Matériau de friction pour frein

Types de matériaux de friction pour freins

Les matériaux de friction pour freins sont conçus pour ralentir ou arrêter le mouvement d'un rotor ou d'un tambour lorsqu'ils sont pressés contre celui-ci. Différents types de matériaux de friction conviennent à diverses applications, telles que les véhicules légers, les camions lourds et les voitures de sport de performance. Voici quelques types courants de matériaux de friction :

• Plaquettes de frein organiques

  Celles-ci sont également connues sous le nom de plaquettes NAO (organiques non amiante). Elles sont fabriquées à l'aide de fibres naturelles comme le caoutchouc, le bois et les résines. Les plaquettes organiques sont silencieuses, douces pour les rotors et offrent une bonne morsure initiale. Cela les rend adaptées aux applications légères comme les véhicules de tourisme. Cependant, elles ont tendance à s'user plus rapidement et à moins bien performer à des températures élevées.

• Plaquettes de frein métalliques

  Celles-ci sont également appelées plaquettes semi-métalliques. Elles sont composées d'environ 30 à 70 % de fibres métalliques comme l'acier, le cuivre et le graphite, mélangées à d'autres matériaux. Les plaquettes semi-métalliques sont très durables et résistantes à l'usure. Elles supportent des températures élevées et conviennent aux applications lourdes et de performance. En contrepartie, elles produisent du bruit et sont abrasives pour les rotors.

• Plaquettes de frein en céramique

  Ces plaquettes sont fabriquées à l'aide de fibres de cuivre combinées à des particules de céramique et d'autres matériaux. Les plaquettes purement en céramique ont une teneur en cuivre plus élevée, ce qui améliore leurs propriétés de friction. Elles sont silencieuses, produisent peu de poussière et sont douces pour les rotors. Cela les rend idéales pour les applications de haute performance et les applications lourdes. Cependant, elles ont un prix élevé.

• Plaquettes de frein organiques à faible teneur en métal

  Ces plaquettes sont fabriquées à l'aide de matériaux organiques combinés à un faible pourcentage (environ 10 à 30 %) d'éléments métalliques. Les plaquettes organiques à faible teneur en métal offrent un bon équilibre entre les avantages des matériaux organiques et des composants métalliques. Elles sont plus silencieuses que les plaquettes semi-métalliques et supportent des températures modérées. Par conséquent, elles conviennent aux applications moyennes.

• Composés carbone-carbone

  Ce sont des matériaux de friction fabriqués à partir de fibres de carbone et d'autres matériaux. Ils sont principalement utilisés dans les applications aérospatiales et les véhicules haute performance qui nécessitent un freinage fiable dans des conditions extrêmes. Les composites carbone-carbone présentent une résistance, une durabilité et une stabilité thermique élevées. Cependant, ils sont coûteux et leur processus de fabrication est complexe.

Spécification et entretien du matériau de friction pour freins

Les freins sont très importants pour la sécurité des véhicules. Grâce à un bon matériau de friction pour freins, il réduit la vitesse et arrête le véhicule sans dommage. Il existe différentes spécifications et conseils d'entretien pour le matériau de friction pour freins, comme indiqué ci-dessous.

Spécification

• 1. Exigences de performance :

  Les matériaux de friction doivent répondre aux besoins de performance requis, tels que le coefficient de friction, la stabilité, le bruit et les niveaux de vibration.

• 2. Compatibilité :

  Le matériau de friction doit être compatible avec les composants de freinage, tels que le rotor de frein, l'étrier et le fluide hydraulique, pour éviter la détérioration ou la diminution des performances.

• 3. Considérations environnementales :

  Les matériaux de friction doivent respecter les règles environnementales, telles que la limitation des substances dangereuses ou la réduction des émissions de particules dans l'air. Des matériaux à faible teneur en métal ou des alternatives écologiques peuvent être spécifiés.

• 4. Résistance à l'usure :

  Les matériaux de friction doivent avoir une durabilité élevée pour minimiser les remplacements fréquents. La composition du matériau, les procédés de fabrication et les traitements de surface peuvent influencer la résistance à l'usure.

• 5. Conductivité thermique :

  Les matériaux de friction à conductivité thermique élevée peuvent transférer rapidement la chaleur de la surface de contact vers le corps du rotor, réduisant ainsi l'élévation de température. Ainsi, il réduit la décoloration des freins et maintient des performances de friction constantes. Au contraire, les matériaux à faible conductivité thermique peuvent provoquer une décoloration des freins et des performances de friction inconstantes.

• 6. Résistance à l'humidité et à l'eau :

  Le matériau de friction doit avoir des performances de friction et une stabilité constantes dans un environnement humide ou humide. La composition chimique du matériau et les traitements de surface peuvent améliorer la résistance à l'humidité et réduire la dégradation et les changements de propriétés du matériau.

