Pastiglie freno, liquido e pinze: come scegliere i componenti più adatti

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“…usa le pastiglie Brembo rosse, in pista vedrai che frenate…” Questa frase scambiata in pista tra due motociclisti mentre effettuavo dei corsi di guida mi ha fatto riflettere su quanto spesso i consigli “da bar” o piccole dritte tra amici portino spesso completamente fuori strada le scelte dei motociclisti.
Nel caso specifico, infatti, le Brembo rosse sono pensate per un uso stradale/sportivo e quindi per temperature di esercizio non mediamente contenute. Ma il mondo degli impianti frenanti è molto più vasto e variegato di quanto si potrebbe pensare e non è facile orientarsi all’interno di tutte le possibili variabili.

Per questo vi proponiamo questo approfondimento tecnico che speriamo torni utile a tutti i motociclisti non solo durante la fase di manutenzione e aggiornamento del proprio impianto frenante, ma anche per capire meglio cosa si cela dietro alcuni comportamenti o risposte anomale che possiamo riscontrare nell’utilizzo estremo di un impianto frenante. Per far questo prendiamo spunto dal discorso sulle Brembo rosse per porre alcune domande a Bruno Lonati, grande conoscitore degli impianti frenanti e responsabile tecnico di Motorquality e Brembo per tutto ciò che riguarda lo sviluppo e le applicazioni sugli impianti frenanti realizzati dall’azienda italiana.

In tanti anni ho provato centinaia d’impianti frenanti diversi: in alcuni casi con spese non indifferenti ma con risultati molto lontani dal riuscire a fornire buone performance deceleranti, altre volte ho riscontrato allungamenti della leva su moto di serie dopo pochi giri di pista e con le pastiglie ancora in ottimo stato. Mentre in altre situazioni ho girato in pista per un giorno intero con piloti velocissimi dopo aver sostituito solo pastiglie e fluido freni, e senza lamentare mai alcun fastidio o allungamento da parte della leva (anche su piste probanti come Monza).

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Già, l’allungamento della leva freno, un fenomeno estremamente fastidioso, soprattutto quando si manifesta in maniera consistente, questo ovviamente porta sempre anche un forte decadimento della prestazione. Molto spesso si collega questo fenomeno a problemi alla pompa freno ma nel 90% dei non è così, e il problema è legate principalmente alle pastiglie e al liquido frenante. Quali sono però le cause scatenanti di questo effetto? Analizziamo le ragioni più probabili…

Diciamo subito che un leggero allungamento della leva tra caldo e freddo è da considerarsi normale, si deve però avere una stabilizzazione e non un progressivo aumento. Quest’anomalia, ovviamente è causata quasi sempre da un’eccessiva temperatura di esercizio, che si trasmette dai dischi al resto dell’impianto, ma questa può essere provocata da molteplici cause, vediamo quali:

Pompa freno
Normalmente da escludere, perché il calore sviluppato dall’attrito tra pastiglie e disco non può risalire fino a questo elemento. Se i problemi provengono dalla pompa, questi devono manifestarsi sia a caldo sia a freddo.

Fluido freni
Il fluido freni deve trasferire completamente alle pinze la forza applicata alla leva freno. Inoltre, quando il sistema frenante aumenta la temperatura d’esercizio durante il funzionamento, il fluido non deve raggiungere il punto di ebollizione. Se ciò accadesse, si avrebbe l’effetto “Vapor Lock” provocato dalla produzione di bolle di gas.
Il fluido freni è un elemento che viene spesso “dimenticato”, cioè non sostituito nei tempi giusti. Essendo igroscopico (tende cioè ad assorbire l’umidità presente nell’aria), col tempo degrada e perde le caratteristiche sopra descritte, sviluppando come effetto più evidente la tendenza a produrre bolle di vapore acqueo all’aumentare della temperatura (l’effetto “Vapor Lock” sopra descritto), che comporta il progressivo allungamento della leva freno a caldo. Attenzione anche all’adozione di fluido con gradazione DOT 5, a base siliconica, incompatibile con gli impianti predisposti per il dot 4 e dot 5.1.

Tubazione freno
L’utilizzo di tubazioni in gomma può essere causa del problema.
Attenzione anche all’adozione di tubazioni in treccia ma con l’interno in nylon: questo materiale è sensibile al calore e potrebbe “cedere” se sollecitato dalla temperatura. I tubi in treccia metallica con l’interno in Teflon, invece, non sono normalmente causa della problematica.

