Tampons en céramique: avantages et inconvénients, avis

Depuis la création des véhicules automoteurs, il est devenu nécessaire de développer un mécanisme permettant au conducteur d'arrêter la voiture à temps. Dans les transports modernes, il ne s'agit plus d'un mécanisme, mais d'un système complet composé d'un grand nombre d'éléments différents qui assurent la réduction la plus rapide possible de la vitesse d'une voiture ou d'une moto.

Le système de sécurité active et passive comprend de nombreux composants, y compris le frein. Leur dispositif comprend une ligne le long de laquelle le liquide de frein se déplace, des cylindres de frein (un principal avec un servomoteur à vide et un pour chaque roue), un disque (dans les voitures à petit budget, un type de tambour est utilisé sur l'essieu arrière, sur lequel vous pouvez lire en détail dans un autre avis), étrier (si le type à disque est utilisé) et plaquettes.

Lorsque le véhicule ralentit (le frein moteur n'est pas utilisé), le système de freinage s'accompagne d'un fort échauffement des plaquettes. Un frottement élevé et des températures élevées conduisent à une usure accélérée du matériau de l'élément de contact. Bien entendu, cela dépend de la vitesse du véhicule et de la pression sur la pédale de frein.

Pour ces raisons, la plaquette de frein doit être remplacée périodiquement. La conduite d'un véhicule dont les éléments de freinage sont usés mènera tôt ou tard à un accident. L'usure rapide des composants du véhicule, la charge élevée lors du freinage d'urgence et d'autres conditions encouragent les automobilistes à envisager l'achat de meilleurs systèmes de freinage. Parmi eux se trouve la version en céramique.

Examinons en quoi ce système diffère du système classique, quelles sont ses variétés, et aussi quels sont les avantages et les inconvénients d'une telle modification.

L'histoire des freins en céramique

La technologie même de fabrication de modifications céramiques du véhicule est apparue dans la production américaine de pièces automobiles. Malgré le fait que de nombreux constructeurs automobiles européens essaient également de maîtriser ce développement, c'est l'analogue américain qui a le maximum d'efficacité et de fiabilité. Ce système de freinage gagne de plus en plus en popularité dans le monde. Cette technologie est souvent utilisée dans l'assemblage de véhicules spéciaux: voitures de police, ambulances, camions de pompiers. Comme vous pouvez le voir, dans certains pays, cette technologie est reconnue comme la meilleure au niveau des États.

Les premiers freins ont été développés par des ingénieurs qui fabriquaient des voitures à chevaux de qualité. Au départ, il s'agissait de chaussures en bois qui, à l'aide d'un mécanisme à levier, étaient fermement pressées contre la partie extérieure de la jante. Oui, ces freins fonctionnaient, mais ils étaient dangereux. Le premier inconvénient était dû au fait que le matériau ne pouvait pas supporter un frottement prolongé et pouvait s'enflammer. Le deuxième inconvénient concernait le remplacement fréquent des chaussures usées. Troisièmement, la route pavée déforme souvent la jante, entraînant un contact inefficace de l'élément de frein avec la surface, de sorte que beaucoup d'efforts ont été nécessaires pour ralentir la circulation.

Le développement suivant, qui a commencé à être utilisé dans les transports, est une élégante chaussure en métal avec une doublure en cuir. Cet élément est toujours en contact avec la partie extérieure de la roue. La qualité du freinage dépendait de l'ampleur de l'effort du conducteur sur le levier. Mais cette modification présentait également un inconvénient important: le pneu de roue au point de contact avec le bloc s'usait, ce qui nécessitait de le changer fréquemment. Un exemple de tels systèmes est le Panhard & Levassor (fin du 1901e siècle), ainsi qu'un modèle identique de XNUMX.

Un an plus tard, l'ingénieur anglais F.W. Lanchester dépose un brevet pour la première modification de frein à disque. Le métal étant un luxe à l'époque (l'acier était principalement utilisé à des fins militaires), le cuivre était utilisé comme plaquettes de frein. Conduire des véhicules avec de tels freins était accompagné de beaucoup de bruit et les plaquettes étaient rapidement usées en raison des propriétés douces du cuivre.

