Por que o freio a disco hidráulico parou de funcionar ao descer uma montanha íngreme?

Eu andava de bicicleta de montanha com um trailer de bicicleta anexado. Três crianças (de 4 a 8 anos) estavam dentro do trailer (trailer de aço). Descemos de cerca de 500 m acima do nível do mar para 150 m acima do nível do mar, com uma inclinação de 15 a 20%.

Meus freios a disco hidráulicos (Avid Juicy 3 com discos de 180 mm) ficaram muito quentes e algo começou a fumar e cheirar mal. Quando eu estava a cerca de 250 m acima do nível do mar, parei a bicicleta, porque as crianças estavam reclamando do mau cheiro.

Quando eu queria continuar o passeio, o freio dianteiro não funcionou. Eu poderia facilmente puxar a alavanca do freio sem resistência! Como se o cabo estivesse quebrado e o fluido dentro tivesse sumido. Eu parei novamente. Era noite (escuro) e não consegui encontrar nada.

Continuei o passeio muito devagar, apenas usando o freio traseiro, puxando a alavanca do freio dianteiro várias vezes para entender o problema. Quanto mais eu puxava a alavanca, a resistência para puxá-la aumentava e o freio voltava a funcionar.

Para resumir o problema: O freio parou de funcionar completamente depois que eu parei a bicicleta (mas antes estava funcionando como um encanto, apenas com um cheiro ruim). E comecei a trabalhar novamente, quando puxei a alavanca algumas vezes.

Agora as perguntas:

• Por quê?
• O que aconteceu?
• Desde então, o freio está funcionando normalmente novamente. Como isso é possível?

O que você experimentou foi o desbotamento do freio. Há duas razões pelas quais isso acontece:

1. O fluido dentro do freio ferve liberando gás para o sistema, o que faz com que os freios pareçam esponjosos e depois inexistentes.
2. A pastilha e o rotor esquentam o suficiente para não funcionar, parece que você está aplicando o freio, mas não funciona.

Você parece ter experimentado o primeiro. Isso é exacerbado pela água na linha de freio, uma vez que ferve em um ponto mais baixo, o fluido DOT nos freios Avid é higroscópico e atrai e retém água no fluido de freio. Você também pode ter ar na linha, o que também exacerbaria o problema.

O peso adicional do trailer e das crianças (eu estimaria quase 100 kg adicionais) colocam mais trabalho nos freios para manter a velocidade baixa. Esta é a principal causa do desbotamento do freio e por que você não o experimentou antes. A técnica de frenagem desempenha um papel importante, embora nesta situação esteja fora do seu controle. Se você acionar os freios (longos períodos contínuos de frenagem moderada) em vez de rajadas curtas, verá que os freios aquecem muito mais rapidamente.

Em primeiro lugar, deixe os freios esfriarem para levá-lo para casa. Depois disso, também valeria a pena sangrar os freios com o novo fluido DOT, para limpar o sistema de ar e água. Também não tentaria suportar tanto peso em um trailer.

Vamos colocar um pouco de física para jogar (principalmente porque eu quero fazer alguns números ....) Suponha que os freios fizeram todo o trabalho .....

200 kg todo o peso do piloto, bicicleta, reboque e crianças. A descida vertical de 350Meter significa que você precisa dissipar 700kJ de energia = 200WH.

Encontrei uma referência a "Os freios de estrada e de montanha devem absorver 75 watts / hora de energia por um período de 15 minutos sem deixar de ser legal para venda na Europa", portanto a utilizarei nos meus cálculos. 200WH a 75WH / 15Min é de 40 minutos.

Supondo que você gaste 40 minutos fazendo a descida para não exceder o limite de 75WH / 15m dos freios, e o ângulo da inclinação é de 15 graus, 350Mters é de cerca de 1,5 km - você pode descer com segurança a colina a não mais de 2 km / a hora parece muito lenta. Talvez esse padrão seja 75WH / 15m por freio - para que você pudesse duas vezes mais rápido 4 km / h. Mesmo que outro atrito, a lavagem dos pneus e as perdas aerodinâmicas (a essa velocidade?) Representem 1/2 da perda de energia - você não pode exceder 8 km / h sem aquecer demais os freios. Mas um conjunto de freios a frio armazena energia como calor - então, qual é a taxa aceitável de dissipação de energia após 15 minutos?