Dischi freno
Lo spessore dei dischi freno deve essere tenuto sotto controllo: quando si avvicina al minimo Th. si possono avere picchi di temperatura a causa della diminuita massa della fascia frenante.
Attenzione anche alla possibile deformazione a caldo di certi dischi: durante l’utilizzo gravoso, gli sfarfallamenti del disco tendono ad allontanare le pastiglie dal disco stesso, con conseguente allungamento della prima frenata.

Pastiglie freno: un mondo variegato ma comprensibile

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Le pastiglie freno sono progettate per un utilizzo specifico: quelle stradali danno il loro meglio a temperature basse e medie, mentre una pastiglia Racing lavora in maniera ottimale ad alta temperatura. Se si utilizza una pastiglia stradale per un uso racing questa entrerà facilmente in fading (degrado del coefficiente d’attrito sopra una certa soglia di temperatura) e frenerà meno, cosa che porterà il pilota a tirare maggiormente la leva innescando così un loop che amplificherà lo sviluppo di calore anomalo.

Ma approfondiamo in questo spazio il mondo delle pastiglie freno scandagliando l’intera gamma Brembo e le mescole che le caratterizzano: materiali di costruzione, range di temperatura, coefficienti di attrito e, perché no, anche il colore. Ribadiamo a tal proposito che le pastiglie Brembo Racing non sono affatto quelle di colore rosso.

Le Mescole: organiche, sinterizzate e molto altro

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Le prestazioni delle mescole, molto diverse tra loro, sono descritte attraverso i seguenti parametri: Efficienza (cioè quanto la pastiglia frena): è espressa attraverso il coefficiente d’attrito medio e la stabilità dell’attrito alle principali grandezze che caratterizzano la frenata (velocità, decelerazione, temperatura). Viene rilevata attraverso opportune prove al banco e su veicolo. Usura: è espressa come la quantità di materiale d’attrito usurato (in mm. di spessore oppure in volume) rispetto al numero di frenate effettuate (banco) oppure di Km. percorsi (veicolo).

Le differenze funzionali tra le varie mescole si possono riassumere osservando il grafico proposto relativo al coefficiente d’attrito in funzione della temperatura d’esercizio: si nota che la mescola RC (organico Racing, dove 350 – 450°C. di temperatura d’esercizio può essere considerati condizioni normali) possiede un coefficiente d’attrito a caldo molto elevato, mentre le mescole stradali (come appunto è la SA sinterizzata stradale) sono progettate per funzionare al meglio a medie/basse temperature, e precisamente attorno ai 300°C.

Quindi queste ultime, se utilizzate in pista e quindi sollecitate oltre misura, risentiranno dell’effetto di “fading” e cioè il degrado del coefficiente d’attrito: infatti, oltre una certa temperatura, tenderanno a perdere efficienza. Al contrario, utilizzando mescole Racing su strada (e quindi con i dischi freddi), il grip non sarà così buono e si potrà avere la frenata un po’ lunga. Le mescole intermedie sono naturalmente un compromesso tra queste situazioni descritte, forniranno prestazioni buone in tutte le condizioni pur non eccellendo ai due capi estremi del range di temperatura d’esercizio.

Pastiglie Brembo RACING

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Queste pastiglie sono state studiate per garantire ai loro utilizzatori prestazioni eccezionali. Le principali caratteristiche di questo tipo di materiali sono l’elevato attrito e la costanza di rendimento soprattutto con temperature del disco elevate. Tali caratteristiche garantiscono una frenata eccellente e uniforme per l’intera durata della competizione, rendendo meno probabile il manifestarsi dell’effetto fading. Per tale motivo l’efficienza alle basse temperature assume un’importanza inferiore e, conseguentemente, non sono indicate per l’uso stradale.
Mentre su strada si tende a privilegiare una stabilità elevata e la capacità di frenare sia a freddo sia a temperature medie, in pista la fase critica deriva dall’elevato sviluppo della temperatura, quindi la caratteristica più importante che una pastiglia Racing deve possedere è l’elevato coefficiente d’attrito a caldo.

Mescola Brembo Z04 (Piastrina “ramata”)
Questa mescola, attualmente utilizzata nel MotoMondiale e nel Mondiale SBK, è disponibile anche per le supersportive stradali: è una delle poche occasioni per un motociclista di utilizzare sulla propria motocicletta un componente destinato alle competizioni di altissimo livello. Elevato coefficiente d’attrito a caldo, stabilità e costanza di rendimento unite a una buona durata sono alcune delle caratteristiche tecniche di queste pastiglie. Mescola Brembo Z04, una vera “Factory Pad”.

