Ashima PCB vs impianti a pistoni

enduro04

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Piccola Errata Corrige!!!!!

Si, OK.


NO!

Ciò che realmente determina la forza frenante è (come giustamente detto nel punto 1) la capcità di fare leva della leva freno ed il coefficiente d'attrito che sviluppa la pastiglia. Ed è totalmente ininfluente dalle supuerfici.

Questo perchè:
Il concetto di "Forza = Pressione x Superficie" è corretto, però è altresì vero che "P= F / S" e la pressione di un fluido è costante in ogni suo punto solo se si parla di gas (quando si ha a che fare con liquidi e/o fluidi Bingham le cose cambiano un pochino :nunsacci: )
E' corretto dire che per il principio dei vasi comunicanti la pressione è uguale su entrambe le superfici dei pistoni, però poi finisce lì.

Quello che è da considerare è che per l'equilibrio statico delle forze, la forza di compressione esercitata dalle pastiglie sul disco è uguale alla forza di compressione esercitata dai pistoni sulle pastiglie, che a sua volta è uguale alla forza esercitata dall'olio sulle pareti dei pistoni, che a sua volta è identica alla forza esercitata dalle leva del freno.

A questo punto, per concludere ciò che resta da dire è che la frenata è data dall'alttrito che si crea tra disco e pastiglia e la forza d'attrito è uguale a "Fa = F x A"
dove: F = forza esercitata dal freno
e A = coefficiente d'attrito del materiale con cui è fatta la pastiglia.


Ai fini teorici, avere una pastiglia grande il doppio significa solo avere una pressione esercitata dimezzata (che motiplicato per il doppio della superficie crea la stessa forza)
Ai fini pratici invece, avere una pastiglia più grande significa avere un componente critico soggetto a minori stress fisico/meccaico/chimici (vedi surriscaldamento, consumo, vetrificazione-perdita di attrito)

Ed avere dei pistoni più grandi invece vuol dire avere maggiore "modularità" della frenata perchè più è grande la superficie del pistone e maggiore è il volume di olio da dover muovere per ottenere lo stesso spostamento (che tradotto in termini di modularità vuol dire che si riesce a dosare con più precisione la forza applicata).

Dany non ha parlato di pastiglie più grandi ma di pistoni più grandi che trasformano la presisone dell'olio nella forza esercitata sulle pastiglie. Quindi dato che con pistoni più grandi si esercitano una forza maggiore sulle pastiglie, si aumenta la forza di attrito finale sul disco.
Pistoni più grandi non vuol dire modularità. E' vero che occorre spignere più volume d'olio ma una volta che le pastiglie sono a contatto non si muove più olio. Nella pinza e solo nella pinza non si muove più olio perchè i pistoni hanno portato le pastiglie contro al disco non si muovono più, stop fine corsa pistoni, ma aumentando la forza sulla leva freno aumenta la pressione e quindi la forza sulla pastiglie e quindi la forza di attrito.
Per la modulabilità entrano in gioco altri fattori come il rapporto di leva della leva freno il coefficente di attrito pastiglia/disco, e la dilatazione del tubo freno
Avete mai provato a stringere nel pugno il tubo del freno e a premere la leva? Si sente come se il tubo si gonfia appena appena. Ebbene questo è dovuto all'elasticità della tubazione in resina.
Se il tubo freno fosse un tubo rigido di metallo indeformabile e assoluta assenza di aria nel circuito, una volta portato le pastiglie a contatto con il disco la leva freno non si muove più e all'aumentare della forza sulla leva freno si aumenta la pressione nell'impianto, quindi la pressione sui postoni, quindi la forza che questi spingono sulle pastiglie e in ultimo la forza di attrito, ma la leva non si muoverebbe.
Con i tubi in resina dopo aver portato le pastiglie a contatto, se aumentiamo al forza sulla leva freno e quindi la pressione nel tubo questo si dilata di pochissimo ma fa si che la leva freno si vuova ancora per compensare l'aumento di volume all'interno del tubo deformato, dando maggiore possibiità di modulare la frenata.
o-o
 
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Danybiker88

Redazione
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dany ti sei sbagliato., minore è la superficie maggiore è la pressione, sono inversamente proporzionali...la formula ke hai scritto è errata
Ho solo invertito la formula:


Piccola Errata Corrige!!!!!


