Tutto ciò che devi sapere sui freni a disco: la nostra guida definitiva
I freni a disco sono stati utilizzati su strada per anni, ma nelle ultime due stagioni sono diventati mainstream poiché i principali produttori di biciclette hanno offerto biciclette equipaggiate con disco coprendo tutti i settori del mercato, dalle bici gravel alle bici endurance alle gare su strada complete impianti di perforazione. Con l’UCI che ora li ammette nel gruppo professionistico, i dischi sono una parte sempre più familiare del panorama della guida su strada.
I freni a disco forniscono una potenza di frenata migliore rispetto ai freni a pattino, specialmente in condizioni di bagnato o sporcizia
Una bici con freni a disco sarà comunque utilizzabile con un raggio rotto o un cerchio danneggiato, problemi che possono fermare una bici con freno tradizionale
Sono più costosi, ma i freni a disco con tubi idraulici per ottenere la forza frenante dalla leva alla pastiglia funzionano meglio dei sistemi azionati da cavi
Le pinze semi-idrauliche come le Hy / Rds di TRP sono un buon compromesso.
- Freni Shimano Tiagra ST-4720 STI e BR-4770
- Freni TRP Hylex RS
- Shimano 105 R7020
- Freni a disco meccanici TRP Spyre
- Yokozuna Motoko
- Freni a disco idraulici con interfaccia meccanica TRP Hy Rd
- Dischi idraulici Shimano RS-505
- Dischi idraulici da strada Shimano BR-R785 Di2
- Comandi SRAM Rival 22 con freni a disco idraulici
Conosciamo tutti i freni tradizionali per biciclette in cui le pastiglie dei freni agiscono sul cerchio della ruota. Con un freno a disco le pastiglie agiscono invece su un rotore metallico fissato al mozzo della ruota. Abbastanza semplice.
Qual’è il vantaggio? Le persone a volte dicono che possono facilmente bloccare le ruote di una bici da strada, fermandole totalmente con uno sforzo minimo, quindi non ha senso avere più potenza.
Un punto chiave è che i freni a disco possono offrire un maggiore controllo rispetto ai freni a pattino prima che si blocchino. Sono più modulabili, con meno probabilità di sbandare.
Il Product Manager di SRAM Paul Kantor ha detto: “Posso certamente bloccare la mia ruota con un cerchio in carbonio e un freno meccanico, ma se lo faccio sto ancora scivolando lungo la strada e fa schifo. Tutto ciò su cui ci siamo concentrati è prima di bloccare la ruota. Alcune persone si riferiscono a questo come “modulazione”. È un termine che non ci interessa davvero, ma va bene. Stiamo davvero parlando di decelerare in modo sostanziale senza bloccare la ruota. “
Con un sistema di freno tradizionale, si vuole che il cerchio della ruota sia il più leggero possibile, deve essere forte e deve anche fornire la superficie frenante. Chiunque abbia guidato ruote con freno tradizionale e cerchio in fibra di carbonio sa che, sebbene possano essere leggere e veloci, le prestazioni di frenata non sono eccezionali in condizioni di bagnato.
Un sistema di freno a disco consente ai produttori di avere più possibilità di innovare con la superficie frenante perché non ha bisogno di funzionare anche come cerchione. Shimano, ad esempio, equipaggia i suoi freni a disco idraulici con quella che chiama Ice Technology che presenta un rotore con una struttura a sandwich a tre strati di acciaio inossidabile ed alluminio. Dice che questo fornisce una migliore prestazione di radiazione che riduce la temperatura durante la frenata.
Inoltre, con un sistema a disco la superficie frenante, il rotore, è molto più lontana dalla strada rispetto a un freno a cerchione, quindi è meno probabile che si bagni dall’acqua di superficie. Ci sono fori in un rotore che consentono all’acqua di fuoriuscire anche da sotto le pastiglie dei freni. Il risultato è che i freni a disco hanno molte meno probabilità dei freni a pattino di essere influenzati dall’acqua o dalla sporcizia lanciata dalla strada.
Con un freno a cerchione, il pneumatico deve passare attraverso la pinza del freno, ma non è il caso dei dischi, quindi liberano spazio per pneumatici più larghi. Questo è uno dei motivi per cui i dischi sono diventati popolari per le bici endurance e gravel.