La même année, le développeur français L.Renault a conçu un frein à tambour, à l'intérieur duquel se trouvaient des plaquettes semi-circulaires ici). Lorsque le système a été activé, ces éléments n'étaient pas serrés, reposant contre les parois latérales du tambour de l'intérieur. Les freins à tambour modernes fonctionnent sur le même principe.

En 1910, une telle conception a été reconnue comme la plus fiable de toutes disponibles à l'époque (en plus de celles énumérées ci-dessus, des freins à bande ont également été testés, qui ont été installés à la fois sur des voitures tirées par des chevaux et sur 425 modèles Oldsmobile apparus en 1902. ). Ces éléments étaient installés sur chaque roue. Contrairement aux développements précédents, ce produit était capable de résister à un freinage brusque sur un à deux mille kilomètres.

L'avantage des freins à tambour était qu'ils étaient protégés des influences environnementales agressives sur leurs éléments individuels. La route à cette époque était loin d'être idéale. Souvent, les voitures étaient exposées à de graves bosses, à la saleté, à l'eau et à la poussière. Tous ces facteurs ont eu une influence négative à la fois sur l'état des roues et du châssis et sur les performances des plaquettes. En raison du fait que le mécanisme était fermé, il était protégé de telles influences. De plus, le mécanisme impliquait moins d'efforts de la part du conducteur pour arrêter la voiture (les modifications hydrauliques n'avaient pas encore été développées).

Malgré ces avantages, le mécanisme présentait un sérieux inconvénient: il ne refroidissait pas bien et si le freinage était activé à grande vitesse, ce facteur pouvait entraîner une usure rapide des garnitures de friction. Même les premiers développements des freins à tambour consistaient en un grand nombre d'unités (50) et un grand nombre de pièces (200). Ce TS se composait de deux circuits. Le premier (arrière) était entraîné par une pédale, et le second (tambours avant) - par un levier à main. Pour la première fois, l'Isotta-Fraschini Tipo KM (1911) était équipée d'un tel système de freinage.

Plusieurs types de systèmes hydrauliques ont été brevetés entre 1917 et 1923. Ils sont basés sur le principe du transfert des forces du cylindre de frein principal à l'exécutif via le liquide de frein (pour plus de détails sur ce que c'est et quelles propriétés de cette substance, lisez dans un autre avis).

Après la Seconde Guerre mondiale, les constructeurs automobiles ont équipé leurs modèles de groupes motopropulseurs plus puissants, ce qui a permis aux véhicules de se développer à des vitesses toujours plus élevées. La Pontiac Bonnevile 1958 en est un exemple. Son moteur à combustion interne à huit cylindres de 6 litres lui permettait d'accélérer à 210 km / h. Les freins à tambour classiques sont tombés en panne trop rapidement et n'ont pas pu faire face à l'augmentation de la charge. Surtout si le conducteur a utilisé un style de conduite sportif.

Pour assurer la sécurité du transport, des freins à disque ont été utilisés à la place des freins à tambour. Auparavant, ce développement n'était équipé que de la course, du rail et du transport aérien. Cette modification consistait en un disque en fonte, qui était serré des deux côtés avec des plaquettes de frein. Ce développement s'est avéré efficace, c'est pourquoi les constructeurs automobiles équipent les modèles haut de gamme et de luxe de tels freins.

La différence entre les systèmes modernes est qu'ils utilisent différents composants et conceptions d'étriers (pour plus de détails sur ce que c'est, quels types sont là et comment ils fonctionnent, lisez séparément).

Il y a plus de 25 ans, l'amiante était utilisé dans les systèmes de freinage. Ce matériau avait de bonnes caractéristiques. Sa particularité est qu'il est capable de résister à des températures élevées et à de forts frottements, et c'est la charge principale à laquelle la garniture est confrontée au moment du contact ferme avec le disque de frein. Pour bonne raison, cette modification est populaire depuis longtemps et peu d'analogues pourraient vraiment rivaliser avec ce produit.

