frein à disque

Un frein à disque convertit la pression hydraulique ou mécanique en friction en serrant des plaquettes de frein contre un disque rotatif, appelé rotor. Le rotor est boulonné au moyeu de roue et tourne avec la roue. Lorsque vous actionnez le frein, des étriers de chaque côté du rotor poussent le matériau de friction, généralement des composés organiques ou semi-métalliques, directement sur la surface du rotor. Ce contact direct arrête la roue plus efficacement que l'ancien système de frein à tambour.

Les rotors sont disponibles en différentes configurations. Les rotors pleins sont les plus simples, utilisés sur de nombreuses voitures de route où le poids et le coût sont importants. Les rotors ventilés ont des ailettes de refroidissement internes qui permettent à l'air de passer à travers le disque, dissipant la chaleur plus rapidement ; ceux-ci apparaissent sur les véhicules plus lourds et les voitures de performance. Les rotors percés ou rainurés améliorent encore le refroidissement et l'évacuation des gaz en créant des canaux dans la face du rotor. Les rotors en carbone-céramique, des couches liées de carbone et de matrice céramique, résistent aux températures extrêmes et offrent une durée de vie plus longue dans les applications de course et de haute performance, bien qu'ils coûtent beaucoup plus cher et nécessitent des composés de plaquettes spéciaux.

Les freins à disque excellent dans l'évacuation de la chaleur car les deux côtés du rotor sont exposés à l'air. Cela est important lors de freinages prolongés ou dans les descentes en montagne où le liquide de frein peut surchauffer dans les systèmes à tambour, provoquant un fading. Les systèmes à disque résistent également mieux à la pénétration de l'eau que les tambours ; une pluie légère n'altère pas le freinage. Cependant, les freins à disque nécessitent une fabrication de précision et génèrent plus de poussière de frein due à l'usure des plaquettes, créant des problèmes d'entretien sur les véhicules où l'accumulation de poussière est indésirable.

Les plaquettes de frein sont le composant sacrificiel. Les fabricants lient le matériau de friction à une plaque de support en acier à l'aide de résine ou de métal fritté. Les plaquettes organiques, fabriquées à partir de carbone, de caoutchouc et de résine, offrent une morsure initiale douce et un faible bruit, mais s'usent plus rapidement et fonctionnent mal à chaud. Les plaquettes semi-métalliques contiennent du fer, du cuivre ou du graphite mélangés au matériau de friction ; elles tolèrent mieux la chaleur et durent plus longtemps, mais peuvent grincer et produire plus de poussière. Les plaquettes frittées, forgées à partir de poudre métallique compressée, résistent aux températures extrêmes et conviennent à une utilisation hors route et intensive, mais exigent des rotors rigides pour éviter les fissures.

L'étrier, qui abrite les plaquettes et applique la pression, peut être flottant, fixe ou coulissant. Les étriers fixes se boulonnent rigidement à la suspension et contiennent des pistons des deux côtés du rotor pour une répartition uniforme de la pression. Les étriers flottants se déplacent légèrement pendant le freinage, s'appuyant sur un seul piston d'un côté et un équilibre mécanique pour tirer l'autre plaquette. Les conceptions flottantes coûtent moins cher et tolèrent mieux le voile du rotor, ce qui en fait la norme sur de nombreux véhicules routiers. Les indicateurs d'usure, de petites languettes métalliques collées aux plaques de support des plaquettes, produisent un grincement aigu lorsque les plaquettes s'amincissent jusqu'à une épaisseur d'avertissement, bien que toutes les plaquettes n'en soient pas équipées.

Les intervalles d'entretien dépendent du style de conduite, du matériau du rotor et du composé des plaquettes. Les plaquettes organiques typiques durent de 40 000 à 110 000 kilomètres selon la masse du véhicule et la fréquence de freinage. Les rotors durent généralement deux à trois remplacements de plaquettes avant que les limites d'épaisseur n'imposent leur remplacement. Une usure inégale, une force de freinage inégale entre les roues ou une pulsation au freinage signalent des problèmes d'étrier, des pistons bloqués ou des dommages au rotor. L'humidité piégée à l'intérieur des étriers au fil du temps favorise la corrosion des joints de piston et des pistons eux-mêmes.