NO!

Ciò che realmente determina la forza frenante è (come giustamente detto nel punto 1) la capcità di fare leva della leva freno ed il coefficiente d'attrito che sviluppa la pastiglia. Ed è totalmente ininfluente dalle supuerfici.

Questo perchè:
Il concetto di "Forza = Pressione x Superficie" è corretto, però è altresì vero che "P= F / S" e la pressione di un fluido è costante in ogni suo punto solo se si parla di gas (quando si ha a che fare con liquidi e/o fluidi Bingham le cose cambiano un pochino :nunsacci: )
E' corretto dire che per il principio dei vasi comunicanti la pressione è uguale su entrambe le superfici dei pistoni, però poi finisce lì.

Quello che è da considerare è che per l'equilibrio statico delle forze, la forza di compressione esercitata dalle pastiglie sul disco è uguale alla forza di compressione esercitata dai pistoni sulle pastiglie, che a sua volta è uguale alla forza esercitata dall'olio sulle pareti dei pistoni, che a sua volta è identica alla forza esercitata dalle leva del freno.

A questo punto, per concludere ciò che resta da dire è che la frenata è data dall'alttrito che si crea tra disco e pastiglia e la forza d'attrito è uguale a "Fa = F x A"
dove: F = forza esercitata dal freno
e A = coefficiente d'attrito del materiale con cui è fatta la pastiglia.


Ai fini teorici, avere una pastiglia grande il doppio significa solo avere una pressione esercitata dimezzata (che motiplicato per il doppio della superficie crea la stessa forza)
Ai fini pratici invece, avere una pastiglia più grande significa avere un componente critico soggetto a minori stress fisico/meccaico/chimici (vedi surriscaldamento, consumo, vetrificazione-perdita di attrito)

Ed avere dei pistoni più grandi invece vuol dire avere maggiore "modularità" della frenata perchè più è grande la superficie del pistone e maggiore è il volume di olio da dover muovere per ottenere lo stesso spostamento (che tradotto in termini di modularità vuol dire che si riesce a dosare con più precisione la forza applicata).
Partiamo dal presupposto che essendo questi articoli divulgativi, cerco per forza di semplificare le cose, facendo alcune approssimazioni spesso non così rigorose e usando dei termini magari non tecnicamente corretti, ma comprensibili ai più, non mi sembrava il caso di scomodare le leggi dell'idraulica per una valutazione qualitativa e di poche righe, messa li più che altro come curiosità.

Detto questo, cerco di spiegare meglio quest'aspetto...

Sono pienamente d'accordo nel dire che pastiglia più grande significa maggiore superficie di contatto e quindi maggiore attrito, ma è altresì vero che maggiore sarà la superficie della pastiglia, minore sarà la pressione esercitata sul disco a parità di impianto, essendo la forza esercitata dai pistoncini ripartita su una superficie maggiore. Che poi freni meglio o peggio è un altro discorso.

Supponiamo di avere pompante e pastiglie uguali e di variare solo il diametro del pistoncino.
In pratica maggiore è il diametro del pistoncino e maggiore sarà la quantità di liquido necessaria per il suo spostamento, inoltre maggiore è la sua misura e maggiore sarà la forza che potrà trasmettere alla pastiglia, ma come contro richiederà una maggiore corsa del comando del freno.
Naturalmente aumentando le dimensioni del pompante (aumentando quindi la quantità di olio spostata durante la pressione della leva) o utilizzando un rapporto di leva maggiore alla leva freno, si può ridurre la corsa della leva freno, ma è un discorso a parte, visto che si parlava solo di pistone isolato dall'impianto.

Non a caso maggiore è lo stress a cui è soggetto il freno, maggiore è il diametro dei pistoni.
 