Comment choisir le matériau de friction pour freins

Le choix du bon matériau de friction de frein pour une application spécifique nécessite une attention particulière à plusieurs facteurs :

• Comprendre l'application

  L'utilisation prévue du véhicule doit être considérée en premier. S'agit-il d'une voiture de ville, d'une voiture de sport, d'un véhicule de luxe ou d'un véhicule tout-terrain ? Différents types de véhicules ont des habitudes de conduite et des comportements différents. Par exemple, les véhicules utilisés pour des applications lourdes telles que les camions utilisés pour le transport de marchandises nécessiteraient des matériaux de friction plus durables. En revanche, les voitures de sport qui privilégient les performances à haute vitesse et les arrêts rapides auraient besoin de matériaux offrant des niveaux de friction élevés.

• Tenir compte des conditions environnementales

  L'environnement dans lequel le véhicule fonctionne joue un rôle essentiel dans le choix des matériaux de friction. Les véhicules dans les régions où il pleut beaucoup, où il neige ou où il gèle nécessiteraient des matériaux qui fonctionnent bien dans de telles conditions. De même, les matériaux de friction capables de résister à des températures élevées et d'offrir des performances constantes dans des conditions de chaleur extrême sont essentiels pour les engins de chantier ou les équipements miniers.

• Évaluer les caractéristiques de performance

  Les différents matériaux de friction de frein ont des caractéristiques de performance distinctes. Certains offrent une morsure initiale élevée, tandis que d'autres offrent des performances constantes sur toute la plage de la pédale de frein. Par exemple, les matériaux semi-métalliques offrent un bon équilibre entre la morsure initiale et la constance, ce qui les rend adaptés à diverses applications. D'un autre côté, les matériaux à base de carbone excellent à fournir une friction constante tout au long du processus de freinage, ce qui les rend idéaux pour les véhicules de course qui nécessitent un contrôle précis.

• Faire correspondre le coefficient de friction et le taux d'usure

  Le coefficient de friction et le taux d'usure du matériau sont des facteurs essentiels à prendre en compte. Un coefficient de friction plus élevé se traduit par une meilleure puissance de freinage, mais cela peut se faire au détriment d'une usure accrue des composants de frein. Inversement, les matériaux ayant des taux d'usure plus faibles peuvent prolonger considérablement la durée de vie des plaquettes et des disques de frein, réduisant ainsi les coûts de maintenance et de remplacement. Il est essentiel de trouver un équilibre entre les performances de friction et la résistance à l'usure, compte tenu des exigences spécifiques de l'application. Par exemple, si les plaquettes de course haute performance offrent une excellente puissance de freinage, leur taux d'usure nécessite des remplacements fréquents.

• Évaluer les caractéristiques de bruit et de vibration

  Un bruit et des vibrations excessifs lors du freinage peuvent être nuisibles au confort du véhicule et à la durabilité de ses composants. Les matériaux ayant des propriétés d'amortissement du bruit et une faible transmission des vibrations peuvent améliorer considérablement l'expérience de freinage. Par exemple, les matériaux organiques sont connus pour leur fonctionnement plus silencieux par rapport aux matériaux semi-métalliques, qui peuvent produire des grincements. De plus, l'intégration d'additifs et de technologies d'amortissement du bruit dans les matériaux de friction peut minimiser le bruit de freinage, garantissant une expérience de freinage plus douce et plus silencieuse.

• Tenir compte de la compatibilité avec les composants de frein existants

  Lors du choix des matériaux de friction, il est essentiel de garantir la compatibilité avec le système de freinage actuel, en particulier les plaquettes et les disques de frein. Des facteurs tels que le matériau des plaquettes de frein, leur conception et le type de liquide de frein utilisé doivent tous être pris en compte. Des composants incompatibles peuvent entraîner une diminution des performances, une usure accrue et des risques potentiels pour la sécurité. Par exemple, l'utilisation d'un matériau de friction incompatible avec la conception des plaquettes de frein (p. ex., forme ou taille incorrecte) peut entraîner une usure inégale, une efficacité de freinage réduite et un risque accru de panne de frein.

Comment faire soi-même et remplacer le matériau de friction pour les freins

Le remplacement des plaquettes de frein est une tâche courante que l'on peut faire soi-même. Les mécaniciens encouragent les propriétaires de voitures à vérifier leurs plaquettes de frein tous les 10 000 milles. Si elles sont usées, voici un guide étape par étape sur la façon de les remplacer.

Tout d'abord, rassemblez tous les outils nécessaires à la tâche. Cela comprend un cric de voiture, une clé à roue, des plaquettes de frein, des cales anti-grincement et un outil de rembobinage d'étrier. Il pourrait être utile d'avoir de la graisse de frein. Une fois tous les outils en place, le propriétaire de la voiture peut aller de l'avant et remplacer les plaquettes de frein.

