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CI 1. : Implantation L électricité du système Le frein à disques se généralise tant sur le train avant que sur le train arrière des véhicules de tourisme. 9 10 8 2. Éléments constitutifs 1 2 3 4 5 6 7 1 : Cylindre récepteur 2 : Piston 3 : Etrier 4 : lexible 5 : Colonnette 6 : Plaquette 7 : Ressort de plaquette 8 : Disque 9 : Ecrou de moyeu 10 : Chape Doc professeur 2 sur 11
CI 3. : Conception L électricité disques/plaquettes 3.1 Les disques de freins Il existe deux types de disques montés sur les véhicules de tourisme. DISQUE PLEIN DISQUE VENTILE Le disque ventilé est parcouru de canaux internes pour l amélioration du refroidissement. On le rencontre de plus en plus du fait de l augmentation perpétuelle du poids des véhicules. 3.1 Les plaquettes de freins Elles sont constituées d un support métallique sur lequel est collée une garniture de friction. GARNITURE DE RICTION SUPPORT METALLIQUE Doc professeur 3 sur 11
CI 4. : Principe L électricité de fonctionnement 4.1 L étrier flottant 4.1.1 Eléments constitutifs (position repos) Étrier Colonnette Disque Canalisation hydraulique Piston Plaquettes Colonnette 4.1.2 onctionnement (freinage) Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, la pression hydraulique s établit dans le cylindre récepteur. Celle-ci agit d une part sur le piston qui appuie sa plaquette sur le disque. Elle agit d autre part, sur le fond de l alésage du cylindre. Ce qui induit le coulissement de l étrier sur les colonnettes et la mise en contact de la deuxième plaquette avec le disque. Doc professeur 4 sur 11
4.2 L étrier fixe 4.2.1 Eléments constitutifs (position repos) Plaquettes Étrier Canalisation hydraulique Pistons Disque 4.2.2 onctionnement (freinage) Lorsque le conducteur appuie sur la pédale de frein, la pression hydraulique s établit dans les deux cylindres récepteurs. Celle-ci agit également sur chacun des pistons qui appuient leurs plaquettes respectives sur le disque. Doc professeur 5 sur 11
4.3 Retour des plaquettes en position repos L obtention du retour des plaquettes en position repos est réalisée par deux mécanismes. - Le premier est la déformation du joint torique entraînant le retour du piston : Au repos, le joint a une forme rectangulaire. Au freinage, le piston se déplace et déforme le joint. Lorsque la pression chute, le joint reprend sa forme initiale et ramène le piston. - Le second est le voile du disque : VOILE = 0 mm VOILE = 0.08 mm En effet le disque mmmm est volontairement voilé de quelques centièmes de millimètres pour permettre le retour des plaquettes après un freinage. Doc professeur 6 sur 11
4.4 Système de rattrapage de jeu d usure des plaquettes Le joint a atteint sa déformation maximale. Mais, il subsiste un jeu entre la plaquette et le disque. Le piston est obligé de glisser sur le joint pour continuer d avancer. Lorsque la pression chute, le joint reprend sa forme initiale et ramène le piston dans une nouvelle position. La distance parcourue par le piston par rapport au joint correspond au rattrapage automatique du jeu d usure, entre plaquettes et disques. Doc professeur 7 sur 11
CI 5. : Maintenance, L électricité contrôles et risques professionnels 5.1 Epaisseur des éléments Disques Outil: Micromètre Méthode: 4 points de mesure 4 points de mesure On compare les relevés aux valeurs du constructeur Outil: Pied à coulisse Plaquettes 1 ère méthode: Mesure épaisseur support + garniture 2ème méthode: Contrôle visuel de la profondeur de la rainure On compare les relevés aux valeurs du constructeur L utilisation d une soufflette est interdite sur les systèmes à friction tel que les disques ou les tambours (risque d absorption de poussières cancérigène). 5.2 Voile du disque Outil: Comparateur Méthode: On tourne le disque et on mesure l écart horizontal entre la position mini et la position maxi du disque (le voile) On relève la valeur du voile pour éviter les vibrations lors des phases de freinage Doc professeur 8 sur 11