Mescola Brembo RC (Piastrina “silver”)
La mescola Brembo RC, vera pastiglia racing indicata per qualsiasi tipo di competizione su pista, dispone di una buonissima stabilità alle alte temperature, in grado di mantenere la frenata costante dal primo all’ultimo giro.

Pastiglie Brembo INTERMEDIE

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Mescola SC (Piastrina “grigia”)
Questa mescola possiede caratteristiche tali da consentirne sia l’uso stradale sia l’uso “tranquillo” in pista. Materiale molto stabile in tutte le condizioni d’utilizzo. Il suo buon coefficiente d’attrito a freddo rende possibile l’utilizzo stradale di questo materiale.

Pastiglie Brembo STRADALI

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Nell’utilizzo stradale di tende a privilegiare la costanza di rendimento con buona efficienza sia a freddo sia a caldo, unitamente ad un’usura contenuta, che garantisce durata e percorrenza kilometrica adeguata.
Mescola Brembo SA (Piastrina “rossa”)
Mescola sinterizzata specifica per applicazione anteriore, caratterizzata da una buonissima efficienza in tutte le condizioni d’utilizzo. Ottima alternativa alle pastiglie originali.
Mescola Brembo CC (Piastrina “blu”)
È l’evoluzione della mescola organica, con l’impiego di maggior quantità di carbonio. Elevata percorrenza Kilometrica, buone prestazioni sia a caldo sia a freddo, asciutto e bagnato, caratterizzano questo materiale d’attrito.
Mescola Brembo SP (Piastrina “rossa”)
Mescola sinterizzata specifica per applicazione posteriore, stabile in tutte le condizioni d’utilizzo.

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FLUIDO FRENI

Il fluido deve trasferire completamente alle pinze la forza applicata alla leva freno, inoltre, quando il sistema frenante aumenta la temperatura d’esercizio durante il funzionamento, non deve raggiungere il punto di ebollizione. Naturalmente non deve decomporsi e non deve danneggiare le tenute.
In ragione di ciò il fluido freni deve possedere alcune specifiche caratteristiche:

° essere il più possibile incomprimibile
° avere un alto punto di ebollizione
° avere una bassa viscosità
° essere chimicamente stabile
° essere chimicamente inerte nei confronti delle guarnizioni

Il fluido freni Brembo LCF 600 Plus (utilizzato dai team del MotoMondiale e del WorldSBK) assolve a tutte queste caratteristiche ed allontana in maniera concreta la possibilità che si presenti l’effetto “VAPOR LOCK” (la tendenza a produrre bolle di vapore all’aumentare della temperatura); con conseguente allungamento progressivo della leva freno.

Assorbimento di umidità

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Il grafico rappresenta il decadimento dei vari fluidi freni in funzione dell’umidità assorbita. Si nota che il decadimento
Delle caratteristiche del fluido freni è immediato, anche in presenza di una piccola percentuale di acqua. E’ consigliabile quindi tenerlo sotto controllo, e sostituirlo quando necessario. Esistono in commercio alcuni modelli di Tester per fluido freni, qui ne rappresentiamo uno.

Grafico comprimibilità

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Può sembrare strano parlare di comprimibilità di un liquido, però i fluidi freno sottoposti ad alte temperature forniscono risultati molto diversi tra loro con feeling alla leva estremamente differenti. Questo grafico rappresenta l’andamento della comprimibilità in funzione della temperatura del fluido Brembo Racing LCF 600 (utilizzato in MotoGP ed in SBK) e quella di un fluido concorrente concorrente: è evidente, soprattutto alle alte temperature, la minore comprimibilità dell’LCF 600.

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  • nickname Commento numero 1 su Pastiglie freno, liquido e pinze: come scegliere i componenti più adatti

    Posted by: albi

    anche se sono nozioni che ogni motociclista dovrebbe sapere grazie dell'articolo molto esaustivo e utile,un ripasso fa sempre bene!!! Scritto il Date —

  • nickname Commento numero 2 su Pastiglie freno, liquido e pinze: come scegliere i componenti più adatti

    Posted by: fuocoalchemico

    Davvero interessante l'iter per la diagnosi. E il consiglio a scegliere il teflon per le tubature… Scritto il Date —

  • nickname Commento numero 3 su Pastiglie freno, liquido e pinze: come scegliere i componenti più adatti

    Posted by:

    Le ROSSE mai digerite. Scritto il Date —