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imeiprezime

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io sapevo che p=F/s
poi mi fermo perkè qui è materia di ingegneri non di chimici
p=F/s da cui, se moltiplichi da ambo i lati per s, ottieni p*s=F che equivale a F=p*s.

F=p*s e p=F/s possono sembrare la stessa cosa ma in pratica stanno a indicare due situazioni ben diverse. Nel primo caso ti chiedi qual'e' la forza risultante dati pressione e superficie. Quindi tenendo fissa la pressione la forza e direttamente proporzionale alla superficie. Nel secondo caso fai le stesse considerazioni sulla pressione date le altre due.
 

killer fiore

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Forli
no ragazzi...ok del girare la formula..
dany ha scritto che se raddoppi la superficie raddoppia la pressione ma è impossibile
infatti forza e superficie sono inversamente proporzionali
cioè + è piccola la superficie maggiore è la pressione
 

mù7

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no ragazzi...ok del girare la formula..
dany ha scritto che se raddoppi la superficie raddoppia la pressione ma è impossibile
infatti forza e superficie sono inversamente proporzionali
cioè + è piccola la superficie maggiore è la pressione
Scusa se mi permetto. La pressione esercitata dall'impianto è la medesima solo che essendo maggiore il diametro del pistone, si può applicare questa pressione su una superficie di pastiglia maggiore. Come ha detto Dany, si stava parlando solo del pistone ma ovviamente va sovradimensionato il tutto, non solo il pistone e otterremo una frenata più potente. Pensa alle auto. Hai mai fatto caso tra le razze dei cerchi in lega alle pinze rosse montate su una Porsche? Sulle auto potenti che montano pinze a 6 pistoni la pastiglia tende a consumarsi a "fetta di salame". Per ovviare a questo inconveniente i pistoni dal "lato di ingresso del disco" dove il consumo è più accentuato, sono di diametro inferiore rispetto e quelli del "lato di uscita"che son maggiorati per spingere di più. In questo modo nella medesima pinza con il medesimo pompante, esercitano meno pressione i primi e di più i secondi, eliminando il problema.

per esempio
 

DjAlexB

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mai sotto i 160
posso far notare che nel tech corner si parla di "frenata lunga" su impianti ashima pcb con pastiglia usurata, quando invece dovrebbe essere la sola corsa della leva ad allungarsi?? da un certo punto di vista è corretto che dany abbia detto così, infatti la frenata si allunga per via del maggior tempo che ci mettono le pastiglie ad andare a contatto col disco, ma in effetti l'efficenza della frenata dovrebbe rimanere la stessa della pastiglia con medesima usura ma distanza dal disco minore, giusto?

....Di conseguenza, a meno che la ditta taiwanese abbia adottato alcune soluzioni particolari sul pompante, la frenata risulterà più lunga con pastiglie usurate.
 

piersantelli

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posso far notare che nel tech corner si parla di "frenata lunga" su impianti ashima pcb con pastiglia usurata, quando invece dovrebbe essere la sola corsa della leva ad allungarsi?? da un certo punto di vista è corretto che dany abbia detto così, infatti la frenata si allunga per via del maggior tempo che ci mettono le pastiglie ad andare a contatto col disco, ma in effetti l'efficenza della frenata dovrebbe rimanere la stessa della pastiglia con medesima usura ma distanza dal disco minore, giusto?
in caso di pastiglia usurata, si allunga la corsa della leva, che si avvicina di piu alla manopola.
se le pastiglie e i dischi non hanno subito variazioni / degradi, la frenata dovrebbe essere teoricamente di pari efficienza. tuttavia, se la corsa della leva si allunga, si può impimere meno forza nell'azione frenante (facendo un esempio limite, se la leva arrivasse quasi a toccare la manopola, non avremmo lo spazio necessario per far si che il pompante spinga il fluido nel circuito). questa è la teoria.

La pratica, ovvero l'esperienza quotidiana, porta però ciascuno di noi ad altre considerazioni, sia per impianti idraulici tradizionali che per i PCB (io uso entrambi, come detto).