Collegato a ciò, un vantaggio collaterale dei freni a disco è che la ruota può andare fuori asse senza sfregare sulle pastiglie dei freni
Si possono dividere i freni a disco in due tipi: meccanici e idraulici.
I sistemi meccanici sono azionati da un cavo, come la stragrande maggioranza dei freni a pattino, mentre i sistemi idraulici utilizzano il fluido per trasferire la forza dalla leva alla pinza.
Tirando la leva del freno in un sistema idraulico si sposta un pistone all’interno del cilindro principale che spinge il liquido dei freni verso la pinza del freno. Questo agisce sui pistoni della pinza freno per spingere le pastiglie del freno contro il rotore del disco.
I freni a disco meccanici tendono ad essere più economici. I freni a disco meccanici Spyre di TRP , ad esempio, hanno un prezzo inferiore a 100 euro. Si possono usare con le leve a doppio comando standard (non idrauliche). Lo Spyre è un design a doppio pistone, il che significa che due pistoni si muovono allo stesso modo contro il rotore, a differenza del design a pistone singolo dei freni a disco meccanici Avid BB7 e Shimano CX75.
I freni idraulici sono di fascia più alta e hanno prestazioni migliori dei freni a pattino o dei dischi meccanici in quasi tutti gli aspetti, ma sono più costosi. Un freno a disco idraulico SRAM Rival 22 (si ottiene sia il cambio che la pinza del freno), ad esempio, costa circa 300 euro.
I sistemi idraulici sono più efficienti dei freni a disco meccanici, quindi è necessario applicare meno pressione alla leva per un uguale livello di potenza frenante. Ciò significa che si ottiene una migliore modulazione.
Un sistema idraulico è sigillato in modo che nessun contaminante possa entrare per influenzare le prestazioni di frenata e il complicato instradamento interno dei cavi non è un problema, mentre può aggiungere attrito a una configurazione del cavo.
I freni Hy / Rd di TRP sono insoliti in quanto sono azionati da cavi con potenza idraulica nelle pinze. Sono potenti, facili da convivere e la migliore soluzione finora per i freni a disco con leve freno / cambio convenzionali.
Qualunque sia il tipo di sistema utilizzato, la frenata produce calore. Un tempo c’erano preoccupazioni per la sicurezza delle ruote dei freni con cerchio in carbonio durante una frenata prolungata e brusca – si parla di discese in stile alpino – ma i produttori sembrano aver risolto questo limite.
Quando si tratta di dischi, può verificarsi dissolvenza (la perdita di potenza frenante) a causa dell’accumulo di calore nel sistema.
Shimano ha identificato il surriscaldamento come motivo di particolare preoccupazione per i dischi su strada, poiché le discese più lunghe e veloci (ed i rotori più piccoli) potrebbero provocare il riscaldamento di rotori e pastiglie più di quanto non facciano fuori strada.
Come accennato in precedenza, per contrastare questo effetto, i rotori IceTech di Shimano utilizzano una struttura a sandwich a tre strati di acciaio inossidabile e alluminio, l’alluminio è incluso perché trasferisce il calore meglio dell’acciaio. Questi hanno sezioni in alluminio ondulate all’interno della pista del freno progettate per massimizzare la superficie per un migliore raffreddamento. Le pastiglie hanno alette di raffreddamento realizzate in alluminio per lo stesso motivo.
Parlando dei sistemi frenanti idraulici di sviluppo, Paul Kantor di SRAM ha detto: “Dove potresti avere problemi è con un ragazzo grosso che guida lungo lo Stelvio per 45 minuti trascinando il freno, ed eravamo preoccupati che avremmo avuto problemi di ebollizione lì. Ma quello che succede è che il freno raggiunge uno stato stabile in cui il calore non aumenta.
Quello che abbiamo visto è che quando abbiamo decelerato da 50-60 km/h fino a 15 km/h con incrementi di 1-2 secondi su una discesa a tornanti, si verificava una diminuzione dell’attrito in cui si perdeva parte del coefficiente di attrito nel pad. È molto meglio che far bollire il sistema.
Potevamo indurre questo effetto su un rotore da 140 mm, quindi abbiamo modificato la superficie di supporto del pad per dissipare meglio il calore. Ora abbiamo una finestra molto piccola in cui potresti indurre un po’ di dissolvenza dell’attrito se stessi davvero provando a farlo, ma non abbiamo avuto quasi nessun problema con l’ebollizione del sistema”.
