Perché il freno a disco idraulico ha smesso di funzionare durante la discesa su una montagna ripida?

Ho guidato la mia mountain-bike con un rimorchio per biciclette attaccato. Tre bambini (dai 4 agli 8 anni) erano all'interno del rimorchio (rimorchio in acciaio). Siamo scesi da circa 500 m sul livello del mare a 150 m sul livello del mare con un'inclinazione del 15-20% circa.

I miei freni a disco idraulici (Avid Juicy 3 con dischi da 180 mm) sono diventati molto caldi e qualcosa ha iniziato a fumare e puzzare. Quando ero a circa 250 m sul livello del mare, ho fermato la bici, perché i bambini si lamentavano del cattivo odore.

Quando volevo continuare il viaggio, il freno anteriore non funzionava affatto. Potrei facilmente tirare la leva del freno senza resistenza! Come se il cavo fosse rotto e il fluido all'interno fosse sparito. Mi sono fermato di nuovo. Era la sera (buio) e non riuscivo a trovare nulla.

Ho continuato la pedalata molto lentamente, usando solo il freno posteriore, tirando la leva del freno anteriore ancora e ancora per capire il problema. Più spesso tiravo la leva, la resistenza per tirarla cresceva e il freno riprendeva a funzionare.

Per riassumere il problema: il freno ha smesso di funzionare completamente dopo che avevo fermato la bici (ma prima funzionava come un fascino, solo con un cattivo odore). E ho ricominciato a lavorare, quando ho tirato la leva alcune volte.

Ora le domande:

• Perché?
• Quello che è successo?
• Da allora il freno funziona di nuovo come al solito. Come è possibile?

Quello che hai vissuto è stato la dissolvenza dei freni. Ci sono due ragioni per cui succede:

1. Il fluido all'interno del freno bolle rilasciando gas nel sistema che rende i freni spugnosi e quindi inesistenti.
2. La pastiglia e il rotore si scaldano sufficientemente per non funzionare, sembra che stiate applicando il freno ma non funziona.

Sembra che tu abbia sperimentato il primo. Ciò è esacerbato dall'acqua nella linea del freno poiché bolle in un punto inferiore, il fluido DOT nei freni Avid è igroscopico e attirerà e trattenerà l'acqua nel liquido dei freni. Potresti anche aver avuto aria nella linea che avrebbe anche esacerbato il problema.

Il peso aggiuntivo del rimorchio e dei bambini (stimerei quasi 100 kg in più) fa lavorare di più i freni per mantenere bassa la velocità. Questa è la causa principale della dissolvenza del freno e il motivo per cui potresti non averlo mai provato prima. La tecnica di frenata gioca un ruolo importante anche se in questa situazione al di fuori del tuo controllo. Se si trascinano i freni (lunghi periodi continui di frenata moderata) anziché scoppi brevi, i freni si surriscaldano molto più rapidamente.

In primo luogo, lascia che i freni si raffreddino per riportarti a casa. Dopodiché varrebbe la pena spurgare i freni con nuovo fluido DOT e spurgare il sistema di aria e acqua. Inoltre, non proverei a prendere così tanto peso in discesa su un rimorchio.

Mettiamo un po 'di fisica da giocare (soprattutto perché voglio fare alcuni numeri ....) Supponiamo che i freni abbiano fatto tutto il lavoro .....

200 kg di peso totale per ciclista, bici, rimorchio e bambini. Una discesa verticale di 350 metri significa che è necessario dissipare 700kJ di energia = 200 Wh.

Ho trovato un riferimento a "I freni da strada e da montagna devono assorbire 75 wattora di energia per un periodo di 15 minuti senza essere legali per la vendita in Europa", quindi lo userò per i miei calcoli. 200 Wh a 75 Wh / 15 Min è di 40 minuti.

Supponendo quindi di dedicare 40 minuti alla discesa per non superare il limite di 75 Wh / 15 m dei freni e l'angolo della pendenza è di 15 gradi, 350 metri è di circa 1,5 km - si può tranquillamente scendere la collina a non più di 2 km / l'ora sembra troppo lenta. Forse quello standard è 75 Wh / 15 m per freno - quindi potresti essere il doppio più veloce di 4 km / h. Anche se altri attriti, sfregamenti dei pneumatici e perdite aerodinamiche (a quella velocità?) Rappresentavano la metà della perdita di energia - non è possibile superare gli 8 km / h senza surriscaldare i freni. Ma una serie di freni a freddo immagazzina energia sotto forma di calore, quindi qual è il tasso accettabile di dissipazione di energia dopo 15 minuti?