Daniele scrive:

L’unica differenza che si può constatare sta nel fatto che, mentre nel sistema a pistoni il pistoncino è in grado di mantenere una costante la distanza disco/superficie frenante, nel sistema PCB la distanza superficie frenante/disco varia aumentando con l’usura delle pastiglie.
La prima parte è verosimile, ma non certezza dogmatica :-) : dei 3 impianti idraulici che ho posseduto ed utilizzato, in 2 ho potuto verificare che i pistonici rientravano sempre in posizione di riposo dopo la frenata, ovvero nelle sedi delle pinze. Quindi non si mantiene la distanza costante disco pastiglia. Altra cosa, gli Hayes che ho sulla bici grossa, soprattutto l'anteriore, hanno una corsa cortissima (pure troppo) , e questa non li allunga all'aumentare dell'usura delle pastiglie.

La seconda parte è, nuovamente, verosimile, almeno in teoria. Tuttavia posso testimoniare che anche a pastiglie a metà della vita utile (circa, eh), non si notano allungamenti rilevanti e considerevoli della corsa della leva.

Insomma, teoria a parte, ogni caso a sé e senza ripercussioni bloccanti.

La chiudo qui per non annoiare. E anche perché comincia a sembrare il tipico discorso invernale che si fa perché piove, nevica, i sentieri sono pieni di neve e fango e la bici se ne deve stare in garage :-)

Ciao a tutti
 

killer fiore

Biker forumensus
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Forli
posso far notare che nel tech corner si parla di "frenata lunga" su impianti ashima pcb con pastiglia usurata, quando invece dovrebbe essere la sola corsa della leva ad allungarsi?? da un certo punto di vista è corretto che dany abbia detto così, infatti la frenata si allunga per via del maggior tempo che ci mettono le pastiglie ad andare a contatto col disco, ma in effetti l'efficenza della frenata dovrebbe rimanere la stessa della pastiglia con medesima usura ma distanza dal disco minore, giusto?
no!!!
hai mai provato a cambiare le pastiglie? stessa cosa...devi pompare un pò affinche i pistoni avanzino...nel pcb non succede questo e la frenata si riduce...
almeno io ho esperienza con shimano e avid e li è cosi


dany hai ragione sulla forza applicata
scusate per le considerazioni errate che avevo fatto
 

DjAlexB

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no!!!
hai mai provato a cambiare le pastiglie? stessa cosa...devi pompare un pò affinche i pistoni avanzino...nel pcb non succede questo e la frenata si riduce...
almeno io ho esperienza con shimano e avid e li è cosi
ma in quel caso è perchè hai spinto in dentro i pistoncini per mettere le pastiglie nuove e l'olio è tornato nel pompante, quindi per tornare a far lavorare bene i pistoncini bisogna pompare per riportare il tutto in condizioni ottimali.

non è il caso invece descritto da me e da piersantelli, che ringrazio.
quindi la variazione dello spessore delle pastiglie non comporta grandi perdite di corsa della leva a quanto pare (effettivamente si parla di spessori di 2-3 mm neanche per pastiglie nuove....).

quello che non mi era chiaro è perchè il degrado delle pastiglie in termini di spessore, su impianti ashima pcb, dovrebbe comportare un allungamento della frenata come veniva dichiarato da danybiker88.
 

Danybiker88

Redazione
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posso far notare che nel tech corner si parla di "frenata lunga" su impianti ashima pcb con pastiglia usurata, quando invece dovrebbe essere la sola corsa della leva ad allungarsi?? da un certo punto di vista è corretto che dany abbia detto così, infatti la frenata si allunga per via del maggior tempo che ci mettono le pastiglie ad andare a contatto col disco, ma in effetti l'efficenza della frenata dovrebbe rimanere la stessa della pastiglia con medesima usura ma distanza dal disco minore, giusto?
Con frenata lunga, intendevo maggiore corsa della leva, non allungamento degli spazi di frenata. L'efficacia della frenata teoricamente dovrebbe rimanere invariata, a meno che le pastiglie non abbiano subito surriscaldamenti eccessivi che hanno portato ad un degrado del ferodo.
 