5.3 Usures caractéristiques Coup de feu Criques Rayures profondes Ces défauts peuvent provenir de plaquettes non adaptées au véhicule ou de chocs thermiques. Un disque représentant ces défauts entraîne le remplacement du jeu (plaquettes + disque). 5.4 Coulissement Colonnettes s On contrôle le bon coulissement de l étrier sur les colonnettes afin d éviter tout grippage qui engendrerait une diminution de l efficacité du système. 5.5 Etanchéité lexible hydraulique On contrôle les flexibles de freins: Craquelures, vieillissement, fuites aux raccords, coupures. Exemple : Craquelures Doc professeur 9 sur 11
Piston récepteur Piston Cache-poussière Piston On contrôle l état des différents cache-poussière ainsi que de l étanchéité au niveau du piston: On vérifie la non présence de liquide derrière son cache-poussière. 6. Evolutions technologiques : LE DISQUE DE REIN EN CERAMIQUE Le disque de frein en carbone a longtemps été la seule alternative au disque classique en fonte. Mercedes et Porsche s'apprêtent à lancer une nouvelle technologie : le disque de frein en céramique. Alors qu'elles sont les différences entre les deux technologies? L'intérêt du disque de frein en carbone tient à sa capacité de tenir des températures extrêmes de 2 500 C, ce qui permet d'absorber une très grande puissance de freinage. Il est maintenant couramment utilisé en compétition et Venturi a été une des rares marques à l'utiliser sur des modèles routiers. Mais une utilisation à plus grande échelle n'est pas envisageable car le disque en carbone doit monter au minimum à 800 C pour être efficace. De plus, son usure est rapide et son prix élevé. Mercedes et Porsche lance actuellement sur le marché une nouvelle technologie : le disque de frein en céramique. Mercedes annonce que ce disque supportera des températures jusqu'à 1 400 C sans déformation, fissure ou vibration. De plus, il aura la capacité de fonctionner dès les basses températures, ce qui le rendra suffisamment progressif pour être utilisée par Monsieur ''Tout le monde''. Le disque est fixé sur une bague isolante pour ne pas transmettre la chaleur au moyeu. Son coefficient de frottement disque/plaquette est 0,50 plus élevé que le disque en fonte. Ce coefficient de frottement est insensible à l'eau et le disque est insensible à la corrosion. Doc professeur 10 sur 11
Photo : Mercedes Le disque en céramique est deux fois plus léger que le disque classique. Porsche annonce un gain de poids de 16 kg pour l'ensemble de la voiture pour des disques de 350 mm de diamètre et revendique une durée de vie de 300 000 km. Le disque en céramique est le résultat d'un traitement particulier de fibres de carbone et de silice cuit à 1 700 C.. Sa dureté est proche de celle du diamant. Les plaquettes de frein sont en alliage de métal. Les disques de frein en céramique de la société ALS/Brembo ont remporté les 24 heures du Mans 2000 avec Audi. Les pilotes l'ont choisis pour sa meilleure progressivité alors que le disque en carbone de la société Carbone Industrie reste maître en ormule 1 pour sa plus grande puissance. Le disque de frein en céramique équipera la Mercedes CL 55 AMG sous l'appellation C-Brake (Céramic Brake) et sur la Porsche 911 turbo sous l'appellation PCCB (Porsche Ceramic Composite Brake) au prix de 15 000 marks, soit 57 000. Photo : Porsche Le disque en céramique reste cependant chère et long à fabriquer. En octobre 2001, le spécialiste du frein, Brembo, a annoncé qu'il avait mis au point un disque en carbone renforcé de matériaux composites. Cette technique de fabrication permettrait d'obtenir les mêmes qualités que le disque en céramique, mais avec un délai de fabrication raccourci. Doc professeur 11 sur 11