Como já foi dito, você ferveu o líquido - substituí-lo não vai resolver o problema. Se você fizer isso de novo com as crianças ... "Você vai precisar de um freio maior" ... duh da, duh da .... (... Referência do filme ...)

Ao pesquisar esta resposta, agora estou muito mais ciente das limitações dos meus freios - obrigado ...

Embora já existam respostas muito boas aqui, tenho a impressão de que você está mais interessado em saber por que os freios subitamente pararam de funcionar depois que você parou de andar por um momento.

Não sou especialista em freios, mas tenho uma sólida experiência em termodinâmica. A partir dessa perspectiva, parece que o que aconteceu (como explicado acima) é que você estava fervendo, o que significa que, ao continuar aplicando os freios, há mais energia térmica aplicada ao sistema. Quando a ebulição ocorre, a entrada adicional de energia leva a um aumento na pressão e temperatura em um sistema fechado como este até que a taxa de vazamento atinja um equilíbrio com a entrada de energia térmica. Isso significa que, embora exista um problema, há pressão no sistema para que, quando você aperta a alavanca, o freio seja acionado.

Assim que você para, a adição de energia térmica ao sistema termina. Pense em uma panela de água fervente em um fogão: se você tirá-la do queimador, ela parará instantaneamente de ferver (embora a temperatura não caia instantaneamente) porque lhe falta a energia necessária para sustentar a conversão de líquido em gás (calor latente vaporização), embora a temperatura ainda esteja alta.

No seu sistema de freio, a ebulição pode continuar por um curto período de tempo, à medida que a pressão diminui devido ao seu vazamento (isso reduz a temperatura necessária para ferver o líquido, para que o líquido continue a vaporizar e a sacrificar mais de sua energia térmica para isso, e temperatura e pressão diminuirão juntas até que a pressão não esteja mais alta o suficiente para vazar ou a pressão atinja a pressão atmosférica ambiente).

Enquanto você pisava no freio, os gases em expansão preenchem o vazio criado pelo vazamento e mantêm a pressão alta. Depois que a ebulição cessava, os gases condensavam ou retornavam à pressão normal (se houvesse gás sem condensação), exceto que agora você tem menos líquido no sistema com o qual começou e um espaço vago preenchido com gás a baixa pressão .

Na próxima vez que você tentar aplicar os freios, a resposta será quase nada por causa do grande vazio no sistema.

Eu suspeito que você superaqueceu a pinça, então ela se expandiu um pouco, causando um vazamento. O cheiro era de partes plásticas da pinça ou de fluido de freio queimando. Depois de esfriar um pouco, você pressiona a alavanca, fazendo com que o recurso de autoajuste do freio se ajuste à perda de fluido. Isso é o que me faz pensar que foi a perda de fluidos, em vez de a pinça estar danificada.

Eu sugiro fortemente que você leve o freio a uma loja de bicicletas e peça para eles repararem o freio - separe-os, verifique se há danos e sangre / reabasteça o fluido. É possível que as vedações internas estejam danificadas e, se ficarem quebradiças por serem aquecidas, elas provavelmente funcionarão por um bom tempo, antes que se quebrem e parem de funcionar completamente. Portanto, vale a pena alguém tirá-los, brincar com eles e depois colocá-los de volta. Ou substitua-os, se eles deixarem de ser manuseados.

Quando você recuperar a bicicleta, faça o teste de freio normal - aperte a alavanca o máximo que puder e verifique se nada cede. É melhor que quebre agora do que quando você está no meio de uma parada de pânico.

Eu tive uma experiência semelhante com discos a cabo e eles não pareciam funcionar menos bem depois (eles eram ruins para começar). Parei porque queria saber se podia, pois podia ver o fluido preto borbulhando na pinça do freio dianteiro. Quando cheguei ao final do passeio, desmontei-os e eles pareciam bem. Como isso aconteceu em um passeio de bicicleta e eles pareciam funcionar, eu os deixei na bicicleta por mais 2000-3000 km, mas, quando cheguei em casa, eu os prendi. O problema é que, se um freio falhar depois que você retira algumas peças, é tudo culpa sua, mesmo que você queime essas peças superaquecendo a pinça. Talvez especialmente se você fez isso.