davide43

Biker tremendus
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collegno TO
cosa mi sapete dire sull'usura delle pastiglie "a cuneo " dovuto al fatto del trascinamento del disco .
nei sistemi a pistoncini si nota una certa tendenza ad assottigliare di più le pastiglie nella parte posteriore , con le membrane mi viene da pensare che la cosa si presenti maggiormente
 

GIUIO10

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La prima parte è verosimile, ma non certezza dogmatica :-) : dei 3 impianti idraulici che ho posseduto ed utilizzato, in 2 ho potuto verificare che i pistonici rientravano sempre in posizione di riposo dopo la frenata, ovvero nelle sedi delle pinze. Quindi non si mantiene la distanza costante disco pastiglia. Altra cosa, gli Hayes che ho sulla bici grossa, soprattutto l'anteriore, hanno una corsa cortissima (pure troppo) , e questa non li allunga all'aumentare dell'usura delle pastiglie.
Il recupero della corsa degli impianti con pistoni e Q-ring è cosa assodata e logica: la corsa in compressione permessa è determinata dal pompante (o meglio dallo spostamento di fluido da esso determinato), il rientro del pistone quando si rilascia la leva è determinato dal Q-ring. Se cambiano gli spessori interposti tra i (o il, se singolo, come nella maggior parte delle auto, specie nelle pinze posteriori, commerciali), dovuti al consumo di ferodi e disco, la corsa del comando (nel nostro caso la leva) si allunga finchè non ci sarà la "chiusura" del sistema: se necessario i pistoni, avanzando, scivoleranno sul Q-ring.
Al rilascio, i pistoni "arretreranno" di quanto glielo consentirà i Q-ring. Il serbatoio di compensazione fornirà (dal lato pompante) il fluido necessario in più per compensare il maggior volume venutosi a creare.
Se questo non avviene significa che l'impianto o il fluido non sono in buone condizioni.

quello che non mi era chiaro è perchè il degrado delle pastiglie in termini di spessore, su impianti ashima pcb, dovrebbe comportare un allungamento della frenata come veniva dichiarato da danybiker88.
Con frenata lunga, intendevo maggiore corsa della leva, non allungamento degli spazi di frenata. L'efficacia della frenata teoricamente dovrebbe rimanere invariata, a meno che le pastiglie non abbiano subito surriscaldamenti eccessivi che hanno portato ad un degrado del ferodo.
La membrana si comporta in maniera diversa, per costruzione.
In questo caso il "pistone" o meglio la parte delegata alla spinta, è solidale alla membrana (resposabile alla tenuta e al ritorno, la funzione del Q-ring nei tradizionali), e la stessa è solidale alla pinza: lo spostamento determinato dagli spessori interposti (ferodi+disco) la fa deformare finchè non avviene il contatto. A spessori diversi corrisponderanno deformazioni elastiche diverse.
Vale il discorso della compensazione, all'aumentare della corsa col diminuire dello spessore da serrare, di cui sopra.
Per natura il polimero utilizzato per la costruzione della membrana, tenderà a ritornare alla forma iniziale e quindi a "ritirare" gli "spingenti" alla posizione iniziale di forma ma non lo potrà fare perchè il fluido che avrà compensato lo spazio in più e glielo impedirà, giustamente, durante l'uso. Rimane da comprendere come viene gestita questa (leggera) pressione negativa che permane nel circuito mentre non viene sollecitato perchè è evidente che se si spingono i pistoni (in un sistema tradizionale, ma anche in questo) a rientrare, il fluido defluisce verso il polmone.
Questo potrebbe essere la spiegazione della corsa che rimane allungata.
La mia perplessità è questa, riguardo il sistema: finchè il materiale della membrana sarà in "forma", cioè non comincerà a "slassare" (per usare un linguaggio terra-terra) tutto andrà bene, tralasciando la posizione che la parte periferica della guarnizione verrà ad assumere (diversa dalla originale, più in "tensione"), che succederà?
La stessa obiezione non è sollevabile per il sistema coi Q-ring.
 