Cependant, l'amiante, qui fait partie des garnitures de véhicules, présente un inconvénient important. En raison du fort frottement, la formation de poussière ne peut pas être complètement éliminée. Au fil du temps, il a été prouvé que ce type de poussière est très nocif pour la santé humaine. Pour cette raison, l'utilisation de ces tampons a considérablement diminué. Presque tous les fabricants du monde entier ont cessé de fabriquer de tels produits. Au lieu de cela, un matériau organique différent a été utilisé.

À la fin des années 1990, les ingénieurs de plusieurs constructeurs automobiles ont commencé à considérer la céramique comme une alternative à l'amiante. Aujourd'hui, ce matériau est utilisé dans les systèmes de freinage haut de gamme, qui sont équipés de voitures de sport, ainsi que dans les modèles avec un moteur puissant.

Caractéristiques des freins en céramique

Pour apprécier les caractéristiques des freins en céramique, il faut les comparer avec l'équivalent classique, qui est utilisé par défaut dans toutes les voitures.

Près de 95% du marché des plaquettes de frein est biologique. Selon la technologie de fabrication, jusqu'à 30 composants peuvent être inclus dans la doublure sur le dernier, qui sont maintenus ensemble avec une résine organique. Quel que soit le mélange de composants qu'un fabricant particulier utilise, une plaquette de frein organique classique comprendra:

• Résine organique. Ce matériau est capable de fournir une prise ferme sur tous les composants de l'onlay. En cours de freinage, le bloc commence à générer de la chaleur dont la température peut atteindre 300 degrés. Pour cette raison, une fumée âcre commence à être libérée et le matériau brûle. Cette condition réduit considérablement le coefficient d'adhérence de la garniture sur le disque.
• Métal. Ce matériau est utilisé comme base pour décélérer un disque de frein en rotation. Le plus souvent, l'acier est utilisé pour la fabrication de cet élément. Ce matériau ne s'use pas aussi rapidement. Cette propriété rend un système de freinage économique efficace. Mais c'est aussi un inconvénient majeur des plaquettes métalliques - un freinage intensif entraîne une usure rapide du disque lui-même. L'avantage de ce matériau est son faible coût et sa résistance aux températures élevées. Cependant, il présente également plusieurs inconvénients importants. L'un d'eux est un mauvais échange de chaleur avec le disque de frein.
• Graphite. Ce composant est essentiel dans tous les tampons organiques. En effet, cela réduit l'usure du disque de frein en raison du contact constant avec le métal des plaquettes. Mais sa quantité ne doit pas dépasser un certain pourcentage avec la partie métallique. Des coussinets trop mous formeront un revêtement solide sur les jantes. Pour plus d'informations sur la façon d'y faire face, lisez séparément.

Ainsi, les caractéristiques des plaquettes organiques incluent un faible coût, un fonctionnement efficace à basse vitesse, la sécurité des disques de frein avec une utilisation modérée des freins. Mais cette option a plus d'inconvénients:

1. La présence de dépôts de graphite gâche l'aspect des jantes;
2. Il n'est pas recommandé de conduire vite et d'utiliser le frein au dernier moment, car en raison de la température élevée, les plaquettes peuvent «flotter». Dans de telles situations, il est préférable d'utiliser le freinage moteur, mais la distance de freinage dans ce cas sera de toute façon plus longue (pour savoir comment ce paramètre est mesuré, lisez dans un autre article);
3. L'activation fréquente du frein d'urgence accélère l'usure du disque, car le graphite s'évapore rapidement de l'élément et le métal commence à frotter contre le métal.

