¿Por qué el freno de disco hidráulico dejó de funcionar cuando bajaba una montaña empinada?

Monté mi bicicleta de montaña con un remolque de bicicleta adjunto. Tres niños (de 4 a 8 años) estaban dentro del remolque (remolque de acero). Bajamos de unos 500 m sobre el nivel del mar a 150 m sobre el nivel del mar con una inclinación de alrededor del 15 al 20%.

Mis frenos de disco hidráulicos (Avid Juicy 3 con discos de 180 mm) se calentaron mucho y algo comenzó a humear y apestar. Cuando estaba a unos 250 m sobre el nivel del mar, detuve la bicicleta porque los niños se quejaban del mal olor.

Cuando quise continuar el viaje, el freno delantero no funcionó en absoluto. ¡Podría tirar fácilmente de la palanca del freno sin resistencia! Como si el cable estuviera roto y el fluido dentro hubiera desaparecido. Me detuve de nuevo. Era de noche (oscuro) y no pude encontrar nada.

Continué el viaje muy lentamente, solo usando el freno trasero, tirando de la palanca del freno delantero una y otra vez para comprender el problema. Mientras más tiraba de la palanca, la resistencia a tirar aumentaba y el freno comenzó a funcionar nuevamente.

Para resumir el problema: el freno dejó de funcionar por completo después de que detuve la bicicleta (pero antes funcionaba de maravilla, solo con un mal olor). Y comencé a trabajar de nuevo, cuando tiré de la palanca un par de veces.

Ahora las preguntas:

• ¿Por qué?
• ¿Que pasó?
• Desde entonces, el freno vuelve a funcionar como siempre. ¿Cómo es eso posible?

Lo que experimentaste fue el desvanecimiento del freno. Hay dos razones por las que sucede:

1. El líquido dentro del freno hierve liberando gas al sistema, lo que hace que los frenos se sientan esponjosos y luego inexistentes.
2. La pastilla y el rotor se calientan lo suficiente como para no funcionar, parece que está aplicando el freno pero no funciona.

Parece haber experimentado lo primero. Esto se ve exacerbado por el agua en la línea de freno, ya que hierve en un punto más bajo, el líquido DOT en los frenos Avid es higroscópico y atraerá y retendrá agua en el líquido de freno. Es posible que también haya tenido aire en la línea que también habría exacerbado el problema.

El peso adicional del remolque y los niños (estimaría unos 100 kg adicionales casi) pone más trabajo en los frenos para mantener la velocidad baja. Esta es la causa principal del desvanecimiento del freno y por qué es posible que no lo haya experimentado antes. La técnica de frenado juega un papel importante, aunque en esta situación está fuera de su control. Si arrastra los frenos (largos períodos continuos de frenado moderado) en lugar de ráfagas cortas, verá que los frenos se calientan mucho más rápido.

En primer lugar, deja que los frenos se enfríen para llevarte a casa. Después de eso, también valdría la pena sangrar los frenos con nuevo fluido DOT para purgar el sistema de aire y agua. Además, no trataría de llevar tanto peso cuesta abajo en un remolque.

Vamos a poner algo de física para jugar (principalmente porque quiero hacer algunos números ...) Supongamos que los frenos hicieron todo el trabajo .....

200 kg de peso para ciclista, bicicleta, remolque y niños. El descenso vertical de 350 metros significa que necesita disipar 700kJ de energía = 200WH.

Encontré una referencia a "Los frenos de carretera y montaña deben absorber 75 vatios-hora de energía durante un período de 15 minutos sin dejar de ser legal para la venta en Europa", así que lo usaré para mis cálculos. 200WH a 75WH / 15Min son 40 minutos.

Entonces, suponiendo que pase 40 minutos haciendo el descenso para no exceder el límite de 75WH / 15m de los frenos, y el ángulo de la pendiente es de 15 grados, 350Mters es de aproximadamente 1.5km: puede descender la colina de manera segura a no más de 2km / la hora parece demasiado lenta. Tal vez ese estándar sea de 75WH / 15m por freno, por lo que podría duplicar la velocidad a 4km / h. Incluso si otra fricción, el fregado de los neumáticos y las pérdidas aerodinámicas (¿a esa velocidad?) Fueron la mitad de la pérdida de energía, no se pueden superar los 8 km / h sin sobrecalentar los frenos. Pero un conjunto de frenos fríos almacena energía como calor, entonces, ¿cuál es la tasa aceptable de disipación de energía después de 15 minutos?