I dischi sono disponibili in diverse dimensioni. A parità di altre condizioni, un disco grande rallenterà più velocemente di un disco piccolo.
Il sistema frenante a disco da strada di Shimano è stato progettato per l’uso con rotori da 140 mm o 160 mm, l’idea è che gli utenti possano scegliere la dimensione in base al loro peso ed all’uso previsto.
Paul Kantor di SRAM ha dichiarato: “Raccomandiamo rotori da 160 mm anteriori e posteriori per l’uso su strada e 140 mm per il ciclocross. Abbiamo testato ampiamente i 140, ma ci piace il margine di sicurezza che i 160 offrono per la strada “.
Focus ci ha detto che durante i test ha trovato rotori da 160 mm preferibili ai più comuni 140 mm, gestendo l’accumulo di calore in modo più efficace. Questo va contro la tendenza per i rotori più piccoli, che è in gran parte il risultato del fatto che Shimano raccomanda rotori da 140 mm a tutti i ciclisti tranne i più grandi.
Esistono diversi standard per il fissaggio dei freni a disco alle bici da strada, ma il sistema Flat Mount di Shimano specifico per strada, annunciato nel 2015, sta diventando dominante.
“Questo nuovo design consente ai consumatori di allontanarsi dalla storia e dall’aspetto della mountain bike, che è stata utilizzata fino ad ora, utilizzando un metodo più adatto alla guida su strada ad alte prestazioni”, afferma Shimano.
Il Flat Mount di Shimano è uno standard aperto, il che significa che altri produttori sono liberi di usarlo. Anche SRAM l’ha adottato di recente.
Con il Flat Mount le pinze dei freni si attaccano direttamente al telaio o alla forcella, offrendo un aspetto più pulito e minimalista rispetto a un sistema di montaggio su palo. Fornisce anche un imballaggio più compatto della pinza freno, che è un vantaggio particolare per il triangolo posteriore.
I bulloni si infilano nella parte inferiore della pinza anziché dall’alto, come nel caso dei freni a montaggio su palo. Al fodero orizzontale ciò significa che i bulloni non si infilano più negli inserti del telaio, ma passano attraverso il fodero orizzontale dal fondo, quindi ci sono meno possibilità di danneggiare un costoso telaio in carbonio. Poiché i bulloni entrano dalla parte inferiore della pinza, il freno anteriore deve essere utilizzato con un adattatore sottile.
Un freno a disco esercita forze su una ruota diverse da quelle di un freno a cerchione, quindi mantenere quella ruota nella sua posizione corretta ed evitare la flessione nell’asse e nel forcellino diventa difficile.
Un modo per mantenere le ruote in posizione è utilizzare assi passanti in cui le estremità dei forcellini sono chiuse e un perno rimovibile passa completamente attraverso l’asse per tenerlo in posizione. Ciò aggiunge sicurezza ma aggiunge anche un po ‘di peso e rende più difficile lo scambio delle ruote.
Focus ha messo a punto quella che chiama Rapid Axle Technology – RAT, in breve – design per semplificare il processo. L’asse passante RAT è un design che richiede solo una rotazione di 90° dell’asse nel forcellino per chiudere la leva.
Alcune bici da strada con freno a disco utilizzano sganci rapidi standard, come la Pinarello Dogma F8 Disc, mentre altre utilizzano perni passanti, come la Focus Izalco Disc. Altri vanno con uno sgancio rapido e un perno passante. Siamo ancora in un periodo di cambiamento e non è chiaro come si stabilizzerà il mercato o se si stabilizzerà del tutto; potrebbe essere che produttori diversi continuino a utilizzare sistemi diversi.
Molte bici da strada in questi giorni sono progettate con un focus sull’aerodinamica, in parte perché l’UCI ha un limite di peso minimo di 6,8 kg per le corse. Non ha molto senso un produttore che si concentri sulla riduzione del peso, ma può ridurre la resistenza per ottenere un vantaggio. Come si inseriscono i freni a disco in questa immagine?
Da alcuni anni i produttori di biciclette stanno lavorando per incorporare i dischi in modo che siano il più aerodinamicamente efficienti possibile.