Passons maintenant aux caractéristiques des freins en céramique. Tout d'abord, la céramique ordinaire ne doit pas être confondue avec ce développement. La technologie par laquelle ces produits sont fabriqués est également appelée poudre. Tous les composants qui composent une telle chaussure sont broyés en poudre, de sorte qu'ils sont tous fermement connectés les uns aux autres. Cette caractéristique empêche non seulement l'usure rapide des plaquettes avec une utilisation fréquente du frein, mais ne forme pas non plus de dépôts de graphite sur les disques (ce matériau est beaucoup moins dans la composition des freins en céramique).

En plus du pourcentage de graphite, ces produits contiennent également moins de métal. Mais au lieu de l'acier, du cuivre est utilisé dans ces tampons. Ce matériau élimine mieux la chaleur lorsque les freins sont chauffés. Cette fonctionnalité sera pratique pour les automobilistes habitués à conduire selon le principe «les freins ont été inventés par des lâches», ils les utilisent donc au tout dernier moment. Bien que nous ne soutenions pas cette approche de la maniabilité des véhicules, les freins en céramique peuvent éviter certains accidents qui surviennent lorsque les plaquettes ne peuvent pas supporter de lourdes charges.

Une autre raison pour laquelle les tampons en céramique utilisent du cuivre plutôt que de l'acier est la douceur du métal. Pour cette raison, le produit ne se déforme pas lors d'un chauffage critique, ce qui augmente considérablement la durée de vie de l'élément.

Ainsi, contrairement à la matière organique, les céramiques ne forment pas de poussière, le coefficient d'adhérence de la garniture au disque est beaucoup plus élevé, ce qui réduit considérablement la distance de freinage de la voiture. Dans le même temps, le système est capable de résister à des températures suffisamment élevées.

Différences entre les freins en céramique

Voici un petit tableau pour vous aider à comparer les tampons organiques avec ceux en céramique:

Paramètre de comparaison:	Biologique:	Céramique:
Génération de poussière	maximum	le minimum
Vie de service	moyenne	maximum
Chauffage à disque	fort	minimum
Usure naturelle du disque	fort	minimum
Grincements de grincements	moyen	minimal
Condition de température maximale	Degrés 350	Degrés 600
Efficacité	moyen	maximum
Prix	bas	haut

Bien entendu, ce tableau ne reflète pas le tableau complet de tous les systèmes de freinage utilisant des céramiques ou des matières organiques. Une conduite silencieuse avec un freinage minimal à des vitesses élevées peut prolonger la durée de vie des plaquettes et des disques standard. Par conséquent, cette comparaison concerne davantage les charges maximales.

Les éléments exécutifs du système de freinage comprennent:

• Disques de frein (un pour chaque roue, si la voiture est équipée d'un véhicule entièrement à disque, sinon il y en a deux à l'avant et des tambours à l'arrière);
• Pads (leur nombre dépend du type de véhicule, mais en gros il y en a deux par disque);
• Étriers (un mécanisme par disque de frein).

Comme mentionné précédemment, les plaquettes et les disques deviennent très chauds lors du freinage. Pour réduire cet effet, la plupart des systèmes de freinage modernes sont conçus pour être bien ventilés. Si la voiture est utilisée dans des conditions normales, ce flux d'air est suffisant pour que les freins fassent bien leur travail.

Mais dans des conditions plus difficiles, les éléments standard s'usent rapidement et ne font pas face à leur tâche à des températures élevées. Pour cette raison, les entreprises de fabrication de véhicules introduisent de nouveaux matériaux qui n'ont pas perdu leurs propriétés de frottement à des températures élevées et qui ne s'usent pas aussi rapidement. Ces matériaux comprennent un tampon en céramique et, dans certains types de véhicules, également un disque en céramique.

Pendant le processus de fabrication, la poudre de céramique est combinée avec des copeaux de cuivre en poudre sous haute pression. Ce mélange est soumis à un traitement à haute température dans un four. Grâce à cela, le produit n'a pas peur d'un fort chauffage et ses composants ne s'effritent pas lors du frottement.

