Les freins sont l’un des composants les plus importants de notre véhicule, si ce n’est le plus important après les pneus. Je vous ai récemment parlé à plusieurs reprises des étriers de frein, des raisons pour lesquelles vous ne devez pas les repeindre et aussi du remplacement des freins de sa voiture mais aujourd’hui nous allons nous concentrer sur un autre élément de l’équipement de freinage : les disques de frein.
Nous avons discuté en profondeur des différences entre les freins à disque et à tambour, ainsi que des types, des composants et du fonctionnement de chacun. Dans cet article, nous vous avions promis un article complet sur les différents types de disques de frein actuellement disponibles sur le marché, et aujourd’hui il est temps de découvrir tous leurs secrets.
Commençons par une idée que nous connaissons tous, ou du moins que nous devrions connaître : la fonction de base des freins à disque. Un étrier pousse une ou plusieurs plaquettes sur le disque, ce qui provoque une friction et ralentit la rotation de l’essieu auquel il est fixé. Cependant, bien que tous les systèmes fonctionnent selon ce principe général, les pièces utilisées pour effectuer le travail varient considérablement d’un modèle à l’autre.
Examinons les avantages et les inconvénients des différents types de disques de frein.
Disques de frein pleins
Ce type de disque est fabriqué d’une seule pièce et est généralement monté sur les roues arrière, bien que sur certains véhicules, ils soient montés sur les quatre roues. Comme ils dissipent lentement la chaleur, ils sont souvent montés sur les petits véhicules car ils sont légers et ne produisent pas assez de chaleur pour se briser en cas de freinage brusque.
Ce sont les disques de frein les plus simples que vous trouverez sur le marché, et en tant que tels, ils sont les moins chers à fabriquer (ils sont généralement en fer) et les moins chers à acheter. Bien qu’ils n’aient rien d’anormal, sur certains véhicules, ils ne sont pas en mesure de dissiper la chaleur aussi efficacement que les types de disques de frein suivants.
Disques de frein ventilés
Il s’agit de disques de frein composés de deux disques séparés par des canaux radiaux, ce qui permet de les ventiler. Ces disques sont positionnés de part et d’autre de la friction dans la roue de sorte que, lorsque le disque de frein tourne, il se produit un effet de ventilateur qui génère un flux d’air constant à travers le disque pour éviter la surchauffe et la fissuration.
Ils sont généralement montés uniquement sur l’essieu avant, car c’est là que s’exerce la plus grande force de freinage, mais si le véhicule est très lourd ou très puissant, il peut être équipé de disques ventilés sur les deux essieux. En outre, ce type de disque de frein augmente la durée de vie des plaquettes de frein. Il existe de nombreux modèles différents, comme vous pouvez le voir sur l’image (canaux droits, canaux courbes, design de pilier, etc.).
Disques de frein percés
Lorsque nous utilisons les freins de manière intensive, la plaquette libère des gaz et des particules, formant un film sur le disque qui empêche la plaquette de toucher le disque de frein de manière aussi efficace, c’est ce qu’on appelle l’évanouissement des freins. Les disques de frein percés sont conçus pour leur capacité à libérer les gaz et à réduire en même temps le poids de la pièce, mais attention, car le rotor est compromis.
Nous avons expliqué qu’un disque de frein est meilleur s’il agit comme un grand dissipateur de chaleur, donc le fait de mettre un certain nombre de trous signifie une moindre capacité à dissiper la chaleur. En outre, ces trous peuvent devenir des points de tension, ce qui peut entraîner des fissures lors de freinages brusques.
Pour y remédier, ils sont généralement fabriqués en fonte à haute teneur en carbone, ce qui améliore les caractéristiques de résistance thermo-mécanique. Toutefois, il convient également de noter que les plaquettes de frein modernes ne libèrent pas autant de gaz et de particules que leurs prédécesseurs, ce qui réduit la nécessité de percer les disques de frein.