Quando Giant ha introdotto l’ultima versione della sua bici da strada aerodinamica Propel ha detto: “Gli ingegneri hanno scoperto che, con una corretta integrazione, un design del freno a disco può effettivamente migliorare le prestazioni aerodinamiche rispetto alle configurazioni del freno a cerchio”.
Questa è stata un’affermazione significativa perché uno degli argomenti spesso avanzati contro i sistemi a disco era che aumentavano la resistenza.
“Questo perché la posizione delle pinze tradizionali (davanti o dietro la corona/le gambe della forcella) crea aria ‘sporca’”, ha detto Giant. “Aprendo l’area della corona della forcella (posizionando le pinze del freno a disco in basso sul mozzo) significa che l’aria che colpisce la nuova pinza del freno a disco è già stata interrotta dal bordo anteriore del pneumatico/ruota. Questo effetto è ulteriormente migliorato da una forcella asimmetrica che aiuta a regolare il flusso d’aria sulla pinza.”
Da allora altri produttori hanno affermato di poter realizzare biciclette con freno a disco efficienti almeno quanto le loro alternative con freno a cerchione, e diverse bici di fascia alta sono ora disponibili solo con freni a disco: non esiste un’opzione di freno a cerchio.
Piaccia o no, ciò che utilizzano i professionisti ha un’enorme influenza sul mercato delle bici da strada. Dopotutto, questa è la ragione principale per cui esiste la sponsorizzazione. Quando i ciclisti professionisti usano un particolare prodotto, altri lo seguono, ed è per questo che è così significativo che l’UCI ora consenta biciclette da strada equipaggiate con freno a disco nel gruppo.
I team professionisti erano inizialmente autorizzati a provare i freni a disco nelle gare verso la fine della stagione 2015 e dopo alcuni alti e bassi ora sono consentiti.
Indipendentemente dal fatto che i professionisti su strada siano conquistati o meno dai freni a disco, i marchi quasi certamente incoraggeranno i team a usarli come un modo per legittimare e convalidare la tecnologia agli occhi del pubblico che acquista biciclette e, in definitiva, vendere più bici da strada con freni a disco.
- Freni Shimano Tiagra ST-4720 STI e BR-4770
- Freni TRP Hylex RS
- Shimano 105 R7020
- Freni a disco meccanici TRP Spyre
- Yokozuna Motoko
- Freni a disco idraulici con interfaccia meccanica TRP Hy Rd
- Dischi idraulici Shimano RS-505
- Dischi idraulici da strada Shimano BR-R785 Di2
- Comandi SRAM Rival 22 con freni a disco idraulici
Le leve e le pinze Shimano Tiagra Disc sono ideali su una bici da utilizzare frequentemente ed anche in inverno. Hanno una velocità in meno rispetto a 105, ma a parte questo sarebbe difficile capire la differenza senza una serie di scale. La configurazione è ragionevolmente semplice, richiedono una manutenzione leggera e sono facili da spurgare. Il limite sono le 10 velocità al posteriore, ma vista la qualità del cambio e della frenata sono un’ottima scelta.
Tiagra è un gruppo a dieci velocità, quindi questi freni saranno utili solo su una bici già equipaggiata con Tiagra. Tuttavia va bene su molte bici, poiché quelle Tiagra con freni a disco sono quasi sempre dotate di dischi azionati da cavi.
Non ci sono molte opzioni per un sistema idraulico completo su una bici single speed dotata di disco: c’è solo questo sistema TRP Hylex. La buona notizia è che si tratta di un sistema eccellente: facile da installare e da manutenere, con molta potenza e modulazione disponibili. E se stai cercando di costruire una bici 1x Di2, puoi utilizzare il cambio da arrampicata di Shimano per rendere compatibile l’Hylex Di2.
I primi freni a disco Shimano di livello 105 erano piuttosto buoni, ma con il nuovo sistema idraulico, la leva R7020 e la pinza R7070, Shimano ha migliorato notevolmente. Sono ancora piuttosto costosi come aggiornamento, ma sicuramente merita attenzione attenzione nel mercato per una nuova bici da strada con freno a disco.
La nuova leva R7020 è una riprogettazione completa, non ha niente a che fare con la leva della versione precedente. La forma è molto basata sulla leva meccanica, con lo stesso design della leva e un profilo simile con la finitura testurizzata per una migliore presa sul bagnato. Il corpo è un po ‘più grande, soprattutto nella parte inferiore dove il tubo esce dalla leva, ma non ha il fastidioso urto della leva RS505: è una forma complessiva molto migliore. La larghezza extra della leva nella parte inferiore significava che la parte inferiore si trovava un po’ lontana dal nastro della barra; era evidente da vicino ma non era davvero un problema.
