Les plaquettes de frein sont un composant des freins à disque utilisés dans l'automobile et d'autres applications. Les plaquettes de frein sont composées de plaques de support en acier avec un matériau de friction lié à la surface qui fait face aux disques de frein à disque.
Les plaquettes de frein convertissent l'énergie cinétique d'un véhicule en énergie thermique par friction. Deux plaquettes de frein sont contenues dans le frein avec leurs surfaces de friction tournées vers le rotor. Lorsque les freins sont appliqués hydrauliquement, l'étrier serre ou serre les deux plaquettes ensemble sur le rotor en rotation pour ralentir et arrêter le véhicule.
Lorsqu'une plaquette de frein chauffe en raison du contact avec le rotor, elle transfère de petites quantités de son matériau de friction sur le disque, laissant un revêtement gris terne dessus. La plaquette de frein et le disque (tous deux ayant maintenant le matériau de friction), puis "collent" l'un à l'autre, fournissant le frottement qui arrête le véhicule.
Dans les freins à disque, il y a généralement deux plaquettes de frein par rotor de disque. Ceux-ci sont maintenus en place et actionnés par un étrier fixé au moyeu de roue ou au montant de suspension. Les étriers de course, cependant, peuvent utiliser jusqu'à six plaquettes, avec des propriétés de friction variables dans un schéma décalé pour des performances optimales.
Il existe quatre types de plaquettes de frein :
Les plaquettes de frein organiques sont constituées d'un mélange de matériaux courants comme le caoutchouc, le carbone, le verre/fibre de verre et autres, fixés ensemble par de la résine. Ces plaquettes de frein conviennent à la conduite quotidienne de véhicules non performants et ne produisent pas beaucoup de chaleur à l'arrêt. Ces tampons sont souvent connus sous le nom de Non-Asbestos Organic (NAO).
Ces types de plaquettes de frein dans les freins à disque étaient initialement fabriqués à partir d'amiante, un matériau absorbant la chaleur bien adapté à l'usure que subissent les plaquettes de frein. Cependant, l'amiante s'est avéré être un cancérogène très puissant, provoquant le cancer chez les personnes exposées de manière prolongée.
Lorsque ces plaquettes de frein à base d'amiante étaient usées, elles libéraient de l'amiante dans l'air pour que les conducteurs l'inhalent sans le savoir. Les fabricants ont réalisé que l'amiante n'était pas un composé sûr à utiliser dans les systèmes de freinage. En conséquence, des plaquettes de frein organiques - ou des plaquettes de frein organiques sans amiante (NAO) - ont été créées pour combler le vide.
Les plaquettes de frein organiques, qui sont de série sur environ 67 % des véhicules neufs vendus aux États-Unis, sont constituées d'un mélange de fibres et de matériaux tels que le caoutchouc, les composés de carbone, le verre ou la fibre de verre, le Kevlar, et sont liées avec de la résine. Ils ont tendance à produire moins de poussière que certains autres types de plaquettes de frein, comme les plaquettes métalliques, et sont disponibles à un prix inférieur.
Ces types de plaquettes de frein sont connus pour être bruyants et dégager beaucoup de poussière de frein. Un meilleur freinage est réalisé avec l'option Low-Metallic NAO, résultat d'une formule organique mélangée avec entre 10% et 30% de cuivre ou d'acier. Cette recette aide certainement au transfert de chaleur.
Les plaquettes de frein en céramique sont fabriquées à partir d'un composé de céramique durable, souvent renforcé avec d'autres matériaux pour faciliter la friction et la gestion de la chaleur. Le matériau des plaquettes de frein en céramique, en revanche, est plus dense et beaucoup plus durable. Les plaquettes de frein en céramique contiennent également de fines fibres de cuivre intégrées pour augmenter leur friction et leur conductivité thermique.
Bien que les freins en céramique soient généralement plus chers, ils sont très silencieux, génèrent moins de poussière à mesure qu'ils s'usent et offrent des performances constantes sur une plus large plage de températures et de conditions de conduite.
