¿Los frenos de disco agravarán el problema con los radios que atraviesan el borde?

Espero que un ingeniero mecánico pueda dar una respuesta educada a mi pregunta aquí. Estoy preocupado por esto porque siempre he tenido algunos problemas con los radios que atraviesan el borde de la rueda trasera de mi bicicleta de turismo. (Yo uso una rueda de 36 radios).

Considere esto: en general, un neumático trasero se desgastará al menos 3 veces más rápido que el delantero debido a las fuerzas aplicadas a la rueda trasera por el pedaleo. Y por esta misma razón, tenemos muchos más problemas con llantas y radios en la rueda trasera que en la delantera.

Estoy tratando de señalar que las fuerzas relativamente pequeñas asociadas con el pedaleo, que se transmiten a través de los radios, ya causan que la rueda trasera y el neumático fallen mucho más rápido que la rueda delantera y el neumático.

Ahora considere que el freno trasero solo puede hacer que la bicicleta desacelere a una velocidad de aproximadamente 5 veces la que podemos acelerar con los pedales, lo que implica aproximadamente 5 veces la fuerza sobre la rueda.

Cuando se aplica un freno tradicional, las fuerzas se transmiten desde el freno al suelo, principalmente a través de la circunferencia de la llanta. Si bien ciertamente habrá algunas fuerzas adicionales en los radios, no creo que sea sustancial.

Sin embargo, con un freno de disco, todas las fuerzas de frenado deben transmitirse a través de los radios. ¿No es lógico suponer que los frenos de disco causarán aún más problemas con la rueda trasera y los radios que un sistema de frenos tradicional?

Le pregunté a un distribuidor de bicicletas sobre esto, y él insistió en que esto no era un problema. Luego pasó a mostrarme el nuevo Surly Disc Long Haul Trucker. Curiosamente, esta bicicleta tiene soportes de montaje para transportar 2 radios de repuesto.

Sugeriría que esto es un truco de marketing realmente tonto, o Surly tiene una cantidad significativa de problemas con los radios rotos en esta bicicleta y hace esto para calmar las quejas de los clientes. En mi opinión, uno es tan probable como el otro.

Para repetir, ¿los frenos de disco agravan el problema con radios rotos o radios que atraviesan el borde?

Editar: después de leer los comentarios, me gustaría explicar que estoy tratando de entender las diferencias entre un freno de disco y un sistema de frenado tradicional en la forma en que las fuerzas de frenado se transmiten desde el suelo hasta el cuadro de la bicicleta.

Traté de analizar el problema yo mismo usando vectores de fuerza, pero no tengo la capacidad de razonar sobre el problema. Sospecho que los frenos de disco causan una gran tensión adicional en los radios y el aro, pero simplemente no lo sé. Por eso publiqué la pregunta.

2da Edición No tenía la intención de implicar que tengo una cantidad significativa de problemas con las ruedas. He estado conduciendo durante más de 30 años y, en un momento u otro, me he quedado a un lado de la carretera por reventar prácticamente todas las partes de la bicicleta, excepto las ruedas. (Los rieles del asiento dos veces, el poste del asiento, el cuadro, el eje trasero, el pedalier, la cadena, los pedales dos veces). Solo preguntaba si los frenos de disco agravan los problemas de las ruedas, de los cuales todos tenemos algún problema.

La rueda trasera no ve más abuso solo debido a las fuerzas del pedaleo. También soporta mucho más peso, y están distribuidos (excepto las ruedas de una sola velocidad), por lo que los radios de un lado soportan significativamente más carga que el otro. Como dice Sheldon Brown: "Si tiene la misma cantidad de radios delanteros y traseros, la rueda delantera es más pesada de lo necesario o la rueda trasera es más débil de lo que debería ser".

Sorprendentemente, una rueda de disco en realidad puede ser más fuerte que una rueda sin disco, ya que tendrá menos plato.

El frenado de disco crea algunas fuerzas que requieren cierta consideración al construir una rueda, pero eso se resuelve mediante la selección adecuada de medidores de radios.

Los frenos de disco pueden ofrecer una ventaja significativa sobre los frenos de llanta para giras, ya que puede tener una rueda bastante dañada, fuera de la verdadera, pero aún así puede frenar razonablemente bien, ya que la rueda tambaleante no afectará su frenado, lo que puede ser La diferencia entre montar y caminar a la siguiente ciudad.

Hay muchas maneras en que las ruedas pueden fallar en la naturaleza, pero los radios que atraviesan la llanta en llantas de alta calidad no deberían ser una de ellas. ¿Qué tipo de llanta tiene tu bicicleta de turismo?

Entonces, en última instancia, la respuesta es no, no necesariamente. Como todas las selecciones de piezas de bicicleta, tienen ventajas y desventajas, y si se trata de una red positiva o negativa depende de la aplicación.

