotati di guarnizioni in gomma specifica, poiché la gomma naturale non resiste all’acidità.
  • E’ igroscopico: il fluido DOT tende ad assorbire l’umidità presente nell’aria, che penetra all’interno del sistema attraverso le tenute e le guarnizioni. L’assorbimento dell’umidità abbatte le performance del fluido, che andrebbe cambiato a intervalli regolari, soprattutto se si gira in ambienti molto umidi, con fango e pioggia.
  • Tende a degradare: poiché igroscopico, il DOT tende a degrarare nel tempo. E’ un problema per lo stoccaggio dei contenitori aperti, poiché una boccetta di DOT non più sigillata non si conserva per lungo tempo. La stessa problematica si ritrova su mtb che rimangono in cantina per parecchio tempo senza essere usate.

Olio Minerale

Questo tipo di olio per freni è la scelta delle case costruttive Shimano, Magura e Tektro. Si tratta di un olio minerale (quindi non sintetico) ottenuto tramite raffinazioni particolari. Ogni casa ha il proprio olio brandizzato, con caratteristiche lievemente diverse che complicano la compatibilità tra i sistemi.

Vantaggi dell’olio minerale:

  • E’ idrofobico: ovvero non assorbe l’umidità. Questo lo rende più stabile rispetto al DOT e il punto di ebollizione non cambia mai (per questo non esiste la differenza tra “dry” e “wet” tipica dei fluidi DOT). Il sistema frenante quindi non s’inquina e la performance rimane stabile nel tempo.
  • Non è corrosivo: l’olio minerale non è a base acida, per cui non è pericoloso per pelle e mucose e non corrode i metalli o la vernice del telaio.
  • Alto punto di ebollizione: la tecnologia produttiva delle case ha raggiunto livelli molto alti, che ha pareggiato i punti di ebollizione tipici del DOT.
  • E’ stabile nel tempo: anche se il contenitore viene aperto l’olio minerale non assorbe umidità e non degrada, per cui si può stoccare per più tempo. Consente anche di riprendere in mano la mtb dopo parecchio tempo e di ritrovare la potenza frenante di prima senza manutenzione. Infatti l’olio minerale viene usato per speciali mezzi motorizzati come i veicoli militari o le auto d’epoca, che rimangono ferme per mesi o anni e poi messe su strada per rare uscite.

Svantaggi dell’olio minerale:

  • Non è normato: ogni casa produttrice ha i propri standard di raffinazione e il proprio marchio, poiché non c’è una normativa che ne regola la produzione. Questo aspetto rende più difficile la compatibilità tra fluidi di case diverse. Ad esempio l’olio minerale per freni Shimano si chiama appunto “Shimano brake fluid”, poiché prodotto esclusivamente dalla casa giapponese, che ne controlla ogni passaggio e ne garantisce la qualità.

Pastiglie Freno: Un Componente Chiave

In questo approfondimento vedremo quali sono i tipi di pastiglie presenti sul mercato, come lavorano e in che modo influenzano la risposta del nostro mezzo e lo stile di guida, al fine di poter saper scegliere al meglio le pastiglie giuste per il nostro modo di vivere la mountain bike.

La pastiglia è composta da due parti: la placca di supporto e il ferodo. La placca costituisce il corpo della pastiglia, viene fissata sul pistone e solitamente presenta dei fori o comunque dei sistemi per agganciarla al corpo freno. E’ solitamente realizzata in acciaio, poiché economico, resistente alle sollecitazioni e permette di evacuare il calore trasmesso durante la frenata. Il ferodo è la pasta frenante vera e propria, una mescola di materiali differenti fissata alla placca.

Compito del ferodo è l’andare in battuta contro il rotore, generando l’attrito che consente di frenare. Tra le pastiglie spesso è inserita una molla a forchetta il cui compito è favorire l’allontanamento delle pastiglie dal disco una volta che la pressione dell’olio ne circuito sia diminuita (ovvero dopo aver rilasciato il freno).

Le pastiglie si classificano in tre differenti gruppi, a seconda del tipo di mescola utilizzata per creare il ferodo:

  • Organiche
  • Semi-metalliche
  • Sinterizzate

Effetti sulla Guida

La scelta di installare un tipo di pastiglie piuttosto che un altro comporta delle differenze nella risposta dell’impianto, che vanno per forza di cose a ricadere sulla guida e sulle sensazioni ricevute durante il riding.

Pastiglie Organiche

Vantaggi:

  • Ottima resa a freddo
  • Modularità alle basse velocità
  • Maggiore potenza
  • Resistenza all’acqua

Svantaggi:

  • Dissipazione del calore
  • Vetrificazione
  • Contaminazione

Pastiglie Semi-Metalliche

Vantaggi:

  • Costo
  • Ottima resistenza allo stress
  • Dissipazione del calore
  • Modularità

Svantaggi:

  • Funzionamento a freddo
  • Usura

Pastiglie Sinterizzate

Vantaggi:

  • Durata
  • Dissipazione del calore
  • Usura
  • Miglior resistenza alla contaminazione

Svantaggi:

  • Funzionamento a freddo

Tabella Comparativa Pastiglie Freno

Tipo Pastiglia Vantaggi Svantaggi Ideale per
Organiche Ottima resa a freddo, modularità Bassa dissipazione calore, vetrificazione Escursionismo, XC
Semi-metalliche Resistenza allo stress, dissipazione calore Funzionamento a freddo, usura disco DH, Freeride
Sinterizzate Durata, dissipazione calore, resistenza alla contaminazione Funzionamento a freddo All-mountain, Enduro

Freni a Disco Meccanici e Idraulici

I freni a disco si dividono principalmente in due categorie: meccanici e idraulici. I freni a disco idraulici offrono prestazioni superiori in termini di potenza e modulabilità, grazie all'utilizzo di un circuito chiuso con olio in pressione. I freni a disco meccanici, invece, utilizzano un cavo metallico per azionare le pinze, risultando più semplici da riparare e manutenere.

Manutenzione dei Freni a Disco

La manutenzione è fondamentale per garantire l'efficienza e la sicurezza dei freni a disco. È importante controllare regolarmente l'usura delle pastiglie, l'allineamento del disco e la tensione del cavo (nei freni meccanici) o lo stato dell'olio (nei freni idraulici). In caso di frenata inefficiente o rumori anomali, è consigliabile rivolgersi a un meccanico esperto.

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