• Garez le véhicule sur une surface plane

  Pour commencer, assurez-vous que le véhicule est garé sur une surface plane. Engagez le frein de stationnement et mettez des cales de roue. Cela empêche la voiture de rouler.

• Desserrez les écrous de roue

  Utilisez une clé à roue pour desserrer légèrement les écrous de roue. Il n'est pas nécessaire de les retirer complètement. Le véhicule doit être stable sur le sol lors du desserrage des écrous.

• Soulevez la voiture

  Placez un cric de voiture sous le véhicule et soulevez-le jusqu'à ce que la roue soit à quelques pouces du sol. Les béquilles doivent être placées sous la voiture pour fournir un support supplémentaire. Ensuite, retirez le cache-roue ou l'enjoliveur et la roue elle-même.

• Retrait de l'étrier

  Localisez l'étrier de frein et ses boulons de fixation. Utilisez la douille ou la clé appropriée pour retirer les boulons. L'étrier peut maintenant être retiré avec précaution des plaquettes de frein. Il peut être nécessaire de retirer le support d'étrier pour retirer complètement l'étrier.

• Vieilles plaquettes et cales

  Retirez les vieilles plaquettes et les cales anti-grincement du support d'étrier. Notez la position des plaquettes afin de pouvoir les installer de la même manière. Les plaques d'appui des plaquettes de frein peuvent devoir être nettoyées si elles sont trop sales.

• Nouvelles plaquettes et cales

  Préparez les nouvelles plaquettes de frein. Appliquez une fine couche de graisse de frein sur les plaques d'appui. Ensuite, installez les cales anti-grincement et positionnez les nouvelles plaquettes dans le support d'étrier.

• Installation de l'étrier et de la roue

  Remettez en place l'étrier et ses boulons de fixation. N'oubliez pas de bien serrer les boulons. Ensuite, installez la roue et serrez les écrous de roue en suivant un motif en croix. Abaissez le véhicule au sol et serrez complètement les écrous de roue. Enfin, les plaquettes de frein ont été remplacées avec succès.

Q et R

Q1. Quelles sont les exigences pour les camions lourds en ce qui concerne les matériaux de friction de frein ?

A1. Les camions lourds nécessitent des matériaux de friction de frein haute performance capables de résister à des niveaux élevés de contrainte et de chaleur générés par les arrêts fréquents. Les matériaux doivent avoir un coefficient de friction élevé pour fournir une puissance de freinage constante et fiable, même lorsque les freins sont appliqués à plusieurs reprises. De plus, les camions lourds ont besoin de matériaux de friction capables de durer plus longtemps pour minimiser les temps d'arrêt et réduire les coûts de maintenance.

Q2. Les véhicules électriques utilisent-ils des matériaux de friction de frein différents ?

A2. Non, les véhicules électriques n'utilisent pas de matériaux de friction de frein différents. Ils utilisent les mêmes matériaux que les véhicules classiques. Cependant, en raison de leur poids plus lourd dû aux batteries, les véhicules électriques peuvent nécessiter des matériaux de friction conçus pour des performances plus élevées afin de répondre aux exigences de freinage accrues.

Q3. À quelle fréquence les matériaux de friction de frein doivent-ils être remplacés ?

A3. L'intervalle de remplacement des matériaux de friction de frein dépend de divers facteurs, tels que les conditions de conduite, le type de matériau utilisé et la fréquence d'utilisation des freins. En général, il est recommandé de les inspecter tous les 10 000 milles et de les remplacer une fois qu'ils sont usés pour maintenir des performances de freinage optimales et garantir la sécurité.

Q4. Quelle est la différence entre les matériaux de friction organiques et métalliques ?

A4. Les matériaux organiques sont généralement fabriqués à partir de fibres naturelles, de charges et de résines. Ils sont silencieux et produisent moins de bruit et de poussière, mais ont une durée de vie et une durabilité inférieures à celles d'autres matériaux. Les matériaux métalliques, quant à eux, sont composés d'acier, de cuivre ou d'autres métaux. Ils sont très durables et offrent d'excellentes performances de freinage, mais ils ont tendance à être bruyants et peuvent produire plus de poussière.

Q5 : Les matériaux de friction de frein peuvent-ils être utilisés pour différents types de véhicules ?

A5 : Oui, certains matériaux de friction sont conçus pour divers véhicules, tels que les voitures particulières, les camions et les VUS. Cependant, il est essentiel de choisir le bon matériau adapté aux besoins spécifiques du véhicule et aux habitudes de conduite pour garantir des performances de freinage optimales et la sécurité.