En plus de ces propriétés, le frein céramique est capable de:

• Faites moins de bruit et vibrez moins lors de l'activation du véhicule;
• Fournit un coefficient de frottement élevé dans des conditions de température beaucoup plus élevées;
• Action moins agressive sur le disque de frein (ceci est obtenu en remplaçant l'alliage d'acier par du cuivre).

Types de coussinets en céramique

Avant de choisir des coussinets en céramique pour votre véhicule, il faut noter qu'il en existe plusieurs types. Ils sont classés selon le style de conduite auquel ils sont destinés:

• Street - mode urbain avec des charges accrues sur le système de freinage;
• Sport - style de conduite sportif. Cette modification est généralement utilisée sur les voitures de sport qui peuvent circuler à la fois sur la voie publique et sur des pistes fermées;
• Extreme - conçu exclusivement pour les courses extrêmes sur pistes fermées, par exemple, les compétitions de drift (pour plus de détails sur ce type de compétition, lisez ici). Les freins en céramique de cette catégorie ne sont pas autorisés sur les véhicules circulant sur des routes normales.

Si nous parlons du premier type de coussinets, ils sont parfaits pour un usage quotidien. Les soi-disant «céramiques de rue» n'usent pas autant le disque de frein en acier. Ils n'ont pas besoin d'être préchauffés pour rouler. Les track pads sont efficaces après le préchauffage, ils ne peuvent donc pas être utilisés pour un usage quotidien. Pour cette raison, le disque s'usera beaucoup plus.

Voici quelques mythes courants concernant l'utilisation de la céramique dans les voitures conventionnelles:

1. Les plaquettes en céramique sont conçues exclusivement pour les voitures de sport, car un disque de frein conventionnel associé à celles-ci s'use rapidement. En fait, il existe des modifications adaptées pour une utilisation sur des machines conventionnelles. Ce sont des tampons en céramique amateurs. Lors de l'achat de nouveaux consommables, il est nécessaire de préciser dans quel mode ils seront utilisés.
2. Le matériau à partir duquel la plaquette de frein et le disque sont fabriqués doit être identique. Lors du développement de ce type de plaquettes, les ingénieurs les ont testés spécifiquement sur des disques de frein en acier et les ont adaptés pour eux.
3. Le tampon en céramique usera le disque plus rapidement. Les affirmations contraires ne sont pas un stratagème marketing de la part des constructeurs automobiles. L'expérience de nombreux automobilistes confirme l'erreur de cette affirmation.
4. La fiabilité des plaquettes ne se manifeste qu'en cas de freinage extrême. En fait, cette modification conserve ses propriétés sur une plage de température beaucoup plus large. Mais les freins conventionnels dans les situations d'urgence peuvent être plus dangereux (en raison d'une surchauffe, ils peuvent arrêter le freinage). Lorsqu'il est correctement sélectionné, il supportera parfaitement la charge, en fonction du style de conduite.
5. Le coût est trop élevé. Bien qu'il y ait une différence par rapport aux tampons conventionnels, cette différence n'est pas si grande qu'un automobiliste avec un revenu matériel moyen ne puisse pas se les permettre. Étant donné que cet élément a une durée de vie accrue, la fin justifie les moyens.

La céramique peut être achetée si le conducteur applique les freins fréquemment à des vitesses élevées. Il n'est pas nécessaire de l'installer sur un système de freinage conventionnel, car les éléments organiques conventionnels avec un disque en acier résistent parfaitement au mode urbain et à la conduite sur route à vitesse moyenne.