Como otros han dicho, herviste el líquido; reemplazarlo no solucionará el problema. Si vuelves a hacer esto con los niños ... "Necesitarás un freno más grande" ... duh da, duh da .... (... Referencia de la película ...)

Al investigar esta respuesta, ahora soy mucho más consciente de las limitaciones de mis frenos, gracias ...

Aunque ya hay algunas respuestas muy buenas aquí, tengo la impresión de que está más interesado en por qué los frenos de repente dejaron de funcionar después de que dejó de conducir por un momento.

No soy un experto en frenos, pero tengo una sólida formación en termodinámica. Desde esa perspectiva, parece que lo que sucedió (como se explicó anteriormente) es que tuvo lugar la ebullición, lo que significa que a medida que continúa aplicando los frenos, se aplica energía térmica adicional al sistema. Una vez que se produce la ebullición, el aporte adicional de energía conduce a un aumento de la presión y la temperatura en un sistema cerrado como este hasta que la tasa de fuga alcanza un equilibrio con el aporte de energía térmica. Esto significa que, aunque hay un problema, hay presión en el sistema, de modo que cuando aprieta el mango, se aplica el freno.

Tan pronto como se detiene, finaliza la adición de energía térmica al sistema. Piense en una olla de agua hirviendo en una estufa: si la levanta del quemador, dejará de hervir instantáneamente (aunque la temperatura no bajará instantáneamente) porque le falta la energía necesaria para mantener la conversión de líquido a gas (calor latente de vaporización), a pesar de que la temperatura aún es alta.

En su sistema de frenos, la ebullición puede continuar por un corto tiempo a medida que la presión disminuye debido a su fuga (esto reduce la temperatura requerida para hervir el líquido, por lo que el líquido continuará vaporizándose y sacrificará más de su energía térmica para hacerlo, y la temperatura y la presión bajarán juntas hasta que la presión ya no sea lo suficientemente alta como para fugas o la presión haya alcanzado la presión atmosférica ambiental).

Mientras manejaba los frenos, los gases en expansión llenaron el vacío creado por la fuga y mantuvieron la presión alta. Una vez que cesó la ebullición, los gases se condensaron o volvieron a la presión normal (si había algún gas sin condensación allí), excepto que ahora tiene menos líquido en el sistema con el que comenzó y un espacio vacío lleno de gas a baja presión. .

La próxima vez que intente aplicar los frenos, la respuesta será casi nula debido al gran vacío en el sistema.

Sospecho que sobrecalentaste el calibrador, por lo que se expandió un poco y causó una fuga. El olor era a partes plásticas de la pinza o al líquido de frenos quemándose. Una vez que se enfrió un poco, el bombeo de la palanca hace que la función de ajuste automático del freno se ajuste a la pérdida de líquido. Eso es lo que me hace pensar que fue la pérdida de líquido en lugar de que el calibrador en sí mismo estuviera dañado.

Le sugiero encarecidamente que lleve el freno a una tienda de bicicletas y haga que reparen el freno: sepárelo, verifique si hay daños y purgue / vuelva a llenar el líquido. Es posible que los sellos en el interior estén dañados, y si se han vuelto frágiles por el calentamiento, probablemente funcionarán bien por un tiempo, antes de que se rompan y dejen de funcionar por completo. Por lo tanto, vale la pena que alguien los saque, juegue con ellos y luego los devuelva. O reemplácelos, si se rompen de ser manipulados

Cuando recupere la bicicleta, realice la prueba de frenado normal: apriete la palanca tan fuerte como pueda y asegúrese de que nada ceda. Es mejor que se rompa ahora que cuando estás en medio de una parada de pánico.

He tenido una experiencia similar con los discos de cable y no parecían funcionar menos bien después (para empezar, eran pobres). Me detuve porque quería saber si podía, ya que podía ver líquido negro saliendo de mi pinza de freno delantero. Cuando llegué al final del viaje, los separé y parecían estar bien. Como eso fue en un recorrido en bicicleta y parecían funcionar, los dejé en la bicicleta por otros 2000-3000 km, pero una vez que llegué a casa los dejé. La cosa es que si un freno falla después de sacar algunas partes, todo es culpa tuya, incluso si quemabas esas partes sobrecalentando la pinza. Quizás especialmente si hiciste eso.