Thèmes:
- Informations générales sur le frein à disque
- Versions de frein à disque (étrier fixe et flottant)
- Freins en carbone-céramique
- Disques de frein ventilés et perforés
- Libérez les blocs
- Mesurer l'épaisseur du disque de frein
- Disque de frein tordu
- Mesurer le faux-rond du disque de frein
Informations générales sur le frein à disque :
Le disque du frein à disque est fixé entre le moyeu et la jante. Le disque de frein tourne donc toujours avec la roue. Les plaquettes de frein sont placées des deux côtés du disque de frein. Lors du freinage, les garnitures de frein sont pressées contre le disque, de sorte que la vitesse de rotation du disque de frein diminue. La chaleur est créée par la friction entre la garniture de frein et le disque de frein.
La figure montre un aperçu du frein à disque. Lorsque les freins sont appliqués, le liquide de frein via la conduite de frein dans le grand espace (indiqué en jaune) derrière le piston de frein. Le liquide de frein étant incompressible, l’accumulation de pression entraînera le déplacement du piston de frein vers l’extérieur. À ce moment-là, la plaquette de frein est appuyée contre le disque de frein.
L'étrier sur la photo est du « type flottant ». Cela signifie que l'étrier de frein peut coulisser d'avant en arrière via des broches de guidage, car il n'y a qu'un seul piston de frein. La section suivante décrit les différences entre un étrier flottant et fixe.
Cliquez ici pour accéder à la page du frein de stationnement.
Versions avec freins à disque :
Les freins à disque peuvent être équipés d'un étrier flottant ou fixe. Cette section décrit le fonctionnement des deux types.
Frein à disque avec étrier flottant :
Avec un étrier flottant, le frein fonctionne avec un seul piston de frein. Lors du freinage, le piston presse d'abord la plaquette de frein intérieure (sur le côté du piston de frein) contre le disque de frein. L’étrier de frein va donc se décaler vers la droite. Ceci est possible grâce aux deux broches de guidage sur lesquelles l'étrier de frein peut glisser. Étant donné que l'étrier de frein se déplace sur la goupille de guidage lors du freinage, la plaquette de frein extérieure est également poussée contre le disque. L'inconvénient de l'étrier de frein flottant est que la plaquette de frein intérieure s'use souvent plus rapidement que la plaquette extérieure, car la plaquette extérieure est souvent pressée avec moins de force contre le disque de frein. C'est pourquoi il est toujours très important de regarder particulièrement la plaquette de frein intérieure lors du contrôle. Lorsque la plaquette de frein extérieure mesure 5 mm, la plaquette de frein intérieure peut mesurer 3 mm.
Frein à disque avec étrier fixe :
Avec cette construction, il y a deux pistons de frein dans l'étrier de frein, un de chaque côté du disque. L'étrier de frein est monté sur la fusée d'essieu et ne bouge pas lorsque le frein est appliqué, comme c'est le cas avec l'étrier de frein flottant. Lorsque la pédale de frein est actionnée, le liquide de frein appuie contre les deux pistons de frein. L'avantage de ce système est que les deux plaquettes de frein sont pressées contre le disque de frein avec la même force.
Freins en carbone-céramique :
Avec les disques de frein conventionnels, les températures peuvent monter très haut lors d'un freinage prolongé et énergique. Cela peut entraîner un affaiblissement des freins, ce qui réduit la puissance de freinage. C'est particulièrement un problème dans les voitures de course et de sport.
C'est pour cette raison que les constructeurs automobiles utilisent de plus en plus de freins en carbone-céramique depuis 2000. La température des disques de frein en carbone-céramique devient également très élevée (maximum 1350°C), mais à haute température, les propriétés de friction restent stables. Il n’y a donc pas d’affaiblissement des freins à haute température.
L'effet de freinage est optimal lorsque les freins sont réchauffés.
Le matériau de ces disques de frein est très dur. Cela signifie que les disques de frein durent beaucoup plus longtemps que les disques de frein conventionnels. Des précautions doivent être prises lors du démontage/montage des roues par exemple ; Cogner la roue contre le disque de frein peut facilement endommager les disques de frein.
