I.12.3 Endurance
Un autre critère d'évaluation d'un frein
à disque est son endurance. Plus précisément, il s'agit de
garantir dans la durée l'ensemble des fonctions du système,
éviter toute avarie dangereuse et définir un seuil d'usure
à partir duquel les pièces doivent être changées.
Pour dimensionner un disque de frein, il faut alors connaître les avaries
susceptibles d'apparaître. Les observations expérimentales
permettent d'établir la liste des endommagements suivants
Chapitre I Etude Bibliographique
(certains peuvent se manifester sur un véhicule en
clientèle, d'autres ne surviennent que lors d'essais sur banc) :
· du faïençage sur les pistes de frottement
(Fig.I.24) ;
· des fissures radiales sur les pistes de frottement
(Fig.I.25) ;
· des fissures au pied des ailettes (Fig.I.26) ;
· une fissure circulaire (Fig.I.28), (Fig.I.29) au niveau
de la gorge qui peut aboutir à la rupture du disque (Fig.I.27) ;
· de l'usure (Fig.I.30), (Fig.I.31).
Le disque s'use par frottement contre les plaquettes. En
réalité, celles-ci sont fabriquées dans l'optique de
s'user davantage que le disque (Fig.I.33). Le frottement des deux pièces
engendre des problèmes de dépôt (Fig.I.32) et d'arrachement
de matière qui modifient la nature du contact.
Fig. I.23 : Observation d'une
fissure radiale de la bordure extérieure du disque jusqu'au bol
Fig. I.24 : Faïençage
sur les pistes Fig. I.25 : Fissure radiale sur les
pistes
de frottement de frottement
Fig. I.26 : Fissure en pied
d'ailette Fig. I.27 : Rupture dans la gorge du bol
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Fig. I.28 : Section de disque
fissuré Fig. I.29 : Fissure dans la gorge
Chapitre I Etude Bibliographique
Fig. I.30 : Usure des
pistes Fig. I.31 : Usure non-uniforme
I.12.4 Autres critères
D'autres critères entrent en ligne de compte lors de
la conception d'un frein : son coût (matière première,
facilité de fabrication, etc.), son encombrement (on veut le
réduire au minimum), son poids (plus un véhicule est
léger, plus la vitesse maximale est élevée, et plus la
consommation de carburant par kilomètre est faible).
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Fig. I.32 : Dépôts de
matière sur les Fig. I.33 : Usure excessive des
plaquettes
pistes du disque
I.13 PHENOMENES THERMIQUES DANS LE DISQUE
Lors de la phase de freinage, il existe des gradients
thermiques qui apparaissent dans le disque qui causent son
endommagement. En effet, le disque tend à se dilater dans les zones
chaudes, mais il est finalement »maintenu» par les zones froides.
Cela donne lieu à des contraintes de compression avec plastification.
Lors du refroidissement, il y a apparition de contraintes résiduelles de
traction. Le disque subit donc des cycles de contraintes traction/ compression
qui s'apparentent à des cycles de fatigue thermique. Il existe
différents types de gradients thermiques :
· les gradients dans l'épaisseur des pistes ;
· les gradients surfaciques (radiaux et surtout
orthoradiaux) ;
· les gradients dans la gorge du disque.
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