L’impianto frenante delle moderne moto è di tipo idraulico: tirando la leva del freno il liquido presente nel circuito aumenta di pressione e spinge i pistoncini delle pinze freno, ai quali sono collegate le pasticche, contro i dischi freno; dall’attrito tra i dischi e le pasticche si genera la forza frenante necessaria.
Durante la frenata il disco dissipa l’energia cinetica della moto, mediante il calore prodotto dall’attrito tra le pastiglie (che sono ferme) ed il disco stesso (che gira). Quest’ultimo viene quindi sollecitato da un’azione termomeccanica alla quale deve resistere senza deformarsi permanentemente.
Essendo il disco una massa non sospesa, deve essere necessariamente leggero per avere una minore inerzia; un buon disco freno,quindi, deve essere contemporaneamente leggero e resistente…una bella sfida!
I dischi freno sono principalmente di due tipi: flottanti e fissi.
I flottanti sono nettamente più performanti dei fissi, la loro forza sta nel fatto di non essere collegati direttamente al cerchione, ma di essere collegati tramite nottolini ad una campana fissata sul cerchione.Questi nottolini permettono un lieve spostamento assiale del disco che si traduce in una ottimale aderenza con le pasticche.
I fissi, invece, sono fissati direttamente al cerchione e spesso sono utilizzati solo al posteriore proprio per la loro minore efficienza.
I dischi sono generalmente costituiti da un corpo in alluminio (per essere leggeri) e da una fascia esterna di acciao (per essere resistenti).
Nelle massime competizioni vengono utilizzati dischi in carbonio (accoppiati a pastiglie in carbonio n.d.r.) che hanno un altissimo coefficiente di attrito a caldo, ma sono praticamente inutilizzabili al di sotto di determinate temperature per cui sono improponibili per un uso stradale. Le dimensioni dei dischi variano, da circa 300mm per gli anteriori a circa 200mm per il posteriore, alcune case produttrici adottano particolari dischi, definiti perimetrali, che hanno un grande diametro, in pratica si collegano al cerchione perimetralmente appunto, e non in prossimità del mozzo ruota….sono più di scena che di sostanza.
Altra variazione sul tema sono i dischi ‘’a margherita’’ che hanno la fascia esterna non circolare ma appunto con un profilo simile a quello di una margherita…principalmente usati in campo dell’off road.
Anche le pastiglie vengono sollecitate da una grande azione termomeccanica e devono quindi riuscire a mantenere le proprie caratteristiche ad alte temperature.
Le pastiglie possono essere raggruppate in due famiglie: le sinterizzate e le organiche.
Le pastiglie sinterizzate sono composti di polveri metalliche, con aggiunta di lubrificanti ed abrasivi che vengono agglomerati tra loro attraverso un processo di sinterizzazione appunto, che prevede pressioni e temperature elevate. La mescola si fissa al supporto metallico della forma voluta durante il processo di sinterizzazione senza aggiunta di alcun collante. Le polveri metalliche determinano la forza frenante della pastiglia e la stabilità a temperature elevate; i lubrificanti concorrono nella stabilità complessiva della frenata; gli abrasivi tengono puliti i dischi.
Le pastiglie organiche sono composte principalmente da resine leganti, metalli, lubrificanti ed abrasivi. In questo casoil coefficiente d’attrito è generato dai metalli e dalle resine, mentre lubrificanti ed abrasivi svolgono gli stessi compiti di stabilità e di pulizia.Le pastiglie in carbo-ceramica sono la naturale evoluzione delle organiche, si differenziano dalle organiche per il maggior impiego di carbonio.L’impiego di un tipo piuttosto che l’altro non è assolutamente legato all’utilizzo, infatti per ogni campo di applicazione esistono pastiglie di differente tipologia
Come facciamo allora a sceglie le pastiglie per la nostra moto?
Questo dipende dalle diverse situazioni che una pastiglia freno deve affrontare; in particolare la differenza sostanziale sta nelle temperature di esercizio: ogni pastiglia è progettata per lavorare al meglio in un certo range di temperature, al di fuori del quale non dà i risultati ottimali.Una pastiglia racing, ad esempio, è progettata per lavorare ad altissime temperature, intorno ai 400°, a questa temperatura quindi darà il massimo della sua performance. Utilizzandola su strada, dove temperature del genere sono impossibili da raggiungere avrà un coefficiente d’attrito bassissimo, peggiore di una pastiglia stradale, e in caso di pioggia la frenata sarà quasi inesistente.
Viceversa una pastiglia stradale, ottimizzata per frenare al meglio anche a basse temperature, se utilizzata a 400°, si deteriorerà in brevissimo tempo.
Quindi non esiste la pastiglia ottimale in assoluto, ma in base alle nostre esigenze dobbiamo scegliere quella che lavora al meglio. Un altro aspetto importante, che forse non tutti considerano,è che le pastiglie vanno rodate, ed in generale più è performante la pastiglia e più il rodaggio è importante.
Come facciamo a rodare le pastiglie?
Effettuando una serie di frenate leggere e una successiva frenata decisa, lasciando tempo tra una e l’altra. Si compie così, un corretto ciclo termico di riscaldamento e raffreddamento dell’impianto. Il periodo di rodaggio dipende dal tipo di mescola: rodaggio più lungo per le pastiglie organiche rispetto alle sinterizzate. Le pastiglie hanno degli indicatori di usura che ci avvisano quando è il momento di cambiarle, ma a volte può capitare che le pastiglie sicristallizzano. La cristallizzazione diminuisce la capacità frenante ed aumenta la rumorosità, si sente infatti il tipico fischio, in tal caso sono da sostituire anche se non sono completamente consumate.L’accoppiata dischi-pastiglie deve sempre essere effettuata con criterio: se ad esempio montiamo pastiglie racing su dischi di scarsa qualità, oltre a non ottenere i risultati sperati, finiremo per rovinare in breve tempo i dischi, viceversa se acquistiamo dischi molto performanti e li facciamo lavorare con pastiglie non all’altezza non avvertiremo nessun beneficio.
Fonti:
www.brembo.com
www.braking.com