I 105 freni funzionano brillantemente e sono quasi del tutto privi di complicazioni. Questi freni mordono quando ti aspetteresti che lo facciano nella corsa della leva, e da lì ci sono masse di potenza frenante disponibili come e quando ne hai bisogno. La portata è regolabile, ma c’è anche una nuova leva più piccola (R7025) che dovrebbe essere l’ideale per chi ha le mani più piccole. La forza da utilizzare per controllare la velocità sulle discese ripide e sconnesse è davvero una rivelazione rispetto ai freni a pattino o ai freni a disco meccanici.
Una volta abituati al punto di presa e alla quantità di compressione rendono semplici le strade difficili: questo è il motivo per cui una buona idraulica rende migliori i freni.
Acquistando una bici da strada o da ciclocross con freni a disco di fascia media al momento e c’è un’altissima possibilità che ci sia con un paio di TRP Spyres. Nell’ondata di marea delle nuove biciclette con manubrio per bici a disco che appaiono sul mercato, la Spyre è diventata il punto di riferimento per facilità di installazione, utilizzo e affidabilità. Questi sono eccellenti, molto probabilmente la migliore soluzione di freno a disco meccanico disponibile – più costosi del suo predecessore ma meno costosi dell’idraulica.
Le pinze per freni a disco Yokozuna Motoko sono l’opzione più leggera per la frenata idraulica a cavo. Sono più facili da configurare rispetto ai loro concorrenti TRP HY / RD, più belli, includono cavi senza compressione e hanno una migliore regolazione senza attrezzi e nessun inconveniente in termini di prestazioni. Si possono adattare al telaio senza problemi di spazio o di passaggio dei cavi, sono un’ottima scelta come offerta all-inclusive di cavi e pinze.
I freni a disco TRP Hy / Rd combinano l’azionamento del cavo con la potenza idraulica direttamente nella pinza. Sono potenti, facili da usare e la migliore soluzione finora per i freni a disco con leve freno / cambio convenzionali. Dopo circa un mese di test di questi freni in tutte le condizioni, li abbiamo trovati più potenti e controllabili dei freni a pattino e più facili da impostare e mantenere rispetto ai dischi meccanici, e conquistano i convertitori montati sullo stelo nella loro semplicità senza perdite evidenti nelle prestazioni.
Questi sono i primi dischi di “livello 105” offerti da Shimano e sono piuttosto buoni, anche se i nuovi freni 105 R7000 sono più ordinati. Comandi del cambio anteriore e posteriore, pinze a disco, pastiglie, cavi e tubi flessibili sono inclusi nel pacchetto. Le pinze sono più compatte di quelle montate su palo e sono dotate di pastiglie in resina Ice-Tech con alette del dissipatore di calore per aiutare con il raffreddamento. Il freno anteriore ha una piastra reversibile che consente di azionare un rotore da 160 mm o 140 mm nella parte anteriore. la pinza posteriore a montaggio piatto si avvita direttamente attraverso il telaio se si utilizza un rotore da 140 mm; se si vuole un 160mm dietro serve una piastra extra tra la pinza e il fodero orizzontale.
Questa è un’ottima prima incarnazione della frenata idraulica da strada di Shimano. In uso i freni sono davvero ottimi, con un notevole miglioramento della modulazione rispetto ai freni meccanici a pattino. Pur su strada bagnata e sporca i freni funzionano in modo affidabile per tutto il tempo senza riduzione di potenza o controllo. Non sono privi di difetti, ma superano i freni a pattino praticamente in ogni situazione.
Il gruppo idraulico Rival 22 di SRAM è il livello più basso della sua gamma di dischi da strada, ma per molti fornisce la combinazione ideale di prestazioni e prezzo per adattarsi a una bicicletta per tutti gli usi. Le leve idrauliche sembrano ingombranti, ma ergonomicamente sono facili da usare e comode. La frenata offre una grande modulazione e molta potenza con uno sforzo minimo. Da segnalare un po’ di dissolvenza su continue frenate in discese molto lunghe.