Étant donné que les inconvénients susmentionnés sont peu susceptibles d’être rencontrés lors de l’utilisation normale du véhicule, les disques de frein percés sont très courants dans les voitures modernes à hautes performances, où la conception joue un rôle très important. En outre, ils empêchent la formation d’un film d’eau lors de la conduite sur des surfaces humides.
Disques de frein rainurés
La conception des disques de frein rainurés répond essentiellement aux mêmes exigences que dans le cas précédent, avec toutefois des nuances. Les rainures à la surface du disque permettent aux gaz de s’échapper, avec l’avantage supplémentaire que l’action de « grattage » qu’elles produisent nettoie également les plaquettes. Les rainures améliorent l’adhérence des plaquettes et augmentent la friction, mais attention, elles le font au prix de l’usure des plaquettes.
Comme les disques de frein percés, ils ont un attrait supérieur, avec une variété de designs. L’une des plus remarquables et des plus pratiques est celle en forme de crochet présentée ici, qui possède les mêmes propriétés que les autres, mais réduit également les vibrations.
Si nous comparons cette conception avec la précédente :
- Les disques percés offrent une meilleure adhérence initiale au freinage que les disques rainurés.
- Les disques percés sont plus performants en cas de pluie, en raison du volume des trous par rapport aux rainures.
- Les disques percés sont plus susceptibles de se fissurer que les disques à frein rainurés.
- La dissipation du gaz est égale pour les deux.
- Les disques percés augmentent quelque peu les performances globales en raison de leur poids plus léger.
- Les disques percés ont une plus grande ventilation et doivent donc refroidir plus rapidement, mais comme ils ont moins de matériau, ils ont tendance à chauffer beaucoup plus vite que les disques rainurés. Les disques rainurés, par leur effet, génèrent plus de température.
- Les disques percés ont une surface de friction de 85% à 93%. Les disques à à freins rainurés ont 96%.
Disques de frein percés et rainurés
On peut trouver sur le marché une combinaison des deux conceptions, c’est-à-dire des disques de frein percés et rainurés. Dans ces derniers, la surface du disque n’est que partiellement perforée, ce qui laisse l’intégrité structurelle des disques intacte et, en même temps, fournit une voie d’évacuation pour les gaz et la saleté produits par les plaquettes de frein.
Ces disques de frein sont les plus légers des trois dernières options de disques de frein et présentent une surface de friction comprise entre 80 et 91 %.
Disques de frein ondulés (Wave)
Bien qu’ils soient récemment devenus à la mode sur les modèles Audi hautes performances, les disques de frein à vagues existent depuis des années dans le monde de la moto. Cependant, après le rachat de Ducati par Audi, la marque a commencé à les intégrer dans ses voitures, car il va sans dire que l’attractivité est l’un de ses plus grands atouts.
Les avantages des disques de frein ondulés – plus connus dans la marque sous le nom de Wave – comprennent une réduction significative du poids (car il y a moins de matériau) et une meilleure dissipation de la chaleur lors de la « torture » du système de freinage.
Disques de frein en carbone céramique
Un disque de frein chaud signifie des plaquettes de frein chaudes et donc un dégagement plus important de gaz et de déchets. Alors pourquoi ne pas choisir un autre matériau que la fonte ? L’une des meilleures options en matière de dissipation de la chaleur est d’abandonner la fonte et d’opter pour la céramique de carbone pour fabriquer le disque de frein, mais bien sûr, c’est aussi plus cher. Par exemple, sur l’Audi RS 4 Avant que nous avons récemment testée, nous parlons de 7 910 euros.
Si nous recherchons une meilleure performance de freinage, la clé n’est pas la conception du disque de frein, mais les composés dont il est constitué et la surface de friction qu’il offre.
Les disques en céramique de carbone (mieux connus sous le nom de carbone céramique) sont beaucoup plus résistants à la chaleur et ont également moins tendance à se déformer en cas d’utilisation intensive, ce qui signifie qu’ils durent généralement plus longtemps que les autres disques. En outre, ils sont souvent beaucoup plus légers que leurs homologues en fer, mais ils sont très coûteux à remplacer et nécessitent des plaquettes de frein d’un composé spécifique (qui ne sont pas non plus bon marché).