Por último, los porta radios en las bicicletas han existido durante mucho más tiempo que los frenos de disco.

Un freno de cubo (cualquier tipo, freno de montaña, freno de tambor, freno de disco) ejerce un par en el cubo que se transmite a la llanta a través de todos los radios, o si el barril del cubo es flexible, principalmente en todo el lado del freno : aflojamiento de los radios delanteros, apriete de los radios posteriores - opuesto a la carga del pedaleo. Debido a que esta carga se transmite a través de muchos radios, su efecto sobre la tensión de cualquiera de ellos es relativamente pequeño siempre que la rueda tenga un patrón transversal casi tangencial y un diámetro de reborde de brida de cubo lo suficientemente grande. La fuerza sobre cualquier radio en particular es menor que la de la carga de peso, que es transportada por la reducción de la tensión de solo unos pocos radios en la parte inferior de la llanta. Sería útil leer el libro de Jobst Brandt "La rueda de la bicicleta" para comprender esto con más detalle.

Estás pensando demasiado el problema.

En última instancia, la fuerza de frenado debe transmitirse al centro de masa.

En los frenos de llanta o de disco, la fuerza se transmite a través de los radios al cubo y a través de la conexión del cubo al cuadro al centro de masa de la bicicleta y el ciclista.

Realmente no importa si la llanta está desacelerando wrt hacia el cubo (freno de llanta) o si el cubo está desacelerando wrt hacia la llanta (freno de cubo / disco), la fuerza es exactamente la misma en la dirección opuesta.

Sin embargo, en cualquier caso, la fuerza es mucho menor que la fuerza debida a la gravedad. Si la rueda es lo suficientemente fuerte como para soportar su peso, es lo suficientemente fuerte como para resistir el frenado. El neumático va a patinar mucho antes de que la tasa de desaceleración se acerque a la aceleración debido a la gravedad.

Pones al menos un orden de magnitud de fuerza mayor en una rueda que circula por un bache, de lo que usarías los frenos.

Disminuir la velocidad de la rueda y detener la bicicleta son dos fuerzas diferentes
Claramente, se necesita menos fuerza para detener la rueda cuando se conduce, en lugar de la bicicleta al revés y la rueda simplemente gira

Lo que detiene la bicicleta es el contacto del neumático con el suelo.
Esa fuerza de frenado se transmite a la bicicleta a través de los radios.
Esa fuerza se comparte en todos los radios porque la llanta es sólida.

El freno es una fuerza separada e igual y opuesta
La única diferencia es que terminan la fuerza vino de
En un freno de llanta la fuerza de tracción en el radio viene de lado de la llanta
en un freno de disco de la fuerza de tracción en el radio viene de lado del cubo
cualquier manera es la misma fuerza de tensión y el radio no sabe realmente la diferencia

Pretender una rueda mágica con dos radios de
las mismas fuerzas exactas

Es tan simple como los radios están entre la bicicleta y el suelo.
La fuerza tiene que atravesar los radios.

He tenido dos fallas en las llantas traseras en un tándem, donde acepto que las cargas en la rueda trasera son mayores que un solo. El sistema de frenado trasero es un freno de disco. Con un freno de disco, esperaría que las fuerzas de torsión en el cubo (¿es ese el término correcto?) Son mayores que en un freno de llanta donde el movimiento de frenado se aplica a ambos lados de la rueda. Con un freno de disco debe haber mayores tensiones establecidas en el lateral del disco. No soy lo suficientemente competente como para hacer los cálculos, así que no puedo decir si esto es significativo. La única razón por la que se me ocurren las fallas es que vivimos en un área montañosa y usamos mucho el disco trasero durante un viaje. La llanta trasera actual (nuestra tercera en 4 años) es, según nos han dicho, una llanta más robusta. El tiempo dirá.

Creo que esta es una gran pregunta y mucha gente aquí está discutiendo tonterías.

Como mencionó, el frenado se aplica desde el disco A TRAVÉS de los radios y hacia la llanta / neumático, mientras que en los frenos de llanta, el frenado no atraviesa los radios.

Es obvio que los frenos de disco involucran más a los radios, y Giant está de acuerdo: si observa el disco TCR 2018 y las variantes sin disco, verá que la variante del disco tiene muchos más radios: estos son exactamente los mismos cuadros:

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Además, se requiere un mínimo de dos cordones cruzados para lidiar también con las fuerzas de frenado. Las ruedas delanteras sufrirán la mayor penalización de peso debido a los cubos más pesados ​​y más radios. Por lo tanto, los juegos de ruedas equipados con disco siempre serán más pesados ​​que las ruedas tradicionales de la misma manera que los juegos de ruedas clincher siempre serán más pesados ​​que los tubulares.