Come altri hanno già detto, hai bollito il fluido - la sostituzione non risolverà il problema. Se lo fai di nuovo con i bambini .... "Avrai bisogno di un freno più grande" ... duh da, duh da .... (... Riferimento del film ...)

Nella ricerca di questa risposta ora sono molto più consapevole delle limitazioni dei miei freni - grazie ....

Sebbene ci siano già delle ottime risposte qui, ho l'impressione che tu sia più interessato al motivo per cui i freni improvvisamente hanno smesso di funzionare dopo che hai smesso di guidare per un momento.

Non sono un esperto di freni, ma ho una solida conoscenza della termodinamica. Da quel punto di vista, sembra che ciò che è accaduto (come spiegato sopra) è che si stava verificando un'ebollizione, il che significa che mentre continui ad applicare i freni, nel sistema viene aggiunta ulteriore energia termica. Una volta che si verifica l'ebollizione, l'ingresso aggiuntivo di energia porta ad un aumento della pressione e della temperatura in un sistema chiuso come questo fino a quando il tasso di perdita raggiunge un equilibrio con l'ingresso di energia termica. Ciò significa che anche se c'è un problema, c'è una pressione nel sistema in modo che quando si preme la maniglia, il freno viene inserito.

Non appena ti fermi, termina l'aggiunta di energia termica al sistema. Pensa a una pentola di acqua bollente su una stufa: se la sollevi dal bruciatore smetterà immediatamente di bollire (anche se la temperatura non scenderà istantaneamente) perché ti manca l'energia necessaria per sostenere la conversione di liquido in gas (calore latente di vaporizzazione), anche se la temperatura è ancora elevata.

Nel tuo sistema frenante, l'ebollizione può continuare per un breve periodo man mano che la pressione diminuisce a causa della perdita (questo riduce la temperatura richiesta per far bollire il liquido, quindi il liquido continuerà a vaporizzare e sacrificherà più della sua energia termica per farlo, e la temperatura e la pressione diminuiranno insieme fino a quando la pressione non sarà più sufficientemente alta da perdere o la pressione non avrà raggiunto la pressione atmosferica ambientale).

Mentre guidavi i freni, i gas in espansione riempivano il vuoto creato dalla perdita e mantenevano alta la pressione. Una volta cessata l'ebollizione, i gas si sono condensati o sono tornati alla pressione normale (se c'era del gas non condensante lì dentro) tranne per il fatto che ora hai meno liquido nel sistema con cui hai iniziato e uno spazio vuoto riempito di gas a bassa pressione .

La prossima volta che provi ad azionare i freni, la risposta sarà quasi nulla a causa dell'enorme vuoto nel sistema.

Ho il sospetto che tu abbia surriscaldato la pinza, quindi si è leggermente espansa causando una perdita. L'odore era o parti di plastica della pinza o liquido dei freni che bruciava. Una volta che si è leggermente raffreddato, il pompaggio della leva fa sì che la funzione di autoregolazione del freno si adegui alla perdita di fluido. Questo è ciò che mi fa pensare che si trattasse di una perdita di fluido piuttosto che del danneggiamento della pinza stessa.

Consiglio vivamente di portare il freno in un negozio di biciclette e di farli riparare dal freno: smontalo, verifica la presenza di danni e spurgo / rabbocco del fluido. È possibile che le guarnizioni interne siano danneggiate e se sono diventate fragili dal riscaldamento, probabilmente funzioneranno bene per un po ', prima che si frantumino e smettano di funzionare del tutto. Quindi vale la pena chiedere a qualcuno di tirarli fuori, giocare con loro, quindi rimetterli. O sostituirli, se si rompono dall'essere gestiti.

Quando torni alla bici, esegui il normale test di frenata: premi la leva il più forte possibile e assicurati che nulla ceda. È meglio che si rompa ora rispetto a quando sei nel mezzo di un arresto di panico.

Ho avuto un'esperienza simile con i dischi via cavo e non sembravano funzionare meno bene dopo (erano poveri all'inizio). Mi sono fermato perché volevo sapere se potevo, dal momento che vedevo fuoriuscire del liquido nero dalla pinza del freno anteriore. Quando sono arrivato alla fine della corsa li ho smontati e sembravano ok. Dato che era in tour in bici e sembravano funzionare, li ho lasciati in bici per altri 2000-3000 km, ma una volta arrivato a casa li ho vinti. Il fatto è che se un freno si guasta dopo aver estratto alcune parti è tutta colpa tua, anche se hai bruciato quelle parti surriscaldando la pinza. Forse soprattutto se l'hai fatto.