Points forts des plaquettes de frein en céramique

Si nous considérons les avantages des freins en céramique, les facteurs suivants peuvent être distingués:

• Les céramiques portent moins de disque en raison de leur faible composition abrasive. Moins de particules métalliques ne rayent pas le disque, grâce à quoi le produit a une longue durée de vie. Naturellement, plus les éléments du système de freinage doivent souvent être modifiés, plus l'entretien de la voiture est coûteux. Dans le cas des plaquettes en céramique, la maintenance programmée des freins a une durée prolongée.
• Les freins en céramique sont beaucoup plus silencieux. La raison en est la faible teneur en particules métalliques qui rayent la surface du disque.
• Augmentation de la plage de température de fonctionnement. Les produits peuvent résister à une élévation de température jusqu'à 600 degrés et à un refroidissement rapide, mais en même temps, ils ne perdent pas leurs propriétés. Les pads de type piste ont encore plus ce paramètre.
• Moins de poussière est générée. Grâce à cela, l'automobiliste n'a pas besoin d'acheter des moyens pour nettoyer les jantes de roues des dépôts de graphite.
• Ils atteignent rapidement le régime de température requis. Cela garantit que les performances de freinage ne sont pas compromises lorsque la pédale est à nouveau enfoncée.
• Avec un chauffage puissant, les coussinets ne se déforment pas, ce qui élimine le besoin de réparations fréquentes du véhicule.

Les plaquettes de frein en céramique sont utilisées avec succès non seulement dans les voitures de sport. Cette modification a fait ses preuves dans les systèmes de freinage des camions.

Inconvénients des plaquettes de frein en céramique

Par rapport aux points positifs, il y a beaucoup moins d'inconvénients de la céramique pour les freins. Par exemple, l'un des paramètres sur lesquels certains automobilistes se fient lors du choix de la version céramique est l'absence de poussière. En fait, ce n'est pas tout à fait vrai. Lors du frottement des plaquettes contre le disque, elles s'useront définitivement, ce qui signifie que la poussière est toujours formée. C'est juste qu'il n'y en a pas une si grande quantité, et même sur les disques légers, ce n'est pas si perceptible, car il contient beaucoup moins ou pas du tout de graphite.

Certains automobilistes, choisissant des pièces de rechange, ne procèdent qu'à partir du prix du produit. Ils pensent: plus le coût est élevé, meilleure est la qualité. C'est souvent vrai, mais ce n'est pas le paramètre principal sur lequel s'appuyer. Ainsi, si vous sélectionnez les céramiques les plus chères, il y a une forte probabilité qu'une version pour une voiture de sport soit achetée.

Le montage sur un véhicule standard qui est normalement utilisé n'aura que peu d'avantages et, dans certains cas, peut même provoquer un accident, car les coussinets professionnels doivent être préchauffés avant d'atteindre une efficacité maximale. Pour cette raison, vous devez sélectionner soigneusement les pièces, en partant des conditions dans lesquelles elles seront utilisées.

conclusion

Ainsi, comme vous pouvez le voir, les freins en céramique sont plus fiables et efficaces que les plaquettes classiques. De nombreux automobilistes optent pour ce produit en particulier. Cependant, il faut également tenir compte du stress que le conducteur exerce habituellement sur le système de freinage.

Des freins correctement sélectionnés peuvent améliorer la sécurité du transport dans un trafic dense, ainsi que réduire la fréquence de remplacement des plaquettes lors de freinages intenses. Un autre facteur important est que vous ne devez choisir que des produits de fabricants de confiance.

En conclusion, nous vous suggérons de regarder quelques tests vidéo de freins en céramique:

FREINS EN CÉRAMIQUE - POURQUOI?

Questions et réponses

Pourquoi les freins en céramique sont-ils meilleurs ? Idéal pour la conduite agressive. Ils sont capables de supporter un chauffage jusqu'à 550 degrés sans perte d'efficacité. Peu de poussière et de bruit. N'endommagez pas le disque.

Comment distinguer les freins céramiques ? Le type de tampons est indiqué sur l'emballage. Sauf indication contraire, ils sont à des températures de fonctionnement élevées. Ils coûtent beaucoup plus cher que les serviettes ordinaires.

Combien de temps les tampons en céramique durent-ils? Par rapport aux plaquettes conventionnelles, ces plaquettes sont beaucoup plus durables (dépend de la fréquence des freinages brusques). Les plaquettes s'occupent de 30 à 50 XNUMX avec des freinages fréquents.