Freins à disque : quels sont leurs avantages et leurs inconvénients ?
Les freins à disque sont principalement utilisés dans les voitures, mais on peut aussi les trouver sur les motos ou les trains. La partie active du frein à disque est le disque, qui est freiné par la pression des plaquettes de frein.
Lorsque la pédale de frein est enfoncée, la pression s'accumule dans le système de freinage et le liquide de frein commence à pousser le piston de frein, qui appuie sur les plaquettes de frein. Cela crée une friction et, par conséquent, une force de freinage qui arrête ou ralentit le véhicule.
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Il existe deux types de freins à disque :
- Freins à disque à étrier fixe
- Freins à disque à étrier flottant
1. Freins à disque à étrier fixe
Dans le cas d'un frein à disque à étrier fixe, il y a des galets de part et d'autre de l'étrier dans lesquels se déplacent les pistons. Lors du freinage, le liquide de frein pousse les pistons, qui à leur tour poussent les disques de frein sur la surface du disque des deux côtés.
2. Freins à disque à étrier flottant
Avec un frein à disque à étrier flottant, le piston n'est situé que d'un côté de l'étrier. Le piston pousse le disque de frein sur le disque, ce qui crée une force de réaction de l'autre côté de l'étrier, déplaçant l'étrier, qui presse le disque de frein contre le disque du côté opposé au piston.
Freins à disque et leur construction
Les freins à disque sont composés de plusieurs composants, à savoir :
- Disque de frein
- Étrier de frein
- Piston de frein
- Plaquettes de frein
1. Disque de frein
Le disque est relié à la roue à l'aide de vis et tourne avec elle. Il est fabriqué en métal, en fonte trempée ou en d'autres matériaux résistant aux fortes contraintes thermiques et mécaniques. Dans les voitures de sport plus chères, il peut être en céramique.
Le disque a une forme de plaque et peut être de construction simple ou creuse (disques à refroidissement interne). Lors du freinage, de la chaleur est générée et le disque de frein chauffe. Par conséquent, certains disques sont équipés d'un refroidissement interne, un système de canaux par lesquels passe l'air, ce qui aide à refroidir.
Il existe même des disques dans lesquels des trous sont percés pour aider à drainer l'eau et la saleté et ainsi améliorer l'effet de freinage. Certains disques ont des rainures créées sur la surface de friction. Ces rainures permettent une inspection visuelle de l'état d'usure des disques, mais aussi améliorent leur capacité d'auto-nettoyage et accélèrent le rodage des plaquettes de frein.
Le disque peut avoir différentes dimensions, s'il est vrai que plus son diamètre est grand, plus le couple de freinage est important.
2. Étrier de frein
C'est une pièce fixée à la voiture et dans laquelle le piston de frein, ou plusieurs pistons dans le cas des freins à disque à plusieurs pistons, est monté.
3. Piston de frein
Il est monté dans l'étrier de frein et un tuyau de liquide de frein est fixé. Lors du freinage, le liquide de frein pousse le piston, qui pousse les plaquettes de frein sur le disque. Les voitures de sport hautes performances utilisent des versions à deux, quatre pistons ou plus du frein à disque.
4. Disques de frein
Les plaquettes de frein serrent le disque de frein entre elles et sont conçues pour créer la plus grande friction possible au contact du disque de frein. Certaines voitures sont équipées d'un capteur d'usure des plaquettes de frein qui avertit le conducteur lorsqu'elles doivent être remplacées.
Plaquettes de frein : comment fonctionnent-elles et lesquelles sont les meilleures ?
Avantages des freins à disque :
- comparés aux freins à tambour, ils sont plus simples, plus puissants et plus fiables - poids inférieur
- meilleur refroidissement
- remplacement simple
Inconvénients des freins à disque :
- prix plus élevé
- connexion plus compliquée du frein à main
- ils ne sont pas aussi résistants à la saleté que les freins à tambour
Dans les voitures moins chères, ils ne sont utilisés que sur l'essieu avant, en raison de leur prix plus élevé et de leur connexion plus compliquée au frein à main (dans les voitures de la classe moyenne et des classes supérieures, les freins à disque sont utilisés sur les deux essieux du véhicule précisément à cause de leur efficacité supérieure par rapport aux freins à tambour).