piersantelli

Biker velocissimus
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cosa mi sapete dire sull'usura delle pastiglie "a cuneo " dovuto al fatto del trascinamento del disco .
nei sistemi a pistoncini si nota una certa tendenza ad assottigliare di più le pastiglie nella parte posteriore , con le membrane mi viene da pensare che la cosa si presenti maggiormente
all'ultima verifica, quando ho smontato la ruota sabato scorso, ho notato un'usura uniforme in termini di spessore.
 

piersantelli

Biker velocissimus
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Il recupero della corsa degli impianti con pistoni e Q-ring è cosa assodata e logica: la corsa in compressione permessa è determinata dal pompante (o meglio dallo spostamento di fluido da esso determinato), il rientro del pistone quando si rilascia la leva è determinato dal Q-ring.

cut

Al rilascio, i pistoni "arretreranno" di quanto glielo consentirà i Q-ring. Il serbatoio di compensazione fornirà (dal lato pompante) il fluido necessario in più per compensare il maggior volume venutosi a creare.
Se questo non avviene significa che l'impianto o il fluido non sono in buone condizioni.
grazie per la spiegazione
 

Danybiker88

Redazione
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Sottolineo che questo non è un test, ma semplicemente una spiegazione tecnica del funzionamento di questi freni e degli impianti a pistoncini.

Il test sul campo uscirà prossimamente.
 

bis

Biker augustus
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La membrana si comporta in maniera diversa, per costruzione.
In questo caso il "pistone" o meglio la parte delegata alla spinta, è solidale alla membrana (resposabile alla tenuta e al ritorno, la funzione del Q-ring nei tradizionali), e la stessa è solidale alla pinza: lo spostamento determinato dagli spessori interposti (ferodi+disco) la fa deformare finchè non avviene il contatto. A spessori diversi corrisponderanno deformazioni elastiche diverse.
Vale il discorso della compensazione, all'aumentare della corsa col diminuire dello spessore da serrare, di cui sopra.
Per natura il polimero utilizzato per la costruzione della membrana, tenderà a ritornare alla forma iniziale e quindi a "ritirare" gli "spingenti" alla posizione iniziale di forma ma non lo potrà fare perchè il fluido che avrà compensato lo spazio in più e glielo impedirà, giustamente, durante l'uso. Rimane da comprendere come viene gestita questa (leggera) pressione negativa che permane nel circuito mentre non viene sollecitato perchè è evidente che se si spingono i pistoni (in un sistema tradizionale, ma anche in questo) a rientrare, il fluido defluisce verso il polmone.
Questo potrebbe essere la spiegazione della corsa che rimane allungata.
La mia perplessità è questa, riguardo il sistema: finchè il materiale della membrana sarà in "forma", cioè non comincerà a "slassare" (per usare un linguaggio terra-terra) tutto andrà bene, tralasciando la posizione che la parte periferica della guarnizione verrà ad assumere (diversa dalla originale, più in "tensione"), che succederà?
La stessa obiezione non è sollevabile per il sistema coi Q-ring.
Non vorrei aver frainteso ma ...
Non capisco perche' presumi che avvenga una compensazione con l'aggiunta di liquido al consumarsi delle pastiglie.
Dato che come correttamente sostieni, la membrana ritorna sempre nella posizione iniziale, la maggiore escursione del "pistone" dovuta al consumo delle pastiglie, si riflette in una corsa piu' lunga della leva, necessaria a "pompare" piu' liquido nella "pinza".

PS: sulla domanda finale relativa a cosa possa succedere al calare della consistenza della membrana ...
Considerato che la corsa del pistone e' comunque guidata e che il richiamo del pistone e' anche dovuto alla molla presente nell corpo leva, non dovrebbe succedere nulla.
 

AlfreDoss

Biker celestialis
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Sotto il Canto (BG)
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Specy Turbo Levo
neanch'io ho capito, in particolare se dice che le membrane si comportano o no come un classico pistone+quadring.