Un autre avantage des disques de frein en carbone-céramique par rapport aux disques de frein conventionnels est leur faible poids. Un disque de frein en carbone-céramique pèse jusqu'à 70 % de moins qu'un disque de frein « normal ». Cela profite à la masse non suspendue, que l'on souhaite maintenir aussi basse que possible pour des caractéristiques de conduite optimales de la voiture.
L'inconvénient de ce type de disque de frein est le prix ; le surcoût des freins céramiques sur une voiture neuve peut s'élever à plus de dix mille euros.
Disques de frein ventilés et perforés :
La figure montre des disques de frein à la fois ventilés et perforés. Les ouvertures dans les disques de frein permettent à l'air de circuler à travers eux, afin que les disques de frein puissent refroidir plus rapidement après le freinage.
Libération des blocs :
Lorsque le freinage est arrêté, les plaquettes de frein doivent à nouveau se détacher du disque de frein. Il y a un anneau en caoutchouc autour du piston de frein (numéro 4 dans l'image ci-dessous) qui assure l'étanchéité entre le piston et le cylindre de frein. L'anneau se déforme lors du freinage. Lorsque vous relâchez la pédale de frein, l'anneau en caoutchouc reprend sa forme initiale. Le piston est légèrement tiré vers l'arrière, libérant les blocs du disque. Avec cette construction, il y a presque toujours un jeu entre la plaquette de frein et le disque. À mesure que les plaquettes de frein s'usent, le piston se déplace dans l'anneau en caoutchouc.
Le cache-poussière est indiqué par le numéro 1. Le cache-poussière empêche l'humidité et la saleté de pénétrer dans l'étrier de frein et empêche le liquide de frein de s'échapper de l'étrier de frein.
Mesure de l'épaisseur du disque de frein :
Les disques de frein s'usent toujours à cause de l'utilisation et durent un ou deux jeux de plaquettes de frein. Le disque de frein s'amincit avec l'usure. Les constructeurs automobiles déterminent une limite dans laquelle un disque de frein peut être usé. Ceci est indiqué dans la documentation du véhicule sous le nom d'« épaisseur minimale du disque de frein ».
L'épaisseur des disques de frein peut être déterminée à l'aide d'un étrier spécial pour épaisseur de disque de frein. La mesure de l'épaisseur du disque de frein n'est pas possible avec un étrier normal être effectué car l'étrier normal a des mâchoires de mesure plates et mesure donc l'épaisseur des bords (rouille) du disque de frein. Ce n'est pas le but, car on ne s'intéresse qu'à l'épaisseur d'usure des plaquettes de frein sur le disque. La surface de contact où la plaquette de frein touche le disque de frein est mesurée avec un pied à coulisse pour le disque de frein. Cela peut être vu dans l’image ci-dessous et est expliqué ci-dessous.
Il y a des cames entre les deux mâchoires de mesure qui sont placées contre la bande de roulement des disques de frein, c'est-à-dire les parties où les plaquettes de frein touchent les disques de frein. Les pattes dépassent, de sorte que vous n'êtes pas gêné par le bord plus épais (rouille) du disque lors de la mesure. Pour déplacer le pied à coulisse sur le bord rouillé, vous pouvez faire glisser le vernier (qui servira à lire plus tard). Pendant la mesure, la vis de verrouillage doit être serrée pour que le vernier ne puisse plus bouger.
L'image montre un tel étrier.
Lors de la mesure, les mâchoires de mesure doivent être appuyées contre le disque de frein avec les pattes (voir image ci-dessous). Le vernier doit être déplacé jusqu'à la butée, c'est-à-dire vers l'extrême droite, jusqu'à ce qu'il ne puisse plus aller plus loin. La vis de verrouillage doit ensuite être serrée pour que le vernier ne puisse plus glisser d'avant en arrière sur la règle. À ce stade, la taille du disque peut être extraite du disque de frein. Les mâchoires de mesure peuvent être décalées pour passer sur le bord (rouille) car le vernier est bloqué en position extrême. La position des mors de mesure n'a aucune influence sur la valeur indiquée du vernier sur la règle.
Une fois le pied à coulisse retiré, la valeur peut être lue sur le vernier et la règle. L'image ci-dessous est un agrandissement de la mesure du disque de frein mesurée ci-dessus. La taille indiquée est de 21,2 mm.
Sur le véhicule dont le disque de frein a été mesuré, l'épaisseur minimale du disque de frein est de 22,0 mm. La valeur mesurée, 21,2 mm, est donc inférieure à la valeur minimale. Les disques de frein doivent donc être remplacés. Si la valeur mesurée était supérieure à l'épaisseur minimale des disques de frein, les disques de frein seraient encore suffisamment épais pour accueillir un nouveau jeu de plaquettes de frein.
Brève explication sur la façon de lire l'étrier :
Il y a une longue ligne sur la règle à gauche du 2. Il s'agit de la ligne de 2 cm, soit 20 mm.
Le 0 du vernier dépasse légèrement les 21 mm. Cela signifie que la taille est légèrement supérieure à 21 mm, il y aura donc un nombre après la virgule décimale. Pour déterminer ce numéro, vous devez regarder à quelle ligne correspondent la règle et le vernier. Il s'agit de la deuxième ligne (en partant de 0), donc la valeur exactement mesurée est de 21,2 mm.
Sur la page outils de mesure mécaniques plus d'explications sont données sur la mesure mécanique.
Courbe du disque de frein :
Lorsque le conducteur freine brusquement, certaines parties du système de freinage deviennent très chaudes. Les disques de frein atteignent des températures supérieures à 300° Celsius lors d'un freinage prolongé. Si le conducteur appuie ensuite sur la pédale de frein lorsque la voiture est à l'arrêt, les plaquettes de frein sont plaquées contre un disque immobile. Le disque de frein refroidira d'un côté ; cela signifie que le disque de frein refroidit sur toute sa surface, sauf là où les plaquettes de frein touchent le disque de frein.
La différence de température peut provoquer une légère déformation du disque de frein, le rendant ainsi « tordu ». Le volant vibrera alors lorsque la pédale de frein sera enfoncée. La vibration peut également être si forte qu’elle peut être ressentie dans toute la voiture.
Une autre possibilité de déformation des disques de frein est la conduite dans une flaque d'eau après un freinage sur une distance considérable. L'eau qui se retrouve sur le disque de frein peut provoquer un refroidissement unilatéral, ce qui peut entraîner une déformation du disque de frein.
La section suivante décrit comment mesurer le voile du disque de frein.
Pour mesurer le voile du disque de frein :
Lorsque le volant de la voiture vibre pendant le freinage, cela peut indiquer des disques de frein déformés. Les vibrations sont souvent déjà perceptibles à basse vitesse du véhicule. Pour exclure si les vibrations ne sont pas causées par d'autres composants de la suspension, le voile des disques de frein peut être mesuré.
Lors de la mesure du voile du disque de frein, un mécanisme doté d'un aimant est monté sur une partie fixe du véhicule (par exemple l'amortisseur). Un micromètre est monté à l'extrémité, avec l'aiguille placée contre le disque de frein. Cela peut être vu dans l’image ci-dessous.
Une fois le comparateur à cadran réglé sur 0 et le mécanisme solidement monté, le disque de frein peut être tourné. L'aiguille micrométrique indiquera jusqu'où le disque de frein entre et sort. Dans l'image ci-dessous, vous pouvez voir qu'à un certain moment, le micromètre indique 20. Ce 20 représente 0,20 mm. Pour ce véhicule, les données d'usine indiquent que le voile maximum autorisé du disque de frein est de 0,1 mm. Dans ce cas, le faux-rond est supérieur de 0,1 mm à celui autorisé, il s'agit donc d'un disque de frein déformé.
Dans certains cas, il peut arriver que le moyeu de la roue soit également plié. Pour garantir que seuls les disques de frein provoquent la vibration, le disque de frein peut être retiré du moyeu et la même mesure peut être effectuée sur le moyeu. Si, dans ce cas, l'aiguille du micromètre s'éloigne également trop, le moyeu, et donc également le roulement de roue, doivent être remplacés en même temps que le disque de frein.
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