Depuis leur développement au milieu des années 1980, les plaquettes de frein en céramique ont connu une popularité croissante pour un certain nombre de raisons :
Cependant, les plaquettes de frein en céramique ont certaines limites . D'abord et avant tout, leur coût :en raison des coûts de fabrication plus élevés, les plaquettes de frein en céramique ont tendance à être les plus chères de tous les types de plaquettes de frein.
Étant donné que la céramique et le cuivre ne peuvent pas absorber autant de chaleur que d'autres matériaux, une plus grande partie de la chaleur générée lors du freinage est conduite à travers les plaquettes de frein et dans le reste du système de freinage. Cela peut entraîner une usure accrue des autres composants de frein.
Enfin, les plaquettes de frein en céramique ne sont pas considérées comme le meilleur choix pour les conditions de conduite extrêmes. Si vous choisissez entre des plaquettes en céramique et semi-métalliques par temps très froid ou à l'approche d'une course, optez pour des plaquettes métalliques.
Le dernier type de plaquette de frein est la plaquette de frein semi-métallique. Les tampons semi-métalliques diffèrent des tampons entièrement métalliques en ce qu'ils utilisent des charges pour fabriquer le composé du tampon, plutôt que d'utiliser 100% de métal. Les plaquettes de frein entièrement métalliques sont généralement réservées aux exigences de freinage vraiment extrêmes
Les plaquettes de frein semi-métalliques (ou souvent simplement appelées «métalliques») contiennent entre 30 et 70% de métaux tels que le cuivre, le fer, l'acier ou d'autres composites et souvent un lubrifiant au graphite et d'autres matériaux de remplissage durables pour compléter la fabrication. Les plaquettes de frein semi-métalliques peuvent remplir diverses fonctions, de la conduite quotidienne aux performances sur piste.
Pour de nombreux conducteurs, en particulier ceux qui apprécient les hautes performances, le choix entre les plaquettes de frein en céramique et en semi-métal est simple. Les cyclistes axés sur la performance ont tendance à préférer les plaquettes de frein métalliques car elles offrent des performances de freinage améliorées sur une plage de températures et de conditions beaucoup plus large.
Parce que le métal est un si bon conducteur de chaleur, les plaquettes de frein métalliques ont tendance à résister à plus de chaleur tout en aidant les systèmes de freinage à refroidir plus rapidement. Ils ne compriment pas non plus autant que les freins organiques, ce qui signifie qu'il faut appliquer moins de pression sur la pédale de frein pour affecter la capacité de freinage.
Cependant, il y a quelques inconvénients en ce qui concerne les plaquettes de frein métalliques par rapport aux plaquettes de frein en céramique et organiques. Les plaquettes de frein métalliques ont tendance à être plus bruyantes que leurs homologues en céramique ou organiques, ce qui entraîne une conduite plus bruyante.
Les plaquettes métalliques exercent également plus de contraintes sur le système de freinage, augmentant la contrainte et l'usure des disques de frein. Le prix des plaquettes de frein métalliques se situe entre les plaquettes organiques et les plaquettes en céramique. Ils ont également tendance à produire plus de poussière de frein que les deux autres variétés.
La différence entre les plaquettes de frein en céramique et semi-métalliques est simple - tout se résume aux matériaux utilisés pour fabriquer chaque plaquette de frein.
Lors du choix d'une plaquette de frein en céramique ou semi-métallique pour un véhicule, il existe certaines applications où les plaquettes en céramique et semi-métalliques offrent des avantages différents.
Pour les véhicules de performance, la conduite sur piste ou le remorquage, la plupart des conducteurs préfèrent les freins semi-métalliques car ils offrent une meilleure puissance de freinage sur une plus large plage de températures et de conditions. Ils sont faits d'un matériau qui conduit bien la chaleur, ce qui les rend plus capables de résister à des températures plus élevées lors du freinage tout en aidant à refroidir le système.
Les tampons semi-métalliques peuvent être plus bruyants que les tampons en céramique et leur prix se situe généralement entre les tampons organiques et les tampons en céramique.
Les plaquettes de frein en céramique, bien que plus silencieuses, peuvent également supporter des températures extrêmement élevées avec une récupération rapide, ce qui entraîne moins de dommages aux rotors. Les coussinets en céramique produisent une poussière plus fine à mesure qu'ils s'usent que les coussinets semi-métalliques, laissant moins de saleté sur les roues du véhicule.
Les plaquettes en céramique durent généralement plus longtemps que les plaquettes semi-métalliques et offrent un meilleur contrôle du bruit et moins d'usure du rotor tout au long de leur durée de vie sans sacrifier les performances de freinage. Lorsque vous choisissez entre des plaquettes de frein en céramique et semi-métalliques, n'oubliez pas que toutes les marques et tous les modèles de véhicules ne sont pas compatibles avec les plaquettes de frein en céramique, il est donc conseillé de faire des recherches.
Chaque fois que vous serrez les freins de votre véhicule, une petite quantité de matériau de friction s'use des plaquettes et/ou des sabots. Au fil du temps, le matériau de friction deviendra plus mince. Si les patins ou les chaussures ne sont pas remplacés, le matériau de friction sera entièrement usé, exposant les pièces en acier qui retenaient le matériau.
Lorsque ces pièces d'acier entrent en contact avec les disques ou les tambours, des distances de freinage excessivement longues et des dommages aux disques et aux tambours en résultent. Recherchez ces signes pour savoir quand remplacer les plaquettes ou les mâchoires de frein :
Si les plaquettes de frein d'un véhicule ont des indicateurs d'usure, un conducteur peut remarquer un bruit de grincement, de crissement ou de gémissement lorsque les freins sont serrés. Ce bruit est causé par une petite fixation métallique sur la plaque d'appui de la plaquette de frein à cette fin.
Les indicateurs d'usure fonctionnent sur le même principe que de faire glisser les ongles sur un tableau noir. Lorsque vous l'entendez régulièrement lors du freinage, il est temps d'amener votre voiture chez un spécialiste des freins pour une inspection. Notez que toutes les plaquettes de frein ne sont pas équipées de cette fonctionnalité, alors ne vous fiez pas uniquement au son pour évaluer l'état de vos freins.
Lorsque les freins sont exposés à des conditions mouillées et humides, comme après une tempête de pluie, les plaquettes peuvent émettre un bruit de crissement très similaire lors du freinage. Si un son disparaît après les premières utilisations de vos freins, c'est un bon indicateur qu'il n'y avait qu'un peu d'humidité sur les plaquettes ou les segments de frein et non un signe qu'ils doivent être remplacés.
Sur les freins à disque, vous pouvez également inspecter visuellement vos plaquettes de frein pour savoir s'il est temps de les remplacer, bien que cela puisse vous obliger à retirer les roues pour ce faire. En regardant l'ensemble de frein ou "l'étrier" tenant les plaquettes de frein, vous devriez voir vos plaquettes de frein comprimées contre votre rotor de frein.
Si le matériau de friction sur la plaquette ou la chaussure a une épaisseur inférieure à ¼ de pouce (environ sept millimètres), envisagez de faire inspecter vos freins, surtout si cela fait longtemps depuis votre dernière inspection.
Si vous entendez un bruit profond et faible qui ressemble à un grincement de métal ou à un grondement, cela peut être un signe que non seulement vos plaquettes de frein sont usées, mais aussi que vos plaquettes de frein ou les plaques d'appui des chaussures entrent en contact avec les disques ou les tambours. .
Comme ce contact métal sur métal peut très rapidement endommager davantage votre système de freinage, amenez votre véhicule dans un atelier de réparation dès que possible si vous entendez ce type de bruit.
Certains véhicules ont un voyant sur le tableau de bord qui signale quand il est temps de remplacer les plaquettes de frein. Consultez votre manuel du propriétaire pour voir si votre véhicule est équipé d'un système d'avertissement de coussin bas. N'oubliez pas que si le témoin s'allume, vous devrez demander à votre mécanicien de remplacer les capteurs d'avertissement ainsi que les plaquettes de frein.
La vraie réponse à la durée de vie des plaquettes et des mâchoires de frein variera d'un véhicule à l'autre et d'un conducteur à l'autre. Par exemple, si vous avez tendance à conduire le plus souvent dans des zones urbaines ou dans des embouteillages denses, vous freinerez beaucoup plus fréquemment qu'une personne qui conduit dans des zones rurales ou sur des autoroutes.
Certaines personnes ont également tendance à "freiner", ce qui signifie qu'elles appuient et appuient sur leurs freins plus habituellement que les autres conducteurs, ce qui entraîne une usure plus rapide des plaquettes de frein. Les plaquettes et les sabots de frein sont généralement considérés comme bons entre 30 000 et 35 000 miles en utilisation urbaine. Dans des situations moins exigeantes comme la conduite sur autoroute dans un trafic léger, les freins peuvent durer 80 000 miles ou plus.
Il existe quatre types de plaquettes de frein :semi-métalliques, organiques sans amiante (NAO), NAO à faible teneur en métal et en céramique. Il est important de savoir quel type convient le mieux à votre véhicule.
De nos jours, les conducteurs ont généralement le choix entre trois types de plaquettes de frein :les plaquettes de frein en céramique, semi-métalliques et organiques.
Les plaquettes de frein en céramique durent généralement plus longtemps que les plaquettes de frein semi-métalliques et, tout au long de leur durée de vie, offrent un meilleur contrôle du bruit et moins d'usure des disques, sans sacrifier les performances de freinage.
Non, presque tous les modèles de véhicules ont une forme de plaquette de frein différente. Les matériaux de friction qui se trouvent sur la plaquette sont différents car presque chaque véhicule a des exigences et des capacités de performance différentes.
Fabriqués à partir de matériaux céramiques mélangés à des fibres de cuivre, les coussinets en céramique ont été conçus pour le confort du conducteur. Ils sont les moins bruyants, produisent très peu de poussière de frein salissante et sont stables sur une large plage de températures. Et ils durent le plus longtemps.
Les plaquettes de frein frittées ou métalliques sont constituées d'un mélange de particules métalliques pressées ensemble. Ils sont plus durables que les tampons organiques et devraient durer plus longtemps car ils supportent beaucoup mieux la saleté et l'humidité.
Les plaquettes de frein durent généralement entre 30 000 et 70 000 miles, mais certaines peuvent durer jusqu'à 100 000 miles. De nombreux facteurs expliquent cette large gamme. Premièrement, les plaquettes de frein sont disponibles dans une variété de types et de compositions et sont fixées à des systèmes de freinage et des rotors encore plus variés.
De plus, les plaquettes en céramique mordent moins à froid que les plaquettes de frein semi-métalliques, ce qui les rend moins efficaces par temps très froid. Ils ont également tendance à avoir un coefficient de frottement inférieur à celui des plaquettes de frein semi-métalliques (un coefficient de frottement plus élevé signifie une meilleure capacité de freinage).
Ne jugez pas une plaquette de frein uniquement sur la couleur du matériau de friction. Tous les matériaux de friction gris foncé ne sont pas des matériaux de friction de frein semi-métalliques, certaines plaquettes de frein de cette couleur peuvent être en céramique ou en matériaux NAO. Pour connaître le type de friction, utilisez la boîte ou le catalogue du fabricant de plaquettes de frein.
La raison pour laquelle ils sont si chers est entièrement due au processus de production. Il faut beaucoup de temps et beaucoup d'efforts pour les construire, chaque disque de frein prenant près d'un mois à fabriquer.
Beaucoup de ces nouveaux matériaux de friction à teneur réduite en cuivre et sans cuivre fonctionnent en fait mieux que les matériaux de friction de dernière génération qu'ils remplacent. Les améliorations incluent une meilleure puissance de freinage, une meilleure résistance à l'usure et une réduction de la poussière et du bruit.
Il y a des plaquettes de frein sur chacune des roues de votre véhicule. La plupart des mécaniciens recommandent de remplacer les plaquettes de frein à l'avant ou les plaquettes de frein à l'arrière en même temps. Si une plaquette de frein sur l'essieu avant est remplacée, toutes les plaquettes de frein sur l'essieu avant doivent être remplacées.
Vous devez tenir compte de la durée de vie des plaquettes ainsi que du rotor lors de l'engagement des plaquettes de frein. Bruit et vibration : Vous voudrez tenir compte de la quantité de bruit, de vibrations et même de sensation de pédale en appuyant sur la plaquette de frein. Niveaux de poussière : Les plaquettes de frein peuvent accumuler de la poussière qui s'accroche